Trennschalter und Antriebsvorrichtung für einen Trennschalter

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Trennschalter mit einem Motor und einem Getriebe und einen Trennschalter mit einer derartigen Antriebsvorrichtung.

Trennschalter, die auch Trenner genannt werden, werden in der Regel durch einen Motor angetrieben, mit dem der Trennschal ter über ein Getriebe in zwei Schaltrichtungen zum Ein- und Ausschalten antreibbar ist. Bei einem unvorhergesehenen

Stillstand des Motors darf sich ein Trennschalter nicht in die momentane Schaltrichtung oder entgegengesetzt zu dieser Schaltrichtung bewegen, da es andernfalls zu Schäden oder Un fällen kommen könnte. Beispielsweise muss bei einem durch ei nen Motor angetriebenen Pantografentrenner verhindert werden, dass der Pantografentrenner bei einem Ausfall des Motors wäh rend einer Schaltbewegung durch die Schwerkraftwirkung unge bremst in Ausschaltrichtung beschleunigt wird.

Um eine Bewegung eines durch einen Motor angetriebenen Trenn schalters bei einem Ausfall des Motors zu verhindern, kann das Getriebe beispielsweise selbsthemmend ausgelegt werden. Insbesondere kann durch Verwendung eines Schneckengetriebes erreicht werden, dass der Motor den Trennschalter über das Getriebe antreiben kann, umgekehrt das Getriebe aber eine vom Trennschalter ausgehende Kraftwirkung hemmt. Schneckengetrie be sind jedoch nicht immer zuverlässig selbsthemmend. Deshalb werden beispielsweise zwei Schneckengetriebestufen hinterei nander angeordnet. Schneckengetriebe sind jedoch teuer und haben bekanntermaßen einen schlechten Wirkungsgrad.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvor richtung für einen Trennschalter mit einem Motor und einem Getriebe anzugeben, die hinsichtlich der Betriebssicherheit bei einem Ausfall des Motors verbessert ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsvorrich tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für einen Trenn schalter umfasst einen Motor, ein Getriebe, das eine von dem Motor in zwei einander entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbare Antriebswelle und eine Abtriebswelle aufweist, und eine Lastmomentsperre, die eine Übertragung eines auf die Abtriebswelle wirkenden Lastmoments auf die Antriebswelle in jeder Drehrichtung verhindert.

Die Erfindung sieht also eine Antriebsvorrichtung für einen Trennschalter vor, die eine Lastmomentsperre aufweist, um ei ne Übertragung eines auf die Abtriebswelle wirkenden Lastmo ments auf die Antriebswelle in jeder Drehrichtung zu verhin dern. Dadurch wird für beide Drehrichtungen verhindert, dass ein auf die Abtriebswelle wirkendes Lastmoment bei Stillstand des Motors eine Schaltbewegung bewirkt, die Schäden oder Un fälle verursachen kann. Insbesondere erfordert die Erfindung keine weitere aufwändige selbsthemmende Auslegung des Getrie bes zur Verhinderung derartiger Schaltbewegungen.

Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Lastmoment sperre an der Antriebswelle zwischen dem Motor und dem Ge triebe oder zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle in dem Getriebe oder an der Abtriebswelle hinter dem Getriebe angeordnet ist.

Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung nutzen aus, dass eine Lastmomentsperre an verschiedenen Positionen vor, in oder hinter dem Getriebe (bezogen auf den Motor) angeord net werden kann und die Anordnung der Lastmomentsperre daher vorteilhaft den funktionellen und baulichen Eigenschaften des Trennschalters angepasst werden kann. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Getriebe ein Stirnradgetriebe ist.

Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung nutzt aus, dass die Verwendung einer Lastmomentsperre insbesondere die Aus bildung des Getriebes als ein einfaches Stirnradgetriebe er möglicht, da das Getriebe keine selbsthemmende Funktion auf weisen muss, die eine Schaltbewegung bei Stillstand des Mo tors verhindert. Stirnradgetriebe haben gegenüber selbsthem menden Getrieben wie selbsthemmenden Schneckengetrieben Vor teile hinsichtlich des Wirkungsgrades, der Kosten, Verfügbar keit und Beschaffbarkeit . Da Stirnradgetriebe parallele Ach sen aufweisen, sind sie konstruktiv einfacher aufgebaut als Schneckengetriebe, die zueinander senkrechte Achsen aufwei sen, und sind deshalb einfacher, mit geringeren Anforderungen an die Fertigungstoleranzen und kostengünstiger herstellbar.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Lastmomentsperre Schlingfedern oder Klemmkörper oder Klemm rollen aufweist. Prinzipiell kann für eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eine Lastmomentsperre jeder Bauart einge setzt werden. Eine Lastmomentsperre mit Schlingfedern kann gegenüber einer Lastmomentsperre mit Klemmkörpern oder Klemm rollen den Vorteil haben, dass kein Ruckgleiten der Klemmkör per beziehungsweise Klemmrollen durch den Haftgleiteffekt (Stick-Slip-Effekt) auftreten kann, welches zu Störgeräuschen und Verschleiß führen kann.

Ein erfindungsgemäßer Trennschalter weist eine erfindungsge mäße Antriebsvorrichtung auf. Die Vorteile eines erfindungs gemäßen Trennschalters entsprechen den oben bereits genannten Vorteilen einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung und werden daher hier nicht noch einmal wiederholt.

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 von Ausführungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 ein Ausführungsbeispiel eines Trennschalters,

FIG 2 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten

Ausführungsbeispiels einer Antriebsvorrichtung für einen Trennschalter,

FIG 3 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten

Ausführungsbeispiels einer Antriebsvorrichtung für einen Trennschalter,

FIG 4 eine schematische Schnittdarstellung eines dritten

Ausführungsbeispiels einer Antriebsvorrichtung für einen Trennschalter.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit densel ben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Trennschalters 1 in einer Seitenansicht. Der Trennschalter 1 ist als ein so genannter Zweifachschwenktrenner ausgebildet und umfasst zwei Isolatorsäulen 3, 4, einen Drehisolator 5 und eine erfin dungsgemäße Antriebsvorrichtung 7. Der Drehisolator 5 ist zwischen den beiden Isolatorsäulen 3, 4 angeordnet und um ei ne Drehachse 8 drehbar gelagert. Die Isolatorsäulen 3, 4 und der Drehisolator 5 sind auf einem Träger 6 angeordnet.

Jede Isolatorsäule 3, 4 weist an einem oberen Ende einen Kon taktanschluss 9, 10 auf, der mit einer Anschlussleitung 11,

12 verbunden ist.

Der Drehisolator 5 weist an einem oberen Ende zwei Kontaktar me 13, 14 auf. Der Drehisolator 5 ist zwischen zwei Schalt stellungen um die Drehachse 8 drehbar. In einer in Figur 1 gezeigten ersten Schaltstellung kontaktiert ein erster Kon taktarm 13 den Kontaktanschluss 9 einer ersten Isolatorsäule 3 und der zweite Kontaktarm 14 kontaktiert den Kontaktanschluss 10 der zweiten Isolatorsäule 4. In der zwei ten Schaltstellung sind beide Kontaktarme 13, 14 von den Kon taktanschlüssen 9, 10 der Isolatorsäulen 3, 4 getrennt.

Die Antriebsvorrichtung 7 ist an einer Stütze 15 des Trä gers 6 unterhalb des Drehisolators 5 angeordnet. Die An triebsvorrichtung 7 weist eine Abtriebswelle 17 auf, die an den Drehisolator 5 gekoppelt ist und über die der Drehisola tor 5 durch die Antriebsvorrichtung 7 zwischen seinen Schalt stellungen drehbar ist. Die Figuren 2 bis 4 zeigen verschie dene Ausführungsbeispiele der Antriebsvorrichtung 7.

