EP3815120A1 - Antreiben eines elektrischen schaltkontaktes und eines meldeschalters - Google Patents

Antreiben eines elektrischen schaltkontaktes und eines meldeschalters

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EP3815120A1
EP3815120A1 EP18830144.4A EP18830144A EP3815120A1 EP 3815120 A1 EP3815120 A1 EP 3815120A1 EP 18830144 A EP18830144 A EP 18830144A EP 3815120 A1 EP3815120 A1 EP 3815120A1
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EP
European Patent Office
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transmission shaft
gear
transmission
sliding block
link
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Application number
EP18830144.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3815120B1 (de
Inventor
Martin Birkholz
Patrick GANSER
Rene Guenther
Andre Luthardt
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Publication of EP3815120B1 publication Critical patent/EP3815120B1/de
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    • 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
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0066—Auxiliary contact devices

Definitions

  • the invention relates to a gear arrangement for synchronized driving an electrical switch contact and egg NES signaling switch.
  • Electrical switching contacts for example of isolating switches, earthing switches and circuit breakers in switching systems, are often driven by motors, by means of which switching elements are moved to open and close the switching contacts. The switching status of such a switching contact must be clearly signaled at all times.
  • the Ge gear assembly has a link sensing element in connection, relative to the backdrop sensing element be movable gate arrangement with a gate.
  • the Ku lissenan extract has at least a first and a second sub-element, each of which in sections define the backdrop passage that can be tapped from the backdrop scanning element.
  • the invention has for its object to improve the drive and the signaling of the switching state of an electrical switching contact.
  • a transmission arrangement for synchronized driving an electrical switch contact and a Mel deschalters comprises a transmission shaft, a backdrop, a a push element that can be coupled to the signaling switch, an eccentric and a slide that can be coupled to the switch contact.
  • the transmission shaft can be rotated about a longitudinal axis of the transmission shaft by a motor.
  • the backdrop is rigidly connected to the transmission shaft and has a backdrop passage with two end regions and a middle region extending between the end regions.
  • the push element is linearly slidable ver.
  • a sliding block guided through the sliding link is arranged on the push element.
  • the eccentric is rigidly connected to the transmission shaft and has an eccentric nose through which the carriage can be moved linearly between two end positions.
  • the sliding link and the coupling of the eccentric nose to the slide are designed in such a way that rotation of the transmission shaft causes displacements of the thrust element and the slide when the sliding block has a position in the central region of the sliding block and does not cause any displacements of the pushing element and the slide, if the sliding block has a position in an end region of the sliding block.
  • the gear arrangement enables synchronized displacements of the slide and the thrust element. Since the slide can be coupled to the switch contact and the push element can be coupled to the signaling switch, the signaling element can be used to signal the current switching state of the switch contact via the push element.
  • the switching state can be output from the signaling switch, for example, to a field control device that switches a motor voltage of the motor, so that the motor can be switched off when the switching contact has reached a defined switching state. This enables motor control without additional contactors directly based on the signal output by the signaling switch.
  • the motor can run out without causing further movements of the slide and the thrust element, since the sliding block has then reached an end region, so that further rotation of the transmission shaft does not cause any displacements of the thrust element and the slide.
  • the engine runs down and is stopped only by its inertia stops without the need for a mechanical or electrical motor brake to stop the motor, an expensive gearbox or a special freewheel for the motor. This reduces the cost of the gear arrangement compared to gear arrangements with such additional functions and simplifies and shortens the assembly of the gear arrangement, since no adjustment work for the shutdown of the engine is required.
  • no DC motor is required to brake the motor, so that the gear arrangement can also be used alone with an AC motor, which means that the gear arrangement can be used in a variety of ways.
  • each end region of the link path extends along a circular path section of a circular path about the longitudinal axis of the transmission shaft.
  • the pusher element comprises a thrust element Z on ahnstange for coupling to the signaling switch. This allows the thrust element via the thrust element Z ahnstange in particular coupled to a position indicator, which has a signaling switch shaft with a ahnstange in the thrust element Z engaging signaling switch gear.
  • the Ge gear arrangement has a coupling shaft that can be coupled to the switching contact, on which an output shaft gear is arranged, and a slide rack arranged on the slide, in which the output shaft gear engages.
  • the gear arrangement has a transmission spur gear rigidly connected to the transmission shaft for coupling the transmission shaft to the motor.
  • the transmission shaft can be driven by the motor via the transmission spur gear, for example by means of a motor spur gear that can be driven by the motor and cooperates with the transmission spur gear.
  • the carriage has a carriage recess which is delimited by a mating edge at which the eccentric nose for sliding the carriage rests and from which the eccentric nose is decoupled when the sliding block has a position in an end region of the sliding passage. This prevents the carriage from being displaced by rotations of the transmission shaft in a structurally simple manner when the cooler senstein has a position in an end region of the sliding link.
  • the Ku lisse and the transmission shaft are rigidly connectable in two different relative positions, one side of the backdrop facing a different end of the transmission shaft in a first relative position than in the second relative position.
  • the transmission arrangement can be converted, the backdrop being turned relative to the transmission shaft.
  • This embodiment of the invention enables a direction of rotation in which the transmission shaft has to be rotated in order to move the thrust element in a defined direction, by changing the setting relative to the transmission shaft GE.
