DE10322654B4

DE10322654B4 - Schaltgerät

Info

Publication number: DE10322654B4
Application number: DE10322654A
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Hamada; Tatsunori Takahashi; Koji Asakawa; Katsunori Kuboyama
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: FR2840103B1; US20030217912A1; JP2003346638A; FR2840103A1; DE10322654A1; US6800822B2; JP4029664B2

Abstract

Schaltgerät mit Hauptschaltkontakten (12, 13), die über ein Schaltschloß (1) durch Betätigung eines Handbetätigungsmechanismus geöffnet und geschlossen werden können, umfassend einen Schalthebel (3), der von einer Hauptfeder (4) gegen das Schaltschloß (1) gedrückt wird, und einen Kniehebelgelenkmechanismus, der den Schalthebel (3) und den Handbetätigungsmechanismus miteinander verbindet, wobei die Hauptschaltkontakte (12, 13) durch eine Handbetätigungsmechanismus-Einschaltbetätigung geschlossen werden, bei der die Hauptfeder (4) gespannt wird, und durch Freigabe der gespannten Hauptfeder (4) als Folge einer Handbetätigungsmechanismus-Ausschaltbetätigung oder eines Auslösevorgangs geöffnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Handbetätigungsmechanismus des Schaltgeräts eine Kombination aus einem Schaltknopf (2), der drehbar gelagert ist und mit dem Kniehebelgelenkmechanismus des Schaltschlosses (1) gekoppelt ist, und einem Druckknopf (16) zum Einschalten umfaßt, welcher mit dem Schaltknopf (2) verbunden ist, wobei der Schaltknopf (2) mit einem Verbindungsarm (2c) versehen ist, der sich in Richtung auf den Druckknopf (16) erstreckt, und die Spitze des Verbindungsarms (2c) in eine Aushöhlung eingreift, die in...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgerät, beispielsweise einen kunststoff-gekapselten Leitungsschutzschalter oder Motorschutzschalter in der Zuleitung eines elektrischen Motors. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Handbetätigungsmechanismus zum Öffnen und Schließen des Schaltgeräts.
Die DE 100 32 323 A1 und die ihr entsprechende JP 2001-23499A offenbare ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Unter Bezugnahme auf die 9 und 10 sollen Aufbau und Wirkungsweise des Schaltschlosses diese bekannten Schaltgeräts beschrieben werden.
In den 9 und 10 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein Schaltschloß (Öffnungs/Schließmechanismus), während die Bezugszahl 2 einen Schaltknopf nach Art einer Wippe bezeichnet, der an der Oberseite eines Montagerahmens des Schaltschlosses kippbar angeordnet ist um Einschalt- und Ausschaltvorgänge manuell auszuführen. Die Bezugszahl 3 bezeichnet einen Schalthebel zum Einschalten und Bewegen der (nicht gezeigten) Hauptschaltkontakte in den geöffneten Zustand, während die Bezugszahl 4 eine Hauptfeder bezeichnet (Schraubendrehfeder), die um die Lagerwelle 3a des Schalthebels 3 gewickelt ist, um die Hauptschaltkontakte in Öffnungsrichtung vorzuspannen. Die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Übertragungsplatte, deren unteres Ende mit dem Schalthebel 3 gekoppelt ist, und die Bezugszahl 6 bezeichnet einen Verriegelungsempfänger, der auf die Ausgabe einer (nicht gezeigten) Überstromauslöseeinrichtung reagiert. Der Schaltknopf 2 ist mit der Übertragungsplatte 5 und dem Verriegelungsempfänger 6 über einen Kniehebelgelenkmechanismus gekoppelt, der die Kombination einer Kniehebelstange 7, einer Verriegelung 8 und eines U-förmigen Stiftes 9 umfaßt. Der Kniehebelgelenkmechanismus und der Handhebel bilden zusammen ein Viergelenkgestänge. Die Bezugszahl 10 bezeichnet eine Alarmausgabeplatte, und die Bezugszahl 10a bezeichnet eine Feder, die sich zwischen der Alarmausgabeplatte 10 und einem Stift des Kniehebelgelenkmechanismus befindet.
Der Schaltknopf 2 wird oft auch als Wipphebel oder Schaltwippe bezeichnet. Die Mitte seines mit M-förmiger Oberseite ausgestatteten Kopfes (Kunststofformkörper) ist mittels eines Stiftes 2a (Lagerwelle) drehbar in dem Montagerahmen 1a des Schaltschlosses 1 gelagert. Ein Stift 11 dient dazu, eine Handhebelverbindungsstange, die so nach unten ragt, daß ihre Mitte gegenüber der Mitte des Stifts 2a verschoben ist, mit dem oberen Ende der Kniehebelstange 7 zu koppeln. Ein Schließloch 2b befindet sich in dem Kopf des Schaltknopfs 2, so daß ein (nicht gezeigtes) Vorhängeschloß in das Schließloch 2b eingesteckt werden kann, um den Schaltknopf in der Ausschaltstellung zu verschließen. Ein Ende der Verriegelung 8 ist drehbar auf dem Stift 2a gelagert, und eine Klaue an ihrer Spitze steht mit dem Verriegelungsempfänger 6 im Eingriff steht. Ein Ende des U-förmigen Stifts 9 ist mit dem mittleren Teil der Verriegelung 8 gekoppelt, während das andere Ende das untere Ende der Kniehebelstange 7 mit dem oberen Ende der Übertragungsplatte 5 verbindet.
Als nächstes sollen die Betriebsabläufe des Schaltschlosses unter Bezugnahme auf 11 beschrieben werden. Die 11(a) bis 11(c) zeigen, wie das Schaltschloß beim Einschalten, beim Ausschalten bzw. bei einem Auslösevorgang arbeitet. Der Schalthebel 3 in dem Schaltschloß 1 und die Hauptschaltkontakte des Schaltgeräts sind gemäß Darstellung in 12(a) miteinander verbunden. In 12(a) bezeichnen die Bezugszahlen 12, 13 und 14 feste Kontaktstücke, ein bewegliches Kontaktstück (Brückenkontakt) bzw. eine Kontaktdruckfeder für das bewegliche Kontaktstück. Die Bezugszahl 15 bezeichnet einen Antriebsblock, der mit dem beweglichen Kontaktstück 13 verbunden ist und dem Schalthebel 3 zugewandt ist. Wenn auf den Schaltknopf 2 eine Drehkraft F in Richtung des in 12(b) gezeigten Pfeiles ausgeübt wird, werden die Hauptschaltkontakte über den Schalthebel 3 des Schaltschlosses 1 geschlossen oder geöffnet.
Wenn der Schaltknopf 2 zum Einschalten im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, wie in 11(a) gezeigt, drückt die Übertragungsplatte 5 über die Kniehebelstange 7 das hintere Ende des Schalthebels 3 nach unten. Die Spitze des Schalthebels 3 zieht sich daraufhin nach oben zurück, während die Hauptfeder 4 gespannt wird. Als Reaktion darauf kommt das bewegliche Kontaktstück 13 (siehe 12) mit den festen Kontaktstücken 12 unter dem Druck der Kontaktdruckfeder 14 in Berührung. Damit sind die Hauptschaltkontakte geschlossen.
Wenn in diesem Zustand, der Schaltknopf 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, um das Schaltgerät auszuschalten, wie in 11(b) gezeigt, gibt die Übertragungsplatte 5 den Schalthebel 3 frei. Dadurch kann sich die Hauptfeder 4 entspannen, so daß der Schalthebel 3 den Antriebsblock 15 (siehe 12) nach unten drückt und das bewegliche Kontaktstück 13 von den festen Kontaktstücken 12 wegbewegt.
Wenn andererseits ein Überstrom durch den Hauptstromkreis des Schaltgeräts fließt und eine (nicht gezeigte) Auslöseeinrichtung anspricht, wird der Verriegelungsempfänger 6 verkippt und gibt die Verriegelung 8 frei, wie in 11(c) gezeigt. Daraufhin dreht sich die Verriegelung 8 im Uhrzeigersinn und kippt über den U-förmigen Stift 9 die Übertragungsplatte 5, so daß der Schalthebel 3 freigegeben wird. Dieser dreht sich daraufhin aufgrund der gespannten Hauptfeder 4 und drückt den in 12 gezeigten Antriebsblock 15 mit der bereits oben beschriebenen Folge nach unten, daß die Hauptschaltkontakte geöffnet werden. Wenn hierbei die Verriegelung 8 freigegeben wird, wird der Schaltknopf 2 durch die Kraft einer Auslösefeder 10a (siehe 9) in einer Auslöseanzeigeposition auf halbem Weg zwischen der Einschaltposition und der Ausschaltposition angehalten, wo sich der Schaltknopf 2 im wesentlichen horizontal erstreckt.
Der oben beschriebene Schaltknopf 2 läßt sich bequem mit einem Finger zwischen der Einschaltstellung und der Ausschaltstellung verkippen. Bei dem mit diesem Schaltknopf ausgestatteten Schaltgerät ergeben sich jedoch die folgenden Probleme.
