DE102006001404B3 - Drehantrieb für einen elektrischen Schalter mit Kipphebelbetätigung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb für einen elektrischen Schalter (100) mit Kipphebelbetätigung. Der Kern der Erfindung besteht in einer drehbar gelagerten, als Rahmen (20) oder als Bügel (20') ausgebildeten Wirkverbindung, deren Drehung die Bewegung des Kipphebels (120) mitmacht, bzw. durch Bewegung der Wirkverbindung der Kipphebel (120) betätigbar ist. Über eine Mitnehmeranordnung zwischen einer in einer Montageplatte (80) geführten Welle (42) und der Wirkverbindung ist der Kipphebel (120) (und damit das Schloss des Schalters) in die jeweilige Endstellung betätigbar.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb für einen Schalter mit Kipphebelbetätigung.
• Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter. Ein Drehantrieb für einen Schalter mit Kippsprungwerk ist beispielsweise beschrieben in DE 2808585 A1 . Mit dieser Anordnung wird die (translatorische) Kippbewegung eines das Kippsprungwerk betätigenden Kipphebels durch eine rotatorische Bewegung ausgeführt. Hierzu wird der Kipphebel von einem Drehhebel übergriffen, wozu in dem Drehhebel eine Aussparung vorhanden ist. Der Drehhebel ist am betätigungsseitigen Gehäusedeckel des elektrischen Schalters schwenkbar gelagert. Aus den Druckschriften EP 0067128 A1 und FR 2572579 A1 gehen jeweils ein Drehantrieb für einen elektrischen Leistungsschalter hervor, der von einem Kipphebel in zwei Endstellungen betätigbar ist.
• Ein anderer Vorschlag zur Ausführung der Kippbewegung eines Kipphebels an einem Schalter durch die Drehung eines auf einer Schaltwelle drehbar gelagerten Handgriffs wird in DE 4300313 C1 vorgestellt. Weiterhin ist aus der Druckschrift US 6437262 B1 noch ein Schalter mit Kipphebel bekannt, der über einen ein Mitnehmerorgan aufweisenden, U-förmigen Wirkmechanismus von einem Schwenkhebel zwischen einer Ein- und Ausschaltstellung betätigbar ist.
• In der Regel sollen wichtige Schalter an Schaltpulten oder Schaltschränken von außen zugänglich sein. Ein Problem entsteht, wenn ein solcher Schalter nicht auf oder in der Gehäusewand platziert werden kann, sondern wenn der Schalter mit Abstand hinter der Wand liegt, und dennoch von außen betätigbar sein soll. Im Falle eines Schalters mit Drehknopf-Betätigung kann man die Drehachse verlängern, und die Achse durch die Wand hindurchführen. Die Situation bei Kippschaltern ist diesbezüglich ungünstig. Eine Wanddurchführung ist nicht möglich. Es bleibt nur die Möglichkeit ein unverhältnismäßig großes Fenster in der Wand auszusparen, wenn überhaupt ein Wanddurchbruch zulässig ist. Für solche oder ähnliche Einbausituationen ist es wünschenswert, einen elektrischen Schalter mit Kipphebelbetätigung auch drehend betätigen zu können.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der ein Schalter mit Kipphebelbetätigung auch mittels Drehantrieb betätigt werden kann.
• Die Lösung der Aufgabe findet sich im Hauptanspruch. Vorteilhafte Ausführungen werden in den Unteransprüchen formuliert.
• Der Kern der Erfindung besteht in einer drehbar gelagerten, als Rahmen oder als Bügel ausgebildeten Wirkverbindung zwischen Kippschalter und Drehknopf, deren Drehung die Bewegung des Kipphebels mitmacht, bzw. durch Bewegung der Wirkverbindung der Kipphebel betätigbar ist. Über eine Mitnehmeranordnung zwischen einer in einer Montageplatte geführten Welle und der Wirkverbindung ist der Kipphebel (und damit das Schloss des Schalters) in die jeweilige Endstellung betätigbar.
• Der Vorteil des Drehantriebs liegt darin, dass bei unzugänglicher oder schwer zugänglicher Vorderseite des eingebauten Schalters die Betätigung von der Rückseite leicht möglich ist. Weiterhin bleibt die Betätigung von der Vorderseite ungehindert möglich.
• Der Drehknopf macht die Bewegung des Kipphebels jeweils vollständig mit, so dass auch die unterschiedlichen Stellungen des Kipphebels in unterschiedlichen Stellungen des Drehknopfs "abgebildet" werden – und umgekehrt. Für die Funktion eines Niederspannungsschalters ist wichtig, dass das Schloss des Schalters nach einer Auslösung wieder gespannt werden muss. Nach dem Auslösen stehen Kipphebel und Drehknopf in einer Mittelposition. Diese Stellung gibt dem Benutzer den Hinweis auf den Ausgelöst-Zustand. Das erneute Einschalten des Schalters über den Drehknopf ist erst möglich, nach dem Spannen des Schlosses.
