EP0584460A1 - Motor drive for medium tension switching devices and switch gear - Google Patents

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EP0584460A1
EP0584460A1 EP93107935A EP93107935A EP0584460A1 EP 0584460 A1 EP0584460 A1 EP 0584460A1 EP 93107935 A EP93107935 A EP 93107935A EP 93107935 A EP93107935 A EP 93107935A EP 0584460 A1 EP0584460 A1 EP 0584460A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
drive device
motor drive
coupling
actuating shaft
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP93107935A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Horst Deharde
Udo Tisch
Rolf Dirks
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Original Assignee
Felten and Guilleaume Energietechnik AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Felten and Guilleaume Energietechnik AG filed Critical Felten and Guilleaume Energietechnik AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/54—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts
    • H01H3/58—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts using friction, toothed, or other mechanical clutch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/227—Interlocked hand- and power-operating mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/44—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using Geneva movement

Definitions

  • the invention relates to a motor drive device for switching devices and switchgear of medium-voltage technology according to the preamble of claim 1.
  • Motor drive devices are generally used in medium-voltage technology in order to always be able to carry out switch-on and switch-off processes at the same and sufficient predeterminable speed and by remote control.
  • a predeterminable switching energy by actuating a drive device into a switching spring, which depending on the design - tension or compression spring - is pulled or pressed until a dead center position is reached, and this is achieved by automatically releasing the same after the dead center position has been exceeded release again when a switching mechanism is actuated at the same time.
  • Such drives with motor, motor gear and clutch can be found in different designs in different types of switches and switchgear.
  • DE-PS 19 47 427 describes a switch drive for a tap changer with a Maltese cross with a switching spring which engages on an actuating shaft (crankshaft 12) via a crank and is otherwise held stationary, in which the actuating shaft on the one hand has a clutch with a free stroke ( Clearance) with a drive shaft and on the other hand via a mechanism for equalizing the torque curve and a Maltese cross with a switch contact shaft with switch contacts.
  • the drive shaft in turn is via a gear transmission coupled with a motor and via additional gears with a hand crank.
  • the switching spring is a tension spring and is tensioned by the motor or with the help of the hand crank, i.e. by turning the actuating shaft, and moved to its top dead center and finally in the dead center position, from which it suddenly relaxes due to the free stroke of the clutch. This relaxation in turn leads to a sudden rotation of the actuation shaft and ultimately the switch contact shaft.
  • the solution takes up a lot of space and cannot meet the requirement for manual emergency operation, according to which a motor drive device must be operable by hand while uncoupling from the motor.
  • DE 34 15 501 A1 also describes a spring-loaded drive with a worm gear, the worm of which is arranged on a two-part drive shaft connected via a clutch to a drive device, and the worm wheel of which is connected via a tensioning lever to one end of a spring force accumulator designed as a tension spring.
  • the tension spring engages with its other end on a shift lever which is latched on an actuatable pawl.
  • the coupling serves to separate the two drive shaft parts and thus the separation of the worm from the drive device as soon as the tension spring is tensioned, and is actuated by a plunger arranged on the worm wheel when the worm wheel reaches a predetermined angular position and the energy provided for actuating the switch into the tension spring is introduced.
  • the switch drive is then ready to be called up.
  • the invention has for its object to provide a motor drive device with a switching spring for switchgear and switchgear of medium voltage technology, which can be arranged in a space-saving manner and can be operated by hand with simultaneous decoupling from the motor.
  • the object is achieved in a motor drive device according to the preamble of claim 1 by the characterizing features solved.
  • the motor drive device allows a gear member to be designed as a coupling member, thereby reducing the number of essential construction elements, a compact and space-saving design.
  • the clutch is designed so that it allows on the one hand a rotational movement transmission from the gearbox connected to the motor to an actuating shaft with a predeterminable free range of the coupling member to be driven, and on the other hand enables a complete disengagement of both coupling members by an actuating element which can be inserted into the actuating shaft.
  • This coupling design advantageously makes it possible to operate the motor drive device at any time by hand and to decouple it from the driving motor.
  • the measure according to claim 2 one feature of which is the use and design of a worm gear with a worm and a worm wheel which is also designed as a coupling member, offers the further considerable advantage that the switching spring and thus the actuating shaft and thus the actuating shaft and the switching contact shaft oscillate due to the self-locking of the worm gear with the switch contacts as a result of a switching process is avoided.
  • the further features according to claim 2 advantageously allow rotation of the actuating shaft in both directions of rotation up to the dead center position of the switching spring alternatively by a motor drive or by manual actuation with a subsequent jump rotation triggered by the relaxing switching spring within the predetermined range that limits an angle of rotation range Clutch clearance.
  • the measure according to claim 3 offers the advantage that the coupling shaft can be guided with play through the worm wheel receptacle, thereby preventing the coupling shaft from being driven in a radial direction by the driving worm wheel. on bending, stressed and braked by contact with the worm wheel mount.
  • the measures according to claim 4 and 5 allow in a simple manner a connection between the worm wheel and the coupling shaft which is positively connected to the actuating shaft in the direction of rotation in order to transmit the rotary movement while allowing a limited clearance.
  • the measure described in claim 6 advantageously serves to release the clutch, in particular with the aid of the measure described in claim 9, and to rotate the actuating shaft by hand.