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Antriebsvor richtung 7 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die An triebsvorrichtung 7 umfasst einen Motor 19, ein Getriebe 21 und eine Lastmomentsperre 23.

Der Motor 19 ist als ein Elektromotor ausgebildet.

Das Getriebe 21 ist als ein zweistufiges Stirnradgetriebe mit der Abtriebswelle 17, einer Antriebswelle 25, einer Zwischen welle 27 und Stirnrädern 29 bis 32 ausgebildet. Eine An triebswellenachse 33, die eine Längsachse der Antriebswel le 25 ist, eine Zwischenwellenachse 34, die eine Längsachse der Zwischenwelle 27 ist, und eine Abtriebswellenachse 35, die eine Längsachse der Abtriebswelle 17 ist, sind parallel zueinander angeordnet.

Ein erstes Stirnrad 29 ist starr mit der Antriebswelle 25 verbunden, ein zweites Stirnrad 30 und ein drittes Stirn rad 31 sind starr mit der Zwischenwelle 27 verbunden und ein viertes Stirnrad 32 ist starr mit der Abtriebswelle 17 ver bunden. Das erste Stirnrad 29 ist an das zweite Stirnrad 30 gekoppelt. Das dritte Stirnrad 31 ist an das vierte Stirn rad 32 gekoppelt. Die Antriebswelle 25, die Zwischenwelle 27 und die Abtriebswelle 17 sind um ihre jeweilige Längsachse drehbar in Lagern 37 gelagert, die an einem Gehäuse 50 des Getriebes 21 angeordnet sind.

Die Antriebswelle 25 ist von dem Motor 19 in zwei einander entgegengesetzten Drehrichtungen um die Antriebswellenach se 33 antreibbar. Die Drehungen der Antriebswelle 25 sind über die Zwischenwelle 27 und die Stirnräder 29 bis 32 auf die Abtriebswelle 17 übertragbar, so dass die Abtriebs welle 17 durch Drehungen der Antriebswelle 25 in der dersel ben Drehrichtung wie die Antriebswelle 25 gedreht wird.

Die Lastmomentsperre 23 ist an der Antriebswelle 25 zwischen dem Motor 19 und dem Getriebe 21 angeordnet. Die Lastmoment sperre 23 ist dazu ausgebildet, in jeder Drehrichtung eine Übertragung eines auf die Abtriebswelle 17 wirkenden Lastmo ments auf die Antriebswelle 25 zu verhindern. Dazu weist die Lastmomentsperre 23 beispielsweise Schlingfedern, Klemmkörper oder Klemmrollen auf. Derartige Lastmomentsperren 23 sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und werden daher hier nicht näher beschrieben. Beispielsweise werden Lastmoment sperren 23 mit Schlingfedern in DE 102011085851 Al, Lastmo mentsperren mit Klemmrollen in DE 202016101802 Ul und Lastmo mentsperren mit Klemmkörpern anderer Formen in EP 3106698 Al offenbart .

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Antriebs vorrichtung 7 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die ses Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 7 unterschei det sich von dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass die Lastmomentsperre 23 an der Zwischenwelle 27 in dem Getriebe 21 angeordnet ist, und dass die Anordnung des zweiten Stirnrads 30 und des dritten Stirn rads 31 an der Zwischenwelle 27 gegenüber dem in Figur 2 ge zeigten Ausführungsbeispiel vertauscht ist.

Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Antriebs vorrichtung 7 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die ses Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 7 unterschei- det sich von dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass die Lastmomentsperre 23 an der Abtriebswelle 17 hinter dem Getriebe 21 angeordnet ist, die Anordnung des zweiten Stirnrads 30 und des dritten Stirn- rads 31 an der Zwischenwelle 27 gegenüber dem in Figur 2 ge zeigten Ausführungsbeispiel vertauscht ist und die Antriebs welle 25 und die Zwischenwelle 27 nur durch jeweils ein Lager 37 an dem Gehäuse 50 gelagert sind. 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.