  • the gear arrangement can advantageously be adapted to a direction of displacement dependent on the design of the signaling switch, into which the thrust element must be displaced in order to set the signaling switch, for example, from a switched-on state to a switched-off state.
  • a reversal of the direction of movement of the transmission shaft or the carriage or the movement drive shaft may be provided.
  • the message switch can be mecanic under case via its driving the shaft to order its switching Z eitnect relative to the transmission or the carriage or of the output shaft to be adjusted.
  • the thrust element is preferably in the same position in both relative positions of the link and the transmission shaft when the link block strikes the same end of the link aisle. This ensures that the thrust element can be moved in both relative positions of the link and the transmission shaft in the same way, with only the direction of rotation of the transmission shaft in the two relative positions differing from one another for moving the thrust element in a defined direction.
  • a switching device has an electrical switch contact's, a motor, a signaling switch and a transmission arrangement according to the invention, the transmission shaft of the transmission arrangement being carried out by the motor
  • the Schu belement the gear arrangement, a thrust element Z ahnstange on and the signal switch includes a position indicator shaft to which a ahnstange in the thrust element engaging Z Mel is arranged desch old gear.
  • the linkage of the Ge gear arrangement can be designed such that the amount of an angle of rotation of a rotation of the transmission shaft, in which the sliding block passes through the central region of the linkage, corresponds to the amount of an angle of rotation by which the signaling switch shaft is rotated during this rotation of the transmission shaft.
  • the backdrop of the Gear arrangement be designed such that the amount of a rotation angle of a rotation of the transmission shaft, at which the sliding block crosses the central region of the sliding gear, deviates from the amount of a rotation angle by which the signaling switch shaft is rotated during this rotation of the transmission shaft.
  • the gear arrangement has an output shaft coupled to the switching contact, on which an output shaft gear is arranged, and on the slide of the gear arrangement a slide rack is arranged, in which the output shaft gear engages.
  • a transmission spur gear is arranged on the transmission shaft and the motor is coupled to the transmission shaft via the transmission spur gear and a motor spur gear that can be driven by the motor and cooperates with the transmission spur gear.
  • the single figure shows a perspective presen- tation of a gear arrangement 1 for synchronized driving of an electrical switch contact, not shown, and a signaling switch 3.
  • the transmission arrangement 1 comprises a transmission shaft 5, egg NEN eccentric 7, a link 9, a thrust element 11, a carriage 13, a transmission spur gear 15 and an output shaft 17th
  • the eccentric 7, the link 9 and the transmission spur gear 15 are rigidly connected to the transmission shaft 5.
  • the transmission shaft 5 is rotatable about a longitudinal axis 19 of the transmission shaft 5 by a motor via the transmission spur gear 15 and a motor spur gear which can be driven by the motor and which cooperates with the transmission spur gear 15.
  • the motor and the spur gear are not shown in the figure.
  • the scenery 9 has a scenery aisle 21 with two end areas 22, 23 and a ver between the end areas 22, 23 running middle area 25.
  • Each end region 22, 23 runs along a circular path section of a circular path around the longitudinal axis 19 of the transmission shaft 5, the two circular paths running in a plane orthogonal to the longitudinal axis 19 and the circular path of a first end region 22 a smaller distance from the longitudinal axis 19 than the circular path of the has second end region 23.
  • a sliding block 27 is arranged on the push element 11 and is guided through the sliding link 21. If the Kulis senstein 27 has a position in the central region 25 of the Kulis sengangs 21, the thrust element 11 is linearly displaced when the transmission shaft 5 is rotated about the longitudinal axis 19 orthogonally to the longitudinal axis 19, the direction of the water displacement from the direction of rotation of the transmission shaft 5 depends.
  • the push element 11 is coupled to the signaling switch 3.
  • the pusher member 11 is a thrust element Z ahnstange 29, which is orthogonal to the longitudinal axis 19 to a point offset direction parallel of the pusher member 11 extends
  • the signaling switch 3 has an arranged parallel to the transmission shaft 5 position indicator shaft 31, on which a in the thrust element Z Ahnstange 29 engaging alarm switch gear 33 is arranged.
  • the eccentric 7 has an eccentric nose 35 which moves when the transmission shaft 5 rotates about the longitudinal axis 19 on an eccentric circular path which runs in a plane orthogonal to the longitudinal axis 19 about the longitudinal axis 19.
  • the carriage 13 is guided on two guide rails 37 and is linearly displaceable on the guide rails 37 orthogonal to the longitudinal axis 19.
  • the carriage 13 is moved by the Exzen ternase 35 simultaneously with the thrust element 11.
  • the slide 13 has a slide recess 39 which is delimited by a recess edge 41 against which the eccentric nose 35 bears when the push element 11 is displaced.
  • the carriage recess 39 has a Aus strictlyungsöff opening 43, through which the eccentric nose 35 extends from the carriage recess 39 when the sliding block 27 is moved from the central region 25 of the sliding gate 21 into one of the end areas 22, 23, and through which the eccentric nose 35th drives into the carriage recess 39 when the sliding block 27 is moved from one of the end regions 22, 23 of the sliding block 21 into the central region 25.
  • the slide recess 39 is designed such that the eccentric nose 35 contacts the recess edge 41 after driving into the slide recess 39 when the sliding block 27 moves from one of the end regions 22, 23 into the central region 25 of the lissengangs 21 occurs, the carriage 13 moves when the sliding block 27 then passes through the central region 25 to the other end region 22, 23, and decoupled from the Ausneh mungsrand 41 when the sliding block 27 reaches the other end region 22, 23.
