DE102006011982A1

DE102006011982A1 - Elektrisches Schaltgerät

Info

Publication number: DE102006011982A1
Application number: DE102006011982A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Snarteland; Pål Berg Andreassen; Jan Kyrre Semb
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: GB0620737D0; CN1967763B; GB2431775A; DE102006011982B4; HK1106868A1; GB2431775B; CN1967763A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät, mit einem Antrieb (10) und einem damit gekuppelten Kontaktträger (11) für wenigstens ein bewegliches Kontaktstück (12), welcher Kontaktträger (11) mit dem manuell oder motorisch betriebenen Antrieb (10) gekoppelt ist, wobei der Antrieb mit einer Federeinrichtung (40), die aus einer ersten stabilen Lage in eine zweite stabile Lage umsteuerbar ist, versehen ist, mit welcher Federanordnung eine Antriebsplatine (18) für den Kontaktträger (11) gekoppelt ist. Zusätzlich ist eine Federanordnung (20) vorgesehen, die in einer auslösebereiten Stellung festgehalten und die die Federeinrichtung aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung antreibt, wobei die Federanordnung (40) mit einer Verklinkungsstelle (31, 32) zusammenwirkt, die mittels eines Elektromagnetauslösers (38) entklinkbar ist, so dass nach Entklinkung die Federanordnung (20) freigegeben wird und den Antrieb (10) mit der Federeinrichtung (40) in Richtung Ausschaltstellung betätigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Schaltgerät besitzt einen Kontaktträger, an dem bewegliche Kontaktstücke in Form von Kontaktbrücken angebracht sind, die mit feststehenden Kontaktstücken zusammenwirken. Der Kontaktträger wird dabei manuell oder motorisch mittels eines Antriebes angetrieben, welcher Antrieb eine Federeinrichtung aufweist, die aus einer ersten stabilen eingeschalteten Lage in eine zweite stabile ausgeschaltete Lage manuell oder motorisch umgesteuert werden kann.

Aufgabe die Erfindung es, ein elektrisches Schaltgerät der eingangs beschriebenen Art so umzurüsten, dass es ferngesteuert auslösbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist zusätzlich eine Federanordnung vorgesehen, die in einer auslösebereiten Stellung festgehalten ist und die die Federeinrichtung aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung antreibt, wobei die Federanordnung mit einer Verklinkungsstelle zusammen wirkt, die mittels eines Elektromagnetauslösers entklink bar ist, sodass nach Entklinkung die Federanordnung freigegeben wird und den antrieb mit der Federeinrichtung in Richtung Ausschaltstellung betätigt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
1 einen Antrieb für ein elektrisches Schaltgerät, in auslösebereiter Einschaltstellung,
2 und 3 den Antrieb nach der 1 in unterschiedlichen Stellungen und
4 eine Querschnittsansicht des Auslösebolzens.
Ein Schaltgerät 100, von dem nur der Bereich dargestellt ist, in dem sich ein Antrieb 10 befindet, besitzt einen Kontaktträger 11, an dem Kontaktbrücken 12 angebracht sind, die mit nicht dargestellten feststehenden Kontaktstücken zusammenwirken. Von den Kontaktbrücken 12 ist nur diejenige gezeichnet, die nahe dem Antrieb gelegen ist.
Mittels des Antriebes 10 wird der Kontaktträger 11 angetrieben, an dem die der Anzahl der Phasen entsprechende Anzahl von Kontaktbrücken 12 angebracht ist. Die Figur zeigt lediglich eine Kontaktbrücke; die übrigen Kontaktbrücken sind weggelassen, ebenso wie die dazugehörigen feststehenden Kontaktstücke. Der lang gestreckt ausgebildete Kontaktträger 11 ist in einer ortsfesten Führung 13 linear geführt, so dass sich der Kontaktträger 11 lediglich im Doppelpfeilrichtung P bewegen kann.
Die Bewegungsrichtung P des Kontaktträgers 11, auch Kontaktbrückenträger 11 genannt, verläuft senkrecht zu der Bewegung einer Antriebsstange 37 (s. weiter unten).
