DE69712960T2 - Remote control device with gear motor with a centrifugal clutch - Google Patents
Remote control device with gear motor with a centrifugal clutchInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Fernantrieb für ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere einen Leistungsschalter, welcher AntriebThe invention relates to a remote drive for an electrical switching device, in particular a circuit breaker, which drive
- eine Getriebemotoranordnung mit Elektromotor und zugeordnetem Reduktionsgetriebe zur Verstellung von Übertragungsmitteln zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung der Kontakte des Schaltgeräts- a gear motor arrangement with electric motor and associated reduction gear for adjusting transmission means between an on position and an off position of the contacts of the switching device
- sowie eine, zwischen dem Motor und dem Reduktionsgetriebe angeordnete Fliehkraftkupplung umfaßt.- and a centrifugal clutch arranged between the motor and the reduction gear.
Eine solche Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise in der Druckschrift CH-A-142573 beschrieben.Such a device according to the preamble of patent claim 1 is described, for example, in the document CH-A-142573.
Bei einer bekannten Vorrichtung erfordert die Anordnung der Fliehkraftkupplung zwischen dem Motor und dem Reduktionsgetriebe eine genaue axiale Ausrichtung der einzelnen Komponenten, um jeden vorzeitigen Verschleiß der Zahnräder des Reduktionsgetriebes zu verhindern. Die Montage einer solchen Anordnung ist kompliziert. Darüber hinaus ist der Anlaufdrehsinn des Elektromotors je nach verwendetem Motortyp zufällig. Üblicherweise wird bei Synchronmotoren eine Rücklaufsperre verwendet, um einen bestimmten Drehsinn zu erzwingen. Die bekannten Sperrklinken arbeiten kraftschlüssig durch Reibung und unterliegen einem vorzeitigen Verschleiß.In a known device, the arrangement of the centrifugal clutch between the motor and the reduction gear requires a precise axial alignment of the individual components in order to prevent any premature wear of the gears of the reduction gear. The assembly of such an arrangement is complicated. In addition, the starting direction of rotation of the electric motor is random depending on the type of motor used. Usually, a backstop is used in synchronous motors to force a certain direction of rotation. The known pawls work force-locking by friction and are subject to premature wear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Getriebemotor mit einer Fliehkraftkupplung zu schaffen, die schnell und einfach montiert werden kann.The invention is based on the object of creating a geared motor with a centrifugal clutch that can be installed quickly and easily.
Der erfindungsgemäße Fernantrieb ist dadurch gekennzeichnet, daß die FliehkraftkupplungThe remote drive according to the invention is characterized in that the centrifugal clutch
- einen den Antriebsteil bildenden Rotor mit Fliehkörpern und einem überstehenden, rohrförmigen Einsatz, in den die Welle des Motors eingesetzt ist,- a rotor forming the drive part with centrifugal bodies and a protruding, tubular insert into which the shaft of the motor is inserted,
- eine den Abtriebsteil bildende Glocke, die durch einen Ringspalt vom Rotor getrennt ist und unter Fliehkrafteinwirkung mit den Fliehkörpern zusammenwirkende Mitnahmemittel umfaßt,- a bell forming the output part, which is separated from the rotor by an annular gap and comprises drive means which interact with the centrifugal bodies under the influence of centrifugal force,
- sowie eine, fest mit der Glocke verbundene Axialauskragung mit einer Blindbohrung zur freitagenden Aufnahme des Einsatzes des Rotors umfaßt, wobei die äußere Umfangsfläche der genannten Auskragung ein Zahnrad zum Antrieb des Reduktionsgetriebes trägt.- and an axial projection firmly connected to the bell with a blind bore for freely receiving the insert of the rotor, the outer peripheral surface of said projection carrying a gear for driving the reduction gear.
Nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung umfassen die Mitnahmemittel der Glocke einen an der Innenseite der Seitenwand befestigten Reibbelag.According to a preferred embodiment, the driving means of the bell comprise a friction lining attached to the inside of the side wall.