  • the sliding block 27 is located in the first end region 22.
  • the eccentric nose 35 is first towards the recess opening 43 and then through the Recess opening 43 moved out of the carriage recess 39.
  • the eccentric nose 35 moves like that into the slide recess 39, contacts the recess edge 41 and moves the slide 13 as long as the thrust element 11 is moved.
  • the eccentric nose 35 decouples from the recess edge 41, so that the slide 13 is not moved any further. Accordingly, the carriage 13 is shifted in the other direction when the sliding block 27, starting from the second end region 23, passes through the central region 25 to the first end region 22 of the sliding path 21.
  • the carriage 13 has a carriage rack 45 which runs orthogonally to the longitudinal axis 19 parallel to a direction of displacement of the carriage 13.
  • An output shaft gear 47 arranged on the output shaft 17 engages in the slide rack 45, so that linear movements of the slide 13 cause the output shaft 17 to rotate.
  • the output shaft 17 is coupled to the switching contact in such a way that rotations of the output shaft 17 in a first direction of rotation open the switching contact and rotations of the output shaft 17 in a second direction of rotation opposite the first direction of rotation close the switching contact. ß, so that each of the two end positions of the carriage 13 corresponds to a switching state of the switching contact.
  • the gear arrangement 1 enables synchronized displacements of the slide 13 and the thrust element 11, the syn chronized rotations of the output shaft 17 and the Mel deschalterwelle 31 cause so that the two respective end positions of the slide 13 corresponding end positions of the signaling switch shaft 31, the switching state of the switching contact signal.
  • the alarm switch 3 has electrical components, not shown, which are arranged in several ren along the alarm switch shaft 31 consecutively arranged switching levels and which the switching state of the switching contact was transmitted by the position of the alarm switch 31.
  • the electrical components can be contacted via terminal lugs 49 of the alarm switch 3, which are led out of a housing of the alarm switch 3.
  • a signal can be output to a field control device by connecting lugs 49, which switches a motor voltage of the motor, so that the motor is switched off when the carriage 13 has reached an end position.
  • the motor can then coast down without causing further movements of the slide 13 and the thrust element 11, since the eccentric nose 35 is then decoupled from the recess edge 41 and the sliding block 27 has reached an end region 22, 23.
  • the backdrop 9 and the transmission shaft 5 are in two mutually different relative positions rigidly bindable ver, with one side of the backdrop 9 in a first relative position another end of the transmission shaft 5 facing than in the second relative position.
  • the thrust element 11 is in both relative positions of the Ku lisse 9 and the transmission shaft 5 at the same position when the sliding block 27 strikes gear 21 at the same end of the scenery.
  • the figure shows a first Relativstel development, in which a side of the Ku lisse 9 not visible in the figure facing the transmission spur gear 15. In the second relative position, this side of the link 9 faces away from the transmission spur gear 15, ie the link 9 is turned relative to the transmission shaft 5 with respect to the first relative position.
  • the central region 25 of the sliding link 21 runs in the second relative position below the transmission shaft 5 when the sliding block 27 is located in the sliding link 21 in the position shown in the figure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (1) zum synchronisierten Antreiben eines elektrischen Schaltkontakts und eines Meldeschalters (3). Die Getriebeanordnung (1) umfasst eine Übertragungswelle (5), eine mit der Übertragungswelle (5) verbundene Kulisse (9) mit einem Kulissengang (21), ein an den Meldeschalter (3) koppelbares, linear verschiebbares Schubelement (11), an dem ein durch den Kulissengang (21) geführter Kulissenstein (27) angeordnet ist, einen mit der Übertragungswelle (5) verbundenen Exzenter (7) und einen an den Schaltkontakt koppelbaren Schlitten (13), der durch den Exzenter (7) zwischen zwei Endstellungen linear verschiebbar ist. Eine Drehung der Übertragungswelle (5) bewirkt Verschiebungen des Schubelements (11) und des Schlittens (13), wenn der Kulissenstein (27) eine Position in einem Mittelbe- reich (25) des Kulissengangs (21) aufweist, und keine Verschiebungen des Schubelements (11) und des Schlittens (13), wenn der Kulissenstein (27) eine Position in einem Endbereich (22, 23) des Kulissengangs (21) aufweist.

Description

Beschreibung
Antreiben eines elektrischen Schaltkontaktes und eines Mel deschalters
Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung zum synchroni sierten Antreiben eines elektrischen Schaltkontaktes und ei nes Meldeschalters.
Elektrische Schaltkontakte, beispielsweise von Trennschal tern, Erdungsschaltern und Leistungsschaltern in Schaltanla gen, werden häufig durch Motoren angetrieben, mittels derer Schaltelemente zum Öffnen und Schließen der Schaltkontakte bewegt werden. Der Schaltzustand eines derartigen Schaltkon taktes muss zu jedem Zeitpunkt eindeutig signalisiert werden.