• Daher ist es von Vorteil, wenn neben dem Drehknopf Funktionsmerkmale (AUS, EIN, Ausgelöst) sichtbar für den Benutzer aufgedruckt oder aufgeprägt sind.
• Die Montageplatte kann als Teil einer Tür oder Klappe eines Schaltschranks ausgebildet sein, wodurch durch Öffnen der Klappe der Schalter von der Rückseite zugänglich wird. Dabei muss eine Alternative der Lagerung von Drehknopf und Welle vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Drehknopf in der als Klappe ausgebildeten Montageplatte derart gelagert werden, dass er bei dem Öffnen der Klappe außer Eingriff mit der Welle kommt. Die Verbindung zwischen Drehknopf und Welle kann als Steckverbindung ausgebildet sein, so dass beim Wegschwenken der Klappe sich der Drehknopf mitbewegt und außer Eingriff mit der Welle kommt. Beim Einschwenken der Klappe gelangt der Drehknopf wieder mit der Welle in Eingriff.
• Die mechanische Wirkverbindung kann in verschiedenen vorteilhaften Ausgestaltungen ausgebildet sein.
• Erstens kann die Wirkverbindung aus einem zweischenkligen Bügel bestehen, an dessen erstem Schenkel das erste Mitnehmerorgan und an dessen zweitem Schenkel das zweite Mitnehmerorgan ausgebildet ist und die Schenkel, jeweils rechtwinklig abgewinkelt, an einem, die Drehachse aufnehmenden Bügelsteg angeordnet sind.
• Zweitens kann die Wirkverbindung aus einem Frontseite, Rückseite und zwei parallele Seiten des Schalters umgreifenden rechteckigen Rahmen bestehen, und an der auf der Frontseite des Schalters liegenden, ersten Rahmenstrebe das erste Mitnehmerorgan und an der auf der Rückseite des Schalters liegenden, zweiten Rahmenstrebe das zweite Mitnehmerorgan ausgebildet ist und die Drehachse durch die die parallelen Seiten des Schalters umgreifenden Rahmenstreben verläuft.
• Das erste Mitnehmerorgan – liegt an der Frontseite des Schalters – kann als eine Mitnehmeröffnung ausgebildet sein. Bei der Verwendung eines Bügels, kann das Ende des oberen Bügelschenkels auch als Gabel, statt als Mitnehmeröffnung ausgebildet sein, welche das Ende des Kipphebels umfasst.
• Das zweite Mitnehmerorgan – liegt an der Rückseite des Schalters – kann als ein Mitnehmerstift ausgebildet sein, wobei die mechanische Verbindung aus einer den Mitnehmerstift und die Schwenkachse gelenkig verbindende Stange besteht, wodurch eine Drehbewegung der Welle in eine Schwenkbewegung des Rahmens überführbar ist.
• Alternativ dazu kann das zweite Mitnehmerorgan als ein Langloch ausgebildet sein. Die mechanische Verbindung besteht hierbei aus einem an der Schwenkachse befindlichen, das Langloch durchgreifenden Mitnehmerstift.
• Für die Halterung des Schalters im Schaltschrank können unterschiedliche Lösungen eingesetzt sein. Eine Lösung ist in den Figuren dargestellt, und wird dort näher beschrieben. Eine andere Lösung kann darin bestehen, dass die Schalterhalterung aus einem Stanzbiegeteil besteht, bei dem die Abstandshalter (siehe Figuren) nicht gesondert als Einzelteile ausgebildet sind. Dem Fachmann sollten solche Ausführungen einfach möglich sein. Wesentlich ist, dass die Mitnehmerelemente sicher gelagert sind und die Abstände zwischen Schalterhalterung und Montageplatte (welches auch die Rückwand eines Schaltschranks sein kann) ausreichend sind.
• Die Erfindung wird in drei Figuren dargestellt. Unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung zeigen im Einzelnen:
• 1 eine perspektivische Ansicht mit Bügel als Wirkverbindung,
• 2 eine zweite perspektivische Ansicht mit Rahmen als Wirkverbindung und
• 3 eine Darstellung einer pendelnd gelagerten unteren Rahmenstrebe.
• In den 1 und 2 erkennt man folgende Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung. Ein elektrischer Schalter 100 liegt mit seiner Rückseite 104 auf einer Schalterauflage 71 und kann dort lösbar befestigt sein. An der Frontseite 102 des Schalters 100 ist ein Kipphebel 120 sichtbar. An der rechten Seite des Schalters sind Öffnungen 130 als Zugang zu Anschlussklemmen eingezeichnet. Weitere Einzelheiten des Schalters sind nicht dargestellt und für die Erfindung nicht wichtig. Die Schalterauflage besteht im wesentlichen aus einer Platte 71, die parallel zur Rückwand 104 des Schalters liegt. Die Platte (Auflagefläche 71) ist über Stützen oder Abstandshaltern 76 von der Montageplatte 80 beabstandet. Der hergestellte Abstand ist so groß, dass die Mitnehmeranordnung mit den Bezugszeichen 44, 46, 48, 28 zwischen Auflagefläche 71 und Montageplatte 80 Platz hat. An der Schalterauflage 70 ist beidseitig von dem Schalter ein Flansch 72 ausgebildet.
• In 1 ist an dem Flansch 72 – um die Achse 30 drehbar gelagert – ein Bügel 20' befestigt.
• In 2 ist an dem Flansch 72 – um die Achse 30 drehbar gelagert – ein Rahmen 20 befestigt.
• Der Rahmen – in 2 – ist rechteckig und hat vier Rahmenstreben 22, 23, 24 und 25. Die Rahmenstreben umgreifen Frontseite 102, Rückseite 104 und zwei parallele Seiten 103, 105 des Schalters 100. Die Drehachse 30 des Rahmens 20 fällt genau oder annähernd mit der (im Innern des Schalters liegenden) Drehachse des Kipphebels 120 zusammen. In der auf der Frontseite 102 des Schalters 100 liegenden, ersten Rahmenstrebe 22 ist eine rechteckige Mitnehmeröffnung 26 ausgebildet, in der das Ende des Kipphebels 120 greift. An der auf der Rückseite 104 des Schalters 100 liegenden, zweiten Rahmenstrebe 24 ist ein Mitnehmer 28 ausgebildet. Parallel zur Schalterauflage 71 liegt die Montageplatte 80, durch die eine Welle 42 verläuft, die von außen mit einem Handdrehknopf 40 drehbar ist. Die Montageplatte kann auch eine Gehäusewand eines Schaltschranks oder dergleichen sein.
• An der Welle 42 ist ein Schwenkarm 44 angeordnet, welcher über die Stange 48 eine Drehbewegung zwischen Schwenkarm 44 und Rahmenmitnehmer 28 vermittelt. Die Schwenkarmlänge ist so bemessen, dass über die Größe des Drehwegs der Welle 42 (oder des Handdrehknopfs) der Rahmen derart (vollständig) verschwenkbar ist, dass der Kipphebel von einer seiner Endstellungen in seine andere Endstellung überführbar ist. Durch die Achslage des Rahmens etwa fluchtend mit der Achse des Kipphebels ist sichergestellt, dass der Kipphebel bei jeder Stellung des Rahmens in der Mitnehmeröffnung 26 an der ersten Rahmenstrebe 22 verbleibt. Rahmenstrebe und Kipphebel machen dieselbe Kreisbogenbewegung.
• In 1 ist als Wirkverbindung zwischen Kippschalter 120 und Drehknopf 40 der Bügel 20' ausgebildet. Im Gegensatz zum Rahmen 20 nach 2, hat der Bügel 20' nur ein Lager an der Achse 30 am Flansch 72. Die Rahmenstreben 22' und 24' sind kürzer als die Bügelschenkel 22 und 24; sie reichen nur soweit, dass das Ende des Kippschalters (oben) und der Mitnehmer 28 (unten) aufgenommen wird. Die (obere) Mitnehmeröffnung (26) kann als eine ringsum geschlossenen Öffnung oder als Gabel ausgebildet sein.
• Die 3 zeigt eine Ausführung, welche hergestellt werden kann, wenn der Schalter 100 waagerecht (oder bei waagerechter Lage der Schalterhalterung) eingebaut wird. Hierbei sollte der auf der Rückseite 104 des Schalters 100 liegende Bügelschenkel 24', bzw. die auf der Rückseite 104 des Schalters 100 (also unten) liegenden Rahmenstrebe 24 bei Verschwenken des Bügels 20', bzw. der Rahmenstrebe 24 in waagerechter Lage verbleiben. Hierzu wird der angesprochene untere Bügelschenkel 24', bzw. die angesprochene untere Rahmenstrebe 24 drehbar in einer Achse 32 gelagert. Die Zeichnung gibt den Sachverhalt für die Lagerung der Rahmenstrebe 24 wieder (jedoch nicht für die die Lagerung des unteren Bügelschenkels 24'). Der Fachmann kann die nicht gezeigte Ausführung leicht nachvollziehen und ausführen. Die Mitnehmeranordnung an der unten liegenden Rahmenstrebe 24 ist als Langloch 28' ausgebildet. Der am Schwenkarm 44' ausgebildete Stift 46 durchgreift das Langloch. Bei Drehung der Achse 42 bewegt der verschwenkende Stift 46 die unten liegenden Rahmenstrebe 24 (oder Bügelschenkel 24'). Ebenso bewegt der von der Kipphebelseite beaufschlagte Rahmen den Stift 46, Schwenkarm 44' und Drehknopf 40.