Die äußere Umfangsfläche der Glocke ist als Rastverzahnung ausgebildet, die dazu dient, nach dem Stillstand des Motors mit Sperrmitteln zusammenzuwirken.The outer peripheral surface of the bell is designed as a locking toothing, which serves to interact with locking means after the engine has stopped.
Nach einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung weist der Rotor Anschlagmittel auf, die dazu dienen, mit einer Klinke zusammenzuwirken, um den Anlaufdrehsinn des Motors zu bestimmen.According to a characteristic feature of the invention, the rotor has stop means which serve to cooperate with a pawl in order to determine the starting direction of rotation of the motor.
Die Anschlagmittel umfassen mindestens eine Nase, die in Axialrichtung gesehen auf der dem Einsatz abgewandten Seite angeordnet ist, und die Klinke ist an eine Achse angelenkt und wird durch eine Feder gegen die genannte Nase gedrückt.The stop means comprise at least one nose which, viewed in the axial direction, is arranged on the side facing away from the insert, and the latch is hinged to an axis and is pressed against said nose by a spring.
Nach einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung ist der Metalleinsatz des Kunststoffrotors durch einen zylindrischen Zapfen mit einem halbkugelförmigen Ende verlängert, das sich bei in die Glocke eingesetztem Rotor an einem flachen Grund der Bohrung abstützt.According to a further characteristic feature of the invention, the metal insert of the plastic rotor is extended by a cylindrical pin with a hemispherical end which, when the rotor is inserted into the bell, rests on a flat bottom of the bore.
Zum besseren Verständnis ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigenFor a better understanding, an embodiment of the invention is shown in the attached drawings and explained in more detail in the following description, indicating further advantages and features.
- Fig. 1 eine, teilweise aufgebrochene Vorderansicht des erfindungsgemäßen Fernantriebs mit Getriebemotor;- Fig. 1 is a partially broken front view of the remote drive with gear motor according to the invention;
- Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1;- Fig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1;
- Fig. 3 eine Vorderansicht des Abtriebsteils der Fliehkraftkupplung aus Fig. 2;- Fig. 3 is a front view of the output part of the centrifugal clutch from Fig. 2;
- Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 aus Fig. 3;- Fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of Fig. 3;
- Fig. 5 eine Vorderansicht des Antriebsteils der Fliehkraftkupplung aus Fig. 2;- Fig. 5 is a front view of the drive part of the centrifugal clutch from Fig. 2;
- Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 aus Fig. 5;- Fig. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of Fig. 5;
- Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Fliehkraftkupplung aus Fig. 2;- Fig. 7 is a perspective view of the centrifugal clutch from Fig. 2;
- Fig. 8-10 schematische Ansichten der Kupplung, jeweils in der stabilen Rotorstellung, im Normalbetrieb des Motors mit korrektem Drehsinn bzw. beim Anlaufen des Motors mit falschem Drehsinn.- Fig. 8-10 schematic views of the coupling, each in the stable rotor position, during normal operation of the motor with the correct direction of rotation or when starting the motor with the wrong direction of rotation.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Fernantrieb 10 für einen Leistungsschalterblock (nicht dargestellt) mit einem Isolierstoffgehäuse 12, das eine Getriebemotoranordnung 14 enthält, welche zum Antrieb eines, einem Übertragungshebel (nicht dargestellt) zugeordneten Schaltknebels 15 zur Durchführung der Einschalt- und Ausschalthandlung des Leistungsschalters dientFig. 1 and 2 show a remote drive 10 for a circuit breaker block (not shown) with an insulating housing 12 containing a gear motor arrangement 14, which serves to drive a switch knob 15 associated with a transmission lever (not shown) for carrying out the switching on and off action of the circuit breaker.
Die Funktionsweise des Übertragungshebels ist in der Druckschrift FR-A-2699733 genauer beschrieben.The operation of the transmission lever is described in more detail in document FR-A-2699733.