DE 10 2006 031 220 Al offenbart eine Getriebeanordnung zum Antrieb zumindest eines elektrischen Schaltkontaktes . Die Ge triebeanordnung weist eine mit einem Kulissenabtastelement in Verbindung stehende, relativ zu dem Kulissenabtastelement be wegbare Kulissenanordnung mit einem Kulissengang auf. Die Ku lissenanordnung weist zumindest ein erstes und ein zweites Teilelement auf, welche jeweils abschnittsweise den von dem Kulissenabtastelement abgreifbaren Kulissengang festlegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb und die Signalisierung des Schaltzustandes eines elektrischen Schalt kontaktes zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung zum synchronisierten Antreiben eines elektrischen Schaltkontaktes und eines Mel deschalters umfasst eine Übertragungswelle, eine Kulisse, ein an den Meldeschalter koppelbares Schubelement, einen Exzenter und einen an den Schaltkontakt koppelbaren Schlitten. Die Übertragungswelle ist durch einen Motor um eine Längsachse der Übertragungswelle drehbar. Die Kulisse ist starr mit der Übertragungswelle verbunden und weist einen Kulissengang mit zwei Endbereichen und einem zwischen den Endbereichen verlau fenden Mittelbereich auf. Das Schubelement ist linear ver schiebbar. An dem Schubelement ist ein durch den Kulissengang geführter Kulissenstein angeordnet. Der Exzenter ist starr mit der Übertragungswelle verbunden und weist eine Exzenter nase auf, durch die der Schlitten zwischen zwei Endstellungen linear verschiebbar ist. Der Kulissengang und die Kopplung der Exzenternase an den Schlitten sind derart ausgebildet, dass eine Drehung der Übertragungswelle Verschiebungen des Schubelements und des Schlittens bewirkt, wenn der Kulissen stein eine Position in dem Mittelbereich des Kulissengangs aufweist, und keine Verschiebungen des Schubelements und des Schlittens bewirkt, wenn der Kulissenstein eine Position in einem Endbereich des Kulissengangs aufweist.
Die Getriebeanordnung ermöglicht synchronisierte Verschiebun gen des Schlittens und des Schubelements. Da der Schlitten an den Schaltkontakt koppelbar ist und das Schubelement an den Meldeschalter koppelbar ist, kann dem Meldeschalter über das Schubelement der aktuelle Schaltzustand des Schaltkontaktes signalisiert werden. Der Schaltzustand kann von dem Melde schalter beispielsweise an ein Feldsteuerleitgerät ausgegeben werden, das eine Motorspannung des Motors schaltet, so dass der Motor abgeschaltet werden kann, wenn der Schaltkontakt einen definierten Schaltzustand erreicht hat. Dies ermöglicht eine Motorsteuerung ohne zusätzliche Schütze direkt anhand des von dem Meldeschalter ausgegebenen Signals. Nach dem Ab schalten des Motors kann der Motor auslaufen, ohne weitere Bewegungen des Schlittens und des Schubelements zu verursa chen, da der Kulissenstein dann einen Endbereich erreicht hat, so dass ein Weiterdrehen der Übertragungswelle keine Verschiebungen des Schubelements und des Schlittens bewirkt. Der Motor läuft aus und wird allein durch seine Trägheit ge- stoppt, ohne eine mechanische oder elektrische Motorbremse zum Anhalten des Motors, ein aufwändiges Getriebe oder einen speziellen Freilauf für den Motor zu benötigen. Dies redu ziert die Kosten der Getriebeanordnung gegenüber Getriebean ordnungen mit derartigen zusätzlichen Funktionen und verein facht und verkürzt die Montage der Getriebeanordnung, da kei ne Einstellarbeiten für das Absteuern des Motors erforderlich sind. Insbesondere wird kein Gleichstrommotor zum Bremsen des Motors benötigt, so dass die Getriebeanordnung auch allein mit einem Wechselstrommotor verwendet werden kann, wodurch die Getriebeanordnung vielseitig einsetzbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung verläuft jeder Endbe reich des Kulissengangs entlang eines Kreisbahnabschnitts ei ner Kreisbahn um die Längsachse der Übertragungswelle.
Dadurch wird in konstruktiv einfacher Weise ein Verschieben des Schubelements durch Drehungen der Übertragungswelle ver hindert, wenn der Kulissenstein eine Position in einem Endbe reich des Kulissengangs aufweist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Schubelement eine SchubelementZahnstange zur Kopplung an den Meldeschalter auf. Dadurch kann das Schubelement über die SchubelementZahnstange insbesondere an einen Meldeschalter gekoppelt werden, der eine Meldeschalterwelle mit einem in die SchubelementZahnstange eingreifenden Meldeschalterzahnrad aufweist .
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Ge triebeanordnung eine an den Schaltkontakt koppelbare Ab triebswelle, an der ein Abtriebswellenzahnrad angeordnet ist, und eine an dem Schlitten angeordnete Schlittenzahnstange, in die das Abtriebswellenzahnrad eingreift, auf. Dadurch können durch lineare Bewegungen des Schlittens Drehbewegungen der Abtriebswelle zum Öffnen und Schließen des Schaltkontakts be wirkt werden. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Ge triebeanordnung ein starr mit der Übertragungswelle verbunde nes Übertragungsstirnrad zur Kopplung der Übertragungswelle an den Motor auf. Dadurch kann die Übertragungswelle über das Übertragungsstirnrad von dem Motor angetrieben werden, bei spielsweise mittels eines von dem Motor antreibbaren, mit dem Übertragungsstirnrad zusammenwirkenden Motorstirnrads.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Schlitten eine Schlittenausnehmung auf, die von einem Ausneh mungsrand begrenzt wird, an dem die Exzenternase zum Ver schieben des Schlittens anliegt und von dem die Exzenternase entkoppelt, wenn der Kulissenstein eine Position in einem Endbereich des Kulissengangs aufweist. Dadurch wird in kon struktiv einfacher Weise ein Verschieben des Schlittens durch Drehungen der Übertragungswelle verhindert, wenn der Kulis senstein eine Position in einem Endbereich des Kulissengangs aufweist .