  • FIG. 1 The basic structure of a motor drive device according to the invention with a compression spring 2 acting on a hollow actuating shaft 1 and movable by a dead center position is shown in FIG. 1 .
  • a take-off jump lever 3 with an approximately quarter-circular shape and an arch slot is arranged (FIG. 1A) , on which an articulated rod 4 engages, which is articulated at the other end with a lever 6 arranged on a switching knife shaft 5 .
  • the actuating shaft 1 is rotatably mounted on a housing 7 by means of two bearings, of which the gear-side bearing 8 is shown.
  • a worm wheel receptacle 9 with a central bore and a running surface for a worm wheel 10 which is also provided with a central bore is fixedly arranged on the housing 7 , through which the worm wheel 10 and the actuating shaft 1 are axially assigned to one another.
  • 2 is the arrangement the worm wheel receptacle 9 and the worm wheel 10 are shown in section, with a worm 11 driving the worm wheel 10 being indicated.
  • the worm wheel 10 has told the Schneckenradability 9 a game a. From Fig. 1 it can be seen that the worm wheel 10 is locked by a mounting plate 10a on the worm wheel receptacle 9 .
  • the gear unit formed from worm wheel 10 and worm 11 is connected to a motor 12 via a worm shaft, the worm wheel 10 also being a component of a clutch for the rotary movement of the actuating shaft 1 and a clutch member.
  • the second coupling member is a coupling shaft 13 (FIG. 4) , which is axially displaceable in the actuating shaft 1 - connected to the latter in a form-fitting manner in the direction of rotation (FIG. 1) .
  • a groove 14 is made axially parallel in the coupling shaft 13 , into which a screw 15 arranged in the actuating shaft engages.
  • the coupling shaft 13 is guided through the bore of the worm wheel receptacle 9 and has at its end on the worm wheel end on the side of the worm wheel 10 facing away from the actuating shaft 1 a radially arranged rod-shaped entrainment element 16 with a rectangular cross section for the transmission of a rotary movement in a frontal cutout, the cutout delimiting walls 17 have the shape of a ring section and represent a slotted sleeve (FIG. 4A) .
  • a pressure spring 19 which rests against a fixed stop 18, is guided and supported on the driving element 16 .
  • the other end of the coupling shaft 13 is fixedly connected to a slide rod 21 .
  • a manual operating lever 22 can be inserted into the operating shaft 1 , with which a pushing force that overcomes the force of the compression spring 19 can be applied to the slide rod 21 by hand.
  • the worm wheel 10 (FIG. 3, FIG. 3A) has on the side facing away from the actuating shaft 1 on two projections 20 arranged concentrically around the bore in each direction of rotation two contact surfaces 20a or 20b for the driving element 16 .
  • the driving element 16 can be rotated relative to the worm wheel 10 .
  • the clutch shaft 13 is pressed in the coupled state with the driver 16 by the compression spring 19 against the worm wheel 10 and bears against the latter in the area between the contact surfaces 20a and 20b .
  • the motor 12 is switched on and the worm wheel 10 is thus rotated in a predeterminable direction as a result of the worm rotation.
  • the contact surfaces 20a and 20b come into contact with the driver 16 as a function of the direction of rotation, as a result of which the coupling shaft 13 is also set in rotation.
  • the compression spring 2 used as a switching spring which is connected to the actuating shaft 1 via a lever holder 23 and is arranged in a corresponding angular position, is compressed until the actuating shaft 1 has reached the angular position in which the dead center of the compressed compression spring 21 lies .
  • the compression spring 2 relaxes suddenly, which also leads to a sudden change in the further rotation of the actuating shaft 1 as a result of the clearance between the contact surfaces 20a and 20b and thus also via the articulated rod 8 of the switching knife shaft 5 .
  • the speed of the abrupt switching operation is essentially determined by the compression spring 2 and is always the same regardless of the direction of rotation.
  • the motor is switched off by contacts arranged on the switching knife shaft 5 , which are actuated in the angular position thereby given. The switching process is finished. As a result of the self-locking of the worm gear, oscillation of the switching knife shaft and thus the switching knife is avoided.
  • the manual actuation lever is inserted into the free end of the actuating shaft 1 22 and pressed against the arranged there to the clutch shaft 13, slide rod 21 against the force of the compression spring 19th As a result, the clutch shaft 13 in the actuating shaft 1 is axially displaced by the amount x in the direction of the compression spring 19 , and the driving element 16 disengages from the worm wheel 10 . The transmission and the actuating shaft 1 are thus uncoupled.
  • the manual control lever 2 engages with another Locking element 24 in a recess 25 with contact surfaces for the locking element for both directions of rotation and clearance of the actuating shaft 1 , whereby the switching operation can be triggered by rotating the manual actuation lever 22 and thus the actuating shaft 1 in the corresponding direction up to the over-center position.
  • a switch is actuated which switches off a flowing current on the drive motor 12 , so that a manual emergency switch can be carried out.
  • the worm shaft is designed so that various commercially available gear and small gear motors can be flanged for direct and alternating current. By tilting and rotating the motors on the worm gear, the space requirement of the entire motor gear can be adapted to the available installation space.

Abstract

The invention relates to a motor drive for medium tension (medium voltage) switching devices and switchgear having a switching spring (2) (which essentially engages on an operating shaft (1) and can be moved through a dead-centre position) and a drive which acts on the operating shaft, with float, via a transmission and a coupling (clutch). It achieves the object of being able to arrange such a motor drive in a space-saving manner while designing it such that it can be operated by hand when it is at the same time decoupled from the motor. This object is achieved in that a transmission element is at the same time constructed as a coupling element with an amount of float which can be predetermined, and the coupling elements can be decoupled by means of an operating element (22) by means of which the operating shaft can at the same time be rotated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorantriebsvorrichtung für Schaltgeräte und Schaltanlagen der Mittelspannungstechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motor drive device for switching devices and switchgear of medium-voltage technology according to the preamble of claim 1.

