DE10210228A1 - Mehrphasiger Schalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen Schalter zum Umschalten eines Verbraucheranschlusses von einem ersten stromliefernden Netz auf ein zweites stromlieferndes Netz und umgekehrt, beispielsweise von Netz- auf Notstrom. Der Schalter umfaßt eine in einem Gehäuse angeordnete verschiebbare Schaltleiste mit mindestens der Phasenanzahl entsprechenden Kontaktbrücken zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen jeweils einer der Eingangskontaktleisten und der Ausgangskontaktleiste. Die Eingangskontaktleisten liegen auf der einen Seite und die Ausgangskontaktleiste auf der gegenüberliegenden Seite der Schaltleiste. Die Schaltleiste wird erfindungsgemäß mittels eines Kurvenelements vertikal verschieblich ausgeführt und ist über einen federbelasteten Nockenstern in den verschiedenen Schaltstellungen rastend gehalten. Die Ausgangskontaktleiste weist U-förmige Kontaktstücke auf, wobei die Innenseiten der U-Schenkel je nach Schaltstellung mit einem ersten Ende der jeweiligen Kontaktbrücke in Verbindung stehen. Die erste Eingangskontaktleiste umfaßt untere und die zweite Eingangskontaktleiste obere Kontaktstücke, wobei die Kontaktstücke je nach Schalterstellung mit einem zweiten Ende der jeweiligen Kontaktbrücke in elektrischer Verbindung stehen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen Schalter zum Umschalten eines Verbraucheranschlusses von einem ersten stromliefernden Netz auf ein zweites stromlieferndes Netz und umgekehrt, beispielsweise von Netz- auf Notstrom, umfassend eine in einem Gehäuse angeordnete verschiebbare Schaltleiste mit mindestens der Phasenanzahl entsprechenden Kontaktbrücken zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen jeweils einer der Eingangskontaktanordnungen und der Ausgangskontaktanordnung, wobei die Eingangskontaktanordnungen auf einer Seite und die Ausgangskontaktanordnung auf der gegenüberliegenden Seite der Schaltleiste befindlich sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Mehrphasige oder mehrpolige Schalter zum Umschalten des Verbraucheranschlusses von einem ersten stromliefernden Netz auf ein zweites stromlieferndes Netz und umgekehrt sind bekannter Stand der Technik. Beispielsweise sei hier auf die DE 195 04 747 C2 verwiesen. Um die Umschaltung des Verbrauchers gemäß dortiger Lösung von einem der Netze auf das andere Netz zu erreichen, ist vorgesehen, daß Schaltkontakte der Verbraucheranschlüsse in Abständen voneinander und nebeneinander in einer ersten Reihe angeordnet sind und daß in einer zweiten Reihe Schaltkontakte der Anschlüsse des ersten und des zweiten Netzes im Abstand voneinander und nebeneinander befindlich angeordnet werden. Die Schaltkontaktreihen verlaufen zueinander parallel und besitzen voneinander einen Abstand und es sind Überbrückungskontakte vorgesehen, welche die erste und zweite Reihe entweder miteinander elektrisch verbinden oder voneinander trennen, wobei die Brücken in einer Richtung parallel zu den Schaltkontaktreihen lateral verschieblich angeordnet sind. Die Verschiebebewegung wird mit einem Betätigungshebel erreicht, dessen Hebelarm sich von einer Betätigungsachse seitlich erstreckt, um den gewünschten Verschiebeweg zu erhalten. Die horizontale bzw. laterale Verschiebung der Brücken zieht bei mehrphasigen Anordnungen auch unter Berücksichtigung der notwendigen Abstände zwischen den Kontaktgegenstücken erheblichen Bauraum mit Blick auf die Längsausdehnung entsprechender Schaltanordnungen nach sich.
• Eine ähnliche Schaltanordnung ist in der DE 43 05 746 A1 offenbart. Auch dort sind zwei Schaltleisten nebeneinander und parallel zueinander befindlich. Beide Schaltleisten sind in ihrer Längsrichtung verschiebbar, wodurch entsprechende Anschlußkontakte geschaltet werden. Dabei sind die von den Schaltleisten geschalteten Kontakte nebeneinander in einer Reihe angeordnet.
• Um eine Umschaltung des Verbraucheranschlusses von einem Netz zu einem anderen zu erreichen, sind auch sogenannte Nockenschalter bekannt. Verwiesen sei hier auf den Prospekt der Firma Sontheimer Elektroschaltgeräte GmbH. Bei diesen Nockenschaltern erstrecken sich die Schaltkontakte zu beiden Seiten des Nockens wiederum mit der Folge eines entsprechenden Bauraums in Längsausdehnung des Schaltergehäuses.
• Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten mehrphasigen Schalter zum Umschalten eines Verbraucheranschlusses von einem ersten stromliefernden Netz auf ein zweites stromlieferndes Netz und umgekehrt anzugeben, welcher mit möglichst wenig bewegten Teilen auskommt, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. Weiterhin soll der zu schaffende Schalter insbesondere bei den Ein-Schaltzuständen sicher rasten, um die gewünschte Kontaktqualität bei gleichzeitiger hoher Lebensdauer der Anordnung zu gewährleisten. Letztendlich soll der Schalter bzw. das Schaltergehäuse eine möglichst kleine Grundfläche in Anspruch nehmen und insgesamt kleinbauend sein.
• Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem mehrphasigen Schalter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
• Der Grundgedanke der Erfindung besteht demgemäß darin, von einer vertikal verschiebbaren Schaltleiste auszugehen, wobei die Verschiebung durch ein im wesentlichen zylindrisches Kurvenelement erreicht wird, welches am Umfang gegenüberliegende Kurvenschlitze besitzt, deren Geometrie es ermöglicht, die Schaltleiste in drei fixierten Schaltstellungen oder -positionen zu bewegen und dort zu halten.
• Die verschiebbare Schaltleiste wird über einen federbelasteten Nockenstern in den verschiedenen Schaltstellungen rastend gehalten.
• Die Ausgangskontaktleiste oder -anordnung weist U-förmige Kontaktstücke auf, wobei die Innenseiten der U-Schenkel je nach Schaltstellung mit einem ersten Ende der jeweiligen Kontaktbrücke in Verbindung stehen.
• Die erste Eingangskontaktleiste oder -anordnung umfaßt untere und die zweite Eingangskontaktleiste oder -anordnung obere Kontaktstücke, wobei die Kontaktstücke je nach Schaltstellung mit einem zweiten Ende der jeweiligen Kontaktbrücke in elektrischer Verbindung stehen.
• Es bewegt sich also die Schaltleiste mit den mindestens der Phasenanzahl entsprechend vorgesehenen Kontaktbrücken ausgehend von einer Null-Stellung in eine erste Position nach oben oder eine zweite Position vertikal nach unten.
• Je nach oberer oder unterer Schaltposition ist dann entweder eine Verbindung von der ersten Eingangskontaktleiste oder von der zweiten Eingangskontaktleiste zur Ausgangskontaktleiste über die Kontaktbrücken hergestellt.
• Die Schaltleiste wird von einer in das Gehäuse integrierten Vertikalführung gehalten und gleitet in dieser beispielsweise als Nut-Feder-Führung ausgebildeten Halterung.
• Das Kurvenelement ist bevorzugt als Nutkurven- oder Wulstkurvenzylinder ausgebildet, wobei die Schaltleiste mindestens ein Eingriffsglied aufweist, welches mit dem Kurvenglied in Formpaarung steht.
• Der Nockenstern und der Nutkurven- oder Wulstkurvenzylinder kann als einstückiges Bauteil, bevorzugt aus Kunststoff gefertigt werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kurvenglied als durchgehende Nut ausgeführt und das Eingriffsglied weist die Form einer Achse auf, welche sich zwischen zwei von der Schaltleiste vertikal nach oben erstreckenden Fortsätzen befindet. Der Innenabstand der Fortsätze ist dabei um einen vorgegebenen Betrag größer als der Außendurchmesser des Kurvenzylinders. Die vorerwähnte Achse wird also von einem ersten der Fortsätze durch die Nut im Kurvenglied hin zum zweiten der Fortsätze geführt, so daß sich die gewünschte Formpaarung ergibt. Mit einer durch das Gehäuse geführten Betätigungsachse kann dann das Kurvenelement respektive der Nutkurvenzylinder in eine Drehbewegung versetzt werden, wobei dann die Achse in der Nut gleitet und hierbei die Dreh- oder Verschwenkbewegung in eine hin- und hergehende, d. h. vertikale Bewegung der Schaltleiste umgeformt wird.
• Die Schaltleiste kann in einer Ausführungsform mindestens zweiteilig ausgebildet werden, wobei die Kontaktbrücken innerhalb der Schaltleiste beidseitig vertikal federgelagert sind.
• Mindestens in den mit den Gegenkontakten der Kontaktleisten in Verbindung stehenden Bereichen weist die Kontaktbrücke erhabene Abschnitte auf oder besitzt im Längsschnitt eine Wellenform mit abwechselnden konkaven und konvexen Stellen.
• Die Nutkurve geht in ihren Endabschnitten, die jeweils einer der Schaltpositionen entsprechen, in eine halbkreisförmige Gestalt über, wobei der Kreisradius im wesentlichen dem Radius der Achse des Eingriffsglieds entspricht. Auf diese Weise wird die Rastfunktion durch den federbelasteten Nockenstern bei der jeweiligen Schaltstellung weiter verbessert.
• Eine Abwicklung der Nutkurve weist ausgehend von dem vorerwähnten halbkreisförmigen Bereich einen quasi linear ansteigenden Ast auf, welcher dann in eine horizontale Strecke übergeht. Der horizontalen Strecke schließt sich dann wiederum ein linear ansteigender Ast an, welcher in einer Halbkreisform endet.
• Der mit der Erfindung realisierte mehrphasige Schalter besitzt eine besonders kompakte Bauweise und ist durch die wenigen bewegten Teile kostengünstig herstellbar und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.
• Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
• Hierbei zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittdarstellung des mehrphasigen Umschalters gemäß Ausführungsbeispiel;
• Fig. 2 verschiedene Darstellungen des als Nutkurvenzylinder ausgebildeten Kurvenelements mit Nockenstern; und
• Fig. 3 eine Abwicklung der Nutkurve.
• Gemäß Schnittdarstellung nach Fig. 1 weist der Umschalter gemäß Ausführungsbeispiel ein unteres Gehäuseteil 11 und ein oberes Gehäuseteil 12 auf. Im unteren Gehäuseteil 11 befindet sich eine erste Eingangskontaktleiste mit unteren Kontaktstücken 8. Diese unteren Kontaktstücke 8 weisen in an sich bekannter Weise ausgebildete Leitungsklemmen 13 für den elektrischen Außenanschluß auf.
• Das obere Gehäuseteil 12 nimmt eine zweite Eingangskontaktleiste mit oberen Kontaktstücken 9 auf, die ebenfalls über Leitungsklemmen 13 verfügen.
• Die unteren Kontaktstücke 8 und die oberen Kontaktstücke 9 reichen in einen Schaltraum 14 mit ihrem jeweiligen, dem Außenanschluß gegenüberliegenden Ende hinein.
• Eine Schaltleiste 15 ist vertikal im Gehäuse verschieblich gelagert und umfaßt mehrere, mindestens der Phasenanzahl entsprechende Kontaktbrücken 10.
• Die Kontaktbrücken 10 sind innerhalb der Schaltleiste 15 über Federn 16 gelagert.
• Die Ausgangskontaktleiste umfaßt U-förmige Kontaktstücke 5 mit zwei zueinander weisenden Kontaktflächen 6 und 7 an ihren inneren Enden, die innerhalb des Schaltraums 14 befindlich sind.
• Wie mit den Pfeildarstellungen angedeutet, kann sich die Schaltleiste 15 mit den Kontaktbrücken 10 vertikal nach oben bewegen, wobei in diesem Fall eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Eingangskontaktleiste respektive dem jeweiligen oberen Kontaktstück 9 und dem Ausgangskontakt hergestellt ist.
• Bewegt sich die Kontaktleiste 10 über die Null- oder Mittelstellung nach unten, entsteht eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen unteren Kontaktstück 8 und dem U-förmigen Kontaktstück 5, wodurch ein Umschalten von der zweiten Eingangskontaktleiste auf die erste Eingangskontaktleiste realisierbar ist.
• Zur Umformung der Drehbewegung mittels einer Betätigungsachse 3, die durch das Gehäuse geführt ist, in eine für die Lageveränderung der Schaltleiste 15 notwendige Vertikalbewegung ist ein spezieller Nutkurvenzylinder 1 als Kurvenelement vorgesehen. Am oberen Ende des Nutkurvenzylinders 1 angeformt befindet sich ein Nockenstern 2 mit Federsprungwerk zum Rasthalten.
• Das Kurvenglied im Nutkurvenzylinder 1 ist gemäß Ausführungsbeispiel als durchgehende Nut ausgeführt, wobei das Eingriffsglied eine Achse 4 ist, die sich zwischen zwei von der Schaltleiste 15 vertikal nach oben erstreckenden Fortsätzen 17 befindet.
• Die Nutkurve 18 weist in ihren Endabschnitten, die jeweils einer der Schaltpositionen entsprechen, je eine halbkreisförmige Gestalt 19 auf, wobei der Kreisradius im wesentlichen dem Radius der Achse 4 des Eingriffsglieds entspricht.
• Bei einem Verdrehen der Betätigungsachse 3 mittels des nicht gezeigten Betätigungsgriffs wird der Nutkurvenzylinder 1 mitgenommen und folgt der Drehbewegung. Ausgehend von einer Mittelposition der Schaltleiste 15, wie in Fig. 1 gezeigt, gleitet beim Verdrehen die Achse 4 in der Nutkurve und wird hierin geführt und je nach Drehrichtung unter Berücksichtigung der Führung der Schaltleiste 15 im Gehäuse vertikal nach unten oder nach oben bis zur jeweiligen Schaltposition bewegt.
• Durch die quasi Stapelanordnung der ersten und zweiten Eingangskontaktleisten, der im Abstand zwischen den jeweiligen Kontaktstücken 8 und 9 bzw. 5 befindlichen Kontaktbrücken und der rein vertikalen Orientierung der Antriebsmittel kann die Grundfläche des Schaltergehäuses minimiert werden, und zwar bedingt durch die quasi Funktionsverlagerung in die vertikale Ausdehnung hinein. Die Achse 4, die sich zwischen den Fortsätzen 17 der Schaltleiste 15 befindet, dient als Mitnehmerwelle und steht in Formpaarung mit dem Nutkurvenzylinder 1. Bezugszeichenliste 1 Nutkurvenzylinder
  2 Nockenstern
  3 Betätigungsachse
  4 Mitnehmerwelle oder -achse
  5 U-förmige Kontaktstücke
  6; 7 Kontaktflächen der U-förmigen Kontaktstücke 5
  8 untere Kontaktstücke
  9 obere Kontaktstücke
  10 Kontaktbrücken
  11 unteres Gehäuseteil
  12 oberes Gehäuseteil
  13 Leitungsklemmen
  14 Schaltraum
  15 Schaltleiste
  16 Federn in der Schaltleiste
  17 Fortsätze, sich von der Schaltleiste vertikal nach oben erstreckend
  18 Nutkurve
  19 halbkreisförmiger Endbereich der Nutkurve
  

Claims (8)

1. Mehrphasiger Schalter zum Umschalten eines Verbraucheranschlusses von einem ersten stromliefernde n Netz auf ein zweites stromlieferndes Netz und umgekehrt, beispielsweise von Netz- auf Notstrom, umfassend eine in einem Gehäuse angeordnete verschiebbare Schaltleiste mit mindestens der Phasenanzahl entsprechenden Kontaktbrücken zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen jeweils einer der Eingangskontaktanordnungen und der Ausgangskontaktanordnung, wobei die Eingangskontaktanordnungen auf einer Seite und die Ausgangskontaktanordnung auf der gegenüberliegenden Seite der Schaltleiste befindlich sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltleiste mittels eines Kurvenelements vertikal verschieblich und über einen federbelasteten Nockenstern in den verschiedenen Schaltstellungen rastend gehalten ist,
die Ausgangskontaktanordnung U-förmige Kontaktstücke aufweist, wobei die Innenseiten der U-Schenkel je nach Schaltstellung mit einem ersten Ende der jeweiligen Kontaktbrücke in Verbindung stehen, und
die erste Eingangskontaktanordnung untere und die zweite Eingangskontaktanordnung obere Kontaktstücke umfaßt, wobei die Kontaktstücke je nach Schaltstellung mit einem zweiten Ende der jeweiligen Kontaktbrücke in Verbindung stehen.

2. Mehrphasiger Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltleiste von einer in das Gehäuse integrierten Vertikalführung gehalten, weiterhin das Kurvenelement als Nutkurven- oder Wulstkurvenzylinder ausgebildet ist und die Schaltleiste mindestens ein Eingriffsglied aufweist, welches mit dem Kurvenglied in Formpaarung steht.

3. Mehrphasiger Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenstern und der Nutkurven- oder Wulstkurvenzylinder ein einstückiges, bevorzugt aus Kunststoff bestehendes Teil ist.

4. Mehrphasiger Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenglied als durchgehende Nut ausgeführt und das Eingriffsglied eine Achse ist, welche sich zwischen zwei von der Schaltleiste vertikal nach oben erstreckenden Fortsätzen befindet, wobei der Innenabstand der Fortsätze um einen vorgegebenen Betrag größer als der Außendurchmesser des Kurvenzylinders ist.

5. Mehrphasiger Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement mit einer durch das Gehäuse geführten Betätigungsachse in Verbindung steht.

6. Mehrphasiger Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltleiste mindestens zweiteilig ist, wobei die Kontaktbrücken innerhalb der Schaltleiste beidseitig vertikal federgelagert sind.

7. Mehrphasiger Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücken mindestens in den mit den Gegenkontakten der Kontaktleisten in Verbindung kommenden Bereichen erhabene Abschnitte aufweisen oder eine abwechselnd konkav-konvexe Oberfläche besitzen.

8. Mehrphasiger Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutkurve in ihren Endabschnitten, die jeweils einer der Schaltpositionen entsprechen, in eine halbkreisförmige Gestalt übergeht, wobei der Kreisradius im wesentlichen dem Radius der Achse des Eingriffsglieds entspricht.