Die Getriebemotoranordnung 14 besteht aus einem Wechselstrommotor 16, der mechanisch über eine Fliehkraftkupplung 18 mit einem Reduktionsgriebe gekoppelt ist. Der Motor 16 umfaßt einen Ständer 20 mit Erregerwicklung sowie einen Drehanker 22 mit einer Welle 24 zum Antrieb der Kupplung 18. Der Wechselstrommotor 16 ist als Asynchronmotor mit Zufalls-Anlaufrichtung ausgeführt, es kann jedoch auch jeder andere Motortyp verwendet werden.The gear motor arrangement 14 consists of an AC motor 16, which is mechanically coupled to a reduction gear via a centrifugal clutch 18. The motor 16 comprises a stator 20 with an excitation winding and a rotating armature 22 with a shaft 24 for driving the clutch 18. The AC motor 16 is designed as an asynchronous motor with a random starting direction, but any other type of motor can also be used.
Die Fig. 3 bis 7 zeigen die Fliehkraftkupplung 18 mit einem Rotor 26, der zwei unter Fliehkrafteinwirkung auseinanderstrebende Fliehkörper 28, 30 umfaßt, wobei der Rotor 26 im Innern einer topfförmigen Kupplungsglocke 32 angeordnet ist. Die Welle 24 des Motors 16 ist in eine Bohrung eingesetzt 34, die in einem Einsatz 36 des Rotors 26 ausgebildet ist, und auf der Eingangsseite der Bohrung 34 sind Anschlagmittel 38 auf der dem Motor 16 zugewandten Seite des Rotors 26 angeordnet.Figures 3 to 7 show the centrifugal clutch 18 with a rotor 26, which comprises two centrifugal bodies 28, 30 which move apart under the influence of centrifugal force, the rotor 26 being arranged inside a pot-shaped clutch bell 32. The shaft 24 of the motor 16 is inserted into a bore 34 which is formed in an insert 36 of the rotor 26, and on the input side of the bore 34, stop means 38 are arranged on the side of the rotor 26 facing the motor 16.
Die Kupplung 18 ist aus einem Formkunststoff gefertigt, wobei der Rotor 26 den Antriebsteil und die Glocke 32 den Abtriebsteil bilden. Die Seitenwand der topfförmigen Glocke 21 ist auf ihrer Innenseite mit einem Reibbelag 40 versehen, der bei Drehung des Motors 16 mit den Enden der beiden Fliehkörper 28, 30 des Rotors 26 zusammenwirkt. Die Anschlagmittel 38 des Rotors 26 umfassen zwei in bezug zur Bohrung diametral einander gegenüberliegende Nasen 42, 44, die dazu dienen, mit einer Klinke 46 zusammenzuwirken, um den Drehsinn des Motors 16 zu bestimmen. Die Klinke 46 ist an eine ortsfeste Achse 48 angelenkt (siehe Fig. 8 bis 10) und wird durch eine Feder 50 gegen die Nasen 42, 44 der Anschlagmittel 38 gedrückt.The clutch 18 is made of a molded plastic, with the rotor 26 forming the drive part and the bell 32 the driven part. The side wall of the pot-shaped bell 21 is provided on its inside with a friction lining 40 which interacts with the ends of the two centrifugal bodies 28, 30 of the rotor 26 when the motor 16 rotates. The stop means 38 of the rotor 26 comprise two noses 42, 44 which are diametrically opposed to one another in relation to the bore and which serve to interact with a pawl 46 in order to determine the direction of rotation of the motor 16. The pawl 46 is attached to a stationary axis 48 (see Fig. 8 to 10) and is pressed by a spring 50 against the lugs 42, 44 of the stop means 38.
