DRIVING GEAR FOR AN ELECTRIC DISCONNECTING SWITCH

Abstract: A drive device for an isolating switch has a rotatably supported spindle (14) which is coupled in a driven manner to the moving switching piece of the isolating switch such that, on rotation of the spindle (14), the moving switching piece is operated. On the spindle (14) there is mounted a gearwheel (37) which engages with a toothed drive (38) coupled to an electric motor drive, to rotate the spindle and hence to operate the moving switching piece. The spindle (14) is additionally rotatable with a hand-crank (43) as well. To simplify this manual operation and to ensure that the gearwheel (37) is coupled to the toothed drive (38) when the hand-crank (43) is pulled, the gearwheel (37) can be pushed between two positions on the spindle (14), by the hand-crank (43), such that in the first position it engages with the toothed drive (38) and in the second position is released from the toothed drive (38). Between the hand-crank (43) and the spindle (14) there are provided controllable locking elements (46, 49, 50) which release the hand-crank (43) only in the first position of the gearwheel (37), and only then allow the hand-crank (14) to be pulled out. <IMAGE>

Description: B B C Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Baden 12. März 1986 Mp.-Nr. 515/86 ZPT/P4 - Ft/Sd Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Trennschalter Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine Antriebsvorrichtung, die eine Spindel und ein damit gekuppeltes bzw. kuppelbares Zahnradgetriebe zur Betätigung der Schaltstücke des Trennschalter aufweist und von einem Antriebsmotor antreibbar ist, ist aus der DE-OS 34 13 739 bekannt geworden. Bei dieser Antriebsvorrichtung ist ein mechanischer Energiespeicher in Form eines Schwungrades vorgesehen, mit dem erreicht wird, dass ein einmal eingeleiteter Schaltvorgang auch bei Ausfall des Antriebsmotors sicher beendet wird. Unter bestimmten Gesichtspunkten ist es auch erforderlich, den Antrieb manuell durchzuführen und aus diesem Grunde ist an die Spindel eine Handkurbel anfügbar, mit der die Spindel verdreht und damit das Schaltstück oder die Schaltstücke des Trennschalters ein- bzw. ausgeschaltet werden kann bzw. können. Aufgabe der Erfindung ist es, die Antriebsvorrichtung so zu gestalten, dass der Einschaltvorgang erleichtert wird und dass in Jedem Falle sichergestellt ist, dass bei abgezogener Handkurbel der Antriebsmotor mit der Spindel gekuppelt ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Beim Anfügen der Handkurbel an die Spindel wird somit zunächst das Zahnrad ausser Eingriff mit dem mit dem Motor gekuppelten Zahnantrieb gebracht, wodurch das Verdrehen der Spindel erheblich erleichtert ist, weil die Masse der bewegbaren Teile des Motors nicht mit angetrieben werden müssen. Aufgrund der erfindungsgemässen Ausgestaltung wird dann das Zahnrad wieder in die Eingriffsstellung mit dem Zahnantrieb gebracht, wenn die Handkurbel abgezogen wird, und dabei ist sichergestellt, dass die Handkurbel erst dann abgezogen werden kann, wenn das Zahnrad mit dem Zahnantrieb gekuppelt ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist aus den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen. So ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verriegelung aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 zu entnehmen und die Kupplung von Handkurbel und Zahnrad aus den Ansprüchen 3 bis 10. Als Gleitsteine können in bevorzugter Weise Kugeln vorgesehen werden. Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt: Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch die erfindungs- gemässe Antriebsvorrichtung, unmittelbar nach dem Einschieben der Handkurbel, Fig. 2 eine Schnittansicht gemäss Schnittlinie A-A, Fig. 3 eine der Figur 1 entsprechende Schnittansicht, bei vollständig eingeführter Handkurbel und Fig. 4 eine Schnittansicht gemäss der Schnittlinie B-B. Die Antriebsvorrichtung ist in ihrer Gesamtheit in einem kastenförmigen Gehäuse 10 untergebracht, von dem nur ein unmittelbar im Bereich der Antriebsvorrichtung befindlicher Teil dargestellt ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine Zwischenwand 11, und in einer Öffnung 12 im Gehäuse 10 und einer Öffnung 13 in der Zwischen wand 11 ist eine Spindel 14 drehbar aufgelagert und fixiert. Die Lagerung erfolgt dabei mittels Kugellagern 15 und 16. Die Spindel 14 ist mit einem Antriebsgewinde 17 versehen, das mit einem nicht näher dargestellten Zahnrad kämmt, wodurch ein Schneckenantrieb gebildet wird, mit dem das bewegliche Schaltstück bzw. die beweglichen Schaltstücke eines Trennschalters, der ebenfalls nicht dargestellt ist, angetrieben wird bzw. werden. Von ihrer Stirnseite 18 ausgehend besitzt die Spindel 14 eine Sacklochbohrung 19, die zwei Abschnitte 20 und 21 unterschiedlichen Durchmessers aufweist, deren Ubergang zueinander die Bezugsziffer 22 trägt. Die Sacklochbohrung 19 setzt sich an ihrem Grunde fort in einen dritten Abschnitt 23 mit einem gegenüber den beiden Abschnitten 20 und 21 deutlich verkleinerten Durchmesser, in den eine Stange 24 eingesetzt und darin mittels einer querverlaufenden Halteschraube 25 fixiert ist. Die Stange 24 ist in ihrer Länge so bemessen, dass ihr freies Ende 26 die Stirnseite 18 überragt. Das freie Ende 26 ist mit einer Kegelspitze 27 versehen, die als Kulissenfläche dient. Innerhalb der Sacklochbohrung 19 und zwar in dem Abschnitt 20 mit dem grösseren Durchmesser ist ein Kolben 28 geführt, an dem ein zum Boden der Sacklochbohrung 19 hin gerichteter zylinderartiger Fortsatz 29 angeformt ist. Zwischen dem Kolben 28 und dem Boden der Sacklochbohrung 19 befindet sich eine Druckfeder 30, die den Kolben dauernd in Pfeilrichtung P, also praktisch aus der Sacklochbohrung 19 heraus, beaufschlagt. Auf der Spindel 14 gleitend geführt ist eine Führungshülse 31 aufgebracht, die die Spindel 14 umfasst und dabei die Stirnseite 18 immer überragt. Die Aussenfläche der Führungshülse 31 besitzt zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers, und zwar einen Abschnitt 32 mit grösserem und einen Abschnitt 33 mit kleinerem Durchmesser. Der Innenring des Lagers 15 umgreift dabei die Aussenfläche des Abschnittes 33 mit kleinerem Durchmesser dergestalt, dass die Führungshülse 31 innerhalb des Innenringes des Lagers 15 gleiten kann. Im Bereich des Lagers 16 besitzt die Spindel einen radial verlaufenden Absatz 34, so dass die Führungshülse 31, die auf der Spindel 14 hin- und herverschiebbar geführt ist, in ihrer einen Stellung gegen den Absatz 34 und in ihrer anderen Stellung mit dem Ubergang 35 zwischen den beiden Abschnitten 32 und 33 gegen den Innenring des Lagers 15 zum Anschlag kommt. Zwischen diesen beiden Stellungen ist die- Führungshülse 31 bewegbar bzw. verschiebbar. An der Aussenfläche der Führungshülse 31, und zwar im Bereich des grösseren Durchmessers, 32, ist ein radialer Flansch 6 vorgesehen, an dem ein Zahnrad 37 befestigt ist. Dieses Zahnrad 37 kämmt mit einem Zahnrad 38, das mit einem nicht näher dargestellten Elektromotor gekoppelt ist. Die Führungshülse 31 besitzt an dem Ende des Abschnittes 33 mit kleinerem Durchmesser einen radial nach innen gerichteten Bund 39, ¯wodurch in der in Figur 1 dargestellten Lage zwischen der Stirnfläche 18 und der Innenfläche des Bundes 