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Die
Erfindung betrifft eine Übertragungswelle für
ein Installationsschaltgerät gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Installationsschaltgerät,
insbesondere einen Motorschutzschalter, mit einer erfindungsgemäßen Übertragungswelle
gemäß Anspruch 15.
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Eine
gattungsgemäße Übertragungswelle erfüllt
in einem Installationsschaltgerät, beispielsweise in einem
Motorschutzschalter, mehrere Funktionen.
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Sie überträgt
die Bewegung des oder – bei einem 3-phasigen Motorschutzschalter – der
Anker der Magnetauslöser auf den Auslösehebel,
um das Schaltschloss auszulösen und damit nach der Schnellöffnung
im Kurzschlussfall durch den Anker eine dauerhafte Offenhaltung
der Kontaktstelle zu bewirken.
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Sie überträgt
weiterhin die Bewegung oder das Signal eines Unterspannungsauslösers
oder eines Arbeitsstromauslösers auf den Auslösehebel,
um das Schaltschloss auszulösen und somit eine von außen zwangsweise
veranlasste Öffnung der Kontaktstelle zu bewirken. Unterspannungsauslöser
oder Arbeitsstromauslöser sind Zusatzgeräte, die
meistens an einen Motorschutzschalter seitlich angebaut werden,
und die in der Art eines Zwangsauslösers eine von einer
entfernt liegenden Schaltstelle aus angeforderte Öffnung der
Kontaktstellen des Motorschutzschalters bewirken.
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Schließlich überträgt
eine gattungsgemäße Übertragungswelle
die Bewegung bzw. das Signal des Ankers auf einen Kurzschlussmeldeschalter,
um diesen auszulösen und dadurch einen Kurzschluss optisch und/oder
elektrisch zu signalisieren. Ein Kurz schlussmeldeschalter ist ebenfalls
ein Zubehörgerät und wird meistens ebenfalls seitlich
an das Gehäuse des Motorschutzschalters angebaut.
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Zusatzgeräte
wie ein Zwangsauslöser oder ein Meldeschalter verfügen über
entsprechende Mitnahmeglieder, mit denen sie in angebautem Zustand
mechanisch mit der Übertragungswelle verbunden sind. Die Übertragungswelle
ist dazu üblicherweise in Lagerstellen in dem Gehäuse
des Motorschutzschalters gelagert, wobei die Stirnseiten der Übertragungswelle
von außen für den Eingriff der Mitnahmeglieder
von seitlich angebauten Zusatzgeräten zugänglich
sind.
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Eine
solche Übertragungswelle mit ihrer Funktion in einem Installationsschaltgerät
ist beispielsweise in der
DE
199 35 62 A1 gezeigt, ein gattungsgemäßes
Installationsschaltgerät ist beispielsweise aus der
DE 42 13 729 bekannt.
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Die Übertragungswelle überträgt
auf mechanischem Weg mehrere Signale, die von unterschiedlichen Sendern
ausgehen und an unterschiedliche Empfänger gerichtet sind,
immer gemeinsam. Beispielsweise spricht bei Verwendung von heute
im Stand der Technik bekannten Übertragungswellen bei einer
Zwangsauslösung des Schalters über einen angebauten
Unterspannungs- oder Arbeitsstromauslöser auch der Kurzschlussmeldeschalter
an. Dies bewirkt jedoch regelmäßig eine Falschmeldung,
da ja die Ursache für die Auslösung kein Kurzschluss,
sondern der Wille des Bedieners des Zwangsauslösers war.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Übertragungswelle
so weiterzuentwickeln, dass einzelne Signale über sie getrennt
voneinander übertragen und ausgewertet werden können,
sowie ein Installationsschaltgerät zu schaffen, bei dem
einzelne Signale getrennt voneinander übertragen und ausgewertet
werden können.
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Die
Aufgabe wird hinsichtlich der Übertragungswelle gelöst
durch eine gattungsgemäße Übertragungswelle
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, sowie hinsichtlich
des Installationsschaltgerätes durch ein Installationsschaltgerät
gemäß Anspruch 15.
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Erfindungsgemäß also
umfasst die Übertragungswelle eine erste, innenliegende
Teilwelle, die in einer zweiten, außenliegenden Teilwelle
so drehbar gelagert ist, dass die erste Teilwelle unabhängig
von der zweiten Teilwellevon der Ruhe- in die Auslöseposition
verschwenkbar ist, wenn die zweite Teilwelle sich in der Ruheposition
befindet, und dass die zweite Teilwelle bei ihrer Verschwenkung
aus der Ruhe- in die Auslöseposition die erste Teilwelle
in die Auslöseposition mitnimmt.
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Auf
diese Weise ist eine Trennung der Signale und Funktionen, die von
verschiedenen Eingangsseiten zu verschiedenen Ausgangsseiten der Übertragungswelle übertragen
werden, erreicht. So kann beispielsweise die Signalübertragung
von einem angebauten Zwangsauslöser zu dem Auslösehebel
des Schaltwerks über die erste Teilwelle erfolgen. Die
Signalübertragung zwischen dem Anker des Magnetauslösers
und einem angebauten Kurzschlussmeldeschalter könnte über
die zweite Teilwelle erfolgen. Auf diese Weise wäre sichergestellt,
dass der Kurzschlussmeldeschalter nicht auslöst, wenn der
Auslösehebel von dem Zwangsauslöser betätigt
wird.
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Eine
sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
dass die erste und zweite Teilwelle um eine gemeinsame Drehachse
drehbar gelagert sind. Vorteilhafterweise kann dabei die zweite
Teilwelle in der Art einer an einer Stirnseite geschlossenen und
an der zweiten Stirnseite offenen Rinne mit etwa halbkreisförmiger
Querschnittskontur gestaltet sein. Bei einer solchen erfindungsgemäßen
Gestaltung der ersten und zweiten Teilwelle ist auf vorteilhafte
Weise ein Zusammenspiel zwischen beiden derart realisierbar, dass
die Weiterleitung der Signale von der ersten oder der zweiten Teilwelle über
angeformte Hebel oder Arme erfolgt, und dass an der ersten, in der
zweiten, rinnenförmigen Teilwelle gewissermaßen
eingebettet geführten Teilwelle nach der offenen Seite
der zweiten Teilwelle hinausragen können, ohne die zweite
Teilwelle zu beeinflussen und bei einer Verschwenkung der ersten
Teilwelle mitzunehmen.
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Eine
sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht zudem
vor, das die erste Teilwelle eine in Umfangsrichtung umlaufende
Wulst oder einen umlaufenden Kragen trägt, der oder die
vorteilhafterweise einstückig angeformt ist, mit der oder
mit dem sie in einer an der inneren Umfangsfläche der zweiten
Teilwelle in Umfangsrichtung umlaufenden Rille oder Nut geführt
ist. Die Führung der ersten in der zweiten Teilwelle kann außerdem
noch durch einen an der Stirnseite der ersten Teilwelle angeformten Zapfen,
der in eine in der geschlossenen Stirnseite der zweiten Teilwelle
vorhandenen Öffnung drehbar gelagert ist, unterstützt
werden.
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Die
Ankopplung der zweiten Teilwelle an den Anker des elektromagnetischen
Auslösers geschieht in einer vorteilhaften Ausführungsform
dadurch, dass die zweite Teilwelle an der Außenfläche
radial abstehende Ankerarme trägt, an denen Fortsätze
angeformt sind, auf die der Anker beim Anziehen im Kurzschlussfall drückt,
so dass die Übertragungswelle dann aus ihrer Ruhe- in ihre
Auslöseposition verschwenkt wird.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Signalweiterleitung
von der ersten Teilwelle zu weiteren Komponenten oder Bauteilen
des Installationsschaltgerätes dadurch, dass die erste
Teilwelle einen radial abstehenden Auslöserarm trägt,
mit dem sie bei Verschwenken in die Auslöseposition mit
dem Auslösehebel des Schaltschlosses zum Entklinken zusammenwirkt.
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Die
zweite Teilwelle kann dann vorteilhafterweise an ihrer Wandung einen
Mitnahmehebel tragen, der beim Verschwenken der zweiten Teilwelle
aus ihrer Ruhe- in ihre Auslöseposition mit einem in korrespondierender
Position auf der ersten Teilwelle angebrachten Gegenhebel zusammenwirkt,
so dass die erste Teilwelle dann durch den Mitnahmehebel ebenfalls
in die Auslöseposition verschwenkt wird. Sehr vorteilhaft,
da einfach in der Ausführung, ist eine Ausführungsform,
bei der der Auslösearm zugleich der Gegenhebel ist.
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Sehr
vorteilhaft ist eine Ausführungsform, gemäß der
die erste und die zweite Teilwelle als Kunststoffspritzgussteile
hergestellt sind. Dann sind die Herstellungskosten niedrig, und
die benötigten Arme und Hebel können beim Spritzvorgang
einstückig mit angegossen werden.
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Um
eine verbesserte mechanische Stabilität der ersten Teilwelle
zu erreichen kann diese gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführung der Erfindung eine Hohlwelle aus Kunststoff
sein, welche in ihrem Kern mit einem Metallstift versteift ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die erste Teilwelle
auch eine mit Kunststoff umspritzte Metallachse sein. In dieser
Ausführungsform ist die erste Teilwelle sehr einfach herstellbar.
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In
einer sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die Signaleinleitung von außen zu der zweiten Teilwelle
dadurch realisiert, dass die zweite Teilwelle eine Meldegerät-Koppelstelle
umfasst, die bei Verschwenken der zweiten Teilwelle in die Ausleseposition
mit dem Kurzschlussmeldegerät zur Auslösung einer
Meldung zusammenwirkt. Dazu trägt die zweite Teilwelle
an ihrer geschlossenen Stirnseite vorteilhafter weise eine Ausnehmung,
in die ein entsprechendes Mitnahmeteil des Kurzschlussmeldegerätes
eingreifen kann.
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Zur
Signaleinleitung an die erste Teilwelle kann gemäß einer
weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform die erste Teilwelle
eine Hilfsauslöser-Koppelstelle umfassen, über
die die erste Teilwelle durch den Hilfsauslöser in die
Auslöseposition verschwenkt werden kann. Dazu kann die
erste Teilwelle an ihrer außenliegenden Stirnseite eine
Ausnehmung tragen, in die ein entsprechendes Mitnahmeteil des Hilfsauslösers
zum Zwecke der mechanischen Kopplung eingreifen kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und
weitere Vorteile sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anhand
der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher
erläutert und beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Übertragungswelle,
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2 die
erste Teilwelle einer erfindungsgemäßen Übertragungswelle,
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3 die
zweite Teilwelle einer erfindungsgemäßen Übertragungswelle,
sowie
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4 einen
Einblick in die untere Schale eines geöffneten Motorschutzschalters
mit einer eingebauten erfindungsgemäßen Übertragungswelle.
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Die 1 zeigt
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Übertragungswelle 1 in
ihrer Ruheposition. Die Übertragungswelle 1 ist
aus einer ersten und einer zweiten Teilwelle 2, 4 zusammengesetzt.
Die erste Teilwelle 2 ist gesondert in der 2 und
die zweite Teilwelle 4 ist gesondert in der 3 dargestellt.
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Die
zweite Teilwelle 4 ist in der Art einer an einer Stirnseite 6 geschlossenen
und an der zweiten Stirnseite 8 offenen Rinne mit etwa
halbkreisförmiger Querschnittskontur gestaltet. Die erste
Teilwelle 2 hat die Form eines langgestreckten Zylinders
und ist in der rinnenförmigen Innenkontur der zweiten Teilwelle 4 um eine
mit dieser gemeinsame Drehachse schwenkbar geführt und
von dieser umfasst. Dazu trägt die erste Teilwelle 2 an
ihrer Stirnseite einen Lagerzapfen 10, mit dem sie in einer
Ausnehmung 64 in der geschlossenen Stirnseite 6 der
zweiten Teilwelle 4 gelagert ist. Um ein Herausgleiten
der ersten Teilwelle in axialer Richtung aus der zweiten Teilwelle
zu verhindern, ist an der ersten Teilwelle 2 etwa mittig
eine in Umfangsrichtung umlaufende Wulst 12 angeformt,
mit der sie in einer an der inneren Umfangsfläche der zweiten
Teilwelle 4 in Umfangsrichtung umlaufenden Rille 14 geführt
ist.
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Die
erste und die zweite Teilwelle 2, 4 sind als Kunststoffspritzgussteile
hergestellt, was eine sehr kostengünstige Massenfertigung
erlaubt. Die erste Teilwelle 2 soll dabei so dünn
sein, dass sie in Umfangsrichtung leicht innerhalb der zweiten Teilwelle 4 gleiten
kann, und dennoch ein hohes Drehmoment übertragen können, ohne
dass sie in sich tordiert. Daher ist die erste Teilwelle 2 als
Hohlwelle aus Kunststoff ausgeführt, welche durch einen
innenliegenden Metallkern versteift ist. Der Metallkern kann im
einfachsten fall ein Metallstift sein, der innen in die Hohlwelle
eingesteckt wurde. Das stirnseitige Ende des Metallstiftes kann
dabei etwas über die Stirnseite der Hohlwelle hinausstehen
und somit den Lagerzapfen 10 bilden. Alternativ dazu kann
die erste Teilwelle auch hergestellt werden, indem ein Metallkern,
etwa eine Metallwelle, mit Kunststoff umspritzt wird.
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4 zeigt
einen Einblick in ein Teilgehäuse eines elektrischen Installationsschaltgerätes,
hier eines Motorschutzschalters 62 mit drei Phasen. Das
Teilgehäuse 16 ist von zwei parallelen Seitenwänden 18 und 20 begrenzt,
und besitzt Zwischenwände 22 und 24,
durch die Kammern 26, 28, 30 gebildet
sind, in denen sich je ein elektromagnetischer Auslöser 32, 48, 50 befindet,
sowie noch weitere Komponenten und Bauteile, die hier jedoch nicht
dargestellt sind, wie beispielsweise je eine einen Doppelarmhebel
umfassende Doppelkontaktstelle mit entsprechender Kontaktdruckfeder
und Kontakthebelführung, sowie Lichtbogenlöschkammern mit
Lichtbogenlöschblechpaketen u. dgl..
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In
den beiden Seitenwänden 18, 20 ist je
eine Lagerstelle 14 und 34 für die Übertragungswelle 1 vorgesehen.
An der zweiten Teilwelle 4 der Übertragungswelle 1 sind
radial abstehend Anker-Arme 36, 38, 40 angeformt.
An den Armen 36, 38, 40 sind Fortsätze 42, 44, 46 angeformt.
Auf den Fortsatz 42 drückt der Anker des elektromagnetischen
Auslösers 32, wenn dieser im Kurzschlussfall ausgelöst
wird. Entsprechend drückt der Anker des Auslösers 48 im
Auslösefall auf den Fortsatz 44 und der Anker
des Auslösers 50 auf den Fortsatz 46.
Dadurch wird die zweite Teilwelle 4 im Auslösefall
im Uhrzeigersinn aus ihrer Ruheposition in ihre Auslöseposition
verschwenkt.
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Die
zweite Teilwelle 4 trägt an ihrer Wandung einen
Mitnahmehebel 52, der beim Verschwenken der zweiten Teilwelle 4 aus
ihrer Ruhe- in ihre Auslöseposition mit einem in korrespondierender
Position auf der ersten Teilwelle angebrachten Gegenhebel zusammenwirkt,
so dass die erste Teilwelle 2 dann durch den Mitnahmehebel 52 ebenfalls
in die Auslöseposition verschwenkt wird. In der Ausführungsform
gemäß der 1 ist der
Gegenhebel als radial von der ersten Teilwelle 2 abstehender
Auslösearm 54 ausgeführt.
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Über
den Auslösearm 54 wirkt die erste Teilwelle 2 bei
Verschwenken in die Auslöseposition mit dem Auslösehebel
eines Schaltschlosses – hier nicht dargestellt – zum
Entklinken und damit dauerhaften Öffnen der Kontaktstelle
zusammen.
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Im
Falle einer Kurzschlussauslösung würde also wenigstens
ein Anker wenigstens eines der drei Magnetauslöser über
den ihm zugeordneten Fortsatz 42, 44, 46 auf
einen der Ankerarme 36, 38, 40 drücken,
wodurch sich die zweite Teilwelle 4 im Uhrzeigersinn verschwenken
würde. Die Verschwenkung im Uhrzeigersinn bewirkt dann
den Übergang aus der Ruhe- in die Auslöseposition. Über
den Mitnahmehebel 52 überträgt die zweite
Teilwelle 4 ihre Schwenkbewegung auf den Auslösearm 54 an
der ersten Teilwelle 2, wodurch sich auch die erste Teilwelle 2 im
Uhrzeigersinn in die Auslöseposition verschwenkt.
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Gleichzeitig
wird die Schwenkbewegung der zweiten Teilwelle 4 an deren
geschlossener Stirnseite 6 über eine dort angebrachte
Ausnehmung 56 auf das, hier nicht dargestellte, Mitnahmeglied
eines seitlich angebauten Kurzschlussmeldeschalters übertragen,
so dass dieser auslöst und den Kurzschluss optisch anzeigen
kann.
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Die
erste Teilwelle 2 umfasst eine Hilfsauslöser-Koppelstelle 60, über
die sie durch einen, hier nicht dargestellten, Hilfsauslöser
oder Zwangsauslöser in die Auslöseposition verschwenkt
werden kann.
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Die
erste Teilwelle 2 trägt dazu an ihrer außenliegenden
Stirnseite 58 eine Ausnehmung 60, in die ein entsprechendes
Mitnahmeteil des Hilfsauslösers zum Zwecke der mechanischen
Kopplung eingreifen kann. In der Auslösestellung des Hilfsauslösers
verschwenkt dieser damit die erste Teilwelle 2 im Uhrzeigersinn
und damit zwangsweise von außen gesteuert und bringt sie
so in die Auslöseposition. Der Auslösearm 54 wirkt auch
jetzt wieder mit dem Auslösehebel des Schaltschlosses zur
dauerhaften Öffnung der Kontaktstelle zusammen. Jedoch
wird durch das durch den Hilfsauslöser bewirkte Verschwenken
der ersten Teilwelle 2 die zweite Teilwelle 4 in
ihrer Ruheposition belassen. Das Signal des Hilfsauslösers
wirkt sich somit nur auf den Auslösehebel des Schaltschlosses
aus, über den Auslösearm 54 nämlich,
nicht aber auf den Kurzschlussmeldeschalter. Denn da die zweite
Teilwelle 4 in ihrer Ruheposition verbleibt, erfolgt kein
Verschwenken der mit der geschlossenen Stirnseite 6 der
zweiten Teilwelle 4 verbundenen Ausnehmung 56 und
damit keine Einwirkung auf das Mitnahmeglied des Kurzschlussmeldeschalters.
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Mit
der erfindungsgemäßen Übertragungswelle
1 ist
also eine Trennung der Signalwege ausgehend vom Anker und ausgehend
von dem Arbeitsstromauslöser gelungen. Bezugszeichenliste:
| 1 | Übertragungswelle |
| 2 | Erste
Teilwelle |
| 4 | Zweite
Teilwelle |
| 6 | Geschlossene
Stirnseite |
| 8 | Offene
Stirnseite |
| 10 | Führungszapfen,
Lagerzapfen |
| 12 | Wulst |
| 14 | Lagerstelle,
Rille |
| 16 | Teilgehäuse |
| 18 | Seitenwand |
| 20 | Seitenwand |
| 22 | Zwischenwand |
| 24 | Zwischenwand |
| 26 | Kammer |
| 28 | Kammer |
| 30 | Kammer |
| 32 | Elektromagnetischer
Auslöser |
| 34 | Lagerstelle |
| 36 | Ankerarm |
| 38 | Ankerarm |
| 40 | Ankerarm |
| 42 | Fortsatz |
| 44 | Fortsatz |
| 46 | Fortsatz |
| 48 | Elektromagnetischer
Auslöser |
| 50 | Elektromagnetischer
Auslöser |
| 52 | Mitnahmehebel |
| 54 | Auslösearm,
Gegenhebel |
| 56 | Ausnehmung |
| 58 | Außenliegende
Stirnseite |
| 60 | Ausnehmung |
| 62 | Motorschutzschalter |
| 64 | Ausnehmung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1993562
A1 [0007]
- - DE 4213729 [0007]