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Die
Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit einem Gehäuse und
einer Tür,
wobei im Gehäuse eine
Schaltgeräteeinheit
mit einem Schaltgerät,
einem Bedienelement und einer dazwischen liegenden Schaltwelle angeordnet
ist.
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Derartige
Schaltschränke
dienen zur Unterbringung von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten
wie Stromversorgungen, Schützen, Relais
oder Rechnerbaugruppen. Die Schaltschränke können beispielsweise mit einer
Anlage, mit einem Anlagenteil oder mit einer Maschine zur Stromversorgung
und/oder zur Steuerung verbunden sein.
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Bekannte
Schaltschränke
weisen einen an der Tür
angebrachten Drehgriff zum Ein- oder Ausschalten eines Schaltgerätes auf.
Der Drehgriff steht mit dem Schaltgerät in einer mechanischen Wirkverbindung.
Der Drehgriff kann beispielsweise über eine beim Schließen der
Schaltschranktür
kuppelbare Schaltwelle mit dem Schaltgerät verbunden sein. Dadurch kann
das Schaltgerät
räumlich
getrennt vom Drehgriff an einer Rückwand des Schaltschrankes angebracht
werden.
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Eine
derartige Schaltgeräteeinheit
weist üblicherweise
zwei Schaltstellungen auf, das heißt eine Einschaltstellung und
eine Ausschaltstellung. Es können
auch weitere Schaltstellungen vorhanden sein, wie z.B. eine Reset-Stellung.
Typischerweise beträgt
der Winkel zwischen der Ein- und Ausschaltstellung bezüglich der
Drehstellung des Drehgriffs 90°.
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Nachteilig
bei dem an der Schaltschranktür angebrachten
Drehgriff ist es, dass dieser bei geöffneter Schaltschranktür zum Ein-
und Ausschalten des Schaltschrankes nicht zur Verfügung steht.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn durch Fachpersonal Schaltbetätigungen
bei geöffneter
Schaltschranktür,
insbesondere während
einer Inbetriebnahme oder einer Wartung innerhalb des Schaltschrankes,
durchgeführt
werden müssen.
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Darüber hinaus
können
es nationale oder internationale Sicherheitsbestimmungen erfordern, dass
ein unbefugtes Öffnen
der Schaltschranktür
im laufenden Betrieb sowie ein Einschalten des Schaltgerätes bei
geöffneter
Tür nicht
möglich
sind. Dem Fachpersonal soll es dagegen möglich sein, diese Schutzmaßnahmen
mittels geeigneter Hilfsmittel zu umgehen.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank anzugeben, bei
welchem Schaltbetätigungen
durch einen Fachmann auf einfache Weise möglich sind, wobei die zuvor
genannten Sicherheitsbestimmungen für andere Personengruppen weiterhin
eingehalten werden sollen.
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Die
Aufgabe wird durch einen Schaltschrank mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis
20 genannt.
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Erfindungsgemäß ragt das
Bedienelement bei geschlossener Tür durch eine Aussparung in
der Tür
hindurch. Ein Schwenkriegel ist drehfest an der Schaltwelle angebracht.
Der Schwenkriegel wirkt derart mit einem türseitigen Verriegelungs- und
Freigabemechanismus und einem gehäuseseitigen Einschaltsperrelement
zusammen, dass sowohl ein Öffnen
der Tür
in einer Einschaltstellung der Schaltgeräteeinheit als auch eine Schaltbetätigung von
einer Ausschaltstellung in die Einschaltstellung bei geöffneter
Tür verhinderbar
ist.
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Dadurch
kann das Fachpersonal Schaltbetätigungen
auf vorteilhaft gleiche Weise wie bei einer geschlossenen Schaltschranktür durchführen. Dennoch
werden die Sicherheitsbestimmungen gegen ein unbefugtes Öffnen der
Schaltschranktür
im laufenden Betrieb sowie gegen ein Einschalten des Schaltgerätes im Schaltschrank
erfüllt.
Dadurch dass der Drehgriff beim Öffnen
der Tür
nicht wegklappt, steht dieser weiterhin für Schaltbetätigungen zur Verfügung.
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Im
Besonderen ist das Einschaltsperrelement schwenkbar im Gehäuse angeordnet.
Beim Schließen
der Tür
ist das Einschaltsperrelement derart durch den türseitigen Verriegelungs- und
Freigabemechanismus auslenkbar, dass der Schwenkriegel von der Ausschaltstellung
in die Einschaltstellung drehbar ist.
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Im
Falle einer geöffneten
Tür lenkt
das Einschaltsperrelement nicht aus. Es steht sozusagen dem Schwenkriegel
im Wege, so dass dieses nicht von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung
bewegt werden kann. Vorzugsweise ist das Einschaltsperrelement derart
ausgebildet, dass bei geöffneter
Tür und
im eingeschalteten Zustand des Schaltgerätes, wie z.B. im Wartungsfall,
noch ein Schwenken des Schwenkriegels von der Einschaltstellung
in die Ausschaltstellung mittels des Bedienelements möglich ist.
Erst danach erfolgt eine Verriegelung des Einschaltsperrelement
im Sinne einer Einschaltsperre bzw. einer Wiedereinschaltsperre.
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Einer
weiteren Ausführungsform
zufolge weist der türseitige
Verriegelungs- und Freigabemechanismus eine Schräge auf, über die das gehäuseseitige
Einschaltsperrelement mit dem Schließen der Tür schrittweise auslenkbar ist.
Dadurch ist ein sachtes Entriegeln des Schwenkriegels möglich.
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Vorzugsweise
ist das Einschaltsperrelement auf einer fest mit dem Gehäuse verbundenen
Montageplatte angeordnet. Dadurch vereinfacht sich die Montage der
Schaltgeräteeinheit
im Schaltschrank.
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In
einer besonderen Ausführungsform
ist das Bedienelement auf einer fest mit dem Gehäuse verbundenen Montageplatte
befestigt.
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Dadurch
ist ein sicheres Ein- und Ausschalten des Schaltgerätes sowohl
bei geöffneter
als auch bei geschlossener Schaltschranktür möglich.
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In
einer Ausführungsform
weist die Montageplatte eine Frontseite auf, welche parallel zu
einer Innenseite der Tür
angeordnet ist. Zudem ist die Montageplatte derart zur Innenseite
beabstandet angeordnet, dass sie bündig bzw. nahezu bündig mit
der Innenseite der Tür
abschließt.
Vorzugsweise sind die Frontseite und die Innenseite plan.
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Dadurch
wird verhindert, dass Schmutz, Feuchtigkeit oder Flüssigkeiten
in das Innere des Schaltschrankes gelangen können. Vorzugsweise ist am Rand
der Aussparung ein Abdichtelement, wie z.B. ein O-Ring, vorhanden
oder eine Gummierung aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann
in einem Bereich, welcher dem Rand der Aussparung bei geschlossener
Tür auf
der Frontseite der Montageplatte gegenüberliegt, ein Dichtring oder
eine Gummierung angebracht sein. Dadurch wird die Dichtigkeit weiter erhöht. Alternativ
können
Gummidichtungen zwischen der Tür
und der Montageplatte geklebt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das Einschaltsperrelement mittels einer Vorspannfeder in einer
Blockierposition gehalten. Der Vorteil dabei ist, dass der Schwenkriegel
bei geöffneter
Tür unmittelbar
nach dem Ausschalten des Schaltgerätes durch die Vorspannkraft
der Feder verriegelt wird.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann bei entsprechender Wahl eines Schwenkpunktes des Einschaltsperrelements
erreicht werden, dass das Einschaltsperrelement aufgrund der Schwerkraft
selbsttätig
in eine Blockierposition einschwenkt.
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Weiterhin
ist gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung der Schwenkriegel mittels einer Rückstellfeder in der Einschaltstellung
vorspannbar. Dadurch wird der Ausschaltvorgang beschleunigt ausgeführt. Zudem
ist ein geringeres Drehmoment zum Ausschalten des Schaltgerätes erforderlich.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des Schaltschrankes sind die Vorspannfeder und/oder die Rückstellfeder
mit der Montageplatte verbunden. Dadurch steht eine kompakte Schaltgeräteeinheit
als vorkonfektionierte Baueinheit zum Einbau in den Schaltschrank
zur Verfügung.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform ist
die Schaltwelle eine Vierkantwelle. Insbesondere weist die Vierkantwelle
einen quadratischen Querschnitt auf. Zudem weist der Schwenkriegel
eine auf den Querschnitt der Vierkantwelle geometrisch abgestimmte
Durchführungsöffnung auf.
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Dadurch
kann der Schwenkriegel drehfest auf die Schaltwelle aufgeschoben
werden. Im Falle eines quadratischen Querschnitts ist vorteilhaft
ein Aufschieben des Schwenkriegels in 90°-Verdrehschritten möglich. Dadurch
vereinfacht sich die Montage.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform weist
die Tür
eine Durchgangsöffnung
im Bereich des Verriegelungs- und Freigabemechanismus auf. Der Verriegelungs-
und Freigabemechanismus ist derart beweglich an einer Innenseite
der Tür
angeordnet, dass der mit dem Schwenkriegel im Eingriff befindliche
Verriegelungs- und Freigabemechanismus über ein durch die Durchgangsöffnung einführbares
Hilfsmittel entriegelbar ist.
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Dadurch
kann die Tür
während
einer Inbetriebnahme des Schaltgerätes bzw. während einer Wartung im laufenden
Betrieb geöffnet
werden. Insbesondere ist die Durchgangsöffnung eine Bohrung mit einem
Durchmesser von 1 bis 3 mm. Als Hilfsmittel kann z.B. ein Schraubendreher
verwendet werden. In besonderen Fällen, wie z.B. bei Schaltschränken mit
hochspannungsführenden
Bauteilen, kann der Querschnitt der Durchgangsöffnung eine von der Kreisform
unterschiedliche Form im Sinne einer Kodierung aufweisen. In diesem
Fall ist eine Überwindung
des Verriegelungs- und Freigabemechanismus nur mit einem Spezialhilfsmittel
möglich.
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Vorzugsweise
weist der Verriegelungs- und Freigabemechanismus gemäß einer
weiteren Ausführungsform
des Schaltschrankes einen schwenkbaren Haken auf, welcher mittels
des Hilfsmittels zum Entriegeln auslenkbar ist.
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Weiterhin
kann der Verriegelungs- und Freigabemechanismus über eine Spannfeder in einer Verriegelungsposition
gehalten sein. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Entriegeln
nur mit einem gewissen Kraftaufwand möglich ist. Es wird wirksam
verhindert, dass z.B. Erschütterungen
oder ein Verkippen des Schaltschrankes eine Entriegelung bewirken können.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
weist das Gehäuse
eine Rückwand
auf, an welcher das Schaltgerät
montiert ist. Typischerweise weist die Rückwand eine hohe Tragfähigkeit
auf, so dass dort insbesondere schwere Komponenten, wie z.B. das Schaltgerät der Schaltgeräteeinheit,
angebracht werden können. Üblicherweise
weist das Schaltgerät
im Vergleich zum Be dienelement und der Schaltwelle eine hohe Masse
im einstelligen Kilogrammbereich auf. Bei größeren Schaltgeräten kann
die Masse des Schaltgerätes
auch im zweistelligen Kilogrammbereich liegen.
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In
einer Ausführungsform
ist der Verriegelungs- und Freigabemechanismus zweiteilig ausgeführt. Das
erste Teil ist ein an der Innenseite der Tür beweglich angeordnetes türseitiges
Verriegelungselement. Das zweite Teil ist ein türseitiges Freigabeelement,
welches beim Schließen
der Tür
derart das gehäuseseitige
Einschaltsperrelement auslenkt, dass der Schwenkriegel von der Ausschaltstellung
in die Einschaltstellung drehbar ist. Das türseitige Verriegelungselement
und das türseitige
Einschaltsperrelement sind zwei separate Baueinheiten, welche an
zwei verschiedenen Stellen an der Innenseite der Schrankwandtür befestigt
werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Verriegelungs-
und Freigabemechanismus einteilig ausgeführt. Das türseitige Verriegelungselement
und das türseitige
Einschaltsperrelement bilden vorteilhaft eine kombinierte Baueinheit, welche
an nur einer Stelle an der Innenseite der Schrankwandtür befestigt
wird.
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Dadurch
vereinfacht sich im Vergleich zur vorherigen Ausführungsform
der Montageaufwand. Insbesondere erfüllt der als eine Baueinheit
ausgebildete Verriegelungs- und Freigabemechanismus zwei Sicherheitsfunktionen.
Zum einen verhindert er ein Öffnen
der Schaltschranktür
in einer Einschaltstellung des Schwenkteils bzw. der Schaltgeräteeinheit. Zum
anderen wird bei geöffneter
Tür ein
Einschalten bzw. ein Wiedereinschalten der Schaltgeräteeinheit verhindert.
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Nach
einer Ausführungsform
weist das Einschaltsperrelement ein von einem Drehpunkt wegweisendes
Schwenkteil auf, welches einen quer zur Radialerstreckung des Schwenkteils
verlaufenden Querriegel aufweist. Der Querriegel ist durch den einteiligen
Verriegelungs- und Freigabemechanismus mit dem Schließen der
Tür derart
auslenkbar, dass der Schwenkriegel von der Ausschaltstellung in
die Einschaltstellung drehbar ist.
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Weist
der Verriegelungs- und Freigabemechanismus eine Schräge auf,
insbesondere an einer Oberseite des Verriegelungs- und Freigabemechanismus,
so lenkt dieser schrittweise mit dem Schließen der Schaltschranktür den Querriegel
nach oben hin aus. Dadurch wird die Einschaltsperre bzw. die Wiedereinschaltsperre
der Schaltgeräteeinheit
in der Ausschaltstellung aufgehoben. Nach dem Schließen der
Tür kann
die Schaltgeräteeinheit
eingeschaltet werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist das Schwenkteil einen zweiten Querriegel auf, welcher im Vergleich
zum ersten Querriegel näher
am Drehpunkt des Einschaltsperrelements angeordnet ist. Der zweite
Querriegel wirkt derart mit dem Schwenkriegel zusammen, dass dieser
mit dem zweiten Querriegel bei geöffneter Tür und in einer Ausschaltstellung
des Schwenkriegels sperrend verrastet.
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Das
Einschaltsperrelement weist vorzugsweise eine F- oder P-Form auf. Insbesondere
ist der zweite Querriegel unterhalb des Verriegelungs- und Freigabemechanismus
angeordnet.
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Vorzugsweise
weist der zweite Querriegel eine Rastnase auf. welche geometrisch
mit einer Ausnehmung am Schwenkriegel zum Verrasten korrespondiert.
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Alternativ
weist der zweite Querriegel eine Ausnehmung auf, welche geometrisch
mit einer Rastnase am Schwenkriegel zum Verrasten korrespondiert.
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Die
Rastnase ist im einfachsten Fall eine in einem Blechstück ausgebildete
Ausbuchtung oder ein kurzer Vorsprung. Die Ausnehmung ist beispielsweise
eine Auskerbung, eine Ausfräsung
oder eine Ausstanzung im Schwenkriegel.
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden
im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen
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1 beispielhaft
eine Schnittdarstellung durch eine in einem Schaltschrank angeordnete Schaltgeräteeinheit
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
Frontansicht auf ein Bedienelement der Schaltgeräteeinheit gemäß einer
in 1 eingezeichneten Blickrichtung bei geschlossener
und verriegelter Schaltschranktür,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Schaltgeräteeinheit gemäß 1 in
einer Einschaltstellung bei verriegelter Tür,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines türseitigen
Freigabeelements im Eingriff mit einem Einschaltsperrelement der
Schaltgeräteeinheit
gemäß 1 bei
geschlossener Tür,
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5 eine
perspektivische Ansicht der Schaltgeräteeinheit gemäß 1 in
einer Ausschaltstellung und im verriegelten Zustand gegen ein Einschalten
bei geöffneter
Tür,
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6 eine
Frontansicht auf das an der Schaltschranktür angebrachte Bedienelement
gemäß der in 1 eingezeichneten
Blickrichtung bei geöffneter
Tür,
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7 beispielhaft
eine perspektivische Ansicht auf eine Aussparung in der Schaltschranktür und auf
einen erfindungsgemäßen Verriegelungs- und
Freigabemechanismus gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
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8 eine
perspektivische Ansicht auf den Verriegelungs- und Freigabemechanismus gemäß 7 im
Eingriff mit einem Schwenkriegel einer Schaltgeräteeinheit gemäß der zweiten
Ausführungsform
bei geschlossener Tür,
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9 eine
perspektivische Ansicht auf die Schaltgeräteeinheit gemäß 8 in
einer Ausschaltstellung und in einem verriegelten Zustand des Schwenkriegels
gegen ein Einschalten bei geöffneter Tür,
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10 eine
perspektivische Ansicht auf die Schaltgeräteeinheit gemäß 8 in
einer Ausschaltstellung und in einem durch den Verriegelungs- und Freigabemechanismus
entriegelten Zustand und
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11 eine
perspektivische Ansicht auf ein Bedienelement, auf den Schwenkriegel
und auf das Einschaltsperrelement der Schaltgeräteeinheit gemäß 8.
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1 zeigt
beispielhaft eine Schnittdarstellung durch eine in einem Schaltschrank
angeordnete Schaltgeräteeinheit 4 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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Gezeigt
ist ein Schaltschrank mit einem Gehäuse 1 und einer Tür bzw. Schaltschranktür 3.
Das Gehäuse 1 weist
eine Rückwand 2 mit
einer Rückwandseite
RS auf. Die Rückwand 2 dient
zur Montage von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten,
wie Schaltgeräte,
Schütze,
Stromversorgungen und dergleichen. Da derartige Komponenten eine
Masse von etlichen Kilogramm aufweisen können, ist die Rückwand mechanisch
robust ausgeführt.
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Im
Gehäuse 1 ist
eine Schaltgeräteeinheit 4 angeordnet.
Sie umfasst ein Schaltgerät 41,
ein Bedienelement 42 sowie eine dazwischen liegende Schaltwelle 45.
Das Bedienelement 42 weist einen Drehgriff 43 auf,
welcher drehfest mit der Schaltwelle 45 verbunden ist.
Das Bedienelement 42 ist vorzugsweise auf einer Montageplatte 5 angeordnet,
die ihrerseits fest mit dem Gehäuse 1 verbunden
ist. Weiterhin kann das Bedienelement 42 eine Anzeigeplatte 44 aufweisen,
in welcher der Drehgriff 43 gelagert ist. Die Anzeigeplatte 44 dient
außerdem
dazu, mögliche
Schaltstellungen der Schaltgeräteeinheit 4 optisch
zu kennzeichnen. Im Beispiel der 1 sind nur zwei
Schaltstellungen, das heißt
eine Einschaltstellung ON und eine Ausschaltstellung OFF, dargestellt. Je
nach technischem Erfordernis können
auch mehrere Schaltstellungen, wie z.B. eine Reset-Stellung, vorhanden
sein.
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Ein
bei einer Schaltbetätigung
zum Ein- und Ausschalten wirkendes Drehmoment wird über die Schaltwelle 45 auf
das Schaltgerät 41 übertragen. Die
Schaltwelle 45 kann einteilig ausgeführt sein. Sie kann alternativ
zwei- oder mehrteilig ausgeführt
sein sowie Kupplungen und/oder Gelenke, wie z.B. ein Kardangelenk,
aufweisen. Die Schaltwelle 45 kann weiterhin alternativ
eine flexible Welle sein.
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Erfindungsgemäß ragt das
Bedienelement 42 bei gezeigter geschlossener Tür 3 durch
eine Aussparung AS in der Tür 3 hindurch.
Dadurch sind Schaltbetätigungen
sowohl bei geschlossener als auch bei geöffneter Tür 3 möglich. Um
ein Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit etc. durch die Aussparung AS
in das Innere des Schaltschrankes zu verhindern, ist das Bedienelement 42 gegenüber der
Tür 3 abgedichtet
ausgeführt.
Zur Abdichtung dient eine Frontseite FS der Montageplatte 5,
auf der unter anderem das Bedienelement 42 montiert ist.
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Im
Beispiel der 1 ist die Montageplatte 5 als
Winkelblech ausgeführt.
Es weist einen langen Schenkel 51 mit der Frontseite FS
und einen kurzen Schenkel 52 auf. Die Frontseite FS ist
parallel zu einer Innenseite IS der Tür 3 angeordnet. Zudem
ist die Montageplatte 5 bzw. der lange Schenkel 51 derart zur
Innenseite IS beabstandet angeordnet, dass die Montageplatte 5 bündig bzw.
nahezu bündig – wie in der 1 gezeigt – mit der
Innenseite IS der Tür 3 abschließt. Zur
verbesserten Abdichtung weist die Aussparung AS an ihrem Rand einen
umlaufenden Abdichtring 31, wie z.B. aus einem Elastomer,
auf. Dies ist im Beispiel der nachfolgenden 2 und 6 im
Detail dargestellt.
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Weiterhin
wirkt gemäß der Erfindung
ein drehfest an der Schaltwelle 45 angebrachter Schwenkriegel 50 derart
mit einem türseitigen
Verriegelungselement 6 zusammen, dass ein Öffnen der Tür 3 in
einer Einschaltstellung ON der Schaltgeräteeinheit 4 verhindert
wird. Die 1 zeigt die Schaltgeräteeinheit 4 in
der Einschaltstellung ON. Ein Haken 61 bzw. ein Hakenendstück 65 des
Verriegelungselements 6 hintergreift in dieser Schaltstellung ON
den Schwenkriegel 50 an einem radial außenliegenden Endstück 57.
Mit „radial" sind Richtungen
um die mit dem Bezugszeichen A bezeichnete Drehachse der Schaltwelle 45 bezeichnet.
Ein Öffnen
der Tür 3 – in der
betrachte ten 1 erfolgt das Türöffnen nach
rechts – wird
dadurch wirksam verhindert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
die Tür 3 eine
Durchgangsöffnung
BO im Bereich des Verriegelungselements 6 aufweisen. Dadurch
kann die Tür 3 während einer
Inbetriebnahme oder Wartung des Schaltschrankes im laufenden Betrieb
geöffnet
werden.
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Im
Beispiel der 1 ist die Durchgangsöffnung BO
eine Bohrung. Das Verriegelungselement 6 kann derart beweglich
an der Innenseite IS der Tür 3 angeordnet
sein, dass das mit dem Schwenkriegel 50 im Eingriff befindliche
Verriegelungselement 6 bzw. der Haken 61 über ein
durch die Durchgangsöffnung BO
einführbares
Hilfsmittel entriegelt werden kann. Der entriegelte Zustand des
Verriegelungselements 6 ist gestrichelt dargestellt. Der
Haken 61 weist hierzu eine Schwenkplatte 64 auf,
welche der Durchgangsöffnung
BO auf der Innenseite IS der Tür 3 gegenüberliegt.
Weiterhin kann das Verriegelungselement 6 eine nicht weiter
dargestellte Spannfeder aufweisen, welche das Verriegelungselement 6 in
einer Verriegelungsposition hält.
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2 zeigt
eine Frontansicht auf ein Bedienelement 42 der Schaltgeräteeinheit 4 gemäß einer in 1 eingezeichneten
Blickrichtung bei geschlossener Schaltschranktür 3.
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Der
gezeigte Drehgriff 43 des Bedienelements 42 befindet
sich in der Ausschaltstellung OFF. Dies ist mit einer auf der Anzeigeplatte 44 aufgedruckten „0" gekennzeichnet.
Wie die 2 weiter zeigt, ist die Montageplatte 5 mit
dem daran montierten Bedienelement 42 gegenüber der
gezeigten geschlossenen Tür 3 abgedichtet.
Die Montageplatte 5 weist beispielhaft eine plane Frontseite
FS auf, welche dicht an der ebenfalls plan ausgeführten Innenseite
IS der Tür 3 anliegt.
Der ringförmige
Dichtungsring 31 erhöht
zudem die Dichtigkeit gegenüber Schmutz,
Feuchtigkeit und Flüssigkeiten.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Schaltgeräteeinheit 4 gemäß 1 in
einer Einschaltstellung ON bei geschlossener und verriegelter Tür 3.
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3 zeigt,
wie ein Öffnen
der Tür 3 durch den
Schwenkriegel 50 und durch den Haken 61 des Verriegelungselements 6 verhindert
wird. Mit dem Bezugszeichen 62 ist ein Halteteil bezeichnet,
welches über
Befestigungsschrauben 63 an der Innenseite IS der Tür 3 zur
drehbaren Lagerung des Hakens 61 befestigt ist.
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Im
linken Teil der 3 ist das an der Rückwand 2 des
Schaltschrankgehäuses 1 montierte Schaltgerät 41 zu
sehen. Das Schaltgerät 41 kann, wie
in 3 gezeigt, eine Aufnahme 46 für die Schaltwelle 45 aufweisen.
Die Schaltwelle 45 ist beispielhaft eine Vierkantwelle
mit einem quadratischen Querschnitt.
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In
der 3 ist auch die Montageplatte 5 mit dem
langen und kurzen Schenkel 51, 52 dargestellt. Der
lange Schenkel 51 ist plan ausgeführt. An dessen Frontseite FS
ist das Bedienelement 42 mittels Befestigungsschrauben 54 befestigt.
Das Bedienelement 42 selbst ist in dieser Darstellung durch
die Montageplatte 5 verdeckt. Die Montageplatte 5 ist über den
kurzen Schenkel 52 mit einem Halteblech 7 des
Schaltschrankgehäuses 1 mittels
Befestigungsschrauben 53 verbunden. Die Montageplatte 5 kann alternativ
mit einer Schiene 11 oder einer Seitenwand des Schaltschrankes
verbunden sein.
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Der
Schwenkriegel 50 weist eine auf den Querschnitt der Vierkantwelle 45 geometrisch
abgestimmte Durchführungsöffnung DO
mit einem gleichfalls quadratischen Querschnitt auf. Der Schwenkriegel 50 ist
beispielhaft als Winkelblech ausgeführt. Der Schwenkriegel 50 kann
alternativ eine Klinke oder ein Flachprofil sein. Die Durchführungsöffnung DO
ist derart im Schwenkriegel 50 eingebracht, dass er radial
von der Schaltwelle 45 wegzeigt.
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Der
Schwenkriegel 50 ist in der Einschaltstellung ON mittels
einer Rückstellfeder 56 vorgespannt. Die
Rückstellfeder 56 ist
mit der Montageplatte 5 verbunden. Im Beispiel der 3 ist
ein Ende der als Zylinderfeder ausgebildeten Rückstellfeder 56 in
einer nicht weiter bezeichneten Aussparung in der Montageplatte 5 eingehängt. Das
gegenüberliegende
Ende der Zylinderfeder 56 ist beispielhaft in einer Lasche des
Schwenkriegels 50 eingehängt.
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Im
mittleren Teil der 3 ist ein im Gehäuse 1 drehbar
gelagertes Einschaltsperrelement 85 angeordnet. Das Einschaltsperrelement 85 ist
beim Schließen
der Tür 3 derart
durch ein in dieser Ansicht verdecktes türseitiges Freigabeelement 8 auslenkbar,
dass der Schwenkriegel 50 von der Ausschaltstellung OFF
in die Einschaltstellung ON gedreht werden kann. Das Einschaltsperrelement 85 ist
klinkenförmig
ausgebildet. Es ist beispielhaft auf der Montageplatte 5 drehbar
angebracht. Weiterhin ist das Einschaltsperrelement 85 mittels
einer Vorspannfeder 55 in einer Blockierposition gehalten.
Wie die Rückstellfeder 56 ist
auch die Vorspannfeder 55 mit der Montageplatte 5 verbunden.
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In
der 3 selbst ist nur ein Teil des Einschaltsperrelements 85 gezeigt.
Der durch die gezeigte Öffnung
LL hindurchreichende und mit dem Freigabeelement 8 zusammenwirkende
Teil 84 des Einschaltsperrelements 85 ist durch
die Montageplatte 5 verdeckt. Die Funktion der Einschaltsperre
ist im Detail in den nachfolgenden 4 und 5 dargestellt.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines türseitigen Freigabeelements 8 im
Eingriff mit einem Einschaltsperrelement 85 der Schaltgeräteeinheit 4 gemäß 1 bei
geschlossener Tür 3.
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Erfindungsgemäß wirkt
der Schwenkriegel 50 derart mit dem türseitigen Freigabeelement 8 zusammen,
dass eine Schaltbetätigung
von der Ausschaltstellung OFF in die Einschaltstellung ON bei geöffneter
Tür 3 verhindert
wird.
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4 zeigt
den durch die Öffnung
LL hindurchreichenden Teil 84 des Einschaltsperrelements 85.
Es wird durch das türseitige
Freigabeelement 8 bei gezeigter geschlossener Tür 3 nach
unten gedrückt,
so dass das gegenüberliegende
Ende 86 des Einschaltsperrelements 85 den Schwenkriegel 85 freigibt.
Dies ist in der 5 im Detail dargestellt.
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Das
Freigabeelement 8 ist mit Befestigungsschrauben 82 an
der Innenseite IS der Tür 3 angebracht.
Weiterhin weist es eine Schräge
S auf, so dass das gehäuseseitige
Einschaltsperrelement 85 mit dem Schließen der Tür 3 schrittweise ausgelenkt wird.
Eine auf die Schräge
S folgende Kerbe K bringt das Einschaltsperrelement 85 in
eine endgültige
Freigabeposition.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Schaltgeräteeinheit 4 gemäß 1 in
einer Ausschaltstellung OFF und im verriegelten Zustand gegen ein
Wiedereinschalten bei geöffneter
Tür 3.
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In
der gezeigten Ausschaltstellung OFF ist der Schwenkriegel 50 im
Vergleich zur Einschaltstellung ON beispielhaft um 90° nach rechts
umgeschwenkt. In dieser Position kann eine Ecke E des Endes 86 des
Einschaltsperrelementes 85 in ein dem Endstück 57 des
Schwenkriegels 50 gegenüberliegendes
Ende 58 einrasten.
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Sollte
nun bei geöffneter
Tür 3 ein
Einschaltversuch vorgenommen werden, so wird durch die Ecke E bzw.
durch den Anschlag eine Drehbewegung in Richtung Einschaltstellung
ON blockiert. Ein Entriegeln ist nur dann möglich, wenn das Endstück 84 bei
geöffneter
Tür 3 nach
unten gedrückt
wird, so dass das dem Endstück 84 gegenüberliegende
Ende 86 des Einschaltsperrelements 85 den Schwenkriegel 50 freigeben
kann. Dies ist unter anderem in der nachfolgenden 6 dargestellt.
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6 zeigt
eine Frontansicht auf das an der Schaltschranktür 3 angebrachte Bedienelement 41 gemäß der in 1 eingezeichneten
Blickrichtung bei geöffneter
Tür 3.
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Der
gezeigte Drehgriff 43 des Bedienelements 42 befindet
sich in der Ausschaltstellung OFF. 6 zeigt
die gesamte Frontseite FS der Montageplatte 5 bzw. die
Frontseite FS des langen Schenkels 51 der Montageplatte 5.
Die gesamte Schaltgeräteeinheit 4 ist
dabei über
das Halteblech 7 mittels der Befestigungsschrauben 71 an
der Rückwand 2 des Schaltschrankes
befestigt. Das Schaltgerät 41 selbst ist
in dieser Ansicht verdeckt.
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Die
gestrichelte dargestellte Linie innerhalb der Frontseite FS zeigt
die Projektion des inneren Randes der Aussparung AS auf die Montageplatte 5 im
geschlossenen Zustand.
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Im
linken Teil der 6 ist das herausragende Ende 57 des
Schwenkriegels 50 zu sehen. Im rechten Teil der 6 ist
das Endstück 84 des
Einschaltsperrelements 85 zu sehen. Wird das Endstück 84 des
Einschaltsperrelements 85 in Richtung des gezeigten Pfeils
nach untergedrückt,
so kann im Rahmen einer Inbetriebnahme oder Wartung des Schaltschrankes
die Schaltgeräteeinheit 4 zum
möglichen Einschalten
entriegelt werden.
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7 zeigt
beispielhaft eine perspektivische Ansicht auf eine Aussparung AS
in der Schaltschranktür 3 und
auf einen erfindungsgemäßen Verriegelungs-
und Freigabemechanismus 9 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Im
Beispiel der 7 weist die Aussparung AS eine
viereckige, quadratische Form auf. Sie kann alternativ ein Kreisform
oder eine Polygonform aufweisen. Mit dem Bezugszeichen 31 ist
ein Dichtelement zu sehen. Dieses kann z.B. ein Dichtring sein, dessen
Lippe die Innenkante der Aussparung AS dicht umschließt. Im einfachsten
Fall wird die Dichtung 31, welche zugleich einen Kantenschutz
bietet, aus vier gummierten Klebestreifen gebildet.
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Im
rechten Teil der 7 ist der Verriegelungs- und
Freigabemechanismus 9 zu sehen. Er ist einteilig ausgeführt. Er
kann als einzelne Baueinheit an der Innenseite IS der gezeigten
Tür 3 befestigt werden.
Der beispielhafte Verriegelungs- und
Freigabemechanismus 9 weist ein Halteteil 92 auf,
welches mittels Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben, an der Tür 3 befestigt
werden kann. Durch Langlöcher
in dem Halteteil 92 können
Toleranzen der Schaltschranktür
ausgeglichen werden. In einem Schwenkpunkt SP des Halteteils 92 ist
ein schwenkbarer Doppelhaken 91 gelagert. Der Doppelhaken 91 ist
im Vergleich zu einem einzelnen Haken mechanisch stabiler. Der Dop pelhaken 91 wird
mittels einer Spannfeder 96 in einer Verriegelungsposition
gehalten.
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Weiterhin
ist im Bereich des Verriegelungs- und Freigabemechanismus 9 eine
Durchgangsöffnung
BO in der Schranktür 3 eingebracht.
Durch diese kann ein nicht weiter gezeigtes Hilfsmittel, wie z.B. ein
Schraubendreher, hindurchgeführt
bzw. hindurchgesteckt werden. Mittels des Hilfsmittels kann eine
in der 7 nicht sichtbare Schwenkplatte des Doppelhakens 91,
welche der Durchgangsöffnung
BO gegenüberliegt,
geschwenkt werden. Dadurch gelangt der Doppelhaken 91 von
der Verriegelungsposition in eine Freigabeposition.
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht auf den Verriegelungs- und Freigabemechanismus 8 gemäß 7 im
Eingriff mit einem Schwenkriegel 50' einer Schaltgeräteeinheit 4 gemäß der zweiten
Ausführungsform
bei geschlossener Tür 3.
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Im
Beispiel der 8 ist der Schwenkriegel 50' sektorförmig ausgebildet.
Mit dem Bezugszeichen 57' ist
eine dazu kreisförmige
Außenkante
bezeichnet, welche zur Drehachse A des Schwenkriegels 50' so bemessen
ist, dass das Verriegelungs- und
Freigabemechanismus 9 bzw. der Doppelhaken 91 die
Außenkante 57' hintergreifen
kann. Wesentlich dabei ist, dass der Schwenkriegel 50' derart ausgeformt
ist, dass er nur in einer Einschaltstellung ON durch den Verriegelungs-
und Freigabemechanismus 9 hintergreifbar ist.
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Versucht
nun eine Person die gezeigte Schaltschranktür 3 zu öffnen, so
schlägt
der Doppelhaken 91 an den Schwenkriegel 50' an. Zum gezielten
Anschlagen weist der Doppelhaken 91 beispielhaft Anschläge 95 auf.
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Der
in 7 dargestellte Schwenkriegel 50' kann z.B. aus
einem ausgestanzten Stück
Blech hergestellt sein, welches durch entsprechende Biege- und Faltschritte
in die gezeigte Form gebracht werden kann.
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Weiterhin
ist in 8 ein beispielhaft F-förmiges Einschaltsperrelement 10 gezeigt,
welches um einen Drehpunkt DP schwenkbar ist. Das Einschaltsperrelement 10 weist
ein vom Drehpunkt DP wegweisendes Schwenkteil 12 auf. Das
Schwenkteil 12 weist einen quer zu dessen Radialerstreckung verlaufenden
Querriegel 13 auf. Weiterhin weist das Schwenkteil 12 einen
zweiten Querriegel 14 auf, welcher im Vergleich zum ersten
Querriegel 13 näher
am Drehpunkt DP des Einschaltsperrelements 10 angeordnet
ist. Der zweite Querriegel 14 weist eine Rastnase RN auf,
welche geometrisch mit einer Ausnehmung AN am Schwenkriegel 50' zum Verrasten
korrespondiert. Im Beispiel der 8 ist der
Schwenkriegel 50' nicht
mit dem Einschaltsperrelement 10 verrastet.
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Das
Einschaltsperrelement 10 ist insbesondere ein flächiges Bauteil.
Es ist vorzugsweise einstückig
z.B. aus einem Stück
Blech ausgestanzt. Es kann alternativ mittels eines Laserschnittverfahrens aus
einem Blechstück
ausgeschnitten sein. Weiterhin ist das Einschaltsperrelement 10 mittels
einer Vorspannfeder 55 in einer Blockierposition gehalten.
Die Vorspannfeder 55 ist beispielhaft in einer nicht weiter bezeichneten
Aussparung in der Montageplatte 5 und in einer Bohrung
eines seitlich vom Drehpunkt DP wegstehenden Hebels eingehängt.
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Weiterhin
sind im Beispiel der 8 sowohl der Schwenkriegel 50' als auch das
Einschaltsperrelement 10 auf einer Montageplatte 5 drehbar
bzw. schwenkbar montiert. Die Montageplatte 5 kann mittels
der gezeigten Befestigungsöffnungen
BL fest mit dem Gehäuse 1 des
Schaltschrankes verbunden werden. Weiterhin ist der Schwenkriegel 50' mittels einer
Rückstellfeder 56 vorgespannt.
Wie die Vorspannfeder 55 ist auch die Rückstellfeder 56 mit
der Montageplatte 5 verbunden.
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht auf die Schaltgeräteeinheit 4 gemäß 8 in
einer Ausschaltstellung OFF und in einem verriegelten Zustand des
Schwenkriegels 50' gegen
ein Einschalten bei geöffneter
Tür 3.
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Im
Vergleich zur vorherigen 8 ist der Schwenkriegel 50' um 90° nach rechts
in eine Ausschaltstellung OFF geschwenkt. Der zweite Querriegel 14 wirkt
nun erfindungsgemäß derart
mit dem Schwenkriegel 50' zusammen,
dass dieser mit dem zweiten Querriegel 14 bei geöffneter
Tür 3 und
in einer Ausschaltstellung OFF des Schwenkriegels 50' sperrend verrastet.
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Dadurch
dass der türseitige
und somit fehlende Verriegelungs- und
Freigabemechanismus 9 das Einschaltsperrelement 10 nicht
nach oben auslenkt, drückt
die am zweiten Querriegel 14 ausgebildete Rastnase RN nun
in die korrespondierende Ausnehmung AN im Schwenkriegel 50'. Unterstützt wird die
Verrastung durch die Vorspannfeder 55. Dadurch ist eine
Drehbewegung des Schwenkriegels 50' von der gezeigten Ausschaltstellung
OFF in eine Einschaltstellung ON nicht möglich. Eine Drehung von der
Ausschalt- in die Einschaltstellung OFF, ON wird zudem durch einen
länglichen
Vorsprung VS verhindert. Er liegt benachbart zur Rastnase RN zwischen Rastnase
RN und dem ersten Querriegel 13. Der Vorsprung VS liegt
in der Ausschaltstellung OFF mit einem vergleichsweise großen Hebel
in Bezug auf die Drehachse A des Schwenkriegels 50' an einer der Außenkante 57' des Schwenkriegels 50' radial gegenüberliegenden
Seite an.
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Alternativ
kann der zweite Querriegel 14 eine Ausnehmung aufweisen,
welche geometrisch mit einer Rastnase am Schwenkriegel 50' zum Verrasten korrespondiert.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht auf die Schaltgeräteeinheit 4 gemäß 8 in
einer Ausschaltstellung OFF und in einem durch den Verriegelungs-
und Freigabemechanismus 9 entriegelten Zustand.
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Mit
dem Schließen
der Tür 3 ist – wie in 10 gezeigt – der erste
Querriegel 13 durch den einteiligen Verriegelungs- und
Freigabemechanismus 9 ausgelenkt. Dadurch kann der Schwenkriegel 50' von der gezeigten
Ausschaltstellung OFF in die Einschaltstellung ON gedreht werden.
Die Auslenkung erfolgt über
eine oberhalb des Doppelhakens 91 ausgebildeten Schräge S'. Die Schräge S' hebt eine Unterseite
US des ersten Querriegels 13 schrittweise mit dem Schließen der
Tür 3 an.
Die Anhebung des ersten Querriegels 13 resultiert in einer
Drehbewegung des Einschaltsperrelementes 10 in der gezeigten 10 nach
links. Der Schwenkriegel 50' ist entrastet
bzw. freigegeben.
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In
der 10 ist weiterhin erkennbar, dass die Schaltschranktür 3 geöffnet werden
kann, da der Schwenkriegel 50' nicht mehr durch den Doppelhaken 91 des
Verriegelungs- und Freigabemechanismus 9 hintergriffen
wird.
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11 zeigt
eine perspektivische Ansicht auf ein Bedienelement 42,
auf den Schwenkriegel 50' und
auf das Einschaltsperrelement 10 der Schaltgeräteeinheit 4 gemäß 8.
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Im
rechten Teil der 11 ist das Bedienelement 42 im
Vergleich zur 1 und 2 auf einer Befestigungsplatte 47 montiert,
welche ihrerseits mittels Befestigungsmittel 59' an der Montageplatte 5 befestigt
werden kann. Die Montageplatte 5 weist eine beispielhaft
kreisförmige Öffnung auf,
durch welche die in der 11 nicht
gezeigte Schaltwelle 45 hindurch zum Drehgriff 43 des
Bedienelements 42 geführt
werden kann.
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- 1
- Gehäuse, Schaltschrank
- 2
- Rückwand
- 3
- Tür, Schaltschranktür
- 4
- Schaltgeräteinheit
- 5
- Montageplatte,
Winkelblech
- 6
- türseitiges
Verriegelungselement
- 7
- Halteblech
- 8
- türseitiges
Freigabeelement
- 9
- türseitiges
Verriegel- und Freigabeelement
- 10
- Einschaltsperrelement
- 11
- Schiene
- 12
- Schwenkteil
- 13
- erster
Querriegel
- 14
- zweiter
Querriegel
- 31
- ringförmige Abdichtung, Gummierung
- 41
- Schaltgerät
- 42
- Bedienteil
- 43
- Drehgriff
- 44
- Anzeigeplatte
- 45
- Schaltwelle
- 46
- Aufnahme,
Kupplung
- 47
- Befestigungsplatte
- 50,
50'
- Schwenkriegel,
Riegel, Blech
- 51
- kurzer
Schenkel der Montageplatte
- 52
- langer
Schenkel der Montageplatte
- 53,
54, 59, 59', 63,
71, 82, 93
- Befestigungselement, Schraube
- 55,
55', 56
- Spannfeder,
Rückstellfeder,
Zylinderfeder
- 57,
58
- Endstück des Schwenkriegels
- 57'
- Außenkante
des Schwenkriegels
- 61,
91
- Haken,
Doppelhaken
- 62,
92
- Halteteil
- 64
- Schwenkplatte
- 65,
95
- Hakenendstück, Anschlag
- 83
- Drehpunkt,
Lagerbolzen
- 84,
86
- Endstück des Einschaltsperrelementes
- 85
- Einschaltsperrelement, Klinke
- 96
- Federelement
- A
- Drehachse
der Schaltwelle
- AN
- Ausnehmung
- AS
- Aussparung
- BL
- Befestigungsloch
- BO
- Durchgangsöffnung, Bohrung
- DO
- Durchführungsöffnung
- DP
- Drehpunkt
- E
- Ecke,
Anschlag
- FS
- Frontseite
- IS
- Innenseite
- K
- Kante,
Außenkante
- LL
- Öffnung,
Langloch
- OF
- Öffnung
- OFF
- Ausschaltstellung
- ON
- Einschaltstellung
- RN
- Rastnase
- RS
- Rückwandseite
- S,
S'
- Schräge
- SP
- Schwenkpunkt
- VS
- Vorsprung