Motorantriebsvorrichtungen werden im allgemeinen in der Mittelspannungstechnik eingesetzt, um Ein- und Ausschaltvorgänge stets mit der gleichen und ausreichenden vorbestimmbaren Geschwindigkeit und fernbedienbar ausführen zu können. Hierzu ist es bekannt, eine vorbestimmbare Schaltenergie durch Betätigung einer Antriebseinrichtung in eine Schaltfeder, die dabei je nach Ausführung - Zug- oder Druckfeder - bis zum Erreichen einer Totpunktlage gezogen oder gedrückt wird, einzubringen und diese nach Überschreiten der Totpunktlage durch selbsttätiges Entspannen der- selben bei gleichzeitiger Betätigung eines Schaltmechanismus wieder freizusetzen. Derartige Antriebe mit Motor, Motorgetriebe und Kupplung sind in unterschiedlichen Ausführungen in verschiedenen Arten von Schaltern und Schaltanlagen zu finden.Motor drive devices are generally used in medium-voltage technology in order to always be able to carry out switch-on and switch-off processes at the same and sufficient predeterminable speed and by remote control. For this purpose, it is known to introduce a predeterminable switching energy by actuating a drive device into a switching spring, which depending on the design - tension or compression spring - is pulled or pressed until a dead center position is reached, and this is achieved by automatically releasing the same after the dead center position has been exceeded release again when a switching mechanism is actuated at the same time. Such drives with motor, motor gear and clutch can be found in different designs in different types of switches and switchgear.

In der DE-PS 19 47 427 wird ein Schalterantrieb für einen Stufenschalter mit einem Malteserkreuz mit einer an einer Betätigungswelle (Kurbelwelle 12) über eine Kurbel angreifenden und andernends ortsfest gehalterten Schaltfeder beschrieben, bei der die Betätigungswelle einerseits über eine Kupplung mit einem freien Hub (Freigang) mit einer Antriebswelle und andererseits über einen Mechanismus zur Vergleichmäßigung des Drehmomentverlaufs und ein Malteserkreuz mit einer Schaltkontaktwelle mit Schaltkontakten gekoppelt ist. Die Antriebswelle wiederum ist über ein Zahnradgetriebe mit einem Motor und über weitere Zahnräder mit einer Handkurbel gekoppelt. Die Schaltfeder ist eine Zugfeder und wird durch den Motor oder mit Hilfe der Handkurbel, also durch Drehung der Betätigungswelle, gespannt und zu ihrem oberen Totpunkt und schließlich in Übertotpunktlage bewegt, aus der sie sich infolge des freien Hubes der Kupplung sprungartig entspannt. Diese Entspannung wiederum zieht eine sprunghafte Drehung der Betätigungswelle und letztlich der Schaltkontaktwelle nach sich.DE-PS 19 47 427 describes a switch drive for a tap changer with a Maltese cross with a switching spring which engages on an actuating shaft (crankshaft 12) via a crank and is otherwise held stationary, in which the actuating shaft on the one hand has a clutch with a free stroke ( Clearance) with a drive shaft and on the other hand via a mechanism for equalizing the torque curve and a Maltese cross with a switch contact shaft with switch contacts. The drive shaft in turn is via a gear transmission coupled with a motor and via additional gears with a hand crank. The switching spring is a tension spring and is tensioned by the motor or with the help of the hand crank, i.e. by turning the actuating shaft, and moved to its top dead center and finally in the dead center position, from which it suddenly relaxes due to the free stroke of the clutch. This relaxation in turn leads to a sudden rotation of the actuation shaft and ultimately the switch contact shaft.

Die Lösung ist Platzaufwendig und kann die Forderung nach einer Hand-Not-Betätigung nicht erfüllen, nach der eine Motorantriebsvorrichtung bei gleichzeitiger Entkupplung vom Motor von Hand betätigbar sein muß.The solution takes up a lot of space and cannot meet the requirement for manual emergency operation, according to which a motor drive device must be operable by hand while uncoupling from the motor.

In der DE 34 15 501 A1 wird ferner ein Federspeicherantrieb mit einem Schneckengetriebe beschrieben, dessen Schnecke an einer über eine Kupplung mit einer Antriebseinrichtung verbundenen zweigeteilten Antriebswelle angeordnet und dessen Schneckenrad über einen Spannhebel mit dem einen Ende eines als Zugfeder ausgebildeten Federkraftspeichers verbunden ist. Die Zugfeder greift mit ihrem anderen Ende an einem Schalthebel an, der an einer betätigbaren Klinke verklinkt ist. Die Kupplung dient der Trennung der beiden Antriebswellenteile und somit der Trennung der Schnecke von der Antriebseinrichtung, sobald die Zugfeder gespannt ist, und wird durch einen am Schneckenrad angeordneten Stößel betätigt, wenn das Schneckenrad eine vorbestimmte Winkelstellung erreicht und die zur Schalterbetätigung vorgesehene Energie in die Zugfeder eingebracht ist. Der Schalterantrieb ist dann abrufbereit.DE 34 15 501 A1 also describes a spring-loaded drive with a worm gear, the worm of which is arranged on a two-part drive shaft connected via a clutch to a drive device, and the worm wheel of which is connected via a tensioning lever to one end of a spring force accumulator designed as a tension spring. The tension spring engages with its other end on a shift lever which is latched on an actuatable pawl. The coupling serves to separate the two drive shaft parts and thus the separation of the worm from the drive device as soon as the tension spring is tensioned, and is actuated by a plunger arranged on the worm wheel when the worm wheel reaches a predetermined angular position and the energy provided for actuating the switch into the tension spring is introduced. The switch drive is then ready to be called up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motorantriebsvorrichtung mit einer Schaltfeder für Schaltgeräte und Schaltanlagen der Mittelspannungstechnik zu schaffen, die platzsparend anordbar und bei gleichzeitiger Entkupplung vom Motor von Hand betätigbar ist.The invention has for its object to provide a motor drive device with a switching spring for switchgear and switchgear of medium voltage technology, which can be arranged in a space-saving manner and can be operated by hand with simultaneous decoupling from the motor.

Die Aufgabe wird bei einer Motorantriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Die Motorantriebsvorrichtung gestattet dadurch, daß ein Getriebeglied zugleich als Kupplungsglied ausgebildet ist, wodurch die Anzahl der wesentlichen Konstruktionselemente reduziert wird, eine kompakte und Platzsparende Bauweise. Zudem ist die Kupplung so ausgelegt, daß diese einerseits eine Drehbewegungsübertragung von dem mit dem Motor verbundenen Getriebe auf eine Betätigungswelle mit einem vorbestimmbaren Freigangbereich des anzutreibenden Kupplungsgliedes gestattet, und andererseits eine vollständige Entkupplung beider Kupplungsglieder durch ein in die Betätigungswelle einführbares Betätigungselement ermöglicht. Durch diese Kupplungsgestaltung gelingt es vorteilhaft, die Motorantriebsvorrichtung jederzeit auch von Hand zu betätigen und dabei vom antreibenden Motor zu entkuppeln.The object is achieved in a motor drive device according to the preamble of claim 1 by the characterizing features solved. The motor drive device allows a gear member to be designed as a coupling member, thereby reducing the number of essential construction elements, a compact and space-saving design. In addition, the clutch is designed so that it allows on the one hand a rotational movement transmission from the gearbox connected to the motor to an actuating shaft with a predeterminable free range of the coupling member to be driven, and on the other hand enables a complete disengagement of both coupling members by an actuating element which can be inserted into the actuating shaft. This coupling design advantageously makes it possible to operate the motor drive device at any time by hand and to decouple it from the driving motor.

Die Maßnahme nach Anspruch 2, deren eines Merkmal die Verwendung und Gestaltung eines Schneckengetriebes mit einer Schnecke und einem zugleich als Kupplungsglied ausgebildeten Schneckenrades ist, bietet durch die Selbsthemmung des Schneckengetriebes den weiteren erheblichen Vorteil, daß ein Schwingen der Schaltfeder und damit der Betätigungswelle und der Schaltkontaktwelle mit den Schaltkontakten infolge eines Schaltvorganges vermieden wird. Die weiteren Merkmale gemäß Anspruch 2 gestatten in vorteilhafter Weise eine Drehung der Betätigungswelle in beiden Drehrichtungen bis in Übertotpunktstellung der Schaltfeder alternativ durch einen Motorantrieb oder durch eine Handbetätigung mit einer sich anschließenden und durch die sich entspannende Schaltfeder ausgelösten Sprungdrehung im Rahmen des vorbestimmten, einen Drehwinkelbereich begrenzenden Freiganges der Kupplung.The measure according to claim 2, one feature of which is the use and design of a worm gear with a worm and a worm wheel which is also designed as a coupling member, offers the further considerable advantage that the switching spring and thus the actuating shaft and thus the actuating shaft and the switching contact shaft oscillate due to the self-locking of the worm gear with the switch contacts as a result of a switching process is avoided. The further features according to claim 2 advantageously allow rotation of the actuating shaft in both directions of rotation up to the dead center position of the switching spring alternatively by a motor drive or by manual actuation with a subsequent jump rotation triggered by the relaxing switching spring within the predetermined range that limits an angle of rotation range Clutch clearance.

Die Maßnahme nach Anspruch 3 bietet den Vorteil, daß die Kupplungswelle mit einem Spiel durch die Schneckenradaufnahme geführt werden kann, wodurch vermieden wird, daß die Kupplungswelle durch das treibende Schneckenrad in radialer Richtung, d.h. auf Biegung, beansprucht und durch Anlage an der Schneckenradaufnahme gebremst wird.The measure according to claim 3 offers the advantage that the coupling shaft can be guided with play through the worm wheel receptacle, thereby preventing the coupling shaft from being driven in a radial direction by the driving worm wheel. on bending, stressed and braked by contact with the worm wheel mount.

Die Maßnahmen gemäß Anspruch 4 und 5 gestatten auf einfache Weise eine Verbindung zwischen dem Schneckenrad und der mit der Betätigungswelle in Drehrichtung formschlüssig verbundenen Kupplungswelle zur Übertragung der Drehbewegung unter Ermöglichung eines begrenzten Freiganges.The measures according to claim 4 and 5 allow in a simple manner a connection between the worm wheel and the coupling shaft which is positively connected to the actuating shaft in the direction of rotation in order to transmit the rotary movement while allowing a limited clearance.

