EP0393557B1

EP0393557B1 - Spindelantrieb

Info

Publication number: EP0393557B1
Application number: EP90107172A
Authority: EP
Inventors: Walter Hahn; Ferdinand Dr. Lutz; Manfred Jahn
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AG Germany; ABB AB
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1990-04-14
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-04-14
Also published as: DE59008390D1; EP0393557A3; EP0393557A2; DE3913080A1; US5024115A

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE-B 16 90 093 ist ein Motorantrieb für elektrische Schalter mit einer auf einer Spindel laufenden Wandermutter bekannt geworden, die mit einem Kulissenarm zusammenwirkt, der eine Ausnehmung aufweist, in die eine Rolle an der Wandermutter beim Verdrehen der Spindel eingreift, so daß durch die Wandermutter eine Antriebswelle für einen Schalter über den Kulissenarm betätigt wird. Da lediglich eine einzige Wander- oder Gleitmutter vorgesehen ist, kann der bekannte Motorantrieb lediglich eine Drehbwegung der Antriebswelle um ca. 90° erzeugen.
Ein Antrieb der eingangs genannten Art, der als Spindel-Drehkulisseneinheit bezeichnet ist und zur Betätigung eines Hochspannungsschaltgerätes dient, ist in der Druckschrift A-ST 5064 D von 1981 der Österreichischen Brown Boveri-Werke AG beschrieben.
Dabei ist das die Triebspindel aufnehmende Führungsgehäuse als Schweißkonstruktion aufgebaut. Die Spindel enthält zwei voneinander beabstandete Gleitmuttern, die beim axialen Verfahren mit ihren angedrehten, beidseitig abstehenden, rollenbewehrten Mitnehmerbolzen nacheinander in die Kulissenscheibe eingreifen und diese verdrehen. Diese Konstruktion erfordert eine hohe Paßgenauigkeit der miteinander in Eingriff stehenden Teile; sie ist aufwendig. So ist es z. B. notwendig, den beiden Muttern eine präzise abstandsgenaue Gewindeeindrehung beizubringen, sie sind deshalb auch nur satzweise einsetzbar.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, den Fertigungsaufwand des Spindelantriebes unter Gewährleistung eines sehr sicheren Funktionsablaufes zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß wird somit lediglich eine einzige Gleitmutter verwendet, die mechanisch fest mit einem Schlitten gekoppelt ist, der wiederum die geführten, beabstandeten Mitnehmerbolzen trägt.
Nunmehr ist lediglich eine einzige, preisgünstige, handelsübliche Mutter als Gleitmutter eingesetzt, die nur für den Vortrieb zu sorgen hat. Die Mitnehmerbolzen sitzen im festen Abstand am geführten Schlitten. Dadurch ergibt sich ein verbesserter Bewegungsablauf und ein Verklemmen der einzigen Gleitmutter ist nicht befürchten. Dazu trägt auch die Möglichkeit eines Spielausgleiches zwischen geführtem Schlitten und Gleitmutter bei, wobei letztere vorteilhaft unabhängig vom Schlitten handhabbar und in diesem - mit gewissem Spiel - einsetzbar sein kann.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Mitnehmerbolzen weiter in Richtung auf die Antriebswelle hin versetzt eingebaut werden. Günstig ist ein derartiger Versatz, bei dem die Längsachsen der Mitnehmerbolzen die Triebspindel nicht mehr schneiden, und dadurch durchgehende Mitnehmerbolzen in dem Schlitten eingesetzt werden können.
Ein verringerter Herstellungsaufwand ergibt sich noch durch die Verwendung von Strangpreßprofilen, insbesondere für das Führungsgehäuse. Aber auch der Schlitten sowie die Kulissenscheibe können vorteilhaft aus solchen Profilen gebildet sein.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die im Führungsgehäuse angeordneten Längsnuten von Leichtbauprofilen (z. B. Blechprofilen) zu bilden. Diese Profile werden zweckmäßigerweise mechanisch, etwa durch Stehbolzen, an den Enden, bzw. auf der gesamten Länge, fixiert.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Es zeigen:

Figur 1: einen Querschnitt durch das Führungsgehäuse des Antriebes längs der Antriebswelle,
Figur 2: eine Seitenansicht ohne Führungsgehäuse.