Um das Schaltgerät einzuschalten, wird gemäß Darstellung in 12(b) eine Drehkraft auf den Kopf des Schaltknopfs 2 ausgeübt, um diesen um den Stift 2a aus der Ausschaltposition (ausgezogene Linie) zu der Einschaltposition (gestrichelte Linie) zu drehen. Dadurch werden die Hauptschaltkontakte geschlossen. Die Kennlinie der auf den Schaltknopf einwirkenden Last während dieses Einschaltvorgangs ist in 13 gezeigt und mit F bezeichnet. Die Handhebellast ist zwischen der Ausschaltposition und einem Punkt A im wesentlichen konstant auf einem Wert F1. Der Punkt A ist die Stelle, wo das bewegliche Kontaktstück 13 an den festen Kontaktstücken 12 anstößt. Sobald das bewegliche Kontaktstück aus der Ausschaltposition zum Punkt A gelangt ist, wirkt die Federkraft der Kontaktdruckfeder 14, die bis hier in der Richtung wirkte, in welcher der Schalthebel 3 nach oben gestoßen wurde, auf das feste Kontaktstück 12. Damit nimmt die Handhebellast schlagartig von F1 auf F2 zu. Nachdem der Punkt A passiert ist, nimmt die Handhebellast nach rechts unten in Richtung auf die Einschaltposition ab.
Wenn somit eine Bedienungsperson den Schaltknopf unter Aufbringen einer Kraft entsprechend der Handhebellast F1 verschwenkt, um das Schaltgerät einzuschalten, fühlt er plötzlich am Punkt A einen großen Widerstand. Die Bedienungsperson muß dann eine größere Kraft aufbringen, um den Schaltknopf weiter in die Einschaltposition zu bringen. Dies bedeutet, daß nach dem Punkt A der Schaltknopf langsam betätigt wird, um die Hauptschaltkontakte in ihrer endgültige Schließposition zu bringen.
Wenn das Schaltgerät eingeschaltet wird, um einen Motor einzuschalten, fließt zu Beginn ein starker Strom, der das sechsfache des Nennstroms betragen kann. Wenn das Schaltgerät lange braucht, bis die Kontaktstücke einander berühren, entsteht vorübergehend ein Lichtbogen, um den Punkt, an dem sich das bewegliche und die festen Kontaktstücke berühren. Dies kann die Kontaktstücke beschädigen oder abnutzen oder sie miteinander verschmelzen.
Zum Einschalten des Schaltgeräts muß der Schaltknopf möglichst schnell aus seiner Ausschaltposition in die Einschaltposition gebracht werden, damit die Hauptschaltkontakte ohne Unterbrechung aus der geöffneten Position in die geschlossene Position gebracht werden. Der zuvor beschriebene Schaltknopf kann unmittelbar nach Beginn des Einschaltvorgangs ohne all zu großen Kraftaufwand bewegt werden. Wenn dann der Punkt A passiert wird, an dem die Hauptschaltkontakte miteinander in Berührung kommen, wird auf einmal die Bewegung des Schaltknopf deutlich schwerer. Demzufolge ist es schwierig, den Schaltknopf aus der Ausschaltposition in die Einschaltposition zu bringen, ohne dabei die Betätigungsgeschwindigkeit zu verringern.
Der herkömmliche Schaltknopf wirft noch andere Probleme auf. Der Kopf des Schaltknopfs 2 hat eine M-förmige Kontur, so daß die Betätigungsfläche in der Einschaltposition und der Ausschaltposition unterschiedlich geneigt ist, wie in den Figuren gezeigt. Es kann daher schwierig sein, eine Anzeigemarke zu erkennen, die an der Betätigungsfläche angebracht ist und den Betriebszustand des Schaltgeräts anzeigt, abhängig von der Richtung, von der die Marke betrachtet wird.
Zur Vermeidung eines elektrischen Schlags bei Wartungsarbeiten an einer Schalttafel oder dergleichen mit dem Schaltgerät, besitzt der herkömmliche Schaltknopf das Schließloch 2b (siehe 10) in seinem Kopf, durch das ein Vorhängeschloß gesteckt werden kann. Wenn das Schaltgerät geöffnet ist, wird das Vorhängeschloß in das Schließloch 2b eingeführt, um den Schaltknopf in der Ausschaltposition zu verschließen. Selbst wenn die Hauptschaltkontakte miteinander verschmolzen sind, so daß der Schalthebel 3 des Schaltschlosses an einer Position zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position stehen bleibt, ragt das Schließloch 2b des Schaltknopfs 2 aus dem Schaltgerätgehäuse heraus. Daraus kann ein Wartungsingenieur irrtümlich schließen, daß die Hauptschaltkontakte geöffnet sind und das Schaltgerät verschlossen werden kann.
Aus den beiden Druckschriften GB 1 520 451 A und US 4,943694 A ist je ein Druckaufsatz für einen Wippschalter bekannt, der mit zwei Druckknöpfen versehen ist, von denen jeder einem jeweiligen Ende der Wippe zugeordnet ist. Wird der Druckaufsatz an einem Wippschalter montiert, stehen zu Betätigung des Wippschalters statt der Wippe zwei Druckknöpfe zur Verfügung, einer zum Einschalten und der andere zum Ausschalten. Eine wahlweise Bedienung der Wippe oder der Druckknöpfe ist allerdings nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Probleme zu beseitigen und ein Schaltgerät zu schaffen, das in geeigneterer Weise zu betätigen ist, um das Schaltgerät einzuschalten, und das einen verbesserten Handbetätigungsmechanismus aufweist, welcher sicherstellt, daß der Betriebszustand des Schaltgeräts, einschließlich des Auslösezustands geeignet angezeigt wird und identifizierbar ist, wobei der Handbetätigungsmechanismus den Einsatz eines Vorhängeschlosses ermöglichen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltgerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wenn der Handbetätigungsmechanismus zusätzlich zum drehbaren Schaltknopf mit einem Druckknopf versehen wird, der zum Einschalten reingedrückt werden muß, und dieser Druckknopf aus seiner herausstehenden Ausschaltposition zum Einschalten des Schaltgeräts hineingedrückt wird, wird der Verbindungsarm des Handbetätigungsmechanismus, welcher in den Hohlraum des Druckknopfs eingreift, nach unten gedrückt. Dies bewirkt, daß sich der Schaltknopf, um seine Schwenkachse aus der Ausschaltposition in die Einschaltposition verdreht. Die Hauptschaltkontakte werden damit über das Schaltschloß geschlossen.
Zum Drücken des Druckknopfs aus dessen Ausschaltposition in seine Einschaltposition bei diesem Einschaltvorgang ist eine Betätigungskraft erforderlich, die größer ist als die zum manuellen Drehen des Schaltknopf in die Einschaltstellung. Außerdem ist die erforderliche Betätigungskraft größer als die Handgrifflast, die zunimmt, wenn das bewegliche Kontaktstück der Hauptschaltkontakte die festen Kontaktstücke im Verlauf des Einschaltvorgangs des Schaltgeräts berührt. Durch Ausüben einer Kraft auf den Einschalt-Druckknopf, um diesen hineinzudrücken passiert der Handhebel während des Schaltvorgangs den Punkt, wo die Hauptschaltkontakte in Kontakt miteinander kommen, ohne abgebremst zu werden. Die Ausschaltposition wird somit ohne Unterbrechung in die Einschaltposition überführt. Dies ermöglicht einen schnellen und stabilen Einschaltvorgang. Durch die Anordnung, bei der der Schaltknopf und der Druckknopf dadurch miteinander verbunden sind, daß der Verbindungsarm des Schaltknopfs in den Hohlraum des Druckknopfs eingreift, kann die Betätigungskennlinie durch Variation des Kontaktwinkels zwischen dem Verbindungsarm und dem Druckknopf optimal eingestellt werden.
Die Weiterbildung des Anspruchs 2 ermöglicht, daß ein Auslösevorgang anhand der Position des Handbetätigungsmechanismus identifiziert werden kann.
Gemäß der Weiterbildung des Anspruchs 4 kann die Schließplatte nicht nach oben aus dem Schaltgerätgehäuse herausgezogen werden, wenn sich der Druckknopf in einem halb eindrückten Zustand befindet, bei dem der Schalthebel des Schaltschlosses an einer Position zwischen der Einschaltposition und der Ausschaltposition angehalten ist, weil beispielsweise die Hauptschaltkontakte verschmolzen sind. Dies verhindert ein irrtümliches Verschließen des Handbetätigungsmechanismus.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
1 einen Handbetätigungsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei 1(a) die Kopplung zwischen einem Schaltknopf und einem Druckknopf zeigt und die 1(b) und 1(c) einen Einschaltvorgang bzw. einen Ausschaltvorgang darstellen,
2 Darstellungen, die zeigen, wie ein Schaltschloß mit dem Handbetätigungsmechanismus von 1 beim Einschaltvorgang arbeitet, wobei die 2(a), 2(b) und 2(c) eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht sind,
3 Darstellungen die zeigen, wie das mit dem Handbetätigungsmechanismus von 1 versehene Schaltschloß beim Ausschaltvorgang arbeitet, wobei die 3(a), 3(b) und 3(c) eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht sind,
4 Darstellungen, die zeigen, wie das mit dem Handbetätigungsmechanismus von 1 versehene Schaltschloß bei einem Auslösevorgang arbeitet, wobei die 4(a), 4(b) und 4(c) eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht sind,
5 Ansichten die zeigen, wie ein Schaltschloß, das gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung mit einer Auslöseanzeigestange versehen ist, beim Einschaltvorgang arbeitet, wobei die 5(a), 5(b) und 5(c) eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht sind,
6 Darstellungen, die zeigen, wie das Schaltschloß von 5 beim Ausschaltvorgang arbeitet, wobei die 6(a), 6(b) und 6(c) eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht sind,
7 Darstellungen, die zeigen, wie das Schaltschloß von 5 bei einem Auslösevorgang arbeitet, wobei die 7(a), 7(b) und 7(c) eine Seitenansicht, eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht sind,
8 Darstellungen, die den Aufbau eines Druckknopfs mit einer Schließplatte gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung sowie einen Schließvorgang zeigen, wobei die 8(a) und 8(b) eine Seitenansicht bzw. eine Querschnittsansicht des Druckknopfs sind, die zeigen, wie die Schließplatte eingeschoben bzw. herausgezogen ist, und 8(c) eine Ansicht ist, die zeigt, wie der Handbetätigungsmechanismus im Schaltgerät verschlossen ist,
9 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Schaltschlosses mit Schaltknopf,
10 das Innere des Schaltschlosses von 9,
11 Darstellungen, die Betriebszustände des Schaltschlosses von 10 zeigen, wobei die
11(a), 11(b) und 11(c) einen Einschaltvorgang, einen Ausschaltvorgang bzw. einen Auslösevorgang zeigen,
12 Ansichten, die den Aufbau der Kopplung zwischen dem in 9 gezeigten Schaltschloß, des Handhebelbetätigungsmechanismus und den Hauptschaltkontakten zeigen, wobei 12(a) den Aufbau der Verbindung zwischen dem Schaltschloß und den Hauptschaltkontakten zeigt und die 12(b) und 12(c) Ansichten sind, die den Einschaltvorgang bzw. den Ausschaltvorgang des Schaltknopfs darstellen, und
13 Kennlinien der Handgriffbetätigung zum Einschalten der Hauptschaltkontakte entsprechend 12 und 1.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der 1 bis 8 beschrieben, in denen gleiche Elemente wie in den 9 bis 12 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht noch einmal detailliert beschrieben werden.
Beispiel 1
Die 1 bis 4 zeigen Beispiele gemäß Anspruch 1. Die 1(a) bis 1(c) zeigen den Aufbau eines Handbetätigungsmechanismus sowie die Wirkungsweise dieses Handbetätigungsmechanismus in seiner Einschalt- und Ausschaltposition. Der Handbetätigungsmechanismus umfaßt die Kombination eines drehbaren Schaltknopfs 2 und eines Druckknopfes 16, der mit dem Schaltknopf 2 über einen Verbindungsarm 2c gekoppelt ist. Der Kopf bzw. die Oberseite des Schaltknopfs 2 entspricht derjenigen des in 10 gezeigten Schaltknopfs, wobei dessen linke Hälfte weggefallen ist. Statt dessen ist der Verbindungsarm 2c vorgesehen, der sich nach links zum Druckknopf 16 erstreckt. Wie im Fall des herkömmlichen Schaltknopfs ist dieser Schaltknopf mittels eines Stifts 2a drehbar gelagert, und ein Verbindungsabschnitt, der sich so nach unten erstreckt, daß seine Mitte gegenüber der Mitte des Stifts 2a verschoben ist, ist mit dem oberen Ende einer Kniehebelstange 7 gekoppelt. Der Druckknopf 16 (Kunstharzformkörper) ist prismenartig ausgebildet mit seiner Oberseite als Betätigungsfläche und ist vertikal frei beweglich geführt und gelagert. In der unteren Hälfte des Druckknopfes 16 ist ein Hohlraum ausgebildet. Die Spitze des Verbindungsarms 2c des Schaltknopfs 2 ist in den Hohlraum eingesetzt, um den Schaltknopf 2 mit dem Druckknopf 16 zu koppeln. Die Betätigungsflächen von Schaltknopf 2 und Druckknopf 16 können in unterschiedlichen Farben markiert sein, damit sie leicht visuell auseinander gehalten werden können.
Damit das Schaltgerät bei dieser Ausgestaltung eingeschaltet wird, wird der Druckknopf 16 mit einem Finger nach unten gedrückt, wie in 1(b) dargestellt. Zum Öffnen des Schaltgeräts wird der Schaltknopf 2 mit einem Finger im Uhrzeigersinn gedreht, wie in 1(c) gezeigt. Im Ausschaltzustand wird somit der Druckknopf 16 über den Verbindungsarm 2(c) des Schaltknopfs 2 nach oben gestoßen und ragt bis zu einer der Ausschaltposition entsprechenden Höhe heraus. Der Einschaltvorgang bewirkt, daß der Druckknopf 16 den Verbindungsarm 2c des Schaltknopfs 2 nach unten drückt. Dadurch wird der Schaltknopf 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt und seine Oberseite ragt nach oben hervor. Wenn der Schaltknopf 2 in die Einschalt- oder die Ausschaltposition gedreht wird, reagiert der Schalthebel 3 des Schaltschlosses 1 mit dem Öffnen bzw. Schließen der (nicht gezeigten) Hauptschaltkontakte des Schaltgeräts.
Die 2(a) bis 2(c) zeigen den Einschaltvorgang. Die 3(a) bis 3(c) zeigen den Ausschaltvorgang. Die 4(a) bis 4(c) zeigen, wie das Schaltgerät einen Auslösevorgang ausführt. In 4 bezeichnet die Bezugszahl 20 eine Anzeigefeder, die sich diagonal zwischen einem U-förmigen Stift 9, der mit einer Verriegelung 8 (siehe 1) des Schaltschlosses 1 gekoppelt ist, und einem Rahmen 1a erstreckt. Während eines Auslösevorgangs des Schaltgeräts übt die Anzeigefeder eine Druckkraft aus, so daß der Schaltknopf 2 und der Druckknopf 16 im wesentlichen in gleicher Höhe zwischen der Einschaltposition und der Ausschaltposition angehalten werden, wie in den Figuren gezeigt.
Bei der Ausgestaltung, bei der der Einschalt-Druckknopf 16 mit dem drehbaren Schaltknopf 2 kombiniert ist, wie zuvor beschrieben, ergibt sich eine Betätigungskennlinie beim Einschaltvorgang, wie durch die Kennlinie G in 13 dargestellt. Es wird angenommen, daß der Druckknopf 16 aus seiner in 1(b) gestrichelt gezeichneten Ausschaltposition in die Einschaltposition gedrückt wird, um das Schaltgerät über den Schaltknopf 2 einzuschalten. Die Betätigungskraft G1, die dabei zu Beginn auf den Druckknopf 16 ausgeübt werden muß, ist größer als die entsprechende Kraft F1, die erforderlich ist, um den Schaltknopf 2 aus seiner Ausschaltposition in die Einschaltposition zu verschwenken (von der vertikalen Betätigungskraft, die auf den Druckknopf 16 ausgeübt wird, wirkt nur eine Vektorkomponente in Drehrichtung des Schaltknopfs 2 effektiv als Drehbetätigungskraft). Die Kraft G1 ist auch größer als die Kraft G2, auf die die Einschaltkraft beim Einschaltvorgang am Punkt A ansteigt, bei dem die Hauptschaltkontakte miteinander in Kontakt kommen.
Wenn also die Betätigungskraft entsprechend der Kraft oder Last G1 auf den Druckknopf 16 ausgeübt wird, um ihn hineinzudrücken und das Schaltgerät einzuschalten, wird der Schaltknopf 2, der dieser Betätigungskraft ausgesetzt ist, ohne Unterbrechung beim Passieren des Kontaktpunkts A der Hauptschaltkontakte und ohne Abbremsen in die Einschaltposition geschaltet. Dies ermöglicht einen schnellen und stabilen Einschaltbetrieb. Dies wiederum verhindert die Erzeugung eines Lichtbogens an den Hauptschaltkontakten infolge des hohen Startstroms eines Motors. Wie zuvor erwähnt, war solch ein Lichtbogen ein Problem beim eingangs beschriebenen Stand der Technik. Es ist damit auch möglich, eine Beschädigung oder Abnutzung der Kontakte oder ein Schmelzen oder Verschmelzen der Kontakte als Folge des Lichtbogens zu verhindern.
Die Betätigungskennlinie (Kennlinie G) variiert abhängig vom Kontaktwinkel zwischen dem Verbindungsarm 2c des Schaltknopfs 2 und dem Hohlraum des Druckknopfes 16, an den der Verbindungsarm 2c anstößt. Ein schneller Einschaltvorgang kann deshalb dadurch ausgeführt werden, daß der Kontaktwinkel zwischen dem Druckknopf 16 und dem Verbindungsarm 2c des Schaltknopfs 2 (genauer gesagt der Winkel zwischen der Spitze des Verbindungsarms 2c und der Wandfläche des in dem Druckknopf 16 ausgebildeten Hohlraums, an die die Spitze des Verbindungsarms 2c anstößt) so eingestellt wird, daß die in 13 gezeigte Kraft G1 einen optimalen Wert für die Betätigung des Handbetätigungsmechanismus erhält.
Beispiel 2
Die 5 bis 7 zeigen eine Weiterbildung gemäß Anspruch 3. Dabei ist das Schaltschloß 1 mit einer Auslöseanzeigestange 17 versehen, deren eines Ende mit dem Schalthebel 3 verbunden ist und deren anderes Ende sich nach oben erstreckt und zur Position des Druckknopfs 16 herausgezogen ist. Wenn das Schaltgerät einen Auslösevorgang ausführt, wird ein führender Anzeigeabschnitt der Auslöseanzeigestange 17 zu einer Position vorgeschoben, die mit der Oberseite des Druckknopfes 16 bündig ist, um die Tatsache des Auslösevorgangs anzuzeigen.
Das untere Ende der Auslöseanzeigestange 17 ist mit dem hinteren Ende des Schalthebels 3 über einen Verbindungsstift 17a verbunden, wie in 5(b) gezeigt. Ein Anzeigeabschnitt in Form eines gabelartigen Vorsprungs ist an dem oberen Ende der Auslöseanzeigestange 17 ausgebildet. Der Anzeigeabschnitt ist in Durchgangslöcher 16a eingesteckt, die sich an der rechten und der linken Seite des Druckknopfes 16 befinden. Der Anzeigeabschnitt der Auslöseanzeigestange 17 ist an seinem oberen Ende rot markiert, um eine leichte Erkennung des Zustands seines Auslösevorgangs zu erlauben. Außerdem erstreckt sich die Anzeigefeder 21 zwischen dem Rahmen 1a und dem Stift 11, welcher den Schaltknopf 2 mit der Kniehebelstange 7 koppelt.
Bei dieser Ausgestaltung ist die Auslöseanzeigestange 17 im Einschaltzustand, der in den 5(a) bis 5(c) dargestellt ist, zusammen mit dem Schalthebel 3 in ihre untere Position zurückgezogen. Folglich ist der Anzeigabschnitt an ihrem oberen Ende in dem Druckknopf 16 versenkt. In dem in den 6(a) bis 6(c) gezeigten Ausschaltzustand dreht sich der Schalthebel 3 im Gegenuhrzeigersinn. Zusammen mit dieser Bewegung wird die Auslöseanzeigestange 17 angehoben. In diesem Zustand ist der Druckknopf 16 nach oben in seine Ausschaltposition gedrückt, und der Anzeigeabschnitt der Auslöseanzeigestange 17 ist immer noch in dem Druckknopf versenkt.
Wenn das Schaltgerät dagegen einen Auslösevorgang ausführt, wird die Auslöseanzeigestange 17 zusammen mit der Drehung des Schalthebels 3 nach oben gestoßen, während der Druckknopf 16 durch die Kraft der Anzeigefeder 21 im wesentlichen in der gleichen Position wie der Einschaltposition gehalten wird, wie in den 7(a) bis 7(c) gezeigt. Als Folge davon ragt der obere Anzeigeabschnitt der Auslöseanzeigestange 17 aus der Oberseite des Druckknopfes 16 heraus, wie in den Figuren gezeigt. Die Bedienungsperson kann daher leicht sehen, daß das Schaltgerät einen Auslösevorgang ausgeführt hat.
Beispiel 3
Die 8(a) bis 8(c) zeigen eine Weiterbildung gemäß Anspruch 4. Dabei ist ein schlitzartiger Raum in der Mitte der oberen Hälfte des prismenartig geformten Druckknopfes 16 ausgebildet, und ein Ende dieses Raums ist auf der rechten Seite des Druckknopfes 16 offen. Eine schubkastenartige Schließplatte 18 ist in diesem Raum untergebracht und weist ein Schließloch 18a auf, in welches ein Vorhängeschloß gesteckt werden kann.
Bei dieser Ausgestaltung ist die Schließplatte 18 normalerweise in den Raum in dem Druckknopf 16 eingeschoben, wie in 8(a) gezeigt. Wenn der Handbetätigungsmechanismus in seine Ausschaltposition bewegt ist, wie in 8(c) gezeigt, um die Hauptschaltkontakte des Schaltgeräts zu öffnen, ragt der Druckknopf 16 nach oben aus dem Schaltgerätgehäuse 19 heraus. Nachdem in diesem Zustand die Schließplatte aus dem Druckknopf 16 auf das Gehäuse 19 herausgezogen wurde und der Druckknopf damit in dieser Position verriegelt wurde, kann ein Vorhängeschloß in das Schließloch 18a eingesteckt werden, um den Handbetätigungsmechanismus in seiner Ausschaltposition zu verschließen. Wenn sich der Handbetätigungsmechanismus in seiner Einschaltposition befindet, in der die Hauptschaltkontakte geschlossen sind, sinkt der Druckknopf 16 in das Gehäuse 19 ein, so daß die Schließplatte 18 nicht herausgezogen werden kann.
Wenn unter elektrischem Strom der Handbetätigungsmechanismus in seine Ausschaltposition gebracht wird, während die Hauptschaltkontakte miteinander verschmolzen sind, bleibt der Druckknopf 16 an einer Position zwischen seiner Einschaltposition und seiner Ausschaltposition stehen und kehrt nicht in seine Ausschaltposition zurück. In diesem Zustand mißlingt jeder Versuch die Schließplatte 18 herauszuziehen, um den Handbetätigungsmechanismus in der Ausschaltposition zu verriegeln, da das Gehäuse 19 das Herausziehen der Schließplatte 18 verhindert. Die Bedienungsperson kann somit erkennen, daß im Schaltgerät ein Fehler aufgetreten ist, das heißt, daß die Kontakte miteinander verschmolzen sind und aneinander haften. Dies verhindert die irrtümlichen Vorgänge, die beim herkömmlichen Schaltknopf auftreten können. Wie eingangs erwähnt, kann bei verschmolzenen Hauptkontakten der Schaltknopf in seine Ausschaltposition bewegt werden, so daß das Schließloch oberhalb des Gehäuses freiliegt. Demgemäß kann die Bedienungsperson irrtümlich annehmen, das Schaltgerät sei ausgeschaltet, und einen Stift, ein Vorhängeschloß oder dergleichen zur Verriegelung in das Schließloch einstecken. Derartiges ist gemäß dieser Weiterbildung der vorliegenden Erfindung nicht möglich.
Wie zuvor beschrieben, umfaßt der Handbetätigungsmechanismus des Schaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kombination aus einem drehbaren Schaltknopf, der mit einem Handhebeistift drehbar gelagert ist und mit dem Kniehebelgelenk des Schaltschlosses verbunden ist, so wie einen Einschaltdruckknopf, der mit dem Schaltknopf verbunden ist. Zum Einschalten des Schaltgeräts ist eine Eindrückkraft auf den Druckknopf auszuüben, um den Schaltknopf in seine Einschaltposition zu bringen und die Hauptschaltkontakte einzuschalten.
Zum Einschalten des Schaltgeräts kann somit der Schaltknopf in seine Einschaltposition gebracht werden, ohne zwischendurch angehalten oder gebremst zu werden. Daher ist ein schneller und stabiler Einschaltvorgang möglich.
Gemäß den Weiterbildungen der Ansprüche 2 und 3 kann der Betriebszustand des Schaltgeräts einschließlich eines Auslösevorgangs visuell durch Prüfen des Schaltknopfs leicht erkannt werden. Außerdem dient die Anordnung nach Anspruch 4 dazu, fehlerhafte Betätigungen zu verhindern, wenn der Handbetätigungsmechanismus in seiner Ausschaltposition verriegelt ist.

Claims

Schaltgerät mit Hauptschaltkontakten (12, 13), die über ein Schaltschloß (1) durch Betätigung eines Handbetätigungsmechanismus geöffnet und geschlossen werden können, umfassend einen Schalthebel (3), der von einer Hauptfeder (4) gegen das Schaltschloß (1) gedrückt wird, und einen Kniehebelgelenkmechanismus, der den Schalthebel (3) und den Handbetätigungsmechanismus miteinander verbindet, wobei die Hauptschaltkontakte (12, 13) durch eine Handbetätigungsmechanismus-Einschaltbetätigung geschlossen werden, bei der die Hauptfeder (4) gespannt wird, und durch Freigabe der gespannten Hauptfeder (4) als Folge einer Handbetätigungsmechanismus-Ausschaltbetätigung oder eines Auslösevorgangs geöffnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Handbetätigungsmechanismus des Schaltgeräts eine Kombination aus einem Schaltknopf (2), der drehbar gelagert ist und mit dem Kniehebelgelenkmechanismus des Schaltschlosses (1) gekoppelt ist, und einem Druckknopf (16) zum Einschalten umfaßt, welcher mit dem Schaltknopf (2) verbunden ist, wobei der Schaltknopf (2) mit einem Verbindungsarm (2c) versehen ist, der sich in Richtung auf den Druckknopf (16) erstreckt, und die Spitze des Verbindungsarms (2c) in eine Aushöhlung eingreift, die in dem Druckknopf (16) ausgebildet ist, um den Schaltknopf (2) mit dem Druckknopf (16) zu verbinden derart, dass, wenn das Schaltgerät eingeschaltet wird, eine auf den Druckknopf (16) ausgeübte Eindrückkraft den Schaltknopf (2) zum Schließen der Hauptschaltkontakte (12, 13) in die Einschaltposition dreht.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltschloß (1) mit einer Auslösefeder versehen ist, welche bei einem Auslösevorgang den Schaltknopf (2) und den Druckknopf (16) in einer Anzeigeauslöseposition auf halbem Wege zwischen der Einschaltposition und der Ausschaltposition halt.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltschloß (1) mit einer Auslösefeder versehen ist, die bei einem Auslösevorgang den Schaltknopf (2) und den Druckknopf (16) in einer Auslöseanzeigeposition hält, und eine Auslöseanzeigestange (17) vorgesehen ist, deren eines Ende mit dem Schalthebel (3) verbunden ist und die sich zur Position des Druckknopfes (16) erstreckt, wobei bei einem Auslösevorgang die Spitze der Auslöseanzeigestange (17) zu Anzeigezwecken in eine Position bündig mit der Oberseite des Druckknopfes (16) vorgeschoben wird.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckknopf (16) mit einer Schließplatte (18) versehen ist, die aus einer in den Druckknopf versenkten Position nur in der Ausschaltposition, in welcher die Hauptschaltkontakte (12, 13) geöffnet sind, auf das Gehäuse (19) des Schaltgeräts herausgezogen werden kann.