DE19500221C2 - Schaltschloß mit Sperrmechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Schaltschloß mit einer durch einen Betätigungshandgriff zwecks Ein- und Ausschalten bewegbaren Schaltkulisse, einem durch diese mitnehmbaren Stützhebel, der mit einem Ende um eine ortsfeste Achse schwenkbar ist und mit seinem anderen Ende mit einer Verklinkung zusammenwirkt und einem an einem oberen und einem unteren Kniehebel durch eine Kniehebelachse gelenkig miteinander verbundenem Kniehebelsystem, dessen oberer Kniehebel an dem Stützhebel angelenkt ist und dessen unterer Kniehebel an einem mit einer Schaltwelle verbundenen mit bewegbaren Kontakten ausgestatteten Kontaktträger angelenkt ist und einer zwischen Schaltkulisse und Kniehebelachse angeordneten auf das Kniehebelsystem einwirkender Antriebsfeder sowie mit einem Umsteuerhebel gegen Überführung des Betätigungshandgriffs in die Ausschaltstellung bei Blockierung der bewegbaren Kontakte in der Einschaltstellung durch Verschweißung.

Schaltschlösser der eingangs genannten Art, mit einem Sperrhebel gegenüber Überführung des Betätigungshandgriffes in die Ausschaltstellung bei Blockierung des bewegbaren Schaltstückes in der Einschaltstellung sind beispielsweise aus dem DE-GM 80 23 509 oder der DE-PS 30 33 213 und der US-PS 4165 453 bekannt geworden.

Gemäß den Sicherheitsanforderungen darf bei verschweißten Kontakten der Betätigungshebel eines Schalters oder Schaltschlosses nicht in die Aus-Stellung gebracht werden, damit ein Verriegeln des Schalters mit verschweißten Kontakten nicht erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltschloß der gattungsgemäßen Art so zu modifizieren, daß die Schaltkulisse nicht mehr die Aus-Stellung erreicht, wenn die Kontakte verschweißt sind. Hierbei soll gleichzeitig gewährleistet sein, daß beim normalen Ausschalten jedoch, wenn also die Kontakte nicht verschweißt sind, der Betätigungsgriff und die Schaltkulisse in jedem Fall die Aus-Stellung erreichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei dem gattungsgemäßen Schaltschloß dadurch gelöst, daß beidseitig des Stützhebels je ein Umsteuerhebel drehbar an dem Stützhebel gelagert ist und mit einem Teil formschlüssig mit dem oberen Kniehebel in Wirkverbindung steht und die Umsteuerhebel bei Bewegung der Schaltkulisse mitbewegbar sind dergestalt, daß die zwangsläufige Umsteuerung des Kniehebelsystems bis einschließlich Überwindung des Kippunktes der Kniehebel beim Ausschalten durch Einwirken der Umsteuerhebel auf den oberen Kniehebel erfolgt und bei verschweißten Kontakten die Schaltkulisse auf dem Weg zwischen Kippunkt hin zur Ausstellung an der Schaltwelle vor Erreichen der Ausstellung anschlägt.

Gemäß der Erfindung wird der Kippunkt Aus des Schaltschlosses mittels der Umsteuerhebel gesteuert, und zwar dergestalt, daß die Schaltkulisse vor dem Erreichen der Ausstellung, aber nach Überschreiten des Kippunktes, an der Schaltwelle anschlägt, wenn die Kontakte verschweißt sind. Damit läßt sich das Schaltschloß mit verschweißten Kontakten nicht in die Ausstellung bringen und damit auch nicht in der Ausstellung abschließen. Damit sind die Sicherheitsanforderungen nach IEC 947 und EN 60947 erfüllt. Gleichzeitig sind die Umsteuerhebel jedoch so in den Weg der Schaltkulisse eingebaut, daß die Schaltkulisse im Falle nicht verschweißter Kontakte über den Kippunkt hinaus bis in die Ausstellung bewegbar ist und das Schloß auslösbar ist, ohne daß die Schaltkulisse an der Schaltwelle zur Anlage kommt.

Gemäß der Erfindung wird der Sperrmechanismus durch Anordnung von Umsteuerhebeln im Bereich zwischen Schaltkulisse und oberem Kniehebel gelöst, so daß sichergestellt ist, daß in jedem Fall der Kippunkt des Kniehebelsystems des Schaltschlosses bei Bewegung der Schaltkulisse in Richtung Aus-Stellung überschritten wird, um danach je nach Lage der beweglichen Kontaktstücke - offen oder verschweißt - eine Bewegung des Betätigungsgriffes mit der Schaltkulisse bis in die Aus-Stellung oder nur bis zum Anschlag an der Schaltwelle unter Absperrung der Aus-Stellung ermöglicht ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.

Der Steuerung des Kippunktes des Kniehebelsystems des Schaltschlosses für die Betätigung des Schalters dient der Umsteuerhebel bzw. die symmetrisch am Stützhebel angebrachten zwei Umsteuerhebel. Bevorzugt sind die Umsteuerhebel drehbar, beispielsweise mittels Niet an dem Stützhebel angebracht und dieser wiederum ist mit einem freien Ende um eine ortsfeste Achse schwenkbar. Die Umsteuerhebel ragen mit ihren freien Enden über den Stützhebel vor und bilden in diesem Bereich eine Anschlagfläche, eine sogenannte Arbeitsfläche zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden Gegenfläche der Schaltkulisse, so daß bei Erreichen einer bestimmten Stellung der Schaltkulisse diese an den Umsteuerhebeln zum Anschlag kommt. An einer diametral gegenüber der Anschlagfläche der Umsteuerhebel mit der Schaltkulisse gegenüberliegenden Seite weisen die Umsteuerhebel einen teilweisen Formschluß zum Entlanggleiten am oberen Kniehebel auf und des weiteren ebenfalls eine Anschlagfläche, die bei Erreichen einer bestimmten Stellung der Schaltkulisse zusätzlich an dem oberen Kniehebel zum Anliegen kommt, um die Bewegung zu begrenzen. Das Kniehebelsystem wiederum, das über den Kontaktträger mit den bewegbaren Kontaktstücken und der Schaltwelle auf der einen Seite verbunden ist und am anderen Ende am Stützhebel angelenkt ist, steuert nun bei Bewegung der Schaltkulisse entsprechend der Lage des Kontaktträgers und des beweglichen Kontaktstückes über den Stützhebel die Lage der Umsteuerhebel dergestalt, daß zum einen stets der Kippunkt des Kniehebelsystems bei Bewegung in die Aus-Schaltstellung überschritten wird und andererseits je nach Lage der beweglichen Kontaktstücke entweder der Sperrmechanismus durch Anschlagen der Schaltkulisse an der Schaltwelle oder das Erreichen der Aus-Stellung ermöglicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel und mit dem schematischen Funktionsablauf der einzelnen Schaltstellungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltschloß in perspektivischer schematischer Darstellung in teilweise geöffnetem Zustand ohne Gehäuse,

Fig. 2 perspektivisches Detail des Schaltschlosses gemäß Fig. 1,

Fig. 3 Schaltschloß gemäß Fig. 1 und 2 in schematischer perspektivischer Darstellung im gesperrten Zustand,

Fig. 4 Aufsicht auf den Umsteuerhebel in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 Aufsicht auf die Schaltkulisse in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 Aufsicht auf den oberen Kniehebel in vergrößerter Darstellung,

Fig. 7 Aufsicht auf den Stützhebel in vergrößerter Darstellung,

Fig. 8-15 schematische Längsschnittdarstellung des Schaltschlosses in den verschiedenen Funktionsstellungen der Ein- und Ausschaltbewegung mit Sperrmechanismus.

Das in der Fig. 1 perspektivisch im Teilaufriß gezeigte Schaltschloß 1 wird bei einem Kompaktschalter eingesetzt, der üblicherweise ein hier nicht dargestelltes Gehäuse mit Oberteil und Unterteil aufweist. Das Schaltschloß 1 ist zwischen zwei Schloßplatten 2, 3 im Unterteil des Gehäuses gelagert. Aus der Öffnung des Gehäuseoberteils ragt dann der Betätigungsgriff 10 heraus, der zum Ein- und Ausschalten des Schalters - Kontakte - von Hand dient. In der Fig. 1 ist die Einstellung, d. h. Ruhestellung des Schaltschlosses, gezeigt. Die Ein- und Ausschaltbewegung ist mit dem Pfeil P2 bzw. P1 in Fig. 1 angedeutet. Zur Übertragung der Bewegung dient die Schaltkulisse 11, die U-förmig gestaltet ist, siehe auch Fig. 3 und mit dem Betätigungsgriff fest verbunden ist. Die Schaltkulisse 11 ist in den Schloßplatten 2, 3 schwenkbar gelagert, wobei sie mit den freien Schenkelenden 308, die mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung ausgebildet sind, auf einem entsprechenden Lagerzapfen der Schloßplatten 2, 3 geführt ist, siehe hierzu auch die Ansicht der Schaltkulisse gemäß Fig. 5. Um eine weitere ortsfeste Achse 13, die sich parallel zur Schaltwelle 23 erstreckt, siehe Fig. 1, 2 und 3, ist ein Stützhebel 12 schwenkbar gelagert, der von der Schaltkulisse 11 übergriffen wird. Der Stützhebel 12 greift an seinem freien Ende 120, d. h. dem der Lagerung gegenüberliegenden Ende, an einem Klinkenhebel an einer Verklinkung 14 an, die hier nicht näher beschrieben wird, da sie zum Stand der Technik gehört. Die Verklinkung ihrerseits ist durch einen thermischen und/oder magnetischen Auslöser betätigbar.

An dem Stützhebel 12 ist ein Kniehebelsystem mit einem oberen Kniehebel 15 und einem unteren Kniehebel 17 angelenkt, wobei die beiden Kniehebel über eine Kniehebelachse 16 beweglich miteinander verbunden sind. Der obere Kniehebel 15 ist drehbar beispielsweise mittels eines Gelenkbolzens 32 am Stützhebel gelagert, während der untere Kniehebel 17 mit dem Kontaktträger 22, siehe Fig. 8, der die beweglichen Kontakte 24a trägt, über einen Gelenkbolzen 21 drehbar verbunden ist. Der Kontaktträger 22 wiederum ist fest mit der Schaltwelle 23 verbunden, wobei Kontaktträger 22 mit Schaltwelle 23 um die ortsfest im Gehäuse gelagerte Achse 28 schwenkbar sind. Die Kniehebel 15, 17 stehen unter der Wirkung einer Antriebsfeder 19, die zwischen dem oberen Ende der Schaltkulisse 11, siehe Einhängepunkt 111 gemäß Fig. 5, und der Kniehebelachse 16 eingehängt ist, siehe auch Fig. 8. In der Fig. 8 ist der Längsschnitt durch das Schaltschloß gemäß Fig. 1 schematisch dargestellt, und zwar in der Aus-Stellung. Hierbei ist das Gehäuse mit Gehäuseoberkante 101, Gehäuseteilfuge 102 und Gehäuseunterkante 103 als Bezugslinien markiert angegeben. Hierbei ist die Darstellung in Fig. 8 um 180° gedreht gegenüber den Darstellungen nach Fig. 1 bis 3. Die in den Fig. 1 bis 3 nicht sichtbaren Kontaktteile sind in der Fig. 8 schematisch ebenfalls dargestellt. Die Schaltwelle 23, siehe Fig. 8, ist im Unterteil des Gehäuses um die Achse 28 drehbar gelagert. An der Schaltwelle 23 ist der Kontaktträger 22 mit dem über nicht dargestellte Kontaktfedern beweglichen Kontaktstück 24 mit dem beweglichen Kontakt 24a angebracht. Dem beweglichen Kontaktstück 24 steht das im Unterteil des Gehäuses angebrachte feststehende Kontaktstück 25 gegenüber, das ebenfalls mit einem Kontakt 25a versehen ist. Der Betätigungshebel 10 ist in Pfeilrichtung P1 über den Kippunkt hinaus in die Ausschaltstellung bewegt, die Kniehebel 15, 17 sind eingeknickt.

Es ist nun möglich, daß die Kontakte 24a, 25a des beweglichen Kontaktstückes und des feststehenden Kontaktstückes mehr oder weniger fest miteinander verschweißen können. Dies würde zu einem Blockieren des beweglichen Schaltstückes 24 in der Einschaltstellung führen. Für diesen Fall wird das Schaltschloß mit einer Einrichtung versehen, die es verhindert, daß der Betätigungsgriff 10 trotz der Blockierung des beweglichen Schaltstückes in Richtung des Pfeiles P1 in die Ausschaltstellung bewegt und dort abgeschlossen werden kann. Diese Sperrung der Bewegung des Betätigungsgriffes 10 wird mittels des bzw. der Umsteuerhebel 30 erreicht. Der Umsteuerhebel 30 sitzt, wie aus den Fig. 1, 2, 3 und 8 hervorgeht, auf dem Stützhebel 12, und zwar ist er drehbar mittels eines Nietes 31 an dem Stützhebel 12 befestigt. Aus Symmetriegründen ist zu beiden Seiten des Stützhebels 12 je ein Umsteuerhebel 30 angebracht, siehe Fig. 1. Der Umsteuerhebel 30 ist somit zwischen dem oberen Kniehebel 15 und an der ortsfesten Achse 13 an dem Stützhebel 12 angeordnet in der Weise, daß er in dem Bereich 309 einen Formschluß mit dem oberen Kniehebel 15 aufweist. Der Umsteuerhebel 30 ist des weiteren so gestaltet, daß er eine Anschlagfläche 301 in Gestalt eines Vorsprunges aufweist, die bei einer bestimmten Stellung des oberen Kniehebels 15 an diesem anschlägt und eine entsprechende Mitnahme- oder Sperrbewegung auf dem Umsteuerhebel 30 durch den oberen Kniehebel 15 ausübt. Die freien Enden der Umsteuerhebel 30 ragen über den Stützhebel 12 hinaus und weisen an ihrer dem oberen Kniehebel 15 abgewandten Seite, d. h. auch an der der Anschlagfläche 301 der Umsteuerhebel an dem oberen Kniehebel abgewandten Seite eine weitere Anschlagfläche 300 auf, die mit einer entsprechenden Gegenfläche 110 der Schaltkulisse in Wirkverbindung bei entsprechender Stellung bzw. Bewegung der Schaltkulisse 11 tritt. Die Umsteuerhebel 30 beeinflussen nun die Bewegung der Schaltkulisse 11 und damit des Betätigungsgriffes 10 in Verbindung mit der jeweiligen Stellung des Kontaktträgers 22 der Schaltwelle 23 und der beweglichen Kontakte 24. Die Umsteuerhebel 30 beeinflussen den Weg der Schaltkulisse 11 in die Aus-Stellung dergestalt, daß bei verschweißten Kontakten 24a, 25a die Schaltkulisse nicht mehr die Aus-Stellung erreicht, so daß das Schaltschloß sich auch nicht mehr verriegeln läßt. Im Falle, daß die Kontakte 24a, 25a verschweißt sind, schlägt die Schaltkulisse 11, bevor sie die Aus-Stellung erreicht, an der Schaltwelle 23 an, siehe Anschlag A in Fig. 3. Für diesen Anschlag ist die Schaltkulisse 11 mit einem entsprechenden Anschlagvorsprung 302, siehe Fig. 5 ausgebildet.

Hierbei ist die Anordnung von Kniehebelsystem 15, 16, 17, Umsteuerhebel 30 und Bewegung von Kontaktträger 22, Schaltwelle 23 und Schaltkulisse 11 so aufeinander abgestimmt, daß der Kippunkt des Kniehebelsystems für das Schaltschloß in Richtung Aus stets erreicht wird bei Bewegung des Betätigungsgriffes 10 in Richtung P1, daß je nach Stellung der Kontakte bei nichtverschweißten Kontakten die Aus-Stellung erreicht wird und daß bei verschweißten Kontakten die Aus-Stellung nicht erreicht wird.

In den Fig. 8 bis 15 sind die einzelnen Funktionsstellungen des Schaltschlosses mit Sperrmechanismus mittels Umsteuerhebel 30 schematisch dargestellt. Die drei wesentlichen miteinander in Wirkverbindung tretenden Teile, nämlich die Schaltkulisse 11, der obere Kniehebel 15 sowie der Umsteuerhebel 30 sind schraffiert dargestellt. Ansonsten handelt es sich um eine schematische Darstellung und Zeichnung.

Die Fig. 8 zeigt die normale Aus-Stellung des Schaltschlosses bei geöffneten Kontakten 24a, 25a. Die Antriebsfeder 19 zwischen Schaltkulisse und Kniehebelsystem ist schematisch eingezeichnet.

In der Aus-Stellung gemäß Fig. 8 ist der Kippunkt in Pfeilrichtung P1 überschritten und wenn der Betätigungsgriff 10 bis in Aus-Stellung bei geöffneten Kontakten bewegt ist, befindet sich das System im gespannten Zustand. In der geöffneten Aus-Stellung der Kontakte ist ausreichend Bewegungsraum für den Umsteuerhebel 30 und den oberen Kniehebel 15, um diese in die in Fig. 9 gezeigte Stellung zu bewegen, wobei die Bewegung der Schaltkulisse 11 in die Aus-Stellung vorher nicht behindert ist.

In der Fig. 10 ist die Ausgelöst-Stellung dargestellt, d. h. der Betätigungsgriff 10 und die Schaltkulisse werden nach dem Spannen des Schaltschlosses 1 gemäß Fig. 9 aus der Aus-Stellung in Pfeilrichtung P2 in die Schließ-Stellung der Kontakte bewegt, wobei der Kippunkt in Schließrichtung überschritten wird, siehe Fig. 11. Der Umsteuerhebel 30 behindert nicht diese Bewegung.

In Fig. 12 ist die Einschaltbewegung P2 beendet und die Kontakte 24a, 25a sind geschlossen. Kniehebel 15 und Umsteuerhebel 30 sind in eine formschlüssige Lage gelangt.

Fig. 13 zeigt den Zustand, daß bei Ausschaltung und Bewegung des Betätigungsgriffes 10 in Richtung P1 die Kontakte 24, 24a, 25a miteinander verschweißt sind und die Kontaktträger 22 und damit das Kniehebelsystem über den unteren Kniehebel 17 in der unteren Stellung festgehalten werden. Die Bewegung des Betätigungsgriffes 10 mit der Schaltkulisse 11 in Richtung Aus, d. h. in Pfeilrichtung P1, kann jedoch noch weitergeführt werden, siehe Fig. 14 und Fig. 15, bis der Kippunkt gemäß Fig. 14 dann, siehe Fig. 15, überschritten ist, aber die Aus-Stellung gemäß Fig. 8 noch nicht erreicht ist. Nach Überschreiten des Kippunktes von Fig. 14 tritt jedoch durch den Anschlag des Umsteuerhebels 30 an der Schaltkulisse 11 und die entsprechende Lage der Schaltwelle 23 im geschlossenen Zustand der Kontakte 24a, 25a bei Bewegung in die Aus-Stellung der Fall ein, daß die Schaltkulisse mit ihrem Anschlag 302 an der Schaltwelle 23 anschlägt und damit die weitere Bewegung des Betätigungsgriffes in die Aus-Stellung sperrt. Die präzise Steuerung der Schaltkulisse in die Anschlagstellung gemäß Fig. 15 wird durch den dann entsprechend der Stellung von Kniehebel 15 und Umsteuerhebel 30 bewirkten Formschluß und die wirksamen Anschlagflächen 301 erreicht. Gemäß Fig. 15 kann nun der Betätigungshebel 10, nachdem die Schaltkulisse 11 an der Schaltwelle 23 zum Anschlag gekommen ist, nicht in die Aus-Stellung weiterbewegt werden, so daß die Verriegelung des Schaltschlosses bei verschweißten Kontakten unterbunden ist. Die Anordnung und Ausbildung der Umsteuerhebel 30 ermöglicht die Ansteuerung des Kippunktes des Kniehebelsystems 15, 16, 17 mit Antriebsfeder 19 bei Bewegung durch die Schaltkulisse dergestalt, daß die Aus-Stellung nur erreicht wird, wenn die Kontakte geöffnet sind und die Ausstellung nach Überschreiten des Kippunktes nicht erreicht wird, wenn die Kontakte verschweißt sind.

Claims (4)

1. Schaltschloß mit einer durch einen Betätigungshandgriff zwecks Ein- und Ausschalten bewegbaren Schaltkulisse, einem durch diese mitnehmbaren Stützhebel, der mit einem Ende um eine ortsfeste Achse schwenkbar ist und mit seinem anderen Ende mit einer Verklinkung zusammenwirkt und einem an einem oberen und einem unteren Kniehebel durch eine Kniehebelachse gelenkig miteinander verbundenen Kniehebelsystem, dessen oberer Kniehebel an dem Stützhebel angelenkt ist und dessen unterer Kniehebel an einem mit einer Schaltwelle verbundenen mit bewegbaren Kontakten ausgestatteten Kontaktträger angelenkt ist und einer zwischen Schaltkulisse und Kniehebelachse angeordneten auf das Kniehebelsystem einwirkender Antriebsfeder sowie mit einem Umsteuerhebel gegen Überführung des Betätigungshandgriffs in die Ausschaltstellung bei Blockierung der bewegbaren Kontakte in der Einschaltstellung durch Verschweißung, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Stützhebels (12) je ein Umsteuerhebel (30) drehbar an dem Stützhebel (12) gelagert ist und mit einem Teil formschlüssig mit dem oberen Kniehebel (15) in Wirkverbindung steht und die Umsteuerhebel (30) bei Bewegung der Schaltkulisse (11) mitbewegbar sind dergestalt, daß die zwangsläufige Umsteuerung des Kniehebelsystems bis einschließlich Überwindung des Kippunktes der Kniehebel beim Ausschalten durch Einwirken der Umsteuerhebel (30) auf den oberen Kniehebel (15) erfolgt und bei verschweißten Kontakten (24a, 25a) die Schaltkulisse (11) auf dem Weg zwischen Kippunkt hin zur Ausstellung an der Schaltwelle (23) vor Erreichen der Ausstellung anschlägt.

2. Schaltschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerhebel (30) mittels Niet (31) drehbar an dem Stützhebel (12) angebracht sind und mit an ihren freien über den Stützhebel (12) vorstehenden Ende eine Anschlagfläche (300) zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden Gegenfläche (110) der Schaltkulisse (11) aufweisen.

3. Schaltschloß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerhebel (30) an ihrer dem oberen Kniehebel (15) zugewandten Seite eine Anschlagfläche (301) zur Begrenzung der Bewegung durch Anschlag am oberen Kniehebel (15) aufweisen.

4. Schaltschloß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (11) eine angeformte Anschlagfläche (302) aufweist, die bei verschweißten Kontakten (25a, 25b) zur Anlage an der Schaltwelle (23) kommt.