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Ku lisse und die Übertragungswelle in zwei voneinander verschie denen Relativstellungen starr miteinander verbindbar, wobei eine Seite der Kulisse in einer ersten Relativstellung einem anderen Ende der Übertragungswelle zugewandt ist als in der zweiten Relativstellung. Mit anderen Worten kann die Getrie beanordnung umgebaut werden, wobei die Kulisse relativ zu der Übertragungswelle gewendet wird. Diese Ausgestaltung der Er findung ermöglicht, dass eine Drehrichtung, in der die Über tragungswelle gedreht werden muss, um das Schubelement in ei ner definierten Richtung zu verschieben, geändert werden kann, indem die Kulisse relativ zu der Übertragungswelle ge wendet wird. Dadurch kann die Getriebeanordnung vorteilhaft einer von der Ausführung des Meldeschalters abhängigen Ver schiebungsrichtung angepasst werden, in die das Schubelement verschoben werden muss, um den Meldeschalter beispielsweise von einem Einschaltzustand in einen Ausschaltzustand zu ver setzen. Weiter kann eine Umkehr des Richtungssinns der Bewe gung der Übertragungswelle bzw. des Schlittens bzw. der Ab- triebswelle vorgesehen sein. In diesem Falle kann unter Bei behaltung des Meldeschalters über dessen Ansteuerung die Zu ordnung seiner SchaltZeitpunkte relativ zu der Übertragungs welle bzw. dem Schlitten bzw. der Abtriebswelle angepasst werden. Vorzugsweise befindet sich das Schubelement in beiden Relativstellungen der Kulisse und der Übertragungswelle an derselben Position, wenn der Kulissenstein an demselben Ende des Kulissengangs anschlägt. Dadurch wird erreicht, dass das Schubelement in beiden Relativstellungen der Kulisse und der Übertragungswelle in derselben Weise verschoben werden kann, wobei sich zum Verschieben des Schubelements in eine defi nierte Richtung lediglich die Drehrichtung der Übertragungs welle in den beiden Relativstellungen voneinander unterschei det .
Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung weist einen elektri schen Schaltkontakt, einen Motor, einen Meldeschalter und ei ne erfindungsgemäße Getriebeanordnung auf, wobei die Übertra gungswelle der Getriebeanordnung durch den Motor um die
Längsachse der Übertragungswelle drehbar ist, der Schlitten der Getriebeanordnung an den Schaltkontakt gekoppelt ist und das Schubelement der Getriebeanordnung an den Meldeschalter gekoppelt ist. Die Vorteile einer derartigen Schaltvorrich tung ergeben sich aus den oben bereits genannten Vorteilen einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung und werden hier deshalb nicht noch einmal wiederholt.
Bei einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung weist das Schu belement der Getriebeanordnung eine SchubelementZahnstange auf und der Meldeschalter weist eine Meldeschalterwelle auf, an der ein in die SchubelementZahnstange eingreifendes Mel deschalterzahnrad angeordnet ist. Der Kulissengang der Ge triebeanordnung kann derart gestaltet sein, dass der Betrag eines Drehwinkels einer Drehung der Übertragungswelle, bei der der Kulissenstein den Mittelbereich des Kulissengangs durchquert, mit dem Betrag eines Drehwinkels übereinstimmt, um den die Meldeschalterwelle bei dieser Drehung der Übertra gungswelle gedreht wird. Alternativ kann der Kulissengang der Getriebeanordnung derart gestaltet sein, dass der Betrag ei nes Drehwinkels einer Drehung der Übertragungswelle, bei der der Kulissenstein den Mittelbereich des Kulissengangs durch quert, von dem Betrag eines Drehwinkels abweicht, um den die Meldeschalterwelle bei dieser Drehung der Übertragungswelle gedreht wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung weist die Getriebeanordnung eine an den Schaltkontakt gekoppelte Abtriebswelle auf, an der ein Abtriebswellenzahnrad angeord net ist, und an dem Schlitten der Getriebeanordnung ist eine Schlittenzahnstange angeordnet, in die das Abtriebswellen zahnrad eingreift.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Schaltvorrichtung ist an der Übertragungswelle ein Übertragungsstirnrad angeordnet und der Motor ist über das Übertragungsstirnrad und ein von dem Motor antreibbares , mit dem Übertragungsstirnrad zusammenwir kendes Motorstirnrad an die Übertragungswelle gekoppelt.
Die vorgenannten Ausgestaltungen der Schaltvorrichtung ent sprechen oben genannten Ausgestaltungen einer erfindungsgemä ßen Getriebeanordnung, deren Vorteile ebenfalls oben bereits genannt wurden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels, das im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert wird .
Dabei zeigt die einzige Figur eine perspektivische Darstel lung einer Getriebeanordnung 1 zum synchronisierten Antreiben eines nicht dargestellten elektrischen Schaltkontaktes und eines Meldeschalters 3. Die Getriebeanordnung 1 umfasst eine Übertragungswelle 5, ei nen Exzenter 7, eine Kulisse 9, ein Schubelement 11, einen Schlitten 13, ein Übertragungsstirnrad 15 und eine Abtriebs welle 17.
Der Exzenter 7, die Kulisse 9 und das Übertragungsstirnrad 15 sind starr mit der Übertragungswelle 5 verbunden.
Die Übertragungswelle 5 ist durch einen Motor über das Über tragungsstirnrad 15 und ein von dem Motor antreibbares , mit dem Übertragungsstirnrad 15 zusammenwirkendes Motorstirnrad um eine Längsachse 19 der Übertragungswelle 5 drehbar. Der Motor und das Motorstirnrad sind in der Figur nicht darge stellt .
Die Kulisse 9 weist einen Kulissengang 21 mit zwei Endberei chen 22, 23 und einem zwischen den Endbereichen 22, 23 ver laufenden Mittelbereich 25 auf. Jeder Endbereich 22, 23 ver läuft entlang eines Kreisbahnabschnitts einer Kreisbahn um die Längsachse 19 der Übertragungswelle 5, wobei die beiden Kreisbahnen in einer zur Längsachse 19 orthogonalen Ebene verlaufen und die Kreisbahn eines ersten Endbereichs 22 einen kleineren Abstand von der Längsachse 19 als die Kreisbahn des zweiten Endbereichs 23 aufweist.
An dem Schubelement 11 ist ein Kulissenstein 27 angeordnet, der durch den Kulissengang 21 geführt wird. Wenn der Kulis senstein 27 eine Position in dem Mittelbereich 25 des Kulis sengangs 21 aufweist, wird das Schubelement 11 bei einer Dre hung der Übertragungswelle 5 um die Längsachse 19 orthogonal zur Längsachse 19 linear verschoben, wobei die Richtung die ser Verschiebung von der Drehrichtung der Übertragungswelle 5 abhängt. Aufgrund der Verläufe der Endbereiche 22, 23 des Ku lissengangs 21 entlang Kreisbahnabschnitten von Kreisbahnen um die Längsachse 19 bewirkt eine Drehung der Übertragungs welle 5 um die Längsachse 19 keine Änderung der Position des Kulissensteins 27 und daher auch keine Verschiebung des Schu belements 11, wenn der Kulissenstein 27 eine Position in ei- nem der beiden Endbereiche 22, 23 des Kulissengangs 21 auf weist.
Das Schubelement 11 ist an den Meldeschalter 3 gekoppelt. Da zu weist das Schubelement 11 eine SchubelementZahnstange 29 auf, die orthogonal zur Längsachse 19 parallel zu einer Ver schiebungsrichtung des Schubelements 11 verläuft, und der Meldeschalter 3 weist eine parallel zur Übertragungswelle 5 angeordnete Meldeschalterwelle 31 auf, an der ein in die SchubelementZahnstange 29 eingreifendes Meldeschalterzahn- rad 33 angeordnet ist. Durch diese Kopplung des Schubele ments 11 an den Meldeschalter 3 bewirken lineare Verschiebun gen des Schubelements 11 Drehungen der Meldeschalterwelle 31.
Der Exzenter 7 weist eine Exzenternase 35 auf, die sich bei Drehungen der Übertragungswelle 5 um die Längsachse 19 auf einer Exzenterkreisbahn bewegt, die in einer zur Längsach se 19 orthogonalen Ebene um die Längsachse 19 verläuft.
Der Schlitten 13 wird an zwei Führungsschienen 37 geführt und ist an den Führungsschienen 37 orthogonal zur Längsachse 19 linear verschiebbar. Der Schlitten 13 wird durch die Exzen ternase 35 gleichzeitig mit dem Schubelement 11 verschoben. Dazu weist der Schlitten 13 eine Schlittenausnehmung 39 auf, die von einem Ausnehmungsrand 41 begrenzt wird, an dem die Exzenternase 35 anliegt, wenn das Schubelement 11 verschoben wird. Die Schlittenausnehmung 39 weist eine Ausnehmungsöff nung 43 auf, durch die die Exzenternase 35 aus der Schlitten ausnehmung 39 herausfährt, wenn der Kulissenstein 27 von dem Mittelbereich 25 des Kulissengangs 21 in einen der Endberei che 22, 23 bewegt wird, und durch die die Exzenternase 35 in die Schlittenausnehmung 39 hineinfährt, wenn der Kulissen stein 27 von einem der Endbereiche 22, 23 des Kulissen gangs 21 in den Mittelbereich 25 bewegt wird. Die Schlitten ausnehmung 39 ist derart gestaltet, dass die Exzenternase 35 nach dem Hineinfahren in die Schlittenausnehmung 39 den Aus nehmungsrand 41 kontaktiert, wenn der Kulissenstein 27 aus einem der Endbereiche 22, 23 in den Mittelbereich 25 des Ku- lissengangs 21 eintritt, den Schlitten 13 verschiebt, wenn der Kulissenstein 27 anschließend den Mittelbereich 25 zu dem anderen Endbereich 22, 23 durchläuft, und von dem Ausneh mungsrand 41 entkoppelt, wenn der Kulissenstein 27 den ande ren Endbereich 22, 23 erreicht.
