DD224937A1 - Pruefeinrichtung fuer schalter mit begrenztem drehwinkel - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Pruefeinrichtung zur Lebensdauerpruefung fuer Schalter mit begrenztem Drehwinkel. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pruefeinrichtung zu entwickeln, bei der die Drehbewegung des Antriebes fuer das Betaetigungsorgan direkt auf den Pruefling uebertragen wird mit dem Ziel, Beschaedigungen des Prueflings zu vermeiden. Die Loesung sieht vor, dass zur Betaetigung des zu pruefenden Schalters ein uhrzeigerartig ausgebildetes Betaetigungsorgan vorgesehen ist, an dessen Schaltarmen Mitnehmer angeordnet sind, die an einem mit dem Schalter verbundenen Schalthebelpaar angreifen.

Description

Prüfeinrichtung für Schalter mit begrenztem Drehwinkel

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung- betrifft eine Prüfeinrichtung zur Lebensdauerprüfung von Schaltern mit begrenz-tem Drehwinkel, i.nsbesondere zur Lebensdauerprüfung von Schaltern der Starkstromtechnik, wie beispielsweise als Paketnockenschalter ausgebildete Mo-torschalter.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es ist bereits eine Prüfeinrichtung zur Lebensdauerprüfung von Schaltern mit begrenztem Drehwinkel bekannt. 3ei dieser Prüfeinrichtung ist jeder der zu prüfenden Schalter mit einem Antriebsgestänge versehen, mit dem der jeweilige Schalter ein- und ausgeschaltet wird. Das Antriebsglied für das Antriebsgestänge ist mit einem Exzenter verbunden, Ϊ5 wodurch die Drehbewegung einer IVeHe in die für den Schaltvorgang erforderliche Schub- oder Zugbewegung umgewandelt wird. Hit dem Antriebsqestänae können auch cleichzeitia . mehrere Schalter betätigt werden, es erfordert aber für jeden Schalter einen gesonderten Lastkreis. Hierin besteht ein wesentlicher Mangel der bekannten Prüfeinrichtung, da es mit dieser auf Grund der Antriebsmechanismen nicht möglich ist, in einem Prüfzyklus eine größere Anzahl von Schaltern nacheinander mit einem einzigen, abaestimmten Lastkreis zu orüfen.

Das ist aber die Voraussetzung dafür, für Forschungszwecke oder die Überwachung der Produktion eine ausreichende Menge von Prüfergebnissen, die unter gleichen Prüfbedingungen erzielt wurden, zu erhalten.

5· Weiter ist nachteilig, daß für die gleichzeitige Prüfung mehrerer Schalter im Parallelbetrieb immer die.gleiche Anzahl von Lastkreisen erforderlich ist, die jeweils gleichzeitig geschaltet werden, was bei hohen Leistungen neben dem großen technischen Aufwand ungünstige Netzbelastungen verursacht und bei. der Prüfung von Starkstromschaltern einen hohen Energieverbrauch hervorruft. Außerdem können die zur Vorbereitung des Schaltvorganges zu realisierende-n Drehwinkel oder Wege zum Ein- und Ausschalten nach Überwindung der Vorspannkraft beim schlagartigen Schnappen des Schalters nicht ausreichend beherrscht werden. Dadurch sind Beschädigungen durch überlastung des Schaltmechanismus im Schalter nicht auszuschließen. Da solche Schaden nur in Ausnahmefällen vom normalen Verschleiß unterschieden werden können, müssen nicht erkennbare Verfälschungen der Prüfergebnisse in Kauf genommen v/erden.

Ferner sind Prüfeinrichtungen allgemein bekannt, die die Welle des Schalters in ständig umlaufende Bewegung versetzen. Diese weisen den Mangel auf, daß sie den Schaltmechanismus des Schalters nur in einer Richtung betätigen können. Mit solchen Prüfeinrichtungen können deshalb lediglich umlaufend drehbare Schalter geprüft werden. Sie sind demzufolge' für die Prüfung von Schaltern mit begrenztem Drehwinkel ungeeignet.