Der Antrieb befindet sich zwischen zwei ortsfest im Schaltgerät 100 festgehaltenen Trägerplatinen 14 (kurz Platinen 14 genannt), von denen lediglich eine Platine gezeigt ist, wogegen die andere, obere Platine weggelassen ist. Zwischen diesen Platinen 14 sind auf einer gemeinsamen Drehachse 15 eine erste Antriebs- oder Führungsplatine 16, eine zweite Antriebs- oder Führungsplatine 17 und eine dritte Antriebs- oder Führungsplatine 18 drehbar gelagert (die Platinen 16, 17, 18 werden im folgenden auch kurz erste, zweite und dritte Platinen 16, 17, 18 genannt). Auch hier wiederum sind jeweils zwei Platinen vorgesehen:
zwei erste Platinen 16, zwei zweite Platinen 17 und zwei dritte Platinen 18, die in nicht näher dargestellter Weise miteinander verbunden sind, wobei sich die ersten Platinen außerhalb der zweiten Platinen 17 befinden und somit die zweiten Platinen zwischen sich nehmen; die dritten Platinen 18 befinden sich zwischen den beiden zweiten Platinen 17.
Im folgenden wird lediglich von jeweils einer Platine gesprochen; gemeint sind dabei aber jeweils die jeweils einander zugehörigen Doppelplatinen.
An der ersten Platine 16 ist ein Ende 19 einer Federanordnung 20 angelenkt, die zwei teleskopartig ineinander greifende und gegeneinander verschiebbare Federgehäuseelemente 21 und 22 aufweist; innerhalb der Gehäuseelemente 21 und 22 befindet sich eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Auslösefeder 23. In der gezeichneten Stellung ist die Auslösefeder 23 zusammengedrückt.
Das Gehäuseelement 22 ist mit seinem anderen Ende 19a (s. 3) über eine Drehachse 24 gelenkig mit der zweiten Platine 17 verbunden. Das Gehäuseelement 22 besitzt im Bereich des anderen Endes 19a eine Stufung 25, gegen die in der in der Zeichnung dargestellten Stellung die Nase 26 eines Klinkenhebels 27 angedrückt ist, welcher Klinkenhebel 27 U-förmig ausgebildet ist und zwei Schenkel 27a aufweist, von denen lediglich der obere Schenkel 27a zu sehen ist. Die beiden Schenkel 27a sind mittels einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Brücke 28 miteinander verbunden. Der Klinkenhebel 27 ist auf einer Achse 29 drehbar gelagert, die in der ersten Platine 16 fixiert ist. Mit diesem Klinkenhebel 27 wirkt ein Auslösehebel 30 zusammen, der ebenfalls eine U-Form aufweist und von dem lediglich ein Schenkel sichtbar ist. Der Auslösehebel 30 besitzt eine der Nase 26 entgegengesetzt liegende Auslösenase 31, die gegen einen Anschlag 32 eines Abstützungsbolzens 33 (s. 4) anliegt, welcher Abstützungsbolzen 33 drehbar mit seiner Achse 34 auf der ersten Platine 16 senkrecht zu dieser aufgelagert ist. Zwischen den beiden Hebeln 27 und 30 ist eine Federanordnung (nicht gezeigt) vorgesehen, die die Brücke 28 dauernd gegen die benachbarte Kante 35 des Auslösehebels 30 drückt. An dem Auslösebolzen 33 befindet sich ein radialer Vorsprung 36, der mit einer Antriebsstange 37 gekoppelt ist, die in Pfeilrichtung P1 verschiebbar ist, wobei sie von einem Elektromagnetauslöser 38 in Pfeilrichtung P2 verschoben wird, was weiter unten näher erläutert werden soll. Der Anschlag 32 ist durch eine etwa radial verlaufende Stufung (s. 4) als eine Abstützungsstufung für den Auslösehebel 30 gebildet. In der in 1 gezeigten auslösebereiten (Einschalt-)Stellung verläuft die Mittelachse der Federanordnung 20 in einem stumpfen Winkel zur Längserstreckung des Kontaktträgers 11, der zu dem Klinken- und Auslösehebel 27.30 offen ist. Die Verbindungslinie der Abstützstelle 25/26 mit der Abstützstelle 31/32 verläuft zwischen der Anlenkachse 24 des Gehäuseelementes 22 und der Achse 15 nahe der Anlenkachse 24 an dieser letzteren vorbei.
An der zweiten Platine 17 ist auf der der Federanordnung 20 bezogen auf die Achse 15 entgegensetzt liegenden Seite eine Federeinrichtung 40 angelenkt, die zwei parallel verlaufende Druckfedern 41 und 42 umfasst, die über Zapfen 43 und 44 an der zweiten Platine 17 gelenkig angebracht und fixiert sind. Das andere Ende der beiden Federn 41 und 42 ist auf den beiden Armen 44a und 45 einer Doppelarmhebelanordnung 46 angebracht beziehungsweise abgestützt, welcher Doppelarmhebel auf einer Achse 47 gelagert ist, die mit der dritten Platine 18 gelenkig verbunden ist; damit sich die Achse 47, die durch die Platine 17 hindurch greift, bewegen kann, besitzt die Platine 17 ein bogenförmiges Langloch 48, dessen Kreismittelpunkt der Mittelpunkt der Drehachse 15 ist und das von der Achse 47 durchgriffen ist. Die Achse 47 liegt der Achse 15 benachbart, und die Zapfen 43 und 44 befinden sich auf der der Achse 47 bezogen auf die Achse 15 entgegengesetzt liegenden Seite. Die Achse 47 befindet sich zwischen den Druckfedern 41 und 42.
Die zweiten Platinen 17 besitzen auf der Seite, die bezogen auf die Achse 15 entgegengesetzt zu der Federeinrichtung 40 liegt, eine nasenartige Verlängerung 53, auch Vorsprung 53 genannt, deren Funktion weiter unten beschrieben ist.
Die dritte Platine 18 besitzt eine Nockenausnehmung 49, in der ein Zapfen 50 geführt ist, die mit dem Kontaktbrückenträger 11 fest verbunden ist.
An der Trägerplatine 14 ist über eine Achse 52 eine Rücklaufsperre 51 angelenkt, die zwei Schenkel aufweist, die die beiden dritten Platinen 18 zwischen sich nehmen und in den Ebenen der zweiten Platinen 17 liegen. Die beiden Schenkel sind mittels eines Steges 56 verbunden. Die Achse 54 befindet sich außerhalb der dritten Platinen 18 und im Bereich der Bewegung des Kontaktträgers 11 auf der Seite der Längserstreckung des Kontaktträgers 11, die den Abstützstellen 25/26; 31/32 entgegengesetzt liegt. Die Rücklaufsperre 51 verläuft etwa senkrecht zur Längserstreckung des Kontaktträgers 11. An den Schenkeln der Rücklaufsperre 51, die der Federeinrichtung 20 zugewandt sind, ist eine Nockenkante 57 angeformt, die mit der nasenartigen Verlängerung 53 an der Platine 17 zusammenwirkt. Der Zapfen 50 ist mit einem Schenkel der Rücklaufsperre 51 verbunden und durchgreift die Ausnehmung 49.
Die Anordnung kann im nicht ausgelösten Zustand ohne weiteres manuell mittels eines Handgriffes oder mittels eines Motors (Handgriff und Motor sind nicht dargestellt) aus der in der 1 dargestellten Stellung verschwenkt werden, so dass die Federeinrichtung 40 aus der in der 1 gezeigten ersten stabilen Lage über eine Totpunktlage in eine zweite stabile Lage verbracht werden kann; dies ist für die Beurteilung der vorliegenden Erfindung von geringer Bedeutung und an sich auch als solches bekannt.
Wenn nun eine Auslösung erfolgen soll, dann wird ein elektrischer Impuls auf den Elektromagneten 38 (auch Auslöserelais 38) gegeben, der auf die Antriebsstange 37 in Pfeilrichtung P₂ einwirkt und sie in Pfeilrichtung P₁ senkrecht zur Bewegungsrich tung des Kontaktträgers 11 von diesem weg nach unten verschiebt, so dass über den Vorsprung 36 der Klinkenbolzen oder Auslösebolzen 33 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Dadurch wird die Nase 31 freigegeben, so dass die Nase 31 von der Abstufung 32 abgleiten kann, wodurch sich sowohl der Auslösehebel 30 als auch der Klinkenhebel 27 um die Drehachse 29 im Uhrzeigersinn drehen können und das Gehäuseelement 22 freigegeben wird und sich die Auslösefeder 23 entspannen kann. Dadurch wird die zweite Platine 17 um ihre Drehachse 15 verschwenkt und die Federanordnung 40 über die Anlenkpunkte 43, 44 mitverschwenkt, so dass bei dieser Verschwenkung die Kraftlinie der Federanordnung 40 eine durch die Achse 15 hindurch verlaufende Totpunktlinie überschreitet, so dass die Achse 47 von der Federeinrichtung angetrieben wird und auf diese Weise die dritte Platine 18 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch die Kontaktstellen geöffnet werden. Die erste Platine 16 (und damit der Handgriff bzw. der Motor) bewegen sich nicht: das Schaltgerät ist dann in der ausgelösten Stellung; Handgriff und Motor verbleiben in der Einschaltstellung. Der nasenartige Vorsprung 53 gleitet auf der etwa V-förmig ausgebildeten Nockenkante 57 auf und gelangt dabei in den Grund der V-Form, wodurch die Rücklaufsperre 51 mit dem Steg 56 hinter einen Haken 54, der an der Platine 17 angeformt ist, greift und auf diese Weise den Kontaktträger verriegelt. Dabei wird die Rücklaufsperre von der Kante 55 der Platine 17 in eingeschalteten und damit nicht ausgelösten Zustand offengehalten. Die Nockenkante 57 liegt dabei auf der dem Kontaktträger 11 entgegengesetzten Seite der Rücklaufsperre 51 im Bereich des Steges 56.
Die Wiedereinschaltung, d.h. das Spannen der Federanordnung 20, erfolgt dadurch, dass nach einer Ausschaltung die erste Platine 16 mittels des nicht näher gezeigten Motors oder des Handgriffes im Uhrzeigersinn um die Achse 15 verschwenkt wird, wodurch die Federanordnung 20 wieder in die in der 1 gezeigte stabile Lage verschwenkt wird. Dadurch wird gleichzeitig auch die dritte Platine 18 verschwenkt und die Kontaktbrücken in Einschaltstellung verbracht. Die Rücklaufsperre 51 verriegelt die dritte Platine 18 und sorgt dafür, dass die Federanordnung 20 wieder gespannt wird, ohne dass sich der Kontaktträger 11 bewegt. Wenn die Federanordnung 20 gespannt ist, ist auch die zweite Platine 17 wieder in ihrer stabilen Lage gemäß 1 Die Rücklaufsperre 51 wird dann von der Kante 55 der Platine 17 in offene Position geschoben und dort gehalten.
Eine normale Einschaltbewegung durch den Handgriff oder den Motor kann erfolgen, wobei die dritte Platine verschwenkt und die Kontaktbrücken in Einschaltstellung verbracht werden.

Claims

Elektrisches Schaltgerät, mit einem Antrieb (10) und einem damit gekuppelten Kontaktträger (11) für wenigstens ein bewegliches Kontaktstück (12), welcher Kontaktträger (11) mit dem manuell oder motorisch betriebenen Antrieb (10) gekoppelt ist, wobei der Antrieb mit einer Federeinrichtung (40), die aus einer ersten stabilen, eingeschalteten Lage in eine zweite stabile ausgeschaltete Lage umsteuerbar ist, versehen ist, mit welcher Federanordnung eine Antriebsplatine (18) für den Kontaktträger (11) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Federanordnung (20) vorgesehen ist, die in einer auslösebereiten Stellung festgehalten und die die Federeinrichtung aus der Einschaltstellung in die ausgelöste Ausschaltstellung antreibt, wobei die Federanordnung (40) mit einer Verklinkungsstelle (31, 32) zusammenwirkt, die mittels eines Elektromagnetauslösers (38) entklinkbar ist, so dass nach Entklinkung die Federanordnung (20) freigegeben wird und den Antrieb (10) mit der Federeinrichtung (40) in Richtung ausgelöste Ausschaltstellung betätigt.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (20) in zwei Gehäuseelementen (21, 22) aufgenommen ist, die teleskopartig ineinander geführt sind.
Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuseelement (21) an wenigstens einer ersten Führungsplatine (16) drehbar gelagert ist, an der ein Verklinkungshebel (27, 30) drehbar gelagert ist, der die Federanordnung (20) zusammengedrückt hält und selbst wiederum mit einem Klinkenelement (33) zusammenwirkt, mit dem der Verklinkungshebel die Verklinkungsstelle bildet.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseelement (22) an wenigstens einer zweiten Führungsplatine (17) angelenkt ist, mit der ein Ende der Federeinrichtung (40) drehbar verbunden ist.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseelemente eine Schraubendruckfeder (23) umfassen und ineinander geführt sind.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Federeinrichtung (40) mit wenigstens einer dritten Führungsplatine (18) drehbar verbunden ist, die mit dem Kontaktträger (11) gekuppelt ist.
Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Führungsplatine (18) eine nockenförmige Ausnehmung (49) enthält, in der ein mit dem Kontaktträger verbundener Kupplungsbolzen oder -zapfen (50) gleitet und bei Verschwenken um die Drehachse (15) den Kontaktträger (11) aus seiner Ein- in seine Ausschaltstellung bewegt und umgekehrt.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) an wenigstens einer Trägerplatte (14) angebracht ist.
Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) zwischen zwei in Abstand zueinander gehaltenen, fest miteinander verbundenen Trägerplatten (14) gehalten ist.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei erste, zweite und dritte Führungsplatinen vorgesehen sind, zwischen denen sich die jeweiligen Komponenten befinden und dass die Führungsplatinen auf einer an den Trägerplatten angebrachten Drehachse (15) drehbar gelagert sind.