Die im Anspruch 6 beschriebene Maßnahme dient in vorteilhafter Weise dazu, die Kupplung, insbesondere mit Hilfe der im Anspruch 9 beschriebenen Maßnahme, zu lösen und die Betätigungswelle von Hand zu drehen.The measure described in claim 6 advantageously serves to release the clutch, in particular with the aid of the measure described in claim 9, and to rotate the actuating shaft by hand.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1
eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Motorantriebsvorrichtung
Fig. 1A
eine Seitenansicht eines Mitnahme-Sprunghebels der Motorantriebsvorrichtung,
Fig. 2
einen Schnitt durch die Lagerung eines als Kupplungsglied ausgebildeten Schneckenrades in Seitenansicht,
Fig. 3
das Schneckenrad in Frontansicht,
Fig. 3A
das Schneckenrad in Draufsicht,
Fig. 4
eine Kupplungswelle und
Fig. 4A
eine Frontansicht der Kupplungswelle mit Mitnahmeelement.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing:
Fig. 1
a plan view of a motor drive device according to the invention
Fig. 1A
a side view of a take-off jump lever of the motor drive device,
Fig. 2
3 shows a section through the mounting of a worm wheel designed as a coupling member in a side view,
Fig. 3
the worm wheel in front view,
Figure 3A
the worm wheel in top view,
Fig. 4
a clutch shaft and
Figure 4A
a front view of the clutch shaft with driving element.

Der prinzipielle Aufbau einer erfindungsgemäßen Motorantriebsvorrichtung mit einer an einer hohlen Betätigungswelle 1 angreifenden und durch eine Totpunktstellung bewegbaren Druckfeder 2 ist in Fig. 1 dargestellt. An der Betätigungswelle 1 ist ein Mitnahme-Sprunghebel 3 mit einer etwa viertelkreisförmigen Gestalt und einem Bogenschlitz angeordnet (Fig. 1A), an dem eine Gelenkstange 4 angreift, die andernends mit einem an einer Schaltmesserwelle 5 angeordneten Hebel 6 gelenkig verbunden ist. Die Betätigungswelle 1 ist an einem Gehäuse 7 vermittels zweier Lager drehbar gelagert, von denen das getriebeseitige Lager 8 dargestellt ist. Über diesem Lager 8 ist eine Schneckenradaufnahme 9 mit einer zentrischen Bohrung und einer Lauffläche für ein ebenfalls mit einer zentrischen Bohrung versehenes Schneckenrad 10 fest am Gehäuse 7 angeordnet, durch die das Schneckenrad 10 und die Betätigungswelle 1 einander axial zugeordnet sind. In Fig. 2 ist die Anordnung der Schneckenradaufnahme 9 und des Schneckenrades 10 im Schnitt dargestellt, wobei eine das Schneckenrad 10 antreibende Schnecke 11 angedeutet ist. Das Schneckenrad 10 hat gegenüber der Schneckenradaufnahme 9 ein Spiel a. Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß das Schneckenrad 10 durch eine Halterungsplatte 10a auf der Schneckenradaufnahme 9 arretiert ist.The basic structure of a motor drive device according to the invention with a compression spring 2 acting on a hollow actuating shaft 1 and movable by a dead center position is shown in FIG. 1 . On the actuating shaft 1 , a take-off jump lever 3 with an approximately quarter-circular shape and an arch slot is arranged (FIG. 1A) , on which an articulated rod 4 engages, which is articulated at the other end with a lever 6 arranged on a switching knife shaft 5 . The actuating shaft 1 is rotatably mounted on a housing 7 by means of two bearings, of which the gear-side bearing 8 is shown. Above this bearing 8 , a worm wheel receptacle 9 with a central bore and a running surface for a worm wheel 10 which is also provided with a central bore is fixedly arranged on the housing 7 , through which the worm wheel 10 and the actuating shaft 1 are axially assigned to one another. 2 is the arrangement the worm wheel receptacle 9 and the worm wheel 10 are shown in section, with a worm 11 driving the worm wheel 10 being indicated. The worm wheel 10 has told the Schneckenradaufnahme 9 a game a. From Fig. 1 it can be seen that the worm wheel 10 is locked by a mounting plate 10a on the worm wheel receptacle 9 .

