DE102009037372A1

DE102009037372A1 - Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung zweier Schalter, insbesondere Leistungsschalter

Info

Publication number: DE102009037372A1
Application number: DE102009037372A
Authority: DE
Inventors: Klaus GRÜL; Michel Hess; Harald Krieger
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2009-08-13
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-08-14
Also published as: DE102009037372B4; CN101996799A; CN101996799B; US8362374B2; US20110036700A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur gegenseitigen Verriegelung zweier Schalter, insbesondere Leistungsschalter, mit zwei Stößeln (5), die jeweils in einen der beiden Schalter eingreifen und in Stößellängsrichtung verschiebbar sind, wobei beim Einschalten eines Schalters der in diesen Schalter eingreifende Stößel (5) durch Verschwenken einer Steuerscheibe (2) aus seiner Nullpunktlage in seine Öffnungsposition verschoben wird, und mit einer Blockiereinrichtung (7), die durch Verschieben des Stößels (5) in seine Öffnungsposition ein Verschwenken der anderen Steuerscheibe (2) blockiert. Um eine wartungsfreie Vorrichtung (1) zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Blockierelement (8, 11) der Blockiereinrichtung (7) beim Verschieben des Stößels (5) in seine Öffnungsposition von diesem Stößel (5) derart bewegt wird, dass ein Verschwenken der anderen Steuerscheibe (2) gegen den in Nullpunktlage befindlichen anderen Stößel (5) blockiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung zweier Schalter, insbesondere Leistungsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für Leistungsschalter-Konfigurationen mit beispielsweise zwei nebeneinander angeordneten Schaltern sind insbesondere als Zubehör gegenseitige Verriegelungen bekannt. Die Schnittstelle zwischen Leistungsschalter und Verriegelung ist dabei häufig durch einen Steuerscheibe-Stößel-Mechanismus ausgebildet. Die Steuerscheibe kann in eine schalterinterne Antriebswelle integriert sein; über sie wird die Verriegelung angetrieben respektive ein Einschalten des Schalters blockiert. Der Stößel taucht dabei in den Leistungsschalter ein und bildet das Verbindungsglied zwischen der schalterinternen Steuerscheibe und der schalterexternen Verriegelung. Zur gegenseitigen Verriegelung der beiden Schalter dient eine Blockiereinrichtung mit zwei Stößeln. Beim Einschalten eines Leistungsschalters wird dessen Stößel von der Steuerscheibe aus seiner Nullpunktlage in seine Öffnungsposition bewegt. Gleichzeitig wird der andere Stößel z. B. durch eine Zwangskopplung aus seiner Nullpunktlage in seine Verriegelungsposition verschoben. Hat der Stößel die Verriegelungsposition erreicht, ist der zugehörige Leistungsschalter blockiert, ein Einschalten des Leistungsschalters also nicht mehr möglich. Für eine korrekte Funktion der Verriegelung ist es erforderlich, dass sich die Kontaktflächen von Steuerscheibe und Stößel jeweils an genau vorgegebenen Positionen befinden. Eine Abweichung ist nur innerhalb enger Toleranzen möglich, was zu einer erheblichen Empfindlichkeit gegenüber Fertigungstoleranzen und Abnutzung führt. Zur Korrektur müssen die Positionen von Steuerscheibe und Stößel jeweils nachjustiert werden.
Verantwortlich für die engen Toleranzen ist die „schwebende” Nullpunktlage. Diese wird zwar durch den Steuerscheibe-Stößel-Mechanismus definiert, wobei aber keine physisch greifbare Referenz vorhanden ist. Ist der Mechanismus im Ruhezustand, so wird der Stößel jeweils von der Verriegelung in der Nullpunktlage gehalten. Entsprechen Teile und Komponenten der Verriegelung nicht ihrem Sollwert (Form- und Lagetoleranzen, Abnutzung), so beeinflusst dies die Position des Stößels, d. h. er weicht von seiner Nullpunktlage ab.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine wartungsfreie Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung zweier Leistungsschalter vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Die Lösung sieht vor, dass zumindest ein Blockierelement der Blockiereinrichtung beim Verschieben des Stößels in seine Öffnungsposition von diesem Stößel derart bewegt wird, dass ein Verschwenken der anderen Steuerscheibe gegen den in Nullpunktlage befindlichen anderen Stößel blockiert ist. Der Erfindungsgedanke besteht darin, den Blockierbereich und die Nullpunktlage zusammenzulegen, wodurch der Stößel nicht mehr weiter ins Gehäuse eindringen muss als bis zu seiner Nullpunktlage. Dadurch ist es möglich, die Steuerscheibe mit einem Anschlag zu versehen, welcher dem Nullpunkt entspricht (physisch greifbare Referenz). Im Ruhezustand wird der Stößel durch die Verriegelung gegen den Anschlag ins Gehäuse gedrückt. Steuerscheibe und Stößel sind dadurch im Ruhezustand immer korrekt zueinander positioniert; eine Justage ist nicht mehr erforderlich (und auch nicht mehr möglich). Die Vorrichtung ist bezüglich Form- und Lagetoleranzen der einzelnen Teile und Komponenten der Verriegelung deutlich unempfindlicher.
Bei einer einfachen Ausführung die Steuerscheibe eine in Umfangsrichtung radial nach außen zunehmende Steuerkontur auf, die mit dem Ende des zugehörigen Stößels zusammenwirkt.
Technisch einfach ist es, wenn das Blockierelement verschoben wird.
Eine technisch und wirksame Ausführung sieht vor, dass das Blockierelement eine Kugelkette ist, deren Kugeln vom sich in seine Öffnungsposition bewegenden Stößel auseinandergedrückt und dadurch quer zur Stößellängsrichtung verschoben werden, wobei eine der Kugeln in den Verschiebebereich des anderen Stößels geschoben wird und so dessen Verschiebung blockiert.
Alternativ ist es möglich, wenn das Blockierelement verschwenkt wird.
Eine einfache Ausführung sieht dabei vor, dass die Blockiereinrichtung aus zwei um eine quer zur Stößellängsrichtung verlaufende gemeinsame Achse verschwenkbaren Elementen gebildet ist, von denen das Verschwenken des einen Elements ein Verschwenken des anderen Elements verhindert.
Um in letzterem Fall das Verschwenken des anderen Elements wirksam zu blockieren, wird vorgeschlagen, dass mit dem Verschwenken des einen Elements ein Stoppelement mitverschwenkt wird, welches ein Verschwenken des anderen Elements blockiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zur gegenseitigen Verriegelung zweier Schalter in einer schematischen Darstellung,
2 das Zusammenwirken von Steuerscheibe und zugehörigem Stößel vor dem Einschalten eines Schalters,
3 das Zusammenwirken von Steuerscheibe und zugehörigem Stößel nach dem Einschalten eines Schalters,
4 eine Blockiereinrichtung mit einer Kugelkette als Blockierelement,
5 eine Blockiereinrichtung mit einem Walking-Beam als Blockierelement vor dem Einschalten eines Schalters und
6 die Blockiereinrichtung gemäß 5 nach dem Einschalten eines Schalters.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur gegenseitigen Verriegelung zweier Leistungsschalter, im Folgenden nur Schalter genannt. In den beiden Schaltern ist in 1 der Einfachheit halber nur die Steuerscheibe 2 gezeigt, die über eine ebenfalls nicht gezeigte Antriebswelle des Schalters um eine Achse 2a verschwenkbar ist.
Die beiden Schalter werden üblicherweise nebeneinander auf einem entsprechenden Montageblech befestigt. Die bezogen auf 1 auf der linken Seite gezeigte Steuerscheibe 2 gehört also zu dem linken Schalter und die rechte Steuerscheibe 2 zu dem rechten Schalter. Die Vorrichtung ist zweikomponentig aufgebaut. Eine Komponente 1l ist dem linken Schalter und eine 1r dem rechten Schalter zugeordnet. Beide Komponenten 1l, 1r weisen jeweils einen Rahmen auf, der hier gleichzeitig als Schutzabdeckung 3 fungiert. Die Komponenten 1l, 1r sind außenseitig auf der Schalterrückseite auf dem Montageblech mittels eines entsprechenden Befestigungsblechs (bzw. Winkelblechs) befestigt. 1 zeigt Durchgangslöcher 4 für die Befestigungsschrauben zur Montage der Komponente 1l, 1r am Befestigungsblech.
Mit der Steuerscheibe 2 des Schalters wirken in die Schalter eintauchende Stößel 5 zusammen. Dieser Steuerscheibe-Stößel-Mechanismus bildet die Schnittstelle zwischen Schalter und Verriegelung und der Stößel 5 jeweils das Verbindungsglied zwischen der schalterinternen Steuerscheibe 2 und der schalterexternen Verriegelung, hier in Form einer Blockiereinrichtung. Diese befindet sich innerhalb der Abdeckung 6 und erstreckt sich in die beiden Komponenten 1l, 1r hinein.
Vor dem Einschalten eines Schalters befinden sich beide Stößel 5 in ihrer Nullpunktlage, wie in der Darstellung in 1 gezeigt.
In 2 ist die Nullpunktlage für eine Steuerscheibe 2 und den zugehörigen Stößel 5 schematisch gezeigt. Beim Einschalten dieses Schalters wird der Stößel 5 von der Steuerscheibe 2 aus seiner Nullpunktlage in seine Öffnungsposition aus dem Schalter gedrückt, wie in 3 dargestellt. Die maximale Verschiebung des Stößels 5 ist der Hub H.
Der Erfindungsgedanke besteht darin, den Blockierbereich und die Nullpunktlage auf der Steuerscheibe 2 zusammenzulegen. Dadurch ist es möglich, die Steuerscheibe 2 mit einem Anschlag 2b zu versehen, welcher der Nullpunktlage entspricht (Nullpunkt als physisch greifbare Referenz). In der Nullpunktlage bzw. im Ruhezustand wird der Stößel 5 durch die Verriegelung gegen den Anschlag 2b ins Gehäuse des Schalters gedrückt. Steuerscheibe 2 und Stößel 5 sind dadurch im Ruhezustand immer eindeutig zueinander positioniert und eine Justage ist nicht mehr erforderlich (und auch nicht mehr möglich). Die Vorrichtung ist dadurch bezüglich Form- und Lagetoleranzen der einzelnen Teile und Komponenten der Verriegelung deutlich unempfindlicher.
Wie 2 und 3 zeigen, verläuft die Steuerkontur der Steuerscheibe 2 in Umfangsrichtung radial nach außen zunehmend, wobei sich an den planen Anschlag 2b zweckmäßigerweise eine kleine (Übergangs-)Schwelle anschließt (anschließen kann).
4 zeigt schematisch eine Blockiereinrichtung 7 mit einem Blockierelement, das als Kugelkette 8 ausgebildet ist. Dabei wird der Stößel 5 beim Einschalten des Schalters zwischen zwei Kugeln 9 der Kugelkette 8 geschoben (Pfeil 10) und damit das Blockierelement quer zur Stößellängsrichtung (Pfeil 10a) verschoben. Diese beiden Kugeln 9 sind bei in seiner Öffnungsposition befindlichem Stößel 5 – wie in 4 gezeigt – auseinandergedrückt. Dabei wird eine der Kugeln 9a in den Verschiebekanal (Verschiebebereich) des anderen Stößels 5 geschoben, wodurch dessen Längsverschiebbarkeit blockiert ist.
5 zeigt schematisch eine alternative Blockiereinrichtung 7 mit einem als Walking-Beam 11 ausgebildeten Blockierelement. Der Walking-Beam 11 besteht aus zwei Elementen 13, die um eine quer zur Stößellängsrichtung verlaufende gemeinsame Achse 12 verschwenkbar sind, wobei das Verschwenken des einen Elements 13 (in 6 gezeigt, Verschiebung des Stößels 5 Richtung des Pfeils 15) ein Verschwenken des anderen Elements 13 blockiert. Das Blockieren erfolgt mittels eines Stoppelements 14, das mit dem Element 13 jeweils mitverschwenkt wird.

Claims

Vorrichtung (1) zur gegenseitigen Verriegelung zweier Schalter, insbesondere Leistungsschalter, mit zwei Stößeln (5), die jeweils in einen der beiden Schalter eingreifen und in Stößellängsrichtung verschiebbar sind, wobei beim Einschalten eines Schalters der in diesen Schalter eingreifende Stößel (5) durch Verschwenken einer Steuerscheibe (2) aus seiner Nullpunktlage in seine Öffnungsposition verschoben wird, und mit einer Blockiereinrichtung (7), die durch Verschieben des Stößels (5) in seine Öffnungsposition ein Verschwenken der anderen Steuerscheibe (2) blockiert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Blockierelement (8, 11) der Blockiereinrichtung (7) beim Verschieben des Stößels (5) in seine Öffnungsposition von diesem Stößel (5) derart bewegt wird, dass ein Verschwenken der anderen Steuerscheibe (2) gegen den in Nullpunktlage befindlichen anderen Stößel (5) blockiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (2) eine in Umfangsrichtung radial nach außen zunehmende Steuerkontur aufweist, die mit dem Ende des zugehörigen Stößels (5) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (8) verschoben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (8) eine Kugelkette ist, deren Kugeln (9) vom sich in seine Öffnungsposition bewegenden Stößel (5) auseinandergedrückt und dadurch quer zur Stößellängsrichtung verschoben werden, wobei eine der Kugeln (5) in den Verschiebekanal des anderen Stößels (5) geschoben wird und so dessen Längsverschiebung blockiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (11) verschwenkt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierelemente (11) aus zwei um eine quer zur Stößellängsrichtung verlaufende gemeinsame Achse (12) verschwenkbare Elemente (13) gebildet ist, von denen das Verschwenken des einen Elements (13) ein Verschwenken des anderen Elements (13) verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verschwenken des einen Elements (13) ein Stoppelement (14) mitverschwenkt wird, welches ein Verschwenken des anderen Elements blockiert.