In der Figur befindet sich der Kulissenstein 27 in dem ersten Endbereich 22. Wenn die Kulisse 9 von der dargestellten Posi tion aus (gemäß der dargestellten Perspektive) entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird die Exzenternase 35 zunächst auf die Ausnehmungsöffnung 43 zu und anschließend durch die Ausnehmungsöffnung 43 hindurch aus der Schlittenausnehmung 39 heraus bewegt. Wenn der Kulissenstein 27 den Mittelbereich 25 des Kulissengangs 21 erreicht, fährt die Exzenternase 35 wie der in die Schlittenausnehmung 39 ein, kontaktiert den Aus nehmungsrand 41 und verschiebt den Schlitten 13, solange das Schubelement 11 bewegt wird. Wenn der Kulissenstein 27 schließlich den zweiten Endbereich 23 erreicht, entkoppelt die Exzenternase 35 von dem Ausnehmungsrand 41, so dass der Schlitten 13 nicht weiter verschoben wird. Entsprechend wird der Schlitten 13 in die andere Richtung verschoben, wenn der Kulissenstein 27 von dem zweiten Endbereich 23 ausgehend den Mittelbereich 25 zu dem ersten Endbereich 22 des Kulissen gangs 21 durchläuft.
Die Bewegungen des Schlittens 13 werden auf die Abtriebswel le 17 übertragen. Dazu weist der Schlitten 13 eine Schlitten zahnstange 45 auf, die orthogonal zur Längsachse 19 parallel zu einer Verschiebungsrichtung des Schlittens 13 verläuft. In die Schlittenzahnstange 45 greift ein an der Abtriebswelle 17 angeordnetes Abtriebswellenzahnrad 47 ein, so dass lineare Bewegungen des Schlittens 13 Drehungen der Abtriebswelle 17 bewirken. Die Abtriebswelle 17 ist an den Schaltkontakt der art gekoppelt, dass Drehungen der Abtriebswelle 17 in einer ersten Drehrichtung den Schaltkontakt öffnen und Drehungen der Abtriebswelle 17 in einer der ersten Drehrichtung entge gen gesetzten zweiten Drehrichtung den Schaltkontakt schlie- ßen, so dass jede der beiden Endstellungen des Schlittens 13 zu einem Schaltzustand des Schaltkontakts korrespondiert.
Die Getriebeanordnung 1 ermöglicht synchronisierte Verschie bungen des Schlittens 13 und des Schubelements 11, die syn chronisierte Drehungen der Abtriebswelle 17 und der Mel deschalterwelle 31 bewirken, so dass die beiden jeweils zu einer Endstellung des Schlittens 13 korrespondierenden End stellungen der Meldeschalterwelle 31 den Schaltzustand des Schaltkontakts signalisieren. Der Meldeschalter 3 weist nicht näher dargestellte elektrische Bauelemente auf, die in mehre ren entlang der Meldeschalterwelle 31 hintereinander angeord neten Schaltebenen angeordnet sind und denen der Schaltzu stand des Schaltkontakts durch die Stellung der Meldeschal terwelle 31 übermittelt wird. Die elektrischen Bauelemente sind über Anschlussfahnen 49 des Meldeschalters 3 kontaktier bar, die aus einem Gehäuse des Meldeschalters 3 herausgeführt sind. Beispielsweise kann durch Anschlussfahnen 49 ein Signal an ein Feldsteuerleitgerät ausgegeben werden, das eine Motor spannung des Motors schaltet, so dass der Motor abgeschaltet wird, wenn der Schlitten 13 eine Endstellung erreicht hat.
Der Motor kann dann auslaufen, ohne weitere Bewegungen des Schlittens 13 und des Schubelements 11 zu verursachen, da die Exzenternase 35 dann von dem Ausnehmungsrand 41 entkoppelt ist und der Kulissenstein 27 einen Endbereich 22, 23 erreicht hat .
Die Kulisse 9 und die Übertragungswelle 5 sind in zwei vonei nander verschiedenen Relativstellungen starr miteinander ver bindbar, wobei eine Seite der Kulisse 9 in einer ersten Rela tivstellung einem anderen Ende der Übertragungswelle 5 zuge wandt ist als in der zweiten Relativstellung. Dabei befindet sich das Schubelement 11 in beiden Relativstellungen der Ku lisse 9 und der Übertragungswelle 5 an derselben Position, wenn der Kulissenstein 27 an demselben Ende des Kulissen gangs 21 anschlägt. Die Figur zeigt eine erste Relativstel lung, in der eine in der Figur nicht sichtbare Seite der Ku lisse 9 dem Übertragungsstirnrad 15 zugewandt ist. In der zweiten Relativstellung ist diese Seite der Kulisse 9 von dem Übertragungsstirnrad 15 abgewandt, das heißt die Kulisse 9 ist gegenüber der ersten Relativstellung relativ zu der Über tragungswelle 5 gewendet. Ferner verläuft der Mittelbe- reich 25 des Kulissengangs 21 in der zweiten Relativstellung unterhalb der Übertragungswelle 5, wenn sich der Kulissen stein 27 an der in der Figur gezeigten Position in dem Kulis sengang 21 befindet. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Getriebeanordnung (1) zum synchronisierten Antreiben eines elektrischen Schaltkontakts und eines Meldeschalters (3) , die Getriebeanordnung (1) umfassend
- eine Übertragungswelle (5) , die durch einen Motor um eine Längsachse (19) der Übertragungswelle (5) drehbar ist,
- eine starr mit der Übertragungswelle (5) verbundene Kulis se (9) mit einem Kulissengang (21), der zwei Endbereiche (22, 23) und einen zwischen den Endbereichen (22, 23) verlaufenden Mittelbereich (25) aufweist,
- ein an den Meldeschalter (3) koppelbares, linear verschieb bares Schubelement (11), an dem ein durch den Kulissen gang (21) geführter Kulissenstein (27) angeordnet ist,
- einen starr mit der Übertragungswelle (5) verbundenen Ex zenter (7) mit einer Exzenternase (35)
- und einen an den Schaltkontakt koppelbaren Schlitten (13), der durch die Exzenternase (35) zwischen zwei Endstellungen linear verschiebbar ist,
- wobei der Kulissengang (21) und die Kopplung der Exzenter nase (35) an den Schlitten (13) derart ausgebildet sind, dass eine Drehung der Übertragungswelle (5) Verschiebungen des Schubelements (11) und des Schlittens (13) bewirkt, wenn der Kulissenstein (27) eine Position in dem Mittelbereich (25) des Kulissengangs (21) aufweist, und keine Verschiebungen des Schubelements (11) und des Schlittens (13) bewirkt, wenn der Kulissenstein (27) eine Position in einem Endbereich (22, 23) des Kulissengangs (21) aufweist.
2. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, wobei jeder Endbe reich (22, 23) des Kulissengangs (21) entlang eines Kreis bahnabschnitts einer Kreisbahn um die Längsachse (19) der Übertragungswelle (5) verläuft.
3. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schubelement (11) eine SchubelementZahnstange (29) zur Kopp lung an den Meldeschalter (3) aufweist.
4. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche mit einer an den Schaltkontakt koppelbaren Abtriebs welle (17), an der ein Abtriebswellenzahnrad (47) angeordnet ist, und einer an dem Schlitten (13) angeordneten Schlitten zahnstange (45), in die das Abtriebswellenzahnrad (47) ein greift .
5. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche mit einem starr mit der Übertragungswelle (5) verbun denen Übertragungsstirnrad (15) zur Kopplung der Übertra gungswelle (5) an den Motor.
6. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei der Schlitten (13) eine Schlittenausneh mung (39) aufweist, die von einem Ausnehmungsrand (41) be grenzt wird, an dem die Exzenternase (35) zum Verschieben des Schlittens (13) anliegt und von dem die Exzenternase (35) entkoppelt, wenn der Kulissenstein (27) eine Position in ei nem Endbereich (22, 23) des Kulissengangs (21) aufweist.
7. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei die Kulisse (9) und die Übertragungswelle (5) in zwei voneinander verschiedenen Relativstellungen starr miteinander verbindbar sind, wobei eine Seite der Kulisse (9) in einer ersten Relativstellung einem anderen Ende der Über tragungswelle (5) zugewandt ist als in der zweiten Relativs tellung .
8. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 8, wobei sich das Schubelement (11) in beiden Relativstellungen der Kulisse (9) und der Übertragungswelle (5) an derselben Position befindet, wenn der Kulissenstein (27) an demselben Ende des Kulissen gangs (21) anschlägt.
9. Schaltvorrichtung mit einem elektrischen Schaltkontakt, einem Motor, einem Meldeschalter (3) und einer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Getriebeanord nung (1), wobei die Übertragungswelle (5) der Getriebeanord- nung (1) durch den Motor um die Längsachse (19) der Übertra gungswelle (5) drehbar ist, der Schlitten (13) der Getriebe anordnung (1) an den Schaltkontakt gekoppelt ist und das Schubelement (11) der Getriebeanordnung (1) an den Melde schalter (3) gekoppelt ist.
10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Schubele ment (11) der Getriebeanordnung (1) eine SchubelementZahn stange (29) aufweist und der Meldeschalter (3) eine Melde schalterwelle (31) aufweist, an der ein in die Schubelement zahnstange (29) eingreifendes Meldeschalterzahnrad (33) ange ordnet ist.
11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Kulissen gang (21) der Getriebeanordnung (1) derart gestaltet ist, dass der Betrag eines Drehwinkels einer Drehung der Übertra gungswelle (5), bei der der Kulissenstein (27) den Mittelbe reich (25) des Kulissengangs (21) durchquert, mit dem Betrag eines Drehwinkels übereinstimmt, um den die Meldeschalterwel le (31) bei dieser Drehung der Übertragungswelle (5) gedreht wird .
12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Kulissen gang (21) der Getriebeanordnung (1) derart gestaltet ist, dass der Betrag eines Drehwinkels einer Drehung der Übertra gungswelle (5), bei der der Kulissenstein (27) den Mittelbe reich (25) des Kulissengangs (21) durchquert, von dem Betrag eines Drehwinkels abweicht, um den die Meldeschalterwel le (31) bei dieser Drehung der Übertragungswelle (5) gedreht wird .
13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wo bei die Getriebeanordnung (1) eine an den Schaltkontakt ge koppelte Abtriebswelle (17) aufweist, an der ein Abtriebswel lenzahnrad (47) angeordnet ist, und an dem Schlitten (13) der Getriebeanordnung (1) eine Schlittenzahnstange (45) angeord net ist, in die das Abtriebswellenzahnrad (47) eingreift.
14. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wo bei an der Übertragungswelle (5) ein Übertragungsstirn rad (15) angeordnet ist und der Motor über das Übertragungs stirnrad (15) und ein von dem Motor antreibbares , mit dem Übertragungsstirnrad (15) zusammenwirkendes Motorstirnrad an die Übertragungswelle (5) gekoppelt ist.
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