Ziel der Erfindung

,Ziel ist es, bei der Lebensdauerprüfung an Schaltern unter gleichen Prüfbedingungen zeitgleich Prüfdaten für eine Anzahl gleicher Erzeugnisse zu erhalten, zur Erzielung korrekter Prüfergebnisse und zur Vermeidung des vorzeitigen Abbruches von Prüfzyklen Beschädigungen der Schalter zu vermeiden und den apparativen Aufwand sowie den Energieaufwand bei der Lebensdauerprüfung von Schaltern niedrig zu halten .

Darlegung des Wesens der Erfindung

Bei der bekannten Prüfeinrichtung nuß die umlaufende Drehbewegung des Antriebes in eine geradlinige Bewegung über- _r führt und _von dieser an Schalter wieder in eine Drehbewegung umgesetzt werden., wodurch bedingt durch die auftretenden mechanischen Belastungen an der Schaltwelle Beschädigungen des Schalters auftreten, die zum vorzeitigen Ausfall des Schalters im Prüfzyklus führen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prüfeinrichtung zur Lebensdauerprü'fung für Schalter mit begrenztem Drehwinkel zu entwickeln, die es gestattet, die Drehbewegung des Antriebes beim Schaltvorgang direkt auf die Welle des Schalters zu übertragen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer Welle des Antriebes ein uhrzeigerartiges Betätigungsorgan .angeordnet ist, bestehend aus einem langen und einem kurzen Schaltarm, deren Längsachsen um einen Winkel ψ' versetzt sind, die Schaltarme mit Mitnehmern versehen sind, wobei der ^Mitnehmer des langen Schaltarmes auf einer äußeren Kreisbahn und der Mitnehmer des kurzen Schaltannes auf einer inneren Kreisbahn um den Drehpunkt des Betätigungsorganes liegt . Zwischen den Kreisbahnen sind, jeweils über ein Anpassungsglied mit einem Schalter verbunden, die Mittelpunkte der Schalthebelpaare ebenfalls -auf einer Kreisbahn um den Drehpunkt des Betät igungsorganes gelegen, derart angeordnet, daß jeder der Schalthebel der Schalthebelpaare in Schaltstellung eine der Kreisbahnen überschneidet.

Die Schaltarme sind zueinander einstellbar. Das Schalthebelpaar des jeweiligen Schalters liegt ί.τι eingeschalteten Zustand zwischen den Schaltarmen. Die Schalthebel des Schalthebelpaarss sind in einem an den Schaltwinkel der Schalter angepaßten Winkel zueinander einstellbar angeordnet

Das zwischen dem Schalter und dem Schalthebelpaar eingeordnete Anpassungsglied besteht aus einem chtkoppler, einer

nachstellbaren Rutschkupplung, einem Sicherheitsscherstift und einem Anpassungsteil. Der Entkoppler wird durch einen winkelbegrenzten Freilauf gebildet. Die Drehachsen der . Schalter sind parallel zur Welle des Antriebes angeordnet,

Die zu prüfenden Schalter werden in den kreisförmig um den Mittelpunkt des Gestelles angeordneten Halterungen befestigt und einjustiert, wobei die Ein- und Aus-Schalthebel des Schalthebelpaares entsprechend dem zu realisierenden Schaltwinkel zueinander eingestellt werden. Nachdem der lange und der kurze Schaltarm des Betätigungsorganes in Abhängigkeit von der Einschaltzeit im erforderlichen Winkel zueinander eingestellt sind, wird der Antrieb, zugeschaltet und die Welle in Uhrzeigerrichtung gedreht. Dadurch wird das auf der Antriebswelle befestigte Bedienungsorgan im Uhrzeigersinn gedreht, so daß der Mitnehmer des langen Schaltarmes am Ein-Schalthebel des Schalthebelpaares angreift und letzteren um den Winkel ψ& bewegt. Dabei gleitet der Mitnehmer des langen Schaltarmes auf der äußeren Kreisbahn am Ein-Schalthebel entlang und bewirkt den Schalt-Vorgang. Dabei schnappt der Ein-Schalthebel, bedingt durch das Sprungschaltwerk, mit dem jeder der zu prüfenden Schalter funktionsbedingt ausgestattet ist, um den Restwinkel oC — ψ_& weiter

