DE102007013010A1

DE102007013010A1 - Geräteeinschub mit einem Anzeigemittel

Info

Publication number: DE102007013010A1
Application number: DE102007013010A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hirschfeld; Mario Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2008-09-18
Also published as: EP2132844A1; WO2008110544A1

Abstract

Ein Geräteeinschub (1) für eine elektrische Schaltanlage, insbesondere für einen Schaltschrank (100), weist durch konzentrische Schaltwellen (71, 72) betätigbare Kontaktsysteme (9, 11) zum Einstellen einer Trenn-, Test- oder Beriebsstellung (0, TEST, 1) auf. Er weist weiterhin eine Zugangsöffnung (67) an der Frontseite (FS) zum Einstecken eines Betätigungswerkzeugs (12a, 12b) zum Antreiben der dahinterliegenden Schaltwellen (71, 72) auf. Im Geräteeinschub (1) sind Anzeigemittel (74) zur Anzeige er nahe an einem Sichtfenster (64) an der Frontseite (FS) angeordnete Anzeigefläche (AF) auf. Das Anzeigemittel (74) ist über zumindest eine am Umfang der Schaltwellen (71, 72) angeordnete Ausnehmung (78, 79) betätigbar. Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Ausnehmung (78, 79) und/oder eine Erhebung (76) nahe an einem der Zugangsöffnung (67) gegenüberliegenden axialen Ende (AE) der Schaltwellen (71, 72) angeordnet. Das Anzeigemittel (74) ist ein parallel zur Frontseite (FS) bewegbarer Anzeigeschieber, dessen Anzeigefläche (AF) dem Sichtfenster (64) gegenüberliegend angeordnet ist. Die Abmessungen des Sichtfensters (64) sowie der zumindest einen Ausnehmung (78, 79) und/oder Erhebung (76) sind derart aufeinander abgestimmt, dass die eingestellte Schaltstellung (0, TEST, 1) jeweils mit einem im Sichtfenster (64) sichtbaren korrespondierenden Anzeigefeld (F1-F3) der Anzeigefläche (AF) übereinstimmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Geräteeinschub für eine elektrische Schaltanlage, insbesondere für einen Schaltschrank, mit durch konzentrische Schaltwellen betätigbaren Kontaktsystemen zum Einstellen einer Trenn-, Test- oder Betriebsstellung. Der Geräteeinschub weist an einer Frontseite eine Zugangsöffnung zum Einstecken eines Betätigungswerkzeugs zum Antreiben der dahinterliegenden Schaltwellen auf. Er weist weiterhin ein im Geräteeinschub angeordnetes Anzeigemittel zur Anzeige der jeweiligen Schaltstellung mit einer nahe an einem Sichtfensters an der Frontseite angeordneten Anzeigefläche auf. Das Anzeigemittel ist über zumindest eine am Umfang der Schaltwellen angeordnete Ausnehmung betätigbar.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 296 16 546 U1 ist ein Geräteeinschub für eine Schaltanlage mit durch konzentrische Schaltwellen betätigbaren Trennkontaktanordnungen für Haupt- und Hilfsstromkreise sowie mit einer an dem Geräteeinschub angeordneten Anzeigevorrichtung für den Betriebszustand der Trennkontaktanordnungen bekannt. Die Anzeigevorrichtung weist ein durch am Umfang der Schaltwellen angeordnete Ausnehmungen betätigbares Anzeigeorgan mit einer nahe einem Sichtfenster angeordneten Anzeigefläche auf. Das Anzeigeorgan ist als zweiarmiger starrer Hebel ausgebildet und um eine quer zur Längsachse der Steuerwellen angeordnete Schwenkachse bewegbar. Die Schwenkachse ist zwischen den Ausnehmungen der Schaltwellen und dem Sichtfenster angeordnet. Die Anzeigefläche ist mit Markierungen für die auftretenden Betriebsstellungen versehen. Das Sichtfenster ist der Größe nach nur einer der Markierungen angepasst bemessen.
Geräteeinschübe sowie Schaltschränke sind allgemein bekannt. Sie werden insbesondere bei industriellen Anlagen in vielfältiger Weise eingesetzt. Durch die Einschubtechnik können elektrische und elektronische Baugruppen einfach zusammengestellt werden. Ein Auswechseln solcher Geräteeinschübe ist auf einfache Weise möglich. Die betrachteten Geräteeinschübe werden für Hochstrom- oder Hochspannungsanwendungen eingesetzt. An derartige Anwendungen werden besonders hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Neben einer Vielzahl von Verriegelungsmechanismen, welche z. B. ein Herausziehen des Geräteeinschubs aus einem Aufnahmefach während des Betriebs verhindern, ist außerdem eine zuverlässige und von außen gut sichtbare optische Anzeige des jeweiligen Schaltzustandes unerlässlich.
Ausgehend von dem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Geräteeinschub anzugeben, welcher ein kompakteres und zuverlässigeres Anzeigemittel zur Anzeige der jeweiligen Schaltstellung des Geräteeinschubs aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Geräteeinschub mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 genannt.
Erfindungsgemäß ist nahe an einem der Zugangsöffnung gegenüberliegenden axialen Ende der Schaltwellen die zumindest eine Ausnehmung und/oder eine Erhebung angeordnet. Das Anzeigemittel ist ein parallel zur Frontseite bewegbarer Anzeigeschieber, dessen Anzeigefläche dem Sichtfenster gegenüberliegend angeordnet ist. Die Abmessungen des Sichtfensters sowie der zumindest einen Ausnehmung und/oder Erhebung sind derart aufeinander abgestimmt, dass die eingestellte Schaltstellung jeweils mit einem im Sichtfenster sichtbaren korrespondierenden Anzeigefeld der Anzeigefläche übereinstimmt.
Der große Vorteil dabei ist, dass keine aufwändige Hebelmechanik und Hebellagerung erforderlich ist.
Ein weiterer besonderer Vorteil ist, dass die Anzeige, das heißt die Positionierung des jeweiligen Anzeigefeldes im Sichtfenster, wegen der direkten Abtastung der Ausnehmungen bzw. der Erhebung im Bereich der Zugangsöffnung exakter und somit zuverlässiger erfolgen kann.
Nach einer Ausführungsform weist der Anzeigeschieber eine Abtastnase zum Abtasten der zumindest einen Ausnehmung und/oder Erhebung auf. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Erfassung der Schaltstellung weiter erhöht.
Mittels der Abtastnase ist es weiterhin vorteilhaft möglich, die Position des Anzeigeschiebers in Bezug auf die Drehachse der Schaltwellen in gewissen Grenzen zu verschieben. Eine Positionierung des Anzeigeschiebers zu nahe an der Zugangsöffnung und eine damit mögliche Verdeckung des Sichtfensters bei einem eingesteckten Betätigungswerkzeug können dadurch vermieden werden.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge ist die äußere Schaltwelle mechanisch mit einem ersten Kontaktsystem zum Einstellen einer Trenn- oder Teststellung verbunden. Das erste Kontaktsystem ist vorzugsweise ein Steuerstecker für die Hilfsstromkreise des Geräteeinschubs. Der Steuerstecker kann seinerseits über eine Zahnstange, über einen Bowdenzug oder über eine sonstige mechanische Einrichtung mit der äußeren Schaltwelle in einer mechanischen Wirkverbindung stehen. Wird der Steuerstecker in die Teststellung verfahren, so kann er einen schaltfeld-, schaltanlagen- oder schaltschrankseitigen Gegenstecker kontaktieren. Die Kontaktierung kann in Bezug auf die Einschubrichtung im Seitenbereich oder im rückwärtigen Bereich des Geräteeinschubs erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die äußere Schaltwelle eine Erhebung auf, die in einer Ruhedrehstellung der Schaltwelle den Anzeigeschieber derart auslenkt, dass im Sichtfenster das mit der Trennstellung korrespondierende erste Anzeigefeld sichtbar ist. Das Ausmaß der Erhebung ist dabei derart auf den gewünschten Verschiebeweg des Anzeigeschiebers abgestimmt, dass bei ausschließlicher Drehung der äußeren Schaltwelle von einer Ruhedrehstellung in die Arbeitsdrehstellung das erste Anzeigefeld zum zweiten Anzeigefeld wechselt und umgekehrt. Mit „radial" sind Richtungen zur gemeinsamen Drehachse der beiden Schaltwellen und weg von ihr bezeichnet.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge ist die innere Schaltwelle mechanisch mit dem zweiten Kontaktsystem zum Einstellen einer Trenn- oder Betriebsstellung verbunden. Das zweite Kontaktsystem weist insbesondere Trennkontakte zur Kontaktierung mit schaltfeld-, schaltanlagen- oder schaltschrankseitigen Stromschienen bzw. Gegenstecker auf. Das zweite Kontaktsystem ist üblicherweise auf einem in Einschubrichtung beweglichen Kontaktträger angeordnet, welcher seinerseits über Zahnstangen, über Bowdenzüge oder über eine sonstige mechanische Einrichtung mit der äußeren Schaltwelle in einer mechanischen Wirkverbindung steht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die äußere Schaltwelle eine erste Ausnehmung auf. Die innere Schaltwelle weist eine im Vergleich dazu tiefere, zweite Ausnehmung auf. Die beiden Ausnehmungen wie auch die Erhebung sind in Bezug auf die gemeinsame Drehachse der beiden Schaltwellen an einer gleichen axialen Position angeordnet. Der Anzeigeschieber taucht in einer Arbeitdrehstellung der äußeren Schaltwelle und in einer Ruhedrehstellung der inneren Schaltwelle derart in die Ausnehmungen ein, dass im Sichtfenster das mit der Teststellung korrespondierende zweite Anzeigefeld sichtbar ist. Anderseits taucht der Anzeigeschieber in der Arbeitdrehstellung beider Schaltwellen derart in die Ausnehmungen ein, dass im Sichtfenster das mit der Betriebsstellung korrespondierende dritte Anzeigefeld sichtbar ist.
Durch die Kombination von Erhebung und den beiden Ausnehmungen wird im Vergleich zum Durchmesser der äußeren Schaltwelle (ohne Verzahnung) ein vergleichsweise großer Stellweg ermöglicht. Der Stellweg entspricht in etwa dem radialen Abstand von der maximalen radialen Erstreckung der Erhebung und der minimalen radialen Tiefe der zweiten Ausnehmung. Ein Vergleich mit dem Stand der Technik gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 296 16 546 U1 zeigt, dass die dortigen radial gestuften Ausnehmungen zu klein sind, um einen ausreichend großen Stellweg für die Anzeige zu ermöglichen. Dieser Umstand macht bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik ein Hebelsystem zur Vergrößerung des abgetasteten Stellweges und zusätzlich ein optisches Vergrößerungssystem in Form einer Linse im Bereich des Sichtfensters erforderlich.
Die beiden Schaltwellen sind untereinander derart mechanisch gekoppelt, dass es nicht möglich ist, von der Teststellung unmittelbar in die Betriebsstellung zu gelangen. Es ist daher mit dem zweiten Betätigungswerkzeug erst wieder die Trennstellung einzustellen, bevor mit dem ersten Betätigungswerkzeug von dieser Trennstellung ausgehend die Betriebsstellung eingestellt werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die äußere Schaltwelle einen Riegel als Drehanschlag für beide Schaltwellen auf. Zudem ist der Riegel zur Erhebung axial versetzt. Mit „axial" sind Richtungen parallel zur Drehachse der beiden Schaltwellen bezeichnet. Vorzugsweise korrespondiert der Riegel mit geräteeinschubfesten Anschlägen zur Festlegung eines Drehwinkels zwischen der Ruhe- und der Arbeitsdrehstellung der beiden Schaltwellen. Typischerweise beträgt der Drehwinkel 180°. Er kann alternativ auch 90° oder andere Werte aufweisen.
Vorzugsweise ist die Erhebung ein Nocken. Dadurch ist ein sachtes Auslenken des Anzeigeschiebers bei einer Drehbewegung der äußeren Schaltwelle möglich.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Anzeigeschieber durch eine Druckfeder vorgespannt. Dadurch wird die Abtastsicherheit weiter erhöht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die beiden Schaltwellen eine Außenverzahnung zum Betätigen der Kontaktsysteme auf. Die Außenverzahnung kann ein auf der äußeren und inneren Schaltwelle sitzendes Zahnrad sein. Die beiden Zahnräder sind vorzugsweise mit Zahnstangen oder Zahnräder zum Betätigen der beiden Kontaktsysteme verbunden.
Der Vorteil dabei ist, dass kein Schlupf bei einer Drehbetätigung der äußeren und inneren Schaltwelle auftreten kann. Der Außendurchmesser der Schaltwellen kann derart bemessen sein, dass die erforderlichen Verfahrwege zum Verfahren der Kontaktsysteme zum Erreichen der Trenn-, Test- und Betriebsstellungen durch Drehung der Schaltwellen bei dem vorgegebenen Drehwinkel, wie z. B. bei den 180° oder 90°, sicher erreicht werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Schaltwellen, das Anzeigemittel und das Sichtfenster in einem Gehäuse einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit aufgenommen. Dadurch ist eine äußerst kompakte Bauform einer Antriebseinheit mit integriertem Anzeigemittel zur Anzeige der jeweiligen Schaltzustände möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anzeigemechanik im Inneren der Antriebseinheit vor äußeren Einflüssen wie Schmutz, Feuchtigkeit oder sich lösenden Teilen im Geräteeinschub, wie z. B. ein sich lösendes Kabel, geschützt ist. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Anzeige nochmals erhöht.
Im Besonderen weist die Antriebseinheit ein Frontteil zum Einsetzen der Antriebseinheit in eine dazu korrespondierende Frontplattenöffnung auf. Dadurch kann die Antriebseinheit mit der integrierten Anzeige als Ganzes und in einem Arbeitsschritt in die Frontplattenöffnung eingeschnappt werden. Vorzugsweise weist das Frontteil einen Rahmen als Anschlag der Antriebseinheit gegen die Frontseite der Frontplatte auf.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen
1 beispielhaft einen Schaltschrank mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Geräteeinschüben,
2 beispielhaft einen erfindungsgemäßen Geräteeinschub in einer perspektivischen Konstruktionsdarstellung,
3 beispielhaft eine Antriebseinheit zur Aufnahme zweier Schaltwellen sowie eines Anzeigemittels in einer perspektivischen Darstellung gemäß der Erfindung,
4 eine Frontansicht der Antriebseinheit gemäß 3,
5 ein Betätigungswerkzeug zum Antrieb der Antriebseinheit,
6 ein weiteres Betätigungswerkzeug zum Antrieb der Antriebseinheit,
7 eine Explosionsdarstellung der Antriebseinheit gemäß 3,
8, 9 den Anzeigeschieber gemäß 7 in einer Trennstellung des Geräteeinschubs,
10, 11 den Anzeigeschieber gemäß 7 in einer Teststellung des Geräteeinschubs und
12, 13 den Anzeigeschieber gemäß 7 in einer Betriebsstellung des Geräteeinschubs.
1 zeigt beispielhaft einen Schaltschrank 100 mit einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Geräteeinschüben 1. Im Beispiel der 1 sind fünf Geräteeinschübe 1 im Schaltschrank 100 aufgenommen. Mit dem Bezugszeichen 101 ist ein Schaltschrankgerüst bezeichnet. Mit FS ist eine Front- oder Bedienseite des Geräteeinschubs 1 bezeichnet. Sie ist typischerweise plan ausgeführt und senkrecht zur Einschubrichtung angeordnet.
Der oberste der gezeigten Geräteeinschübe 1 zeigt eine in einer Frontplattenöffnung OF aufgenommene Antriebseinheit 6 gemäß der Erfindung auf. Im rechten oberen Teil der Antriebseinheit 6 ist ein Sichtfenster 64 zu sehen, welches beispiel haft ein zweites Anzeigefeld F2 mit der Beschriftung „TEST" zeigt. In diesem Fall befindet sich der oberste Geräteeinschub 1 in einer Teststellung. Mit dem Bezugszeichen 74 ist ein insbesondere plattenförmiger Anzeigeschieber bezeichnet, welcher in Abhängigkeit von zwei in der Antriebseinheit 6 aufgenommenen und in dieser Darstellung nicht sichtbaren betätigbaren Schaltwellen „hinter" dem Sichtfenster 64 bzw. hinter der Frontseite FS zur Anzeige der aktuellen Schaltstellung des Geräteeinschubs 1 bewegbar angeordnet ist.
In der Antriebseinheit 6 ist weiterhin ein Handschieber 65 beweglich angeordnet. Der Handschieber 65 befindet sich in einer Verschlussstellung, wobei eine dahinterliegende Zugangsöffnung zum Antrieb, das heißt zum Verdrehen der Schaltwellen, abgedeckt wird.
Im linken Bereich der Frontseite FS ist eine Handhabe 15 eines Hauptschalters gezeigt. Im Beispiel der 1 befinden sich alle Hauptschalter im ausgeschalteten Zustand.
Bei dem darunterliegenden Geräteeinschub 1 befindet sich der Geräteeinschub 1 in einer Trennstellung. Dies ist im Sichtfenster 64 durch eine angezeigte „0" symbolisiert. Alternativ kann diese Schaltstellung durch den Schriftzug „AUS" oder „OFF" symbolisiert sein. Weiterhin ist der Handschieber 65 nach rechts geschoben, so dass nun die dahinterliegende Zugangsöffnung 67 zum Einstecken eines Betätigungswerkzeuges sichtbar ist.
Bei dem mittleren Geräteeinschub 1 befindet sich der Geräteeinschub 1 in einer Betriebsstellung. Dies ist im Sichtfenster 64 durch eine angezeigte „1" symbolisiert. Alternativ kann diese Schaltstellung durch den Schriftzug „EIN" oder „ON" symbolisiert sein. Die jeweiligen Anzeigefelder F1–F3 können zusätzlich farblich unterschiedlich gekennzeichnet sein, wie z. B. „grün" für die Trennstellung, „blau" für die Teststellung und „rot" für die Betriebsstellung.
Vorzugsweise sind im gezeigten Schaltschrank 100 Stromschienen benachbart zu den Einschubfächern für die Geräteeinschübe 1 angeordnet. Die in dieser Darstellung nicht sichtbaren Trennkontakte des entsprechenden Kontaktsystems eines jeweiligen eingeschobenen Geräteeinschubs 1 sind dann mit den korrespondierenden Stromschienen verbindbar.
2 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Geräteeinschub 1 in einer perspektivischen Konstruktionsdarstellung.
Der dargestellte Geräteeinschub 1 weist ein Gehäuse 2 mit einer Grundplatte 3, einer Frontplatte 4, einer Rückwand 5 sowie zwei nicht weiter bezeichneten Seitenwänden auf. Im Bereich der rechten Seitenwand ist ein erstes Kontaktsystem 11 zu sehen, welches über eine erste Verfahrmechanik 10 durch die Antriebseinheit 6 verfahren werden kann. Im Beispiel der 2 besteht die erste Verfahrmechanik aus einer in der Grundplatte 3 beweglich gelagerten Strebe 10. Das erste Kontaktsystem 11 ist insbesondere ein Steuerstecker, welcher in einer Teststellung seitlich aus dem Gehäuse 2 zur Kontaktierung eines nicht weiter dargestellten, schaltfeld- oder schaltschrankfesten Gegenstecker ausgefahren wird.
An der Rückwand 5 ist ein zweites Kontaktsystem 9 zu sehen, welches sich im linken Teil der 2 aus einem eingangsseitigen Teil und im rechten Teil der 2 aus einem ausgangsseitigen Teil zusammensetzt. Das zweite Kontaktsystem 9 weist nicht weiter dargestellte Trennkontakte zur Kontaktierung mit schaltfeld- oder schaltschrankfesten Stromschienen auf. Das zweite Kontaktsystem 9 ist über einen aus Gründen der Über sichtlichkeit nicht gezeigten Schieberblech als Teil einer zweiten Verfahrmechanik 8 verfahrbar angeordnet. Die zweite Verfahrmechanik 8 kann, wie auch die erste Verfahrmechanik 10, über die Antriebseinheit 6 betätigt werden. Zudem weist die zweite Verfahrmechanik 8 eine untere Schubstange 81 und eine obere Schubstange 82 jeweils mit einer Außenverzahnung auf. Die Verzahnungen sind im Eingriff mit Verzahnungen der in der Antriebseinheit 6 aufgenommenen Schaltwellen. Dies ist im Beispiel der 7 im Detail dargestellt. Die Schubstangen 81, 82 sind im Beispiel der vorliegenden 2 über Umlenkeinheiten 83, wie z. B. Zahnscheiben, sowie Schiebeelementen 84 zum Verfahren des Schieberbleches bzw. des zweiten Kontaktsystems 9 verbunden.
In der Zugangsöffnung 67 der Antriebseinheit 6 ist ein Betätigungswerkzeug 12a, 12b eingesteckt. Je nach Betätigungswerkzeug 12a, 12b können die Schaltwellen zum Einstellen einer Trenn- oder Teststellung sowie einer Trenn- oder Betriebsstellung verdreht werden.
3 zeigt beispielhaft eine Antriebseinheit 6 zur Aufnahme zweier Schaltwellen sowie eines Anzeigemittels in einer perspektivischen Darstellung gemäß der Erfindung.
Die Antriebseinheit 6 setzt sich aus einem Frontteil 61, einem Oberteil 62 sowie einem Unterteil 63 zusammen. Im Inneren und daher in dieser Darstellung nicht sichtbar sind konzentrische Schaltwellen aufgenommen, mittels der die beiden Kontaktsystemen 9, 11 zum Einstellen einer Trenn-, Test- oder Betriebsstellung 0, TEST, 1 verfahren werden können.
Im Frontteil 61 der Antriebseinheit 6 bzw. an der Frontseite FS des Geräteeinschubs 1 ist die Zugangsöffnung 67 zum Einstecken eines Betätigungswerkzeugs 12a, 12b zum Antreiben der dahinterliegenden Schaltwellen angeordnet. Im oberen Teil des Frontteils 61 ist das Sichtfenster 64 für die Anzeige der jeweiligen Schaltstellung 0, TEST, 1 erkennbar. Das Sichtfenster 64 kann eine durchsichtige Scheibe, insbesondere eine Kunststoffscheibe, aufweisen. Im mittleren Bereich des Frontteils 61 ist die Zugangsöffnung 67 erkennbar, welche mittels eines Handschiebers verschließbar ist. In der vorliegenden 3 ist lediglich die Aufnahme 69 für den Handschieber zu sehen. Im unteren Teil des Frontteils 61 ist ein Verschlussteil 66 mit einer Verschlussöffnung 68 erkennbar. Im zugeschobenen Zustand des Handschiebers liegt eine Öffnung im Griffstück des Handschiebers genau über der Verschlussöffnung 68, so dass der Handschieber durch ein Vorhängeschloss gegen ein unbefugtes Aufschieben gesichert werden kann.
Die gezeigte Antriebseinheit 6 ragt durch eine dazu korrespondierende Frontplattenöffnung OF.
4 zeigt eine Frontansicht der Antriebseinheit 6 gemäß 3. In dieser Darstellung ist teilweise eine Anzeigefläche AF des erfindungsgemäßen Anzeigemittels 74 im Sichtfenster 64 zu sehen. 4 zeigt dabei genau eines von drei möglichen Anzeigefeldern F1–F3, nämlich das Anzeigefeld F2 mit der Beschriftung TEST zur Kennzeichnung der hier beispielhaft eingestellten Trennstellung 0.
5 und 6 zeigen zwei Betätigungswerkzeuge 12a, 12b zum Antrieb der Antriebseinheit 6.
Die beiden schlüsselförmigen Betätigungswerkzeuge 12a, 12b weisen jeweils einen Handgriff 13 sowie ein zylindrisches Teil mit jeweils einer Mitnehmernase 14a, 14b auf. Das erste Betätigungswerkzeug 12a weist eine im Vergleich zum zweiten Betätigungswerkzeug 12b längere Mitnehmernase 14a auf. Diese ist so bemessen, dass beide Schaltwellen bei Aufbringung eines Drehmoments gemeinsam verdreht werden können. Dagegen weist das zweite Betätigungswerkzeug 12b eine vergleichsweise kürzere Mitnehmernase 14b auf, so dass nur eine Schaltwelle in Drehung versetzt werden kann. Die nachfolgende 7 zeigt dies im Detail.
7 zeigt eine Explosionsdarstellung der Antriebseinheit 6 gemäß 3. Im oberen Teil der 7 ist das Oberteil 62, im rechten unteren Teil der 7 das Unterteil 63 der Antriebseinheit 6 zu sehen.
Zwischen den beiden Gehäuseteilen 62, 63 sind die zwei Schaltwellen 71, 72 gelagert. Die äußere Schaltwelle 71 ist konzentrisch, das heißt koaxial zur inneren Schaltwelle 72 angeordnet. Beide Schaltwellen 71, 72 weisen jeweils eine tangentiale Außenverzahnung 70 in Form von Zahnrädern auf. Ineinander geschoben liegen die beiden Verzahnungen 70 axial benachbart. Mit „axial" ist dabei eine Richtung parallel zu der gemeinsamen Drehachse DA der beiden Schaltwellen 71, 72 bezeichnet. Die äußere Schaltwelle 71 ist mechanisch mit dem ersten Kontaktsystem 11 zum Einstellen einer Trenn- oder Teststellung 0, TEST verbunden. Die innere Schaltwelle 71 ist mechanisch mit dem zweiten Kontaktsystem 9 zum Einstellen einer Trenn- oder Betriebsstellung 0, 1 verbunden.
Zwischen den beiden Schaltwellen 71, 72 und dem Oberteil 62 ist erfindungsgemäß das Anzeigemittel 74 in Form eines Anzeigeschiebers angeordnet, wobei der Anzeigeschieber 74 bereits über eine Druckfeder 73 gehäuseseitig vorgespannt ist, so dass dieser in etwa radialer Richtung zur Drehachse DA der Schaltwellen 71, 72 gedrückt wird. Nach Zusammenfügen des Oberteils 62, des Unterteils 63 mit den dazwischenliegenden Schaltwellen 71, 72, dem Anzeigemittel 74 und der Druckfeder 73 wird die Antriebseinheit 6 durch Einschnappen des Frontteils 61 zu einer Baueinheit fixiert. Das Anzeigemittel 74 ist ferner im Geräteeinschub 1 bzw. in der Antriebseinheit 6 zur Anzeige der jeweiligen Schaltstellung 0, TEST, 1 mit einer nahe am Sichtfensters 64 an der Frontseite FS bzw. nahe am Sichtfenster 64 im Frontteil 61 der Antriebseinheit 6 angeordneten Anzeigefläche AF angeordnet.
Weiterhin ist erfindungsgemäß zumindest eine Ausnehmung 78, 79 und/oder eine Erhebung 76 nahe an einem der Zugangsöffnung 67 gegenüberliegenden axialen Ende AE der Schaltwellen 71, 72 angeordnet. Im Beispiel der 7 ist jeweils eine Ausnehmung 78, 79 in den Schaltwellen 71, 72 eingebracht. Der Anzeigeschieber 74 ist weiterhin gemäß der Erfindung parallel zur Frontplatte 4 bewegbarer angeordnet, wobei dessen Anzeigefläche AF dem Sichtfenster 64 gegenüberliegend angeordnet ist.
Die Abmessungen des Sichtfensters 64 sowie der zumindest einen Ausnehmung 78, 79 und/oder der Erhebung 76 sind erfindungsgemäß derart aufeinander abgestimmt, dass die eingestellte Schaltstellung 0, TEST, 1 jeweils mit einem im Sichtfenster 64 sichtbaren korrespondierenden Anzeigefeld F1–F3 der Anzeigefläche AF übereinstimmt. Die äußere Schaltwelle 71 der beiden Schaltwellen 71, 72 weist dabei eine erste Ausnehmung 78 auf. Die innere Schaltwelle 72 eine im Vergleich dazu tiefere, zweite Ausnehmung 79 auf.
8 und 9 zeigen den Anzeigeschieber 74 gemäß 7 in einer Trennstellung 0 des Geräteeinschubs 1. In 8 ist eine Draufsicht auf die beiden axial ineinander geschobenen Schaltwellen 71, 72 zu sehen. Mit AE ist das untere axiale Ende der Schaltwellen 71, 72 bezeichnet, welches der Zugangsöffnung 67 gegenüberliegt. Etwa in diesem axialen Bereich wird das Anzeigemittel 74 durch die Erhebung 76 an der Außenseite der äußeren Schaltwelle 71 maximal ausgelenkt.
In 9 ist eine Schnittdarstellung durch die Schaltwellen 71, 72 entlang der Schnittlinie IX-IX in 8 gezeigt. In dieser Darstellung ist gut erkennbar, wie die nockenförmige Erhebung 76 den Anzeigeschieber 74 in einer Ruhedrehstellung derart auslenkt, dass im Sichtfenster 64 das mit der Trennstellung 0 korrespondierende erste Anzeigefeld F1 sichtbar ist. Der eingezeichnete Pfeil mit dem Bezugszeichen AP gibt die Position des selbst nicht dargestellten Sichtfensters 64 an. Im Beispiel der 8, 9 weist der Anzeigeschieber 74 bereits eine Abtastnase 75 zum Abtasten der zumindest einen Ausnehmung 78, 79 und/oder der Erhebung 76 auf.
10 und 11 zeigen den Anzeigeschieber 74 gemäß 7 in einer Teststellung TEST des Geräteeinschubs 1. Diese Schaltstellung wird erreicht, indem die äußere Schaltwelle 71 mittels des zweiten Betätigungswerkzeugs 12b mit der kurzen Mitnehmernase 14b um 180° im Uhrzeigersinn gedreht wird. Eine maximal vorgebbare mögliche Drehung zwischen einer Ruhedrehstellung und einer Arbeitsdrehstellung wird durch einen an der äußeren Schaltwelle 71 angeordneten Riegel 77 als Drehanschlag für beide Schaltwellen 71, 72 erreicht. Die entsprechenden Gegenanschläge sind im Unterteil 63 der Antriebseinheit 6 angeordnet. Der Riegel 77 ist dabei zur Erhebung 76 axial versetzt angeordnet.
Wie die Schnittdarstellung XI-XI in 11 im Vergleich zu den vorangegangenen 8, 9 zeigt, taucht der Anzeigeschieber 74 nun bei einer Arbeitdrehstellung der äußeren Schaltwelle 71 und bei einer Ruhedrehstellung der inneren Schaltwelle 72 derart in die Ausnehmungen 78, 79 ein, dass im Sichtfenster 64 das mit der Teststellung TEST korrespondierende zweite An zeigefeld F2 sichtbar ist. Sowohl die beiden Ausnehmungen 78, 79 sowie die Erhebung 76 befinden sich an einer gleichen axialen Position in Bezug auf die gemeinsame Drehachse DA der beiden Schaltwellen 71, 72.
12 und 13 zeigen den Anzeigeschieber 74 gemäß 7 in einer Betriebsstellung 1 des Geräteeinschubs 1. Diese Schaltstellung wird erreicht, indem die äußere und die innere Schaltwelle 71, 72 zugleich mittels des ersten Betätigungswerkzeugs 12a mit der langen Mitnehmernase 14a um 180° im Uhrzeigersinn gedreht werden.
Wie die Schnittdarstellung XIII-XIII in 13 zeigt, taucht der Anzeigeschieber 74 nun bei einer Arbeitstellung beider Schaltwellen 71, 72 derart in die Ausnehmungen 78, 79 ein, dass im Sichtfenster 64 das mit der Betriebsstellung 1 korrespondierende dritte Anzeigefeld F3 sichtbar ist.
Durch die Kombination von Erhebung 76 und den beiden Ausnehmungen 78, 79 wird im Vergleich zum Durchmesser der äußeren Schaltwelle 71 (ohne Verzahnung) ein vergleichsweise großer Stellweg ermöglicht. Der Stellweg entspricht in etwa dem radialen Abstand von der maximalen radialen Erstreckung der Erhebung 76 und der minimalen radialen Tiefe der zweiten Ausnehmung 79 und beträgt ca. 8 mm. Ein Vergleich mit dem Stand der Technik gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 296 16 546 U1 zeigt, dass die dortigen radial gestuften Ausnehmungen zu klein sind, um einen ausreichend großen Stellweg für die Anzeige zu ermöglichen. Bei der dortigen Lösung resultiert lediglich ein Stellweg von ca. 2 bis 3 mm. Dieser Umstand macht folglich ein Hebelsystem zur Vergrößerung des abgetasteten Stellweges und zusätzlich ein optisches Vergrößerungssystem in Form einer Linse im Bereich des Sichtfensters erforderlich. Diese zusätzlichen ungenauen und „stellwegvergrößern den" Maßnahmen entfallen in vorteilhaftere Weise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1: Geräteeinschub, Einschubkassette
2: Gehäuse
3: Grundplatte
4: Frontplatte, Bedienfront
5: Rückwand
6: Antriebseinheit
8: zweite Verfahrmechanik
9: zweites Kontaktsystem
10: erste Verfahrmechanik, Strebe mit Verzahnung, Schubstange mit Verzahnung
11: Steuerstecker, erstes Kontaktsystem
12a, 12b: Betätigungswerkzeug, Hilfswerkzeug, Antriebsschlüssel
13: Handgriff
14a, 14b: Mitnehmernase
15: Handhabe des Hauptschalters
60: Aussparung für Mitnehmernase
61: Frontteil
62: Oberteil
63: Unterteil
64: Sichtfenster
65: Handschieber
66: Verschlussteil
67: Zugangsöffnung, Kurbelöffnung, Durchgangsöffnung
68: Verschlussöffnung
69: Aufnahme für Handschieber
70: Verzahnung, Zähne, Zahnrad
71: äußere Schaltwelle
72: innere Schaltwelle
73: Druckfeder, Zylinderfeder
74: Anzeigemittel, Anzeigeschieber
75: Abtastnase
76: Nocken
77: Riegel
78: Aussparung in äußerer Schaltwelle
79: Aussparung in innerer Schaltwelle
81: untere Schubstange mit Verzahnung, untere Zahnstange
82: oberer Schubstange mit Verzahnung, obere Zahnstange
83: Umlenkelement, Zahnrad
84: Schiebeelement
100: Schaltschrank
101: Schaltschrankgerüst
0, 1, TEST: Schaltstellungen
0: Trennstellung
1: Betriebsstellung
TEST: Teststellung
AE: axiales Ende der Schaltwellen
AF: Anzeigefläche
AP: Anzeigeposition
DA: Drehachse der Antriebseinheit
ER: Einschubrichtung
F1: Anzeigefeld „1"
F2: Anzeigefeld „TEST"
F3: Anzeigefeld „0"
FS: Frontseite
OF: Frontplattenöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 29616546 U1 [0002, 0015, 0064]

Claims

Geräteeinschub für eine elektrische Schaltanlage, insbesondere für einen Schaltschrank (100), mit durch konzentrische Schaltwellen (71, 72) betätigbaren Kontaktsystemen (9, 11) zum Einstellen einer Trenn-, Test- oder Betriebsstellung (0, TEST, 1), mit einer Zugangsöffnung (67) an einer Frontseite (FS) zum Einstecken eines Betätigungswerkzeugs (12a, 12b) zum Antreiben der dahinterliegenden Schaltwellen (71, 72) und mit einem im Geräteeinschub angeordneten Anzeigemittel (74) zur Anzeige der jeweiligen Schaltstellung (0, TEST, 1) mit einer nahe an einem Sichtfensters (64) an der Frontseite (FS) angeordneten Anzeigefläche (AF), wobei das Anzeigemittel (74) über zumindest eine am Umfang der Schaltwellen (71, 72) angeordnete Ausnehmung (78, 79) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die zumindest eine Ausnehmung (78, 79) und/oder eine Erhebung (76) nahe an einem der Zugangsöffnung (67) gegenüberliegenden axialen Ende (AE) der Schaltwellen (71, 72) angeordnet ist, – das Anzeigemittel (74) ein parallel zur Frontseite (FS) bewegbarer Anzeigeschieber ist, dessen Anzeigefläche (AF) dem Sichtfenster (64) gegenüberliegend angeordnet ist und – die Abmessungen des Sichtfensters (64) sowie der zumindest einen Ausnehmung (78, 79) und/oder Erhebung (76) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die eingestellte Schaltstellung (0, TEST, 1) jeweils mit einem im Sichtfenster (64) sichtbaren korrespondierenden Anzeigefeld (F1–F3) der Anzeigefläche (AF) übereinstimmt.
Geräteeinschub nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschieber (64) eine Abtastnase (75) zum Abtasten der zu mindest einen Ausnehmung (78, 79) und/oder Erhebung (76) aufweist.
Geräteeinschub nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schaltwelle (71) mechanisch mit einem ersten Kontaktsystem (11) zum Einstellen einer Trenn- oder Teststellung (0, TEST) verbunden ist.
Geräteeinschub nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schaltwelle (71) eine Erhebung (76) aufweist, die bei einer Ruhedrehstellung den Anzeigeschieber (74) derart auslenkt, dass im Sichtfenster (64) das mit der Trennstellung (0) korrespondierende erste Anzeigefeld (F1) sichtbar ist.
Geräteeinschub nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schaltwelle (71) mechanisch mit dem zweiten Kontaktsystem (9) zum Einstellen einer Trenn- oder Betriebsstellung (0, 1) verbunden ist.
Geräteeinschub nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass – die äußere Schaltwelle (71) eine erste Ausnehmung (78) aufweist und dass die innere Schaltwelle (72) eine im Vergleich dazu tiefere, zweite Ausnehmung (79) aufweist, – der Anzeigeschieber (74) bei einer Arbeitsdrehstellung der äußeren Schaltwelle (71) und in einer Ruhedrehstellung der inneren Schaltwelle (72) derart in die Ausnehmungen (78, 79) eintaucht, dass im Sichtfenster (64) das mit der Teststellung (TEST) korrespondierende zweite Anzeigefeld (F2) sichtbar ist, und – der Anzeigeschieber (74) in einer Arbeitsdrehstellung beider Schaltwellen (71, 72) derart in die Ausnehmungen (78, 79) eintaucht, dass im Sichtfenster (64) das mit der Betriebsstellung (1) korrespondierende dritte Anzeigefeld (F3) sichtbar ist.
Geräteeinschub nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schaltwelle (71) einen Riegel (77) als Drehanschlag für beide Schaltwellen (71, 72) aufweist, wobei der Riegel (77) zur Erhebung (76) axial versetzt ist.
Geräteeinschub nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (76) ein Nocken ist.
Geräteeinschub nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschieber (74) durch eine Druckfeder (73) vorgespannt ist.
Geräteeinschub nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltwellen (71, 72) eine Außenverzahnung (70) zum Betätigen der Kontaktsysteme (9, 11) aufweisen.
Geräteeinschub nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltwellen (71, 72), das Anzeigemittel (74) und das Sichtfenster (64) in einem Gehäuse einer Antriebseinheit (6) aufgenommen sind.
Geräteeinschub nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (6) ein Frontteil (61) zum Einsetzen der Antriebseinheit (6) in eine dazu korrespondierende Frontplattenöffnung (OF) aufweist.