DE19638958A1 - Elektrischer Spannungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Spannungsschalter in einem Gehäuse, dessen Innenraum über einen verschließbaren Deckel zugänglich ist.

Solche Spannungsschalter finden Einsatz in der Verkehrstech­ nik und werden dort z. B. bei Weichenantrieben eingesetzt.

Hier besteht nun die Forderung, daß der Verschlußdeckel des den Schalter umgebenden Gehäuses in Einschaltstellung, d. h. bei am Gerät anliegender Betriebsspannung, nicht zu öffnen sein darf. Bei bereits geöffnetem Gehäuse darf zwar der Schalter unter Beachtung besonderer Vorsichtsmaßnahmen ein­ schaltbar sein, was z. B. zu Reparaturzwecken erforderlich ist. Danach muß aber der Deckel des Gehäuses wieder ver­ schließbar und verriegelbar sein mit wiederum der Sicherheit, daß er sich nach seiner Verriegelung nur in Ausschaltstellung des Schalters wieder öffnen läßt. Auf jeden Fall muß vor dem Schließen des Gehäuses durch Lösen einer im Gehäuse inneren vorhandenen Rastung der Schalter wieder geschlossen werden. Diese Anforderungen erfüllt ein Spannungsschalter mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Anspruch 2 ermöglicht eine funktionssichere und trotzdem ko­ stensparende, robuste Konstruktion. Anspruch 3 kennzeichnet eine besonders langlebige und betriebssichere, trotzdem aber kostensparende Ausgestaltung des Sperranschlages mit einem großen Federweg des Sperrschenkels.

Eine besondere Sicherheitsvorkehrung für den Schalter bei ge­ öