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Die Erfindung betrifft einen Betätigungsadapter zum Bewegen des Schalters eines Einbaugerätes, beispielsweise eines Sicherungsautomaten, sowie eine Elektroinstallation mit einem derartigen Betätigungsadapter.
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Einbaugeräte wie beispielsweise Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter werden in fast allen elektrischen Einrichtungen benötigt. Bisher ist es dabei üblich, die Einbauteräte hinter Fenstern bzw. Klappen anzubringen. Diese Fenster/Klappen erbringen zwar im verschlossenen Zustand den nötigen Schutzgrad, allerdings wird dieser Schutzgrad im geöffnetem Zustand nicht erreicht. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Geräte in einer rauen Umgebung (z. B. Industrie oder Schifffahrt) häufig mit Handschuhen betätigt werden müssen, was nur sehr schwer möglich ist.
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Aus der
JP 2009176618 A ist ein Schutzschalter bekannt, bei dem intern die Schwenkbewegung eines Griffes von einer linearen Querbewegung eines Betätigungselementes angestoßen wird.
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Die
US 5 319 168 A offenbart einen Mechanismus, mit welchem ein Schutzschalter von außerhalb des umgebenden Gehäuses mittels eines schwenkbaren Hebels betätigt werden kann.
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Des Weiteren zeigt die
US 4 626 638 A einen Mechanismus zur Fernbetätigung eines Schutzschalters, bei welchem die Schwenkbewegung eines externen Hebels mittels eines flexiblen Bowdenzugs übertragen wird.
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Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine erleichterte Betätigung von Einbaugeräten zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Betätigungsadapter nach Anspruch 1 sowie durch eine Elektroinstallation nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Der erfindungsgemäße Betätigungsadapter dient dem Bewegen des Schalters eines Einbaugerätes von einer Ausgangsposition in eine Zielposition, wobei vorliegend unter der Bezeichnung „Schalter“ auch Taster eingeschlossen sind, die nach Beendigung einer Betätigung von selbst in eine Ausgangslage zurückkehren. Bei den Einbaugeräten kann es sich insbesondere um Sicherungsautomaten handeln. Der Betätigungsadapter umfasst die folgenden Komponenten:
- a) Einen beweglichen Mitnehmer, welcher bei einer Bewegung in einer vorgegebenen Richtung, die im Folgenden „Vorwärtsbewegung“ genannt wird, den Schalter des Einbaugerätes von seiner Ausgangsposition in die Zielposition mitnehmen kann. Die Zielposition kann bei einem Sicherungsautomaten z. B. dem eingeschalteten (leitenden) Zustand entsprechen.
- b) Ein von einem Benutzer manuell bewegbares Betätigungselement, beispielsweise ein Druckknopf oder -stift.
- c) Einen Umlenkmechanismus, welcher eine Bewegung des Betätigungselementes in eine Vorwärtsbewegung des Mitnehmers umwandelt. Wie sein Name zum Ausdruck bringt, soll der Umlenkmechanismus dabei keine elektrisch wirkenden bzw. betätigten Komponenten enthalten, sondern rein mechanisch oder hydraulisch arbeiten.
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Das Betätigungselement ist dabei als ein in seiner Längsachse axial verschiebebeweglicher Stift ausgestaltet.
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Der beschriebene Betätigungsadapter hat den Vorteil, dass mit ihm die Schalterbewegung des Einbaugerätes in eine andersartige Bewegung des Betätigungselementes umgewandelt werden kann. Diese andersartige Bewegung kann dabei an einem Ort und in einer Weise erfolgen, die der jeweiligen Umgebung besser angepasst ist. Spezielle Beispiele für solche Anpassungen werden im Folgenden in Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform des Betätigungsadapters weist der Mitnehmer einen Kopplungsteil auf, welcher am Schalter des Einbaugerätes angreift. Durch eine entsprechende Ausbildung dieses Kopplungsteiles kann dafür gesorgt werden, dass der Betätigungsadapter bei ansonsten gleichen Komponenten mit verschieden ausgestalteten Einbaugeräten zusammenwirken kann.
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Des Weiteren kann der Mitnehmer einen Druckteil aufweisen, an welchem der Umlenkmechanismus angreift. Der Umlenkmechanismus kann auf diese Weise auf den Druckteil eine Kraft ausüben, welche den Mitnehmer zu einer Vorwärtsbewegung veranlasst. Je nach Ausgestaltung der Kopplung zwischen Druckteil und Umlenkmechanismus kann für die entgegengesetzt gerichtete Rückwärtsbewegung des Mitnehmers ein Freilauf vorgesehen sein oder aber ebenfalls eine Kopplung zwischen Mitnehmer und Umlenkmechanismus, so dass der Umlenkmechanismus den Mitnehmer in beide Richtungen zwangsweise bewegen kann.
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Für die Ausgestaltung des Umlenkmechanismus gibt es verschiedene Möglichkeiten. Insbesondere kann er einen drehbeweglichen Schwenkkörper aufweisen, mit dessen Hilfe Bewegungsrichtungen verändert und/oder Betätigungswege gemäß den Hebelgesetzen umgewandelt werden können.
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Insbesondere kann der vorstehend erwähnte Schwenkkörper mit einem ersten Arm an das Betätigungselement gekoppelt sein und/oder mit einem zweiten Arm an den Mitnehmer gekoppelt sein. Falls beide Möglichkeiten verwirklicht sind, ist über den Schwenkkörper eine einfache Umwandlung von Bewegungsrichtungen (des Betätigungselementes einerseits und des Mitnehmers andererseits) möglich.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist das Betätigungselement und/oder der Umlenkmechanismus und/oder der Mitnehmer in eine Ruheposition vorgespannt, welche der Ausgangsposition des Schalters des Einbaugerätes entspricht. Nach einer Betätigung des Adapters, mit welcher der Schalter von seiner Ausgangsposition in die Zielposition überführt wird, kehrt das vorgespannte Teil des Adapters (sowie jedes daran gekoppelte Teil) automatisch in die Ruheposition zurück.
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Der Betätigungsadapter kann optional ein Federelement aufweisen, welches insbesondere zur Erzeugung der vorstehend erwähnten Vorspannung in eine Ruheposition eingesetzt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Betätigungsadapters weist dieser ein zweites von einem Benutzer manuell bewegbares Betätigungselement auf, welches im Folgenden „Rückholelement“ genannt wird und dessen Bewegung über den Umlenkmechanismus in eine Rückwärtsbewegung (d. h. eine Bewegung entgegengesetzt zur Vorwärtsbewegung) des Mitnehmers umgewandelt wird. Bei dieser Ausführungsform kann der Benutzer gezielt den Mitnehmer in eine Ausgangsstellung zurückholen. Vorzugsweise ist dabei der Schalter des Einbaugerätes in beiden Bewegungsrichtungen (von der Ausgangsposition zur Zielposition und umgekehrt) an die Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des Mitnehmers gekoppelt. Das Rückholelement kann dann dazu benutzt werden, den Schalter von der Zielposition in die Ausgangsposition zu bringen und somit beispielsweise einen Sicherungsautomaten gezielt auszuschalten.
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Das vorstehend erwähnte Rückholelement ist vorzugsweise als ein axial verschiebebeweglicher Stift ausgestaltet. Gegenüber vielen anderen Betätigungsmechanismen hat ein Stift den Vorteil, dass er besonders einfach und beispielsweise auch mit Handschuhen zu betätigen ist.
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Weiterhin kann das Betätigungselement und/oder das Rückholelement optional hinter einer Membran angeordnet sein, welche den Betätigungsadapter sowie die Einbaugeräte vor Umwelteinflüssen schützt. Dabei soll der Begriff der „Membran“ jeden flexiblen und vorzugsweise wasserdichten, flächigen Körper umfassen und beispielsweise auch Folien einschließen.
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Wie bereits erwähnt wurde, kann sich die Bewegungsrichtung des Betätigungselementes und/oder des Rückholelementes von der Bewegungsrichtung des Schalters unterscheiden. Insbesondere können beide Richtungen senkrecht zueinander stehen.
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Des Weiteren betriff die Erfindung eine Elektroinstallation mit einem Gehäuse und mindestens einem darin angeordneten Einbaugerät, wobei die Elektroinstallation mindestens einen Betätigungsadapter der oben beschriebenen Art enthält. Der Betätigungsadapter ist dabei so an das Einbaugerät gekoppelt, dass mit ihm das Bewegen eines Schalters des Einbaugerätes von einer Ausgangsposition in eine Zielposition möglich ist.
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Optional kann bei der genannten Elektroinstallation das Betätigungselement des Adapters abgedichtet durch das Gehäuse geführt sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
- 1 und 2 eine erste Ausführungsform eines Betätigungsadapters mit einem einzigen Betätigungselement in einer Frontansicht (1) und einer Rückansicht (2);
- 3 und 4 eine zweite Ausführungsform eines Betätigungsadapters mit einem Betätigungselement und einem Rückholelement in einer Frontansicht (1) und einer Rückansicht (2).
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In den 1 bis 4 wird die Erfindung am Beispiel von Sicherungsautomaten bzw. FI-Schutzschaltern als Einbaugerät E erläutert. Ferner ist in den Figuren nur ein einziger Schalter dargestellt, während üblicherweise mehrere derartige Einbaugeräte nebeneinander in einem äußeren Gehäuse angeordnet sind. Die Einbaugeräte E weisen Schalter S auf (wie beispielsweise den in 4 erkennbaren Kipphebel), welche von einer Ausgangsposition A in eine Zielposition Z überführt werden sollen. Die Ausgangsposition A entspricht dabei beispielsweise dem ausgeschalteten Zustand des Sicherungsautomaten E (Stromkreis unterbrochen), während die Zielposition Z dem Betriebszustand (Stromkreis geschlossen) entspricht.
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Mit der Erfindung soll die Verwendung von handelsüblichen Reiheneinbaugeräten bei erhöhtem Schutzgrad und ohne Abschwächung des Schutzgrades während der Betätigung ermöglicht werden. Dies gelingt mit Hilfe von Betätigungsadaptern, die eine erste Bewegung eines Betätigungselementes über einen Umlenkmechanismus und einen Mitnehmer auf den Schalter eines Einbaugerätes übertragen.
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Die 1 und 2 zeigen diesbezüglich eine erste Ausführungsform eines Betätigungsadapters 100, welcher in Verbindung mit einem Sicherungsautomaten E eingesetzt werden kann. Der Betätigungsadapter 100 kann dabei auf einem Träger im festmontierten Teil des Gehäuses (nicht dargestellt) zusammen mit dem Einbaugerät E angebracht sein. Er umfasst die folgenden Komponenten:
- - Einen Mitnehmer 110, welcher auf der Seite des Einbaugerätes E ein Kopplungsteil 112 aufweist, das am Schalter S des Einbaugerätes E angreift. Der Mitnehmer kann eine lineare Vorwärtsbewegung V (Pfeilrichtung) ausführen, bei der er den Schalter des Einbaugerätes E von einer Ausgangsposition A in eine Zielposition Z mitnimmt. Vorteilhafterweise ist durch den Austausch des Mitnehmers 110 eine einfache Anpassung an verschiedene Arten von Einbaugeräten E möglich.
- - Einen Umlenkmechanismus, welcher insbesondere einen drehbeweglich gelagerten Schwenkkörper 130 umfasst. Ein erster Schwenkarm 131 des Schwenkkörpers 130 liegt dabei an einem Druckteil 111 des Mitnehmers 110 an, so dass er dem Mitnehmer bei einer entsprechenden Drehung des Schwenkkörpers 130 einen Vorwärtsbewegung V aufprägen kann. Ein zweiter Arm 132 des Schwenkkörpers greift in eine Ausnehmung eines Tasters 120 ein. Ein dritter Arm 133 des Schwenkkörpers ist mit einer Zugfeder 140 verbunden, welche den Schwenkkörper 130 in die in den Figuren dargestellte Ruheposition vorspannt. Aufgrund der Kopplung an den Schwenkkörper 130 werden auf diese Weise auch die übrigen beweglichen Komponenten des Betätigungsadapters 100 in eine entsprechende Ruheposition vorgespannt.
- - Ein Betätigungselement 120 in Form eines Druckstiftes, welches axial verschiebebeweglich gelagert ist und wie bereits erwähnt an den zweiten Arm 132 des Schwenkkörpers 130 gekoppelt ist.
- - Eine Trägerplatte 150, auf welcher die genannten Komponenten montiert sind.
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Wie bereits erwähnt sind in den 1 und 2 alle beweglichen Teile des Betätigungsadapters 100 durch die Feder 140 in ihre Ruheposition vorgespannt. Wenn sich der Schalter S des Einbaugerätes E in der Ausgangsposition A befindet (beispielsweise nach einem Auslösen des Sicherungsautomaten), kann er mit Hilfe des Betätigungsadapters 100 wieder in die Zielposition Z überführt werden. Der Benutzer muss hierzu auf das Betätigungselement 120 einen Druck ausüben, welcher in eine Drehbewegung des Schwenkkörpers 130 umgewandelt wird und von dieser in eine Vorwärtsbewegung V des Mitnehmers 110. Über das Kopplungsteil 112 wird der Schalter S des Einbaugerätes E dann wie gewünscht in die Zielposition Z überführt. Sobald der Benutzer keinen Druck mehr auf das Betätigungselement 120 ausübt, wird dieses von der Feder 140 in die in den Figuren gezeigte Ruheposition zurückgeführt. Der Schalter S des Einbaugerätes E verbleibt jedoch in der Zielposition, da er in Gegenrichtung zur Vorwärtsbewegung V nicht an den Mitnehmer 110 gekoppelt ist, sondern einen Freilauf hat.
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In den 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Betätigungsadapters 200 dargestellt, wobei gleiche oder identische Komponenten wie bei den 1 und 2 um 100 erhöhte Bezugszeichen aufweisen. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform besitzt der Betätigungsadapter 200 eine Trägerplatte 250, auf welcher axial verschiebebeweglich ein Betätigungselement 220 sowie ein Mitnehmer 210 angeordnet sind, welche über die Arme 231 bzw. 232 eines Schwenkkörpers 230 gekoppelt sind.
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Anders als bei der ersten Ausführungsform ist der dritte Arm 233 des Schwenkkörpers 230 jedoch nicht an eine Feder gekoppelt, sondern an ein zweites Betätigungselement, das im Folgenden „Rückholelement“ 240 genannt wird. Mit dem ersten Betätigungselement 220 und dem Rückholelement 240 ist ein Wechselbetrieb des Adapters möglich, d. h.
- - Drücken des ersten Betätigungselementes 220 überführt den an den Mitnehmer 210 gekoppelten Schalter S von der Ausgangsposition A in die Zielposition Z;
- - Drücken des Rückholelementes 240 überführt den Schalter S umgekehrt von der Zielposition Z in die Ausgangsposition A.
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Auf diese Weise ist es möglich, den Schalter S des Einbaugerätes E aktiv in jede gewünschte Position zu überführen.
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Wie in 4 schematisch angedeutet ist, befindet sich der Betätigungsadapter 200 vorzugsweise hinter einer Membran 20 in einem Gehäuse 10. Dadurch bleiben das Betätigungselement 120 und das Rückholelement 240 bedienbar, während gleichzeitig der Betätigungsadapter 200 staub- und wassergeschützt ist.
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Während die 1 bis 4 Ausführungsformen zeigen, bei denen der Betätigungsadapter einen eigenen Träger hat, könnten alternativ die Betätigungselemente auch direkt in den Deckel eines Gehäuses integriert sein.