20

rechteckiger Rahmen

20'

Bügel

22

erste, schaltervorderseitige Rahmenstrebe

22'

erster Bügelschenkel

23, 25

seitliche Rahmenstreben

24

zweite, schalterrückseitige Rahmenstrebe

24'

zweiter Bügelschenkel

25'

Bügelsteg

26

Mitnehmeröffnung/Ausnehmung in erster Rahmenstrebe 22

28

Mitnehmer an zweiter Rahmenstrebe 24 oder an zweitem Bügelschenkel

28'

Langloch in zweitem Bügelschenkel

30

Drehachse von Rahmen oder Bügel

32

Achse

40

Hand(betätigungs)drehknopf

42

Welle durchgreift Gehäusewand 80

44

Schwenkarm an Welle 42

46

Mitnehmerstift

48

Stange

70

Schalterhalterung oder -auflage an der Montageplatte 80

71

Auflagefläche parallel zur Schalterrückseite 104

72

Flansch an Schalterhalterung parallel zu Schalterseitenflächen 103, 105

76

Stützen, Abstandshalter zwischen Auflagefläche und Montageplatte

80

Montageplatte (Gehäusewand) parallel zur Schalterrückseite 104

100

Schalter

102

Schalterfrontseite

103, 105

parallele Seitenflächen des Schalters

104

Schalterrückseite

120

Betätigungskipphebel an Schaltervorderseite 102

122

Kipphebelende

130

Anschlussklemmen

Claims (11)

1. Drehantrieb für einen elektrischen Schalter (100), der von einem Kipphebel (120) in zwei Endstellungen betätigbar ist, wobei • der Schalter (100) mit seiner Rückseite (104) auf einer Schalterauflage (70, 71) befestigt ist, • der Kipphebel (120) an einer Frontseite (102) des Schalters (100) angeordnet ist, • der Kipphebel (120) von einem ersten Mitnehmerorgan (26, 26') umgriffen ist, • das erste Mitnehmerorgan (26, 26') an einer Wirkverbindung (20, 20') ausgebildet ist, welche (20, 20') an einer Drehachse (30) beweglich befestigt ist, und die Schwenkbewegung des Kipphebels (120) in eine Schwenkbewegung eines zweiten, an der Wirkverbindung (20, 20') ausgebildeten Mitnehmerorgans (28, 28') auf der Rückseite (104) des Schalters überführt, • die Drehachse (30) der Wirkverbindung (20, 20') in etwa mit der Drehachse des Kipphebels (120) zusammenfällt, • parallel zur Schalterauflage (71) und beabstandet von ihr eine Montageplatte (80) vorhanden ist, durch die eine Welle (42) verläuft, die mit einem Handdrehknopf (40) drehbar ist, • an der Welle (42) ein Schwenkarm (44) angeordnet ist, • zwischen Schwenkarm (44) und dem zweiten Mitnehmerorgan (28, 28') eine mechanische Verbindung (44, 46, 48, 28, 28') ausgebildet ist, mit der eine Drehbewegung der Welle (42) in eine Schwenkbewegung der Wirkverbindung (20, 20') überführbar ist, und • die Schwenkarmlänge so bemessen ist, dass über die Größe des Drehwegs der Welle (42) die Wirkverbindung (20, 20') derart verschwenkbar ist, dass der Kipphebel von einer seiner Endstellungen in seine andere Endstellung überführbar ist.
2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Mitnehmerorgan als eine Mitnehmeröffnung (26) oder als eine Gabel ausgebildet ist, in welche das Ende des Kipphebels (120) hineinragt.
3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung aus einem zweischenkligen Bügel (20') besteht, an dessen erstem Schenkel (22') das erste Mitnehmerorgan (26, 26') und an dessen zweitem Schenkel (24') das zweite Mitnehmerorgan (28, 28') ausgebildet ist und die Schenkel (22', 24'), an einem die Drehachse (30) aufnehmenden Bügelsteg (25') angeordnet sind.
4. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung (20, 20') aus einem Frontseite (102), Rückseite (104) und zwei parallele Seiten (103, 105) des Schalters (100) umgreifenden rechteckigen Rahmen (20) besteht, und an der auf der Frontseite (102) des Schalters (100) liegenden, ersten Rahmenstrebe (22) das erste Mitnehmerorgan (26, 26') und an der auf der Rückseite (104) des Schalters (100) liegenden, zweiten Rahmenstrebe (24) das zweite Mitnehmerorgan (28, 28') ausgebildet ist und die Drehachse (30) durch die zu den parallelen Seiten (103, 105) des Schalters (100) parallellaufenden Rahmenstreben (23, 25) verläuft.
5. Drehantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mitnehmerorgan als ein Langloch (28') ausgebildet ist und die mechanische Verbindung (44, 46, 48, 28') aus einem an der Schwenkachse befindlichen, das Langloch (28') durchgreifenden Mitnehmerstift (46) besteht.
6. Drehantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmeranordnung am auf der Rückseite (104) des Schalters (100) liegenden Bügelschenkel (24') oder am auf der Rückseite (104) des Schalters (100) liegenden Rahmenstrebe (24) als Langloch ausgebildet ist,
7. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mitnehmerorgan als ein Mitnehmerstift (28) ausgebildet ist und die mechanische Verbindung (44, 46, 48, 28) aus einer den Mitnehmerstift (28) und die Schwenkachse (44) gelenkig verbindende Stange (48) besteht.
8. Drehantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei waagerechtem Einbau des Schalters (100) der auf der Rückseite (104) des Schalters (100) liegende Bügelschenkel (24') am Bügelsteg (25') in einer Achse (32) gelagert ist, so dass der Bügelschenkel (24') bei Verschwenken des Bügels (20') in waagerechter Lage verbleibt.
9. Drehantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei waagerechtem Einbau des Schalters (100) die auf der Rückseite (104) des Schalters (100) liegende Rahmenstrebe (24) an beiden den Seiten des Schalters (100) parallelliegenden Rahmenstreben (23, 25) in einer Achse (32) gelagert ist, so dass die Rahmenstrebe (24) bei Verschwenken des Rahmens (20) in waagerechter Lage verbleibt.
10. Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Schalters (100) in seine beiden Endstellungen über ein Kippsprungwerk erfolgt.
11. Drehantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageplatte (80) als Teil einer Tür oder Klappe eines Schaltschranks ausgebildet ist, und der Drehknopf (40) in dem Teil der Montageplatte und die Welle (42) in der Schalterauflage (70, 71) derart gelagert ist, dass der Drehknopf (40) bei dem Öffnen des Teils der Montageplatte (71) außer Eingriff mit der Welle (42) kommt.