3ei Fortsetzung der Drehbewegung des Betätigungsorganes, greift der auf der inneren Kreisbahn bewegte Mitnehmer des kurzen Schaltarmes am Aus-Schalthebel an und dreht die Schalterachse um den Winkel ^ zurück bis der Ausschaltvorgang vvieder unter Einbeziehung des im Schalter befindlichen Sprungschaltwerkes rückwärts erfolgt. Auf diese W_eise werden nacheinander alle Schalter betätigt. Sie können ebenso nacheinander kurzzeitig mit einen gleichen oder je nach Prüfprogramm mit unterschiedlichen Lastkreisen verbunden werden. Dabei ist die Einschaltdauer ein Maß für die Abstände der Schalter zwischen der äußeren und der inneren Kreisbahn .

Durch das zwischen Schalter und Schalthebelpaar befindliche Anpassungsglied wird der Schaltvorgang den Betriebsbedingungen angepaßt, indem während der Funktion des Sprun.gsehaltwerkes im Moment des Ein- und Ausschai tens eine Entkopplung des Schalters vom Antrieb erfolgt. Dadurch ist die Schalterwelle bei der in diesen Zeitpunkten sprunghaft ansteigenden Beschleunigung nur noch mit der geringen Masse des Anpassungsteiles gekoppelt. Zum Abbremsen des Schalthebelpaares infolge seiner Eigenmasse ist der Freilauf an-' triebsseitig mit einer Rutschkupplung verbunden, weiche

die zeitweilig freigängigen Antriebsteile des Schalters ge- ^ gen die Halterungen einstellbar abstützt .

Die erfindungsgemäSe Prüfeinrichtung eignet sich für die Lebensdauerprüfung vorzugsweise an Drehschaltern mit einem Schaltwinkel im Bereich von 40...120 Grad, bei denen der Ein-Aus-Schaltvorgang durch Rechts-Links-Drehung erfolgt sowie für Kippschalter, bei denen de-r Kipphebel eine ahn-' liehe Schwenkbewegung auszuführen hat. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der direkten übertragung der Drehbewegung des Antriebes auf die Schalterwelle, der Angleichung des Bewegungsablaufes des Betätigungsorganes an den vom Schalter zu realisierenden Schaltwinkel und durch die Funktion des Anpassungsgliedes innerhalb des Kraftübertragungssystems zwischen Antrieb und ( ^Xj 25 Schalter, wodurch Beschädigungen im Schaltmechanismus des Schalters durch äußere Einflüsse ausgeschlossen werden . Damit werden Fehleinschätzungen hinsichtlich dar tatsächlichen Standzeit der Schalter wei.testgehend vermieden. ',Veit er ist von Vorteil, daS die Lebensdauerprüfung von Schaltarn in einem Prüfzyklus nacheinander kurzzeitig mit dem gleichen Lastkreis realisiert werden kann oder je nach Prüfprogramm die Schalter mit unterschiedlichen Lastkreisen verbunden werden. Dadurch können Lebensdauerprüfungen mit niedrigem apparativen Aufwand und unter energetisch günstigen Bedingungen durchgeführt v/erden und in kurzer Zeit eine ausreichende Menge eindeutiger Prüfdaten an gleicharten Proben erhalten werden.

Außerdem ist es möglich, in einem Prüfzyklus Schalter unterschiedlicher Art und Baugröße zu prüfen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispisles und von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in : Fig. 1: eine Vorderansicht Fig. 2: eine Draufsicht, die die äuSeren Anpassungsglieder zeigt

Fig. 3: einen Längsschnitt des Anpassungsgliedes und einen Schnitt A-A zur Darstellung des Freilaufes des Sntkopplers · ' .

einer vertikalen Anordnung der Prüfeinrichtung.

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Die Prüfeinrichtung besteht aus dem Gestell 1, auf dem die Halterungen 11 zur Aufnahme der zu prüfenden Schalter 2 kreisförmig angeordnet sind. Der Schalter 2 ist am Ende des Anoassunasqlied.es 21 mit dem Schalthebelpaar 22 ausaestattet , das aus dem Ein-Schalthebel 23 und dem Aus-Schalthebel 24 besteht. Die Schalthebel 23,24 sind im Winkel zueinander angeordnet, deren öffnungsweite vom Drehwinkel des Schalters 2 beim Ein- und Ausschalten vorgegeben ist und eingestellt werden kann. Das Anpassungsglied besteht aus dem Entkoppler 25 der Rutschkupplung 26, dem Sicherheitsscherstift 27 und dem Anpassungsteil 23 (Fig. 3).

Im Mittelpunkt des Gestelles 1 ist das Betätigungsorgan 3 drehbar angeordnet. Das Betätigungsorgan 3 wird durch den langen Schaitarm 31 mit dem' Mitnehmer 32 und dem kurzen Schaltarm 33 mit dem Mitnehmer 34 gebildet, wobei asr Mitnehmer 32 auf einer äußeren Kreisbahn 4 und der Mitnehmer 34 auf der inneren Kreisbahn 5 bewegt wird und die Schalthebelpaare 22 zwischen den Kreisbahnen 4,5 liegen. Die Achsen der Schaltarme 31,33 sind im Winkel V" zueinander •angeordnet. Das Betätigungsorgan 3 ist auf der Welle. 35 befestigt. Die 'Welle 35 ist über das Kegelradgetriebe 35 und das Reibringgetriebe 37 mit dem Motor 33 verbunden,

so daß die Schalthäufigkeit/Zeiteinheit variabel gestaltet werden kann. Es ist aber auch möglich, das Betätigungsorgan direkt mit dem Getriebemotor zu verbinden. Nachdem die Schalter 2 in die Halterungen 11 des Gestelles eingesetzt und die Schalthebel 23,24 des Schalthebelpaares 22 zueinander eingestellt sind, wird vom Motor 38 über das Reibringgetriebe 37 und das Kegelradgetriebe 36 die Welle 35 in Uhrzeigerrichtung gedreht. Dadurch wird das auf der Welle 35 befestigte Betätigungsorgan 3 mitgenommen. Der die äußere Kreisbahn 4 überschneidende Ein-Schalthebel 23 wird durch die Drehbewegung des Betätigungsorganes 3 von dem am langen Schaltarm 31 befindlichen Mitnehmer 32 erfaßt und bewegt ihn um den Winkel ψ& . Der Mitnehmer 32 gleitet dabei an der Seite des Ein-Schalthebels 23 ent-· lang, wodurch der Einschaltvorgang ausgelöst wird. Der Ein-Schalthebel 23 schnappt dann um den Restwinkel et — ¥<= weiter. Dabei tritt das Anpassungsglied 21 derart in Funktion, daß sich bewirkt durcWden Entkoppler 24 die Schalterwelle während des Schnappens mit Hilfe eines Freilaufes zunächst weiterbewegt, ohne das Schalthebelpaar 22 und andere zum Anpasssungsglied 21 gehörende Teile ruckartig mitzureißen. Diese werden beim Weiterdrehen des Betätigungsorganes 3 nachgeschleppt und zwar derart, daß beim Abgleiten des Mitnehmers 32 vom Ein-Schalthebel 23, der Aus-Schalthebel 24 gerade eine solche, die innere Kreisbahn 5 überschneidende Stellung einnimmt, daß der Mitnehmer 34 das kurzen Schaltarnes 33 im vorgegebenen Zeitpunkt nach Beendigung der Einschaltzeit den Ausschaltvorgang einleiten kann.

Dabei ist der Freilauf des Entkcpplers 25 so bemessen, da

er gerade den Drehwinkel cc — ψζ einschließlich eines erforderlichen Spieles erfaßt, der nach erfolgtem Nachschleppen des Schalthebels 22 wieder ausgeglichen wird, so daß dieser nach dem Angreifen des Mitnehmers 34 am Aus-Schalthebel 24 bis auf das erforderliche Soiei nicht mehr wirksam ist.