Das aus Schneckenrad 10 und Schnecke 11 gebildete Getriebe ist über eine Schneckenwelle mit einem Motor 12 verbunden, wobei das Schneckenrad 10 zugleich Bestandteil einer Kupplung für die Drehbewegung der Betätigungswelle 1 und als Kupplungsglied ausgebildet ist. Das zweite Kupplungsglied ist eine Kupplungswelle 13 (Fig. 4), die axial verschiebbar in der Betätigungswelle 1 - in Drehrichtung formschlüssig mit dieser verbunden - angeordnet ist (Fig. 1). Dazu ist eine Nut 14 in die Kupplungswelle 13 achsparallel eingebracht, in die eine in der Betätigungswelle angeordnete Schraube 15 eingreift. Die Kupplungswelle 13 ist durch die Bohrung der Schneckenradaufnahme 9 geführt und weist an ihrem schneckenradseitigen Ende auf der der Betätigungswelle 1 abgewandten Seite des Schneckenrades 10 in einer stirnseitigen Ausfräsung ein radial angeordnetes stabförmiges Mitnahmeelement 16 mit Rechteckquerschnitt für die Übertragung einer Drehbewegung auf, wobei die die Ausfräsung begrenzenden Wände 17 die Gestalt eines Ringabschnittes haben und eine geschlitzte Hülse darstellen (Fig. 4A). In dieser Hülse ist eine andernends an einem festen Anschlag 18 anliegende Druckfeder 19 geführt und am Mitnahmeelement 16 abgestützt. Das andere Ende der Kupplungswelle 13 ist mit einer Schieberstange 21 fest verbunden. In diesem Bereich ist in die Betätigungswelle 1 ein Handbetätigungshebel 22 einführbar, mit dem auf die Schieberstange 21 von Hand eine die Kraft der Druckfeder 19 überwindende Schubkraft aufbringbar ist.The gear unit formed from worm wheel 10 and worm 11 is connected to a motor 12 via a worm shaft, the worm wheel 10 also being a component of a clutch for the rotary movement of the actuating shaft 1 and a clutch member. The second coupling member is a coupling shaft 13 (FIG. 4) , which is axially displaceable in the actuating shaft 1 - connected to the latter in a form-fitting manner in the direction of rotation (FIG. 1) . For this purpose, a groove 14 is made axially parallel in the coupling shaft 13 , into which a screw 15 arranged in the actuating shaft engages. The coupling shaft 13 is guided through the bore of the worm wheel receptacle 9 and has at its end on the worm wheel end on the side of the worm wheel 10 facing away from the actuating shaft 1 a radially arranged rod-shaped entrainment element 16 with a rectangular cross section for the transmission of a rotary movement in a frontal cutout, the cutout delimiting walls 17 have the shape of a ring section and represent a slotted sleeve (FIG. 4A) . In this sleeve, a pressure spring 19, which rests against a fixed stop 18, is guided and supported on the driving element 16 . The other end of the coupling shaft 13 is fixedly connected to a slide rod 21 . In this area, a manual operating lever 22 can be inserted into the operating shaft 1 , with which a pushing force that overcomes the force of the compression spring 19 can be applied to the slide rod 21 by hand.

Das Schneckenrad 10 (Fig. 3, Fig. 3A) weist an der der Betätigungswelle 1 abgewandten Seite an zwei konzentrisch um die Bohrung angeordneten Vorsprüngen 20 in jeder Drehrichtung zwei Anlageflächen 20a bzw. 20b für das Mitnahmeelement 16 auf. Im Winkelbereich zwischen den Anlageflächen 20a und 20b ist das Mitnahmeelement 16 gegenüber dem Schneckenrad 10 drehbar. Die Kupplungswelle 13 ist im eingekuppelten Zustand mit dem Mitnehmer 16 durch die Druckfeder 19 gegen das Schneckenrad 10 gedrückt und liegt an diesem im Bereich zwischen den Anlageflächen 20a und 20b an.The worm wheel 10 (FIG. 3, FIG. 3A) has on the side facing away from the actuating shaft 1 on two projections 20 arranged concentrically around the bore in each direction of rotation two contact surfaces 20a or 20b for the driving element 16 . In the angular range between the contact surfaces 20a and 20b , the driving element 16 can be rotated relative to the worm wheel 10 . The clutch shaft 13 is pressed in the coupled state with the driver 16 by the compression spring 19 against the worm wheel 10 and bears against the latter in the area between the contact surfaces 20a and 20b .

Soll ein Schaltvorgang ausgelöst werden, wird der Motor 12 eingeschaltet und damit das Schneckenrad 10 in einer vorbestimmbaren Richtung infolge der Schneckendrehung gedreht. Durch diese Drehung kommen in Abhängigkeit von der Drehrichtung die Anlageflächen 20a und 20b zur Anlage am Mitnehmer 16, wodurch die Kupplungswelle 13 ebenfalls in Drehung versetzt wird. Dadurch wird die als Schaltfeder eingesetzte Druckfeder 2, die mit der Betätigungswelle 1 über eine Hebelhalterung 23 verbunden und in entsprechender Winkelstellung angeordnet ist, zusammengedrückt, und zwar solange, bis die Betätigungswelle 1 die Winkelstellung erreicht hat, in der der Totpunkt der zusammengedrückten Druckfeder 21 liegt. In Übertotpunktlage entspannt sich die Druckfeder 2 sprungartig, was zu einer ebenfalls sprunghaften Weiterdrehung der Betätigungswelle 1 infolge des Freiganges zwischen den Anlageflächen 20a und 20b und damit über die Gelenkstange 8 auch der Schaltmesserwelle 5 führt. Die Geschwindigkeit des sprunghaften Schaltvorganges wird im wesentlichen durch die Druckfeder 2 bestimmt und ist unabhängig von der Drehrichtung stets gleich. Ist die Übertotpunktstellung erreicht, wird der Motor durch an der Schaltmesserwelle 5 angeordnete Kontakte, die bei der dadurch gegebenen Winkelstellung betätigt werden, abgeschaltet. Der Schaltvorgang ist beendet. Infolge der Selbsthemmung des Schneckengetriebes wird ein Schwingen der Schaltmesserwelle und damit der Schaltmesser vermieden.If a switching operation is to be triggered, the motor 12 is switched on and the worm wheel 10 is thus rotated in a predeterminable direction as a result of the worm rotation. As a result of this rotation, the contact surfaces 20a and 20b come into contact with the driver 16 as a function of the direction of rotation, as a result of which the coupling shaft 13 is also set in rotation. As a result, the compression spring 2 used as a switching spring, which is connected to the actuating shaft 1 via a lever holder 23 and is arranged in a corresponding angular position, is compressed until the actuating shaft 1 has reached the angular position in which the dead center of the compressed compression spring 21 lies . In the dead center position, the compression spring 2 relaxes suddenly, which also leads to a sudden change in the further rotation of the actuating shaft 1 as a result of the clearance between the contact surfaces 20a and 20b and thus also via the articulated rod 8 of the switching knife shaft 5 . The speed of the abrupt switching operation is essentially determined by the compression spring 2 and is always the same regardless of the direction of rotation. When the dead center position has been reached, the motor is switched off by contacts arranged on the switching knife shaft 5 , which are actuated in the angular position thereby given. The switching process is finished. As a result of the self-locking of the worm gear, oscillation of the switching knife shaft and thus the switching knife is avoided.

Soll der Schaltvorgang von Hand ausgelöst werden, wird der Handbetätigungshebel 22 in das freie Ende der Betätigungswelle 1 eingeführt und gegen die dort an der Kupplungswelle 13 angeordnete Schieberstange 21 gegen die Kraft der Druckfeder 19 gedrückt. Dadurch wird die Kupplungswelle 13 in der Betätigungswelle 1 axial um den Betrag x in Richtung auf die Druckfeder 19 verschoben, und das Mitnahmeelement 16 gelangt außer Eingriff am Schneckenrad 10. Damit sind Getriebe und Betätigungswelle 1 entkuppelt. Bei diesem Vorgang rastet andernends der Handbetätigungshebel 2 mit einem Rastelement 24 in eine Ausnehmung 25 mit Anlageflächen für das Rastelement für beide Drehrichtungen und Freigang der Betätigungswelle 1 ein, wodurch der Schaltvorgang durch eine Drehung des Handbetätigungshebels 22 und damit der Betätigungswelle 1 in die entsprechende Richtung bis in Übertotpunktstellung ausgelöst werden kann. Es versteht sich von selbst, daß beim Einstecken des Handbetätigungshebels 22 in die Betätigungswelle 1 ein Schalter betätigt wird, der einen fließenden Strom am Antriebsmotor 12 ausschaltet, so daß eine Hand-Not-Schaltung durchführbar ist.If the switching operation are manually triggered, the manual actuation lever is inserted into the free end of the actuating shaft 1 22 and pressed against the arranged there to the clutch shaft 13, slide rod 21 against the force of the compression spring 19th As a result, the clutch shaft 13 in the actuating shaft 1 is axially displaced by the amount x in the direction of the compression spring 19 , and the driving element 16 disengages from the worm wheel 10 . The transmission and the actuating shaft 1 are thus uncoupled. In this process, the manual control lever 2 engages with another Locking element 24 in a recess 25 with contact surfaces for the locking element for both directions of rotation and clearance of the actuating shaft 1 , whereby the switching operation can be triggered by rotating the manual actuation lever 22 and thus the actuating shaft 1 in the corresponding direction up to the over-center position. It goes without saying that when the manual actuation lever 22 is inserted into the actuation shaft 1, a switch is actuated which switches off a flowing current on the drive motor 12 , so that a manual emergency switch can be carried out.

Es soll ferner erwähnt werden, daß die Schneckenwelle so gestaltet ist, daß verschiedene handelsübliche Getriebe- und Kleingetriebemotoren für Gleich- und Wechselstrom angeflanscht werden können. Durch Neigung und Drehung der Motoren am Schneckengetriebe kann der Platzbedarf des gesamten Motorgetriebes dem zur Verfügung stehenden Einbauraum angepaßt werden.It should also be mentioned that the worm shaft is designed so that various commercially available gear and small gear motors can be flanged for direct and alternating current. By tilting and rotating the motors on the worm gear, the space requirement of the entire motor gear can be adapted to the available installation space.

Claims (11)