Die Kupplungsglocke 32 weist eine axiale Auskragung mit einer Blindbohrung 54 zur Aufnahme des Einsatzes 36 des Rotors 26 auf. Auf der zylindrischen Außenfläche der Auskragung 52 ist ein Zahnrad 56 angeordnet, das als Antriebsorgan für das Reduktionsgetriebe dient.The clutch bell 32 has an axial projection with a blind bore 54 for receiving the insert 36 of the rotor 26. A gear 56 is arranged on the cylindrical outer surface of the projection 52 and serves as a drive element for the reduction gear.
An der dem Reibbelag 40 gegenüberliegenden äußeren Umfangsfläche der Glocke 32 ist eine Rastverzahnung 58 ausgebildet, die dazu dient, mit einem Sperrhebel 60 (siehe Fig. 1) zusammenzuwirken, der auf einer Achse 62 gelagert ist und zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung verschwenkt werden kann. Die Verstellung des Sperrhebels 60 zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung erfolgt mit Hilfe eines Elektromagneten 64, dessen Erregung am Ende des Einschalthubs nach dem Stillstand des Motors 16 erfolgt.On the outer peripheral surface of the bell 32 opposite the friction lining 40, a locking toothing 58 is formed which serves to interact with a locking lever 60 (see Fig. 1) which is mounted on an axis 62 and can be pivoted between a locking position and an unlocking position. The locking lever 60 is adjusted between the locking position and the unlocking position using an electromagnet 64, which is energized at the end of the switch-on stroke after the motor 16 has come to a standstill.
Der Metalleinsatz 36 des Kunststoffrotors 26 ist durch einen zylindrischen Zapfen 66 mit halbkugelförmigem Ende 68 verlängert, welches ein Kugelgelenk darstellt, das sich bei in die Glocke 32 eingesetztem Rotor 26 am flachen Grund der Bohrung 54 abstützt. Bei Axialverschiebung des Zapfens 66 des Einsatzes 36 bis zum Anschlag am Grund der Bohrung 54, erfolgt ein punktförmiger Kontakt, so daß die Reibungskräfte bei der Drehung des Rotors 26 vermindert werden. Ein Vorspann-Federblatt 70 (siehe Fig. 1) aus einem weichelastischen Werkstoff ist mit einem Ende an einem Vorsprung 72 des Gehäuses 12 befestigt, wobei sich das andere Ende an der Auskragung 52 der Glocke 32 abstützt, um jegliche mechanischen Schwingungen zu unterdrücken, die bei umlaufender Fliehkraftkupplung 18 auftreten könnten.The metal insert 36 of the plastic rotor 26 is extended by a cylindrical pin 66 with a hemispherical end 68, which represents a ball joint which, when the rotor 26 is inserted into the bell 32, rests on the flat base of the bore 54. When the pin 66 of the insert 36 is axially displaced until it stops at the base of the bore 54, a point-like contact occurs so that the frictional forces are reduced when the rotor 26 rotates. A preload spring leaf 70 (see Fig. 1) made of a soft elastic material is attached at one end to a projection 72 of the housing 12, with the other end resting on the projection 52 of the bell 32 in order to suppress any mechanical vibrations which could occur when the centrifugal clutch 18 is rotating.
Die Kupplungsglocke 32 erfüllt zum einen beim Kraftschluß zwischen den Fliehkörpern 28, 30 und dem Reibbelag 40 eine Kupplungsfunktion, zum zweiten eine Tragfunktion für das Zahnrad 56 zum Antrieb des Reduktionsgetriebes und zum dritten eine Blockierfunktion durch Einwirkung des Sperrhebels 60 auf die Rastverzahnung 58 nach Erregung des Elektromagneten 64.The clutch bell 32 firstly fulfils a clutch function when the centrifugal bodies 28, 30 and the friction lining 40 are in force, secondly a supporting function for the gear wheel 56 for driving the reduction gear and thirdly a blocking function through the action of the locking lever 60 on the locking teeth 58 after the excitation of the electromagnet 64.