Hiernach greift der Mitnehmer 34 des kurzen Hebels 33 am Aus-Schalthebel 24 durch die Fortsetzung der Drehbewegung der Welle 35 an und dreht die Achse des Schalters 2 zu- '-nächst um den Winkel ψ& zurück, bis der schlagartige Ausschaltvorgang erfolgt, wobei der ""Entkoppler 25 wieder in gleicher Weise wirkt. Danach erfolgt ebenso das Nachschleppen des Aus-Schalthebels 24,.so daS beim Abgleiten des Mit-. nehmers 34 von der vorderen Kante des Aus-Schalthebels 24 wieder der Ausgleich des Freilaufes stattgefunden hat und der Ein-Schalthebel 23 sich in derAusgangslage für den erneuten Schaltvorgang befindet.

Die zwischen dem Anpassungsglied 21 und der Halterung 11 wirksame Rutschkupplung 26 verhindert ein selbsttätiges '.Veiterbewegen des Schalthebelpaares 22 durch seine Eigenmasse während des Wirions des Freilaufes. Der Sicherheitsscherstift 27 ist in die Bauteile des Anpassungsgliedes derart eingeordnet, daß er bei einer Störung im Schalter, die .während des Prüfvorganges durch eine überbeanspruchung oder Fehler im Schaltmechanismus technologisch bedingt eintreten kann, einer Havarie an der Prüfeinrichtung entgegenwirkt.

Der Winkel ty~ am Betätigungsorgan 3 wird so eingestellt, daß in Abstimmung mit der günstigsten ebenfalls einstellbaren Ausgangslage von 23 und 24 die geforderte Einschaltdauer erreicht wird.

Claims (6)

1. erfindungsanspruch ' .

   1. Prüfeinrichtung für die Lebensdauerprüfung von Schaltern mit begrenztem Drehwinkel, mit der eine Anzahl Schalter nacheinander ein- und ausgeschaltet werden, bestehend aus Halterungen zur Aufnahme der Schalter und einem Antrieb zur Schalterbetätigung, gekennzeichnet dadurch, daß auf einer Welle (35) des Antriebes (33) ein uhrzeigerartiges Betätigungsorgan (3) angeordnet ist, bestehend aus einem langen und einem kurzen Schaltarm (31;33), deren Längsachsen um einen Winkel ψ~ versetzt sind, die Schaltarme (31;33) mit Mitnehmern (32;34) versehen sind, wobei der Mitnehmer (32) des langen Schaltarmes (31) -auf einer äußeren Kreisbahn (4) und der Mitnehmer (34) des kurzen Schaltarmes (33) auf einer inneren Kreisbahn (5) um den Drehpunkt des Betätigungsorganes (3) liegt und zwischen den Kreisbahnen (4;5), jeweils über ein Anpassungsglied (21) und einem Schalter (2) verbunden, die Mittelpunkte der Schalthebelpaare (22) ebenfalls auf einer Kreisbahn um den Drehpunkt des Betätigungsorganes (3) gelegen, derart angeordnet sind, daß jeder der Schalthebel (23;24) in Schalt stellung eine der Kreisbahnen (4;5) übe rschneidet.
2. 2. Prüfeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaltarme (31;33) zueinander einstellbar sind und das Schalthebelpaar (22) des jeweiligen Schalters (2) im eingeschalteten Zustand zwischen den Schaltarmen (31; 33
3. 3. Prüfeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schalthebel (23;24) des Schalthebelpaares (22) in einem anfcien Schaltwinkel dsr Schalter (2) angepaßten Winkel zueinander einstellbar angeordnet sind.
4. 4. Prüfeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das zwischen- dem Schalter (2) und dem Schalthebel· paar (22) eingeordnete Anpassungsglied (21) aus einem Entkoppler (25), einer nachstellbaren Rutschkupplung (26), einem Sicherheitsscherstift (27) und einem An-' passungsteil (2S) besteht.
5. 5. Prüfeinrichtung nach den Punkten"1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Entkoppler (25) aus einem winkel· begrenzten Freilauf besteht.
6. 6. Prüfeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehachsen der Schalter (2) parallel zur WeI--Ie (35) des Antriebes (38) angeordnet sind,

   Hlerzy._.^/_.Säten Zeichnungen