39 ein ringförmiger Raum 40 gebildet ist. Mit der Führungshülse 31 gekoppelt bzw. fest verbunden ist ein innerhalb der Führungshülse 31 quer zu ihrer Längsachse verlaufender Quersteg 41, der die Sacklochbohrung 19 in deren Bereich auRerhalb des Kolbens 28 durchgreift. In die Sacklochbohrung 19 eingesteckt ist das freie Ende 42 einer Handkurbel 43. Das freie Ende 42 besitzt eine Sacklochbohrung 44, deren Innendurchmesser dem Aussendurchmesser der Stange 24 entspricht, so dass die Stange 24 in die Sacklochbohrung 44 eingreifen kann. In der Nähe des Bodens der Sacklochbohrung 44 befinden sich radial verlaufende Bohrungen 45, in denen Kugeln 46 radial verschiebbar festgehalten sind. Insgesamt sind, wie aus den Figuren 2 und 4 erkennbar, drei gleichmässig am Umfang verhüllte Bohrungen 45, 47 und 48 und drei Kugeln 46, 49 und 50 darin untergebracht. An der Stirnseite des freien Endes 42 ist eine gabelförmige Vertiefung 51 vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie den Quersteg 41 formschlüssig umfassen kann. Damit erfolgt die formschlüssi- ge Verbindung zwischen der Antriebskurbel 43 der Spindel 14 einmal über den Quersteg 41, der Ja auch die Spindel 14 durchgreift, und zum anderen können die Innenfläche der Sacklochbohrung 19 und die Aussenfläche der Antriebskurbel 43 profiliert sein, so dass auch hier eine formschlüssige Verbindung gegeben ist. Die Figur 1 zeigt die Antriebsvorrichtung in dem Zustand, in dem die Antriebskurbel 43 gerade eingesteckt ist. Die gabelförmige Vertiefung 51 hat gerade den Quersteg 41 umfasst und die Stange 24 greift in die Sacklochbohrung 44 der Handkurbel ein. Die Kugeln 46 befinden sich noch in ihrer inneren Stellung, in der sie die Innenfläche der Sacklochbohrung 44 überragen und innerhalb der Aussenfläche der Handkurbel 43 bzw. derem freiem Ende 42 liegen. Dadurch bestand die Möglichkeit, die Antriebskurbel 43 mit den Kugeln 46, 49 und 50 durch den Bund 39 hindurch einzuführen, so dass die Kugeln 46, 49 und 50 ins Innere des Bundes 39 gelangen. Bei weiterem Einführen laufen die Kugeln 46 bzw. 49 und 50 auf die Kegelspitze 27 auf und werden aus der Aussenfläche des freien Endes 42 der Handkurbel 43 herausgedrückt und zwar in den ringförmigen Raum 40. Da die gabelförmige Vertiefung 51 auf den Quersteg aufgedrückt wird, wird auch gleichzeitig der Kolben 28 gegen die Kraft der Druckfeder 30 und über den Quersteg 41 die Führungshülse 31 entgegen der Pfeilrichtung P verschoben, wodurch das Zahnrad 37 ausser Eingriff mit dem Zahnrad 38 gelangt. Wenn die Hand- oder Antriebskurbel wieder herausgezogen werden soll, dann legen sich die Kugeln 46, 49 und 50 gegen den Bund 39 an, so dass über die Kugeln 46, 49 und 50 die Führungshülse 31 nach oben, also in Pfeilrichtung P, gezogen wird. Die Entkupplung erfolgt dann, wenn die Kugeln die Kegelspitze 27 passiert haben und nach innen ins Innere der Aussenfläche der Handkurbel hineinwandern können. Dann wird die formschlüssige Verbindung zwischen den Kugeln und dem Bund gelöst, und die Handkurbel kann vollständig herausgezogen werden. Die Stange 24 ist dabei so lang, dass die Kugeln in dem Augenblick freigegeben werden, wenn die beiden Zahnräder 37 und 38 wieder vollständig miteinander kämmen. Die Sicherung der Lage der Führungshülse 31 und damit des Zahnrades 37 in diesem Falle wird durch die Druckfeder 30 bewirkt, die auf den Kolben 28 drückt, der selbst wiederum gegen den Quersteg 41 anliegt bzw. diesen nach oben beaufschlagt, also in Richtung Koppeln der Zahnrad der 37 und 38. Die Kugeln 46, 49 und 50 sind in ihren Bohrungen 45, 47 und 48 radial frei beweglich, jedoch am Herausfallen aus der Handkurbel 42 gehindert.

Claims: Drive device for an isolating switch, having a rotatably mounted spindle (14) which is securely arranged in the axial direction and is drive-coupled to the movable switching element of the isolating switch in such a way that when the spindle (14) rotates the movable switching element is actuated, and having a gear wheel (37) which is arranged on the spindle (14) and inter-meshes with a gear drive, which is coupled to an electromotive drive, in order to rotate the spindle and thus actuate the movable switching element, the spindle (14) also being rotatable with a hand crank (43) characterised in that the gear wheel (37) is attached to a guide sleeve (31) which surrounds the spindle (14) and with which it can be displaced between two positions on the spindle (14) by the hand crank (43), intermeshing with the gear drive (38) in the first position and being free from the gear drive (38) in the second position, and in that controllable locking elements (46, 49, 50) arranged in the hand crank (43) are provided between the hand crank (43) and the guide sleeve (31), which elements release the hand crank (43) only the first position of the gear wheel (37) and permit the hand crank (43) to be pulled out. Drive device according to Claim 1, characterised in that the spindle (14) has on its end side a blind hole bore (19) receiving the insertion end of the hand crank (43) and having a rod-shaped connecting member (24, 27) arranged thereon, and the locking elements (46, 49, 50) have at least one radially displaceable sliding element, which sliding element or elements can be pressed outwards by the connecting members (24, 27) into a space, which is bounded by a projection (39) securely connected to the gear wheel (37), when the hand crank is inserted in the blind hole bore (19). Drive device according to Claim 2, characterised in that the guide sleeve (31) engages over the free end of the spindle (14), and in that the projection (39) is formed onto the guide sleeve (31). Drive device according to Claim 3, characterised in that the projection (39) is collar shaped and projects inwards, and in that an annular space (40) is formed between the projection (39) and the end face of the spindle (14), into which space the sliding element or elements can be pressed. Drive device according to Claim 4, characterised in that a transverse web (41) is formed, engaging through the spindle (14) transversely to its longitudinal axis, within the guide sleeve (31), and can be brought into engagement in a positively locking manner with the free end (42), of fork-like construction, of the hand crank (43), and at the same time interacts with the latter. Drive device according to Claim 5, characterised in that a compression spring (30) is provided inside the blind hole bore (19) between its floor and the transverse web (41) and presses the transverse web (41) and thus the guide sleeve (31) against a locationally fixed stop when the hand crank is pulled out. Drive device according to Claim 6, characterised in that a piston (28) which is pressed by the compression spring (30) against the transverse web (41) is provided for the purpose of guiding the compression spring (30) inside the blind hole bore (19). Drive device according to Claim 7, characterised in that a shoulder (22) against which the piston (28) is pressed by the hand crank via the transverse web (41) in order to limit the path of the piston (28) is provided in the blind hole bore (19), the gear wheel (37) disengaging from the gear drive (38) in this second position. Drive device according to one of the preceding claims, characterised in that the connecting member (24, 27) consists of a rod (24) with a conical tip (27), and in that the connecting member (24, 27) is attached inside the blind hole bore (19). Drive device according to Claim 9, characterised in that the length of the rod (24) is dimensioned in such a way that the sliding element or elements cannot be released by the connecting member (24, 27) until the gear wheel (37) intermeshes with the gear drive when the hand crank (43) is pulled out. Drive device according to Claim 8, characterised in that the sliding element or elements are spheres (46, 49, 50).

Inventors: HAHN, WALTER, ING.
Applicants: BBC BROWN BOVERI AG
Application year: 1987
Main classification: H01H33
IPC codes: H01H3, H01H31