Der Einsatz 36 des Rotors 26 dient als freitragender Stützkörper für die Kupplungsglocke 32 sowie als Rotations-Führungskörper für das Zahnrad 56. Die Nasen 42, 44 der Anschlagmittel 38 des Rotors 26 wirken mit der Klinke 46 zusammen, um den Anlauf des Motors 16 in einem bestimmten Drehsinn zu bewirken.The insert 36 of the rotor 26 serves as a self-supporting support body for the clutch bell 32 and as a rotation guide body for the gear 56. The lugs 42, 44 of the stop means 38 of the rotor 26 interact with the pawl 46 to start the motor 16 in a specific direction of rotation.
Fig. 8 zeigt die Fliehkraftkupplung in der inaktiven Stellung beim Stillstand des Motors 16.Fig. 8 shows the centrifugal clutch in the inactive position when the engine 16 is at a standstill.
Die Fliehkörper 28, 30 verharren in ihrer Stellung in einem bestimmten Radialabstand zum Reibbelag 40. Die Klinke 46 stützt sich durch Wirkung der zugeordneten Feder 50 an einer der Nasen 42, 44 ab.The centrifugal bodies 28, 30 remain in their position at a certain radial distance from the friction lining 40. The pawl 46 is supported on one of the lugs 42, 44 by the action of the associated spring 50.
Beim Einschalten des Motors 16 erfolgt dessen Anlauf in einem zufälligen Drehsinn. Erfolgt der Anlauf in der gewünschten Drehrichtung (entsprechend Fig. 9), wird die Klinke 46 unter Überwindung der Federkraft der Feder 50 durch die Nasen 42, 44 der Anschlagmittel 38 zurückgeschoben und erlaubt so die Drehung des Rotors 26 und durch Fliehkraftwirkung das radiale Auseinanderspreizen der Fliehkörper 28, 30 gegen den Reibbelag 40. Dadurch werden die Kupplungsglocke 32 und das dem Reduktionsgetriebe zugeordnete Zahnrad 56 in Drehrichtung mitgenommen. Die Einwirkung des Federblatts 70 auf die Auskragung 52 der Glocke 32 erlaubt eine gleichmäßige Drehung der Kupplung 18 und unterdrückt jegliche mechanische Schwingung.When the motor 16 is switched on, it starts to rotate in a random direction. If the start-up takes place in the desired direction of rotation (according to Fig. 9), the pawl 46 is pushed back by the lugs 42, 44 of the stop means 38, overcoming the spring force of the spring 50, thus allowing the rotation of the rotor 26 and, through the effect of centrifugal force, the radial spreading apart of the centrifugal bodies 28, 30 against the friction lining 40. This causes the clutch bell 32 and the gear wheel 56 assigned to the reduction gear to be driven in the direction of rotation. The effect of the spring leaf 70 on the projection 52 of the bell 32 allows the clutch 18 to rotate evenly and suppresses any mechanical vibration.
Läuft der Motor in der unerwünschten Drehrichtung an (Fig. 10), gelangt eine der Nasen 42, 44 des Rotors 26 in Anschlag gegen das Ende der Klinke 46. Daraus resultiert ein mechanischer Stoß, der den sofortigen Stillstand des Rotors 26 und den Wiederanlauf des Motors 16 im entgegengesetzten Drehsinn bewirkt.If the motor starts to rotate in the undesired direction (Fig. 10), one of the lugs 42, 44 of the rotor 26 comes into contact with the end of the pawl 46. This results in a mechanical shock which causes the rotor 26 to stop immediately and the motor 16 to start again in the opposite direction of rotation.
An Ende des Einschalthubs des Leistungsschalters wird der Elektromagnet 64 erregt und gleichzeitig die Spannungsversorgung des Motors 16 unterbrochen, so daß die Kupplung 18 und das Reduktionsgetriebe zum Stillstand kommen.At the end of the closing stroke of the circuit breaker, the electromagnet 64 is excited and simultaneously the voltage supply to the motor 16 is interrupted, so that the clutch 18 and the reduction gear come to a standstill.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS, RUEIL-MALMAISON |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |