EP1267371A1 - Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe - Google Patents

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EP1267371A1
EP1267371A1 EP01114455A EP01114455A EP1267371A1 EP 1267371 A1 EP1267371 A1 EP 1267371A1 EP 01114455 A EP01114455 A EP 01114455A EP 01114455 A EP01114455 A EP 01114455A EP 1267371 A1 EP1267371 A1 EP 1267371A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toothed disk
drive
locking
tooth
lock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01114455A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hauke Dipl.-Ing. Peters
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.)
ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
Priority to EP01114455A priority Critical patent/EP1267371A1/de
Publication of EP1267371A1 publication Critical patent/EP1267371A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/40—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a switching device multi-position transmission.
  • the invention can, for example, with a combined disconnector / earthing switch High voltage switchgear can be used.
  • Electrical switchgear for power distribution consists of an application-specific one Combination of various switching devices, including disconnectors and earthing switches. If the disconnect and earth functions in a single switching device or A three-position actuator is required, the three different switch positions “switched off”, “switched on” and “grounded" the switching contacts.
  • the invention has for its object to provide a switching device multi-position transmission, which always reliably defined the contact system into a desired one Position.
  • the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that a safe one Positioning the contacts of the contact system is reliably guaranteed, and even with a manual drive.
  • the translation during the movement process is constant. The movement process runs smoothly.
  • Fig. 1 a side view of a multi-position transmission is shown.
  • the two main components of the transmission are a drive toothed disk 1 which engages (ie is driven by) the drive of a switch, and an output toothed disk 11 which actuates electrical contacts of the switch 12 designated.
  • the drive toothed disc 1 has a number Z 1 of drive teeth 3, these drive teeth 3 not being distributed uniformly and without gaps over the entire circumference, but rather a total of three tooth-free regions 4, 5, 6 along the circumference of the toothed disc.
  • the width of such a tooth-free area along the circumference is b IF .
  • a lock 7 or 8 or 9 of a locking link is permanently assigned to each tooth-free area 4 or 5 or 6.
  • the center of the locks 7, 8, 9 is the axis of rotation 2.
  • the engagement surface of such a lock 7, 8, 9 is designated by number 10.
  • the engagement surface 10 is convexly curved, the radius of curvature (based on the axis of rotation 2) being r v1 .
  • the width of such an engagement surface 10 along the circumference is b F1 , where b F1 is smaller than b ZF .
  • the angle of the sector formed by the effective engagement surface 10 of a lock is smaller than the angle of the sector formed by the corresponding tooth-free area.
  • the driven toothed disk 11 has a number Z2 driven teeth 13 which are distributed uniformly and without gaps over the entire circumference.
  • the output toothed disk 11 are three locks 14, 15, 16 of the above-mentioned locking link permanently assigned.
  • the center of the locks 14, 15, 16 is the axis of rotation 12.
  • the engagement surface of such a lock 14, 15, 16 is designated by number 17.
  • the distance between the engagement surface 17 and the axis of rotation 12 is r V2 .
  • the engagement surface 17 is concavely curved, the radius of curvature likewise being r v1 (center of curvature is also the axis of rotation 2).
  • the width of such an engagement surface 17 along the circumference is b F2 , where b F2 is greater than b F1 .
  • the sum of both radii of curvature r v1 + r v2 corresponds to the distance between the two axes of rotation 2, 12.
  • the locking link with the locks 7, 8, 9 and 14, 15, 16 lies in a plane next to the plane formed by the drive toothed disk / driven toothed disk.
  • Fig. 3 is a partially cut side view of a multi-position transmission shown, the position of the drive toothed pulley 1 and also shown in FIG. 1 Output toothed disk 11 is present. It is the meshing of the engagement surfaces 10 and 17 of the locks 7 and 14, respectively, the output teeth 13 the driven toothed disk 11 at the same time in the tooth-free area 4 of the drive toothed disk 4 are located.
  • the toothless area 4, 5, 6 on the Drive toothed disc 1 in connection with the three associated locks 7, 8, 9 and the locks 14, 15, 16 set three positions of the driven gear 11 and thus the contact system, in which the respective position of the driven gear 11 through the locking link - according to FIG. 3, for example, locks 7, 14 - is fixed, the drive gear 1 in the tooth-free area within a predetermined range Borders can be positioned freely. This means that the drive does not have to be precisely controlled become.
  • the contact system is placed in a defined position, too if the drive has overstroke.
  • switching device multi-position transmissions can also be deviated from this realize with two, four, five, six, etc. switch positions, whereby the number of tooth-free area on the drive pulley 1 and the number the locks of the drive pulley 1 and the driven pulley 11 always corresponds to the number of desired switch positions.
  • the three different switching positions arranged symmetrically along the circumference of the drive pulley 1.

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe mit einer mit dem Antrieb eines Schalters in Eingriff stehenden Antriebszahnscheibe (1) und einer die Betätigung von elektrischen Kontakten des Schalters bewirkenden Abtriebszahnscheibe (11) vorgeschlagen, wobei die Antriebszähne (3) der Antriebszahnscheibe (1) nicht lückenlos über den gesamten Umfang verteilt sind, sondern sich mindestens zwei zahnfreie Bereiche (4, 5, 6) längs des Umfanges der Antriebszahnscheibe ergeben, wobei jedem zahnfreien Bereich (4, 5, 6) eine erste Verriegelung (7, 8, 9) einer Verriegelungskulisse fest zugeordnet ist, wobei der Winkel des von der wirksamen Eingriffsfläche (10) einer Verriegelung gebildeten Sektors kleiner als der Winkel des vom korrespondierenden zahnfreien Bereich gebildeten Sektors ist, wobei der Abtriebszahnscheibe (11) zweite Verriegelungen (14, 15,16) der Verriegelungskulisse fest zugeordnet sind, wobei die Verriegelungskulisse mit den Verriegelungen (7, 8, 9, 14, 15, 16) in einer Ebene neben der durch Antriebszahnscheibe (1) und Abtriebszahnscheibe (11) gebildeten Ebene liegt, wobei eine Verriegelung der Abtriebszahnscheibe (11) trotz Drehung der Antriebszahnscheibe (11) erfolgt, solange eine erste Verriegelung (7, 8, 9) und eine zweite Verriegelung (14, 15, 16) ineinandergreifen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe. Die Erfindung kann beispielsweise bei einem kombinierten Trennschalter/Erdungsschalter einer Hochspannungs-Schaltanlage verwendet werden.
Elektrische Schaltanlagen zur Energieverteilung bestehen aus einer anwendungsspezifischen Kombination verschiedener Schaltgeräte, darunter auch Trenn- und Erdungsschalter. Wenn die Funktionen Trennen und Erden in einem einzigen Schaltgerät bzw. Kontaktgerät miteinander kombiniert werden sollen, ist ein Dreistellungsantrieb erforderlich, der die drei unterschiedlichen Schaltstellungen "Ausgeschaltet", "Eingeschaltet" und "Geerdet" der Schaltkontakte realisiert.
Dabei besteht insbesondere bei einem per Handbetrieb zu betätigendem Schaltgerät die Gefahr, daß Positionen bzw. Schaltstellungen überfahren werden (Überhub), so daß ein sicheres Positionieren der Kontakte nicht immer gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe anzugeben, welches das Kontaktsystem stets zuverlässig in eine gewünschte definierte Stellung bringt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe mit einer mit dem Antrieb eines Schalters in Eingriff stehenden Antriebszahnscheibe und einer die Betätigung von elektrischen Kontakten des Schalters bewirkenden Abtriebszahnscheibe,
  • wobei die Antriebszähne der Antriebszahnscheibe nicht lückenlos über den gesamten Umfang verteilt sind, sondern sich mindestens zwei zahnfreie Bereiche längs des Umfanges der Antriebszahnscheibe ergeben,
  • wobei jedem zahnfreien Bereich eine erste Verriegelung einer Verriegelungskulisse fest zugeordnet ist,
  • wobei der Winkel des von der wirksamen Eingriffsfläche einer Verriegelung gebildeten Sektors kleiner als der Winkel des vom korrespondierenden zahnfreien Bereich gebildeten Sektors ist,
  • wobei der Abtriebszahnscheibe zweite Verriegelungen der Verriegelungskulisse fest zugeordnet sind,
  • wobei die Verriegelungskulisse mit den Verriegelungen in einer Ebene neben der durch Antriebszahnscheibe und Abtriebszahnscheibe gebildeten Ebene liegt,
  • wobei eine Verriegelung der Abtriebszahnscheibe trotz Drehung der Antriebszahnscheibe erfolgt, solange eine erste Verriegelung und eine zweite Verriegelung ineinander greifen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein sicheres Positionieren der Kontakte des Kontaktsystems zuverlässig gewährleistet ist, und zwar auch bei einem Handantrieb. Die Übersetzung während des Bewegungsvorganges ist konstant. Der Bewegungsvorgang verläuft gleichmäßig.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig.1
eine Seitenansicht eines Mehrstellungsgetriebes,
Fig. 2
eine Stirnansicht eines Mehrstellungsgetriebes,
Fig. 3
eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Mehrstellungsgetriebes.
In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Mehrstellungsgetriebes dargestellt. Die beiden Hauptkomponenten des Getriebes sind eine mit dem Antrieb eines Schalters in Eingriff stehende (d. h. von diesem angetriebene) Antriebszahnscheibe 1 sowie eine die Betätigung von elektrischen Kontakten des Schalters bewirkende Abtriebzahnscheibe 11. Die Drehachsen von Antriebszahnscheibe 1 bzw. Abtriebszahnscheibe 11 sind mit Ziffern 2 bzw. 12 bezeichnet. Die Antriebszahnscheibe 1 weist eine Anzahl Z1 Antriebszähne 3 auf, wobei diese Antriebszähne 3 jedoch nicht gleichmäßig und lückenlos über den gesamten Umfang verteilt sind, sondern sich insgesamt drei zahnfreie Bereiche 4, 5, 6 längs des Umfanges der Zahnscheibe ergeben. Die Breite eines solchen zahnfreien Bereiches längs des Umfanges beträgt bZF.
Jedem zahnfreien Bereich 4 bzw. 5 bzw. 6 ist eine Verriegelung 7 bzw. 8 bzw. 9 einer Verriegelungskulisse fest zugeordnet. Das Zentrum der Verriegelungen 7, 8, 9 ist die Drehachse 2. Die Eingriffsfläche einer derartigen Verriegelung 7, 8, 9 ist mit Ziffer 10 bezeichnet. Die Eingriffsfläche 10 ist konvex gekrümmt, wobei der Krümmungsradius (bezogen auf die Drehachse 2) rv1 beträgt. Die Breite einer solchen Eingriffsfläche 10 längs des Umfanges beträgt bF1, wobei bF1 kleiner als bZF ist. Mit anderen Worten ist der Winkel des von der wirksamen Eingriffsfläche 10 einer Verriegelung gebildeten Sektor kleiner als der Winkel des vom korrespondierenden zahnfreien Bereich gebildeten Sektors.
Die Abtriebszahnscheibe 11 weist eine Anzahl Z2 Abtriebszähne 13 auf, welche gleichmäßig und lückenlos über den gesamten Umfang verteilt sind. Der Abtriebszahnscheibe 11 sind drei Verriegelungen 14, 15, 16 der vorstehend erwähnten Verriegelungskulisse fest zugeordnet. Das Zentrum der Verriegelungen 14, 15, 16 ist die Drehachse 12. Die Eingriffsfläche einer derartigen Verriegelung 14, 15, 16 ist mit Ziffer 17 bezeichnet. Der Abstand zwischen Eingriffsfläche 17 und Drehachse 12 beträgt rV2. Die Eingriffsfläche 17 ist konkav gekrümmt, wobei der Krümmungsradius ebenfalls rv1 beträgt (Zentrum der Krümmung ist ebenfalls die Drehachse 2). Die Breite einer solchen Eingriffsfläche 17 längs des Umfanges beträgt bF2, wobei bF2 größer als bF1 ist. Die Summe beider Krümmungsradien rv1 + rv2 entspricht dem Abstand zwischen beiden Drehachsen 2, 12. Die Verriegelungskulisse mit den Verriegelungen 7, 8, 9 und 14, 15, 16 liegt in einer Ebene neben der durch Antriebszahnscheibe / Abtriebszahnscheibe gebildeten Ebene.
In Fig. 2 ist eine Stirnansicht eines Mehrstellungsgetriebes dargestellt. Es sind die durch Antriebszahnscheibe / Abtriebszahnscheibe gebildete Ebene mit Antriebszahnscheibe 1, Drehachse 2, Antriebszähnen 3, Abtriebszahnscheibe 11, Drehachse 12, Abtriebszähnen 13 und die durch die Verriegelungskulisse gebildete Ebene mit Verriegelungen 8, 9 sowie 15, 16 zu erkennen.
In Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Mehrstellungsgetriebes dargestellt, wobei die auch in Fig. 1 gezeigte Stellung der Antriebszahnscheibe 1 und Abtriebszahnscheibe 11 vorliegt. Es ist das Ineinandergreifen der Eingriffsflächen 10 bzw. 17 der Verriegelungen 7 bzw. 14 zu erkennen, wobei sich die Abtriebszähne 13 der Abtriebszahnscheibe 11 gleichzeitig im zahnfreien Bereich 4 der Antriebszahnscheibe 4 befinden.
Durch das vorstehend erläuterte Dreistellungsgetriebe werden eine Freigangfunktion und eine Verriegelungsfunktion fest kombiniert. Die zahnfreien Bereich 4, 5, 6 auf der Antriebszahnscheibe 1 in Verbindung mit den drei zugeordneten Verriegelungen 7, 8, 9 und den Verriegelungen 14, 15, 16 legen drei Positionen des Abtriebszahnrades 11 und damit des Kontaktsystems fest, in denen die jeweilige Position des Abtriebszahnrades 11 durch die Verriegelungskulisse - gemäß Fig. 3 beispielsweise Verriegelungen 7, 14 - fixiert ist, wobei das Antriebszahnrad 1 im zahnfreien Bereich innerhalb vorgegebener Grenzen frei positioniert werden kann. Damit muß der Antrieb nicht genau abgesteuert werden. Das Kontaktsystem wird in eine definierte Stellung gebracht, auch wenn der Antrieb Überhub hat.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei unterschiedliche Schaltstellungen einstellbar. Selbstverständlich lassen sich davon abweichend auch Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe mit zwei, vier, fünf, sechs usw. Schaltstellungen realisieren, wobei die Anzahl der zahnfreien Bereich auf der Antriebszahnscheibe 1 und die Anzahl der Verriegelungen der Antriebszahnscheibe 1 und der Abtriebszahnscheibe 11 stets der Anzahl der gewünschten Schaltstellungen entspricht.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die drei unterschiedlichen Schaltstellungen symmetrisch längs des Umfanges der Antriebszahnscheibe 1 angeordnet. Selbstverständlich ist es abweichend davon möglich, diese Positionen ungleichmäßig längs des Umfanges der Antriebszahnscheibe 1 zu verteilen.

Claims (2)

  1. Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe mit einer mit dem Antrieb eines Schalters in Eingriff stehenden Antriebszahnscheibe (1) und einer die Betätigung von elektrischen Kontakten des Schalters bewirkenden Abtriebszahnscheibe (11),
    wobei die Antriebszähne (3) der Antriebszahnscheibe (1) nicht lückenlos über den gesamten Umfang verteilt sind, sondern sich mindestens zwei zahnfreie Bereiche (4, 5, 6) längs des Umfanges der Antriebszahnscheibe ergeben,
    wobei jedem zahnfreien Bereich (4, 5, 6) eine erste Verriegelung (7, 8, 9) einer Verriegelungskulisse fest zugeordnet ist,
    wobei der Winkel des von der wirksamen Eingriffsfläche (10) einer Verriegelung gebildeten Sektors kleiner als der Winkel des vom korrespondierenden zahnfreien Bereich gebildeten Sektors ist,
    wobei der Abtriebzahnsscheibe (11) zweite Verriegelungen (14, 15,16) der Verriegelungskulisse fest zugeordnet sind,
    wobei die Verriegelungskulisse mit den Verriegelungen (7, 8, 9, 14, 15, 16) in einer Ebene neben der durch Antriebszahnscheibe (1) und Abtriebszahnscheibe (11) gebildeten Ebene liegt,
    wobei eine Verriegelung der Abtriebszahnscheibe (11) trotz Drehung der Antriebszahnscheibe (11) erfolgt, solange eine erste Verriegelung (7, 8, 9) und eine zweite Verriegelung (14, 15, 16) ineinandergreifen.
  2. Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsfläche (10) einer der Antriebszahnscheibe (1) zugeordneten Verriegelung (7, 8, 9) konvex - mit vorgegebenem Krümmungsradius (rV1) um die Drehachse (2) der Antriebszahnscheibe (1) - und die Eingriffsfläche (17) einer der Abtriebszahnscheibe (11) zugeordneten Verriegelung (14, 15, 16) konkav gekrümmt ist, wobei beide Krümmungsradien gleich sind.
EP01114455A 2001-06-15 2001-06-15 Schaltgerät-Mehrstellungsgetriebe Withdrawn EP1267371A1 (de)

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