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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebswelle und einen Antrieb mit einer Antriebswelle für einen elektrischen Schalter, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5.
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In elektrischen Systemen werden üblicherweise elektrische Schalter verwendet, wobei über das Öffnen eines entsprechenden elektrischen Kontaktes der elektrische Stromkreis unterbrochen wird, um das System, die Last und die Anwender zu schützen und um elektrische Störungen und Fehlaktionen zu vermeiden. Normalerweise werden Öffnen und erneutes Schließen des elektrischen Kontaktes über eine geeignete Antriebsvorrichtung verwirklicht. Gegenwärtig erfolgen die Durchführung von Öffnen und Schließen des elektrischen Schalters hauptsächlich mit Hilfe einer Hauptfeder als Antriebskraft, wobei die Antriebswelle letztlich an die Position für Öffnen oder Schließen des Schalters gedrückt wird. Bei Durchführung der Operation des Öffnens beziehungsweise Schließens des Schalters unterliegt das Bedienungspersonal einer relativ großen Stoßbelastung.
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Das
US-Patent 5861784 offenbart eine manuelle Übersteuerungsvorrichtung für elektrische Schalter. Bei der betreffenden Vorrichtung wird zwischen Antriebszahnrad und Gleitvorrichtung eine Torsionsfeder vorgesehen, wobei beide Enden der betreffenden Torsionsfeder befestigt werden, was dazu dient, die Stabilität der relativen Positionen von Hauptfeder und Zahnrad aufrecht zu erhalten. Die betreffende Torsionsfeder wird jedoch nicht an der Antriebswelle vorgesehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Antriebswelle eines elektrischen Schalters, bei welcher vermieden wird, dass das Bedienungspersonal bei Durchführung der Operation des Öffnens und Schließens des Schalters starker Stoßbelastung ausgesetzt ist. Auf diese Weise erfolgt die Bedienung auf komfortable Weise und die Antriebswelle weist beim Öffnen beziehungsweise Schließen des Schalters eine deutlich stabilere Position mit relativ exakter Positionierung auf.
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Die Lösung sieht bezogen auf die Antriebswelle und den Antrieb vor, dass die Antriebswelle aus einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung und umgekehrt drehbar ist und dabei mit einem Gleitteil zusammenwirkt, dass das Nockenradteil im Gleitteil verschwenkbar angeordnet ist, dass an dem Nockenradteil eine quer zur Längsachse des Wellenkörpers verlaufende Nut angeordnet ist, in die eine Feder eingesetzt ist, deren erstes und zweites Ende aus der Nut herausragt, wobei es sich bei dem ersten Ende um das Ende handelt, das in der Schließstellung an dem Gleitteil anliegt, während das zweite Ende keinen Kontakt mit dem Gleitteil hat, und wobei es sich bei dem zweiten Ende um das Ende handelt, das in der Öffnungsstellung an dem Gleitteil anliegt, während das erste Ende keinen Kontakt mit dem Gleitteil hat, und wobei jeweils ein Ende im Verlauf der Drehbewegung der Antriebswelle Kontakt zum Gleitteil aufnimmt, während das andere Ende von diesem getrennt wird. Wenn der elektrische Schalter zwischen Schalteröffnen und Schalterschließen umschaltet, kann die am unteren Ende der Antriebswelle angebrachte Feder die Funktion eines Puffers wahrnehmen, außerdem bei im Öffnungszustand oder Schließzustand befindlichem Schalter die Funktion der Stabilisierung der Position der Antriebswelle.
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Bei einer anderen Antriebswelle eines elektrischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung weisen die beiden Enden der Feder beide einen gebogenen Teil auf.
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Bei einer weiteren Antriebswelle eines elektrischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Feder um eine Torsionsfeder.
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Bei einer weiteren Antriebswelle eines elektrischen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich bei der Feder um eine Einrastfeder handeln.
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Wenn das Bedienpersonal die Antriebswelle durch Drehen aus der Position zum Schalteröffnen beziehungsweise Schalterschließen in die Position zum Schalterschließen beziehungsweise Schalteröffnen bewegt, wird wegen der Wirkung der am Ende der Antriebswelle angebrachte Feder beim Drehen der Antriebswelle das Gleitteil der gemeinsamen Wirkung der Federkraft der Feder und der Schubkraft des Nockenradteils ausgesetzt, so dass das Gleitteil zum Verlassen der ursprünglichen Position zum Schalteröffnen beziehungsweise Schalterschließen angeschoben wird. Auf diese Weise erfolgt zunächst die Aktion der Hauptfeder des elektrischen Schalters und anschließend die gemeinsame Aktion von erfindungsgemäßer Feder und Nockenrad. Dadurch erfolgt eine komfortablere Bedienung. Wenn die Antriebswelle das Gleitteil annähernd zu der Position von Schalteröffnen beziehungsweise Schalterschließen bewegt hat, weist das andere Ende der Feder Kontakt mit dem Gleitteil auf, die an der Feder in der der Bewegung des Gleitteils entgegen gesetzten Richtung auftretende Federkraft vermindert die an der Antriebswelle wirkende Stoßbelastung und sorgt somit für eine komfortablere Bedienung.
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Außerdem unterliegt ein Ende der an der Antriebswelle vorgesehenen Feder bei in Schalteröffnen beziehungsweise Schalterschließen befindlichem Zustand des elektrischen Schalters dem Schub durch das Gleitteil, so dass die Antriebswelle gedreht wird und exakt die Position von Schalteröffnen beziehungsweise Schalterschließen einnimmt und an der betreffenden Position stabilisiert wird.
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Nachstehend aufgeführt erfolgt anhand der Figuren eine Be schreibung der Erfindung:
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Bei 1 handelt es sich um die dreidimensionale Darstellung der Antriebswelle eines elektrischen Schalters,
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bei 2 um die Darstellung einer Feder in der Antriebswelle gemäß 1,
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bei 3 sich um die Darstellung einer alternativen Feder gemäß 2,
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bei 4 um die Darstellung der Antriebswelle gemäß 1 in der Schließposition und
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bei 5 um die Darstellung der Antriebswelle eines elektrischen Schalters in der Öffnungsposition.
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Wie in 1 gezeigt, weist die Antriebswelle 10 einen Wellenkörper 12 und ein an einem Ende des Wellenkörpers 12 ein Nockenradteil 14 auf, wobei an dem Nockenradteil 14 eine senkrecht zur Längsachse des Wellenkörpers 12 und entlang der Peripherie des Nockenradteils 14 verlaufende Einlegerille 16 sowie eine in der Einlegerille 16 befindliche Feder 18 vorgesehen ist. Die Feder 18 weist zwei aus der Einlegerille 16 herausragende Enden auf, wobei es sich bei dem einen Ende um das der Schließstellung der Antriebswelle 10 entsprechende Ende 182 und bei dem anderen Ende um das der Öffnungsstellung der Antriebswelle 10 entsprechende Ende 184 handelt.
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Bei 2 handelt es sich um die Darstellung der Feder 18, die hier als Torsionsfeder ausgebildet ist. Die Feder 18 weist zwei Enden auf. Bei der Feder 18 kann es sich aber auch um eine Einrastfeder handeln.
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Nachstehend aufgeführt erfolgt anhand von 4 und 5 eine detaillierte Beschreibung der Drehung der Antriebswelle 10 des elektrischen Schalters von der Schließstellung in die Öffnungsstellung.
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Wie in 4 gezeigt, wirkt die Antriebswelle 10 mit einem Gleitteil 20 zusammen, wobei das Nockenradteil 14 sich in dem Gleitteil 20 befindet. Wenn sich der elektrische Schalter in der in 4 gezeigten Schließposition befindet, hält das Ende 182 der Feder 18 Kontakt mit dem Gleitteil 20, während das Ende 184 keinen Kontakt mit dem Gleitteil 20 hat. Wenn sich der elektrische Schalter in der in 5 gezeigten Öffnungsposition befindet, hält das Ende 184 Kontakt mit dem Gleitteil 20, während das Ende 182 keinen Kontakt mit dem Gleitteil 20 hat.
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Bei der in 4 gezeigten Schließposition drückt das Gleitteil 20 das Ende 182 der Feder 18 in der in 4 gezeigten Abwärtsrichtung nieder, so dass die Feder 18 Energie speichert und über eine elastische Rückstellkraft in der in 4 gezeigten Aufwärtsrichtung verfügt. Wenn der Betriebszustand des elektrischen Schalters ein Umschalten von der Schließposition (dem Zustand zum Schließen des Schalters) in die Öffnungsposition (dem Zustand des Öffnens des Schalters) erforderlich ist, dreht das Bedienungspersonal die Antriebswelle 10 in der in 4 gezeigten Pfeilrichtung, wodurch das an einem Ende der Antriebswelle 10 befindliche Nockenradteil 14 wird mitgedreht, bewegt sich nach oben und veranlasst eine Aufwärtsbewegung des Gleitteils 20. Die Federkraft an dem Ende 182 übt gleichzeitig mit der Aufwärtsbewegung des Gleitteils 20 einen Schub auf die Antriebswelle 10 aus. Dadurch kann die Antriebswelle 10 eine große Kraft auf das Gleitteil 20 ausüben. Weil die Richtung der elastischen Rückstellkraft des Endes 182 und die Richtung der Bewegung des Gleitteils 20 übereinstimmen, puffert die Feder 18 die Reaktionskraft des Gleitteils 20 auf die Antriebswelle 10 ab und gestaltet die Bedienung komfortabler.
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Das Bedienungspersonal dreht die Antriebswelle 10 weiter in der in 4 vom Pfeil gezeigten Richtung, so dass das Ende 182 und das Gleitteil 20 den Kontakt vollständig verlieren und die gespeicherte Energie der Feder 18 freigesetzt wird. Das Gleitteil 20 wird unter der Schubwirkung des Nockenradteils 14 mit hoher Geschwindigkeit nach oben bewegt, so dass der elektrische Schalter in die in 5 gezeigte Öffnungsposition gebracht wird. Während der elektrische Schalter in die Öffnungsposition gebracht wird, kommt es zum Kontakt zwischen dem Ende 184 der Feder 18 und dem Gleitteil 20. Unter Einwirkung der Federkraft unterliegt das Gleitteil 20 während des Kontaktes zwischen dem Ende 184 und dem Gleitteil 20 der in 5 gezeigten Wirkung in Abwärtsrichtung und verhindert, dass bei Eintritt der Antriebswelle 10 in die Öffnungsposition die aus der Aufwärtsbewegung des Gleitteils 20 resultierende große Kraft gedämpft auf die Antriebswelle 10 wirkt, um die Bedienperson nicht übermäßiger Stoßbelastung auszusetzen, was die Bedienung komfortabler gestaltet.
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Wenn die Antriebswelle 10 umgekehrt von der in 5 gezeigten Öffnungsposition entlang der Pfeilrichtung in die Schließposition gemäß 4 gedreht wird, ist der Betriebsablauf genau umgekehrt.
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Aus den in 4 und 5 gezeigten relativen Positionen der Feder 18 und des Gleitteils 20 ist ersichtlich, dass bei Stellung des elektrischen Schalters in der Schließposition beziehungsweise Öffnungsposition die Elastizität des Endes 182 beziehungsweise des Endes 184 eine Kraft zur Trennung vom Gleitteil 20 erzeugt, wobei diese Kraft einen Schub auf die Antriebswelle 10 zu deren stabiler Befestigung in der Öffnungsposition beziehungsweise Schließposition ausübt und verhindert, dass die Antriebswelle 10 beliebig von ihrer Arbeitsposition abweicht.
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Des weiteren weisen bei einer anderen Antriebswelle 10 das Ende 182 und das Ende 184 sämtliche, wie in 2 und 3 gezeigt, einen gebogenen Teil auf, so dass bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 10 das Ende 182 und das Ende 184 der Feder 18 sanft und problemlos Kontakt zum Gleitteil 20 aufnehmen beziehungsweise von diesem getrennt werden.
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Daraus ist ersichtlich, dass bei der Drehung der Antriebswelle 10 durch das Bedienpersonal von Öffnungsposition beziehungsweise Schließposition zu der Schließposition beziehungsweise Öffnungsposition unter Einwirkung der Feder 18 das Gleitteil 20 bei Drehung der Antriebswelle 10 der gemeinsamen Wirkung aus der Federkraft der Feder 18 und der Schubkraft des Nockenradteils 14 unterliegt. Wenn das Gleitteil 20 durch Schub die ursprüngliche Öffnungsposition beziehungsweise Schließposition verlässt, kann die Feder 18 dem Bedienungspersonal allmählich steigenden Widerstand vermitteln, was die Bedienung komfortabler gestaltet. Wenn die Antriebswelle 10 ebenso das Gleitteil 20 zu der Schließposition beziehungsweise Öffnungsposition mitbewegt, weist das andere Ende der Feder 18 jeweils Kontakt mit dem Gleitteil 20 auf und die an der Feder 18 in der der Bewegungsrichtung des Gleitteils 20 entgegen gesetzten Richtung aufgebaute Federkraft vermindert die auf die Antriebswelle 10 wirkende Stoßbelastung und gestaltet auf gleiche Weise die Bedienung komfortabler.
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Außerdem wirkt bei in Öffnungsposition beziehungsweise Schließposition befindlichem Schalter die Schubkraft der Feder 18 auf die Antriebswelle 10, so dass die Antriebswelle 10 an das Gleitteil 20 des elektrischen Schalters angedrückt wird und die Öffnungsstellung beziehungsweise Schließstellung stabilisiert.