Motorantriebsvorrichtung für Schaltgeräte und Schaltanlagen der Mittelspannungstechnik mit einer an einer Betätigungswelle angreifenden und durch eine Totpunktstellung bewegbaren Schaltfeder, einem eine Drehbewegung der Betätigungswelle auf eine Schaltkontaktwelle übertragenden Mechanismus, einer über ein Getriebe und eine aus zwei Kupplungsgliedern bestehenden Kupplung mit Freigang auf die Betätigungswelle wirkenden Antriebseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getriebeglied zugleich als Kupplungsglied mit einem vorbestimmbaren Freigang ausgebildet ist und daß die Kupplungsglieder durch ein Betätigungselement (22) entkuppelbar sind, mit dem zugleich die Betätigungswelle (1) drehbar ist.Motor drive device for switchgear and switchgear of medium-voltage technology with a switching spring which engages an actuating shaft and can be moved by a dead center position, a mechanism which transmits a rotary movement of the actuating shaft to a switching contact shaft, a drive device which acts via a gear and a coupling consisting of two coupling members with clearance on the actuating shaft, characterized in that a gear member is simultaneously designed as a coupling member with a predeterminable clearance and that the coupling members can be uncoupled by an actuating element (22) with which the actuating shaft (1) can also be rotated. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein aus einer Schnecke (11) und einem Schneckenrad (10) bestehendes Schneckengetriebe ist, wobei das Schneckenrad (10) axial zur Betätigungswelle (1) angeordnet und das zugleich als Kupplungsglied ausgebildete Getriebeglied ist, das an dem Schneckenrad (10) eine axial verschiebbar in der Betätigungswelle (1) angeordnete und mit dieser in Drehrichtung formschlüssig verbundene Kupplungswelle (13) mit einem Mitnahmeelement (16) als das andere Kupplungsglied derart angreift, daß die Kupplungswelle (13) in beiden Drehrichtungen jeweils bis über die Winkelstellung, die durch die Totpunktstellung der Schaltfeder (2) gegeben ist, durch das Schneckenrad (10) und in Übertotpunktstellung innerhalb eines vorbestimmbaren Winkelbereiches durch die Schaltfeder (2) drehbar ist.Motor drive device according to claim 1, characterized in that the gear is a worm gear consisting of a worm (11) and a worm gear (10) , the worm gear (10) being arranged axially to the actuating shaft (1) and being the gear member which is also designed as a coupling member which on the worm wheel (10) an axially displaceably arranged in the actuating shaft (1) and with this positively connected in the direction of rotation coupling shaft (13) engages with a driving element (16) as the other coupling member such that the coupling shaft (13) in both directions of rotation to about the angular position which is given by the dead-center position of the switching spring (2) which is rotatable by the worm wheel (10) and over-center position within a predeterminable angular region by the switching spring (2). Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (10) auf einer fest angeordneten Schneckenradaufnahme (9) drehbar gelagert ist, die eine zentrische Bohrung für die Kupplungswelle (13) aufweist.Motor drive device according to claim 2, characterized in that the worm wheel (10) is rotatably mounted on a fixed worm wheel receptacle (9) which has a central bore for the coupling shaft (13) . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (10) an der der Betätigungswelle (1) abgewandten Seite in jeder Drehrichtung mindestens eine Anlagefläche (20a; 20b) für das an der Kupplungswelle (13) angeordnete Mitnahmeelement (16) aufweist, wobei die Anlageflächen (20a; 20b) zugleich den Freigang für das Mitnahmeelement (16) begrenzen.Motor drive device according to claims 2 and 3, characterized in that the worm wheel (10) on the side facing away from the actuating shaft (1) has at least one contact surface (20a; 20b) for the driving element (16) arranged on the coupling shaft (13) in each direction of rotation , wherein the contact surfaces (20a; 20b ) also limit the clearance for the driving element (16) . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnahmeelement (16) stabförmig ausgebildet und radial an der Kupplungswelle (13) angeordnet ist.Motor drive device according to claim 4, characterized in that the driving element (16) is rod-shaped and is arranged radially on the coupling shaft (13) . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Mitnahmeelement (16) in Richtung der Achse der Kupplungswelle (13) eine Druckfeder (19) anliegt.Motor drive device according to claim 2, characterized in that a pressure spring (19) bears against the driving element (16) in the direction of the axis of the coupling shaft (13) . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungswelle (13) und der Betätigungswelle (1) durch eine in einer der beiden Wellen angeordnete und in einem achsparallelen Langloch (14) der anderen Welle geführte Schraube (15) gegeben ist.Motor drive device according to claim 2, characterized in that the positive connection between the coupling shaft (13) and the actuating shaft (1) is provided by a screw (15) arranged in one of the two shafts and guided in an axially parallel slot (14) in the other shaft . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (2) eine Druckfeder ist, die an einem an der Betätigungswelle (1) angeordneten Hebel (23) angreift.Motor drive device according to claim 2, characterized in that the switching spring (2) is a compression spring which acts on a lever (23) arranged on the actuating shaft (1) . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betätigungswelle (1) an dem dem Schneckenrad (10) abgewandten Endstück der Kupplungswelle (13) in axialer Richtung eine Schieberstange (21) angeordnet ist, mit der das Betätigungselement (22) bei gleichzeitigem Eingriff in eine Ausnehmung (25) an der Betätigungswelle (1) zur Übertragung einer die Kraft der Druckfeder (19) überwindenden Schubkraft zur Anlage bringbar ist.Motor drive device according to Claims 1 and 2, characterized in that in the actuating shaft (1) on the end piece of the coupling shaft (13) facing away from the worm wheel (10) there is arranged in the axial direction a slide rod (21) with which the actuating element (22) simultaneous engagement in a recess (25) on the actuating shaft (1) for transmitting a thrust force overcoming the force of the compression spring (19) can be brought to bear. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehbewegung von der Betätigungswelle (1) auf die Schaltkontaktwelle (5) übertragende Mechanismus im wesentlichen eine Gelenkstange (4) ist, die mit der Betätigungswelle (1) über einen Mitnahme-Sprunghebel (3) mit etwa viertelkreisförmiger Gestalt und einem Langloch und mit der Schaltkontaktwelle (5) über einen Hebel (6) verbunden ist.Motor drive device according to Claim 1, characterized in that the mechanism which transfers the rotary movement from the actuating shaft (1) to the switching contact shaft (5) essentially is an articulated rod (4) which is connected to the actuating shaft (1) by means of a catch spring (3) with an approximately quarter-circular shape and an elongated hole and to the switching contact shaft (5) by means of a lever (6) . Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle, die die Schnecke (11) mit der Antriebseinrichtung (12) verbindet, an ihren beiden Enden Kupplungsöffnungen für verschiedene Motorarten und -größen aufweist.Motor drive device according to claim 2, characterized in that the worm shaft, which connects the worm (11) to the drive device (12) , has coupling openings at both ends for different motor types and sizes.
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