In dem Führungsgehäuse 1, z. B. einem Strangpreßprofil aus Aluminium, ist die Triebspindel 2 angeordnet. Diese wird von einem Motor über ein Stirnradgetriebe (nicht dargestellt) angetrieben. Auf der Triebspindel 2 sitzt eine Gleitmutter 3; somit stehen diese Teile über das Gewinde formschlüssig in Verbindung. Dreht sich die Triebspindel, so wandert die Gleitmutter 3 auf dieser entlang. Letztere nimmt einen im Führungsgehäuse 1 gleitbaren Schlitten 4 mit, welcher zu dem Zwecke eine Tasche 4a, in der die Gleitmutter 3 quer zur Vortriebsrichtung einsetzbar ist, enthält. Die Gleitführung des Schlittens 4 erfolgt mittels Mitnehmerbolzen 5, die den Schlitten in einem festen Abstand versetzt zur Triebspindel 2 durchsetzen und rollenbewehrt (siehe Rollhülsen 7) beidseitig in Längsnuten 6 des Führungsgehäuses eingreifen. Die einzige Gleitmutter 3 besorgt somit ausschließlich den Vortrieb; sie kann nicht mehr verklemmen. Die Gleitführung wird dem Schlitten übertragen.
Auf der Antriebswelle 8 sitzen beidseitig des Schlittens 4 Kulissenscheiben 9 auf, welche auf einer Kreisbahn angeordnete Eingriffe 10 für die Mitnehmerbolzen aufweisen. Das Abgleiten dieser Teile wird durch Rollen 11 verbessert, die auf die Mitnehmerbolzen 5 aufgesetzt sind.
Figur 2 zeigt die Mittelstellung der Kulissenscheibe 9, bei der die Mitnehmerbolzen 5 außerhalb der Eingriffe 10 sich befinden. Wird die Triebspindel 2 z. B. derart gedreht, daß die Gleitmutter 3 sowie der damit formschlüssig verbundene Schlitten 4 sich nach rechts bewegen, so werden die Mitnehmerbolzen 5 über ihre Rollen 11, die Kulissenscheibe 9 und damit die in ihr befestigte Antriebswelle 8 in Uhrzeigerrichtung verdrehen. Dabei gelangt der linke Mitnehmerbolzen in den ihm zugehörenden Eingriff 10, wogegen sich der rechtsliegende Eingriff von seinem Mitnehmerbolzen entfernt. Der Bewegungsablauf kehrt sich bei entgegengesetzter Fahrrichtung der Gleitmutter entsprechend um. Mit dem Antrieb ist z. B. ein Drehwinkel von 190° erreichbar.
Unmittelbar vor Erreichen einer jeweiligen Endstellung wird der Motor durch Endschalter abgesteuert. Die Kulissenscheibe 9 ist so gestaltet, daß bei sich noch drehendem Motor in einer Endstellung nahezu keine Bewegung mehr auf die Antriebswelle übertragen wird. Im übrigen werden die Kulissenscheiben 9 und damit die Antriebswelle über Anschläge 12 verriegelt. Die kinetische Energie der sich nach dem Stillsetzen des Motors noch drehenden Teile, wird z. B. durch an den Enden der Triebspindel angeordneten Tellerfederpaketen (nicht sichtbar) abgebremst.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, sind im Ausführungsbeispiel zur Übertragung großer Drehmomente zwei Kulissenscheiben auf der Antriebswelle 3 festgesetzt; sie werden von einer auf der Antriebswelle sitzenden Distanzbuchse 13 auf Abstand gehalten.
Bei der Erfindung ist wesentlich, daß man nicht den Zwängen von zwei Gleitmuttern mit ihren angeformten Mitnehmerzapfen unterlegen ist. Vielmehr ist es nunmehr möglich, unabhängig von der einzigen Gleitmutter die Mitnehmerbolzen in festem Abstand am Schlitten zu haltern. Dabei ist es für eine kompaktere Form der Kulissenscheiben 9 günstig, wenn die Ebene der Achsmittelpunkte der Mitnehmerbolzen 5 zu der Mittelpunktsebene der Antriebswelle 8 hin versetzt wird. Dabei können die in vorteilhafter Weise einstückigen Bolzen an der Triebspindel 2 vorbeigeführt werden und mit ihren beiden Endstücken die Führungs- bzw. Bewegungsfunktion erfüllen.

Claims

Spindelantrieb zur Erzeugung einer Drehbewegung, insbesondere Antrieb für einen Hochspannungstrennschalter, bei dem durch eine Triebspindel (2) zwei Mitnehmerbolzen (5) bewegbar sind, die in Ausnehmungen (10) mindestens einer auf einer Antriebswelle (8) sitzenden Kulissenscheibe (9) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (5) in einem Schlitten (4) festgesetzt sind, der von lediglich einer Gleitmutter (3) bewegbar ist, daß die unabhängig vom Schlitten (4) handhabbare Gleitmutter (3) in eine Aussparung (4a) des Schlittens (4) - in Richtung quer zur Triebspindelachse - einsetzbar ist und daß die in einem festen Abstand angeordneten und quer zur Triebspindel (2) verlaufenden Mitnehmerbolzen (5) einstückig ausgebildet und an der Triebspindel (2) vorbeigeführt sind.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Führungsgehäuse (1) ein Strangpreßprofil vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung verwandt ist.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (4) und/oder die Kulissenscheibe (9) aus einem Strangpreßprofil, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, gefertigt ist.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (4) als Gesenkschmiedeteil ausgeführt ist.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen der im Führungsgehäuse (1) befindlichen Längsnuten (6) von Leichtbauprofilen gebildet sind, die an den Enden und/oder über ihre gesamte Länge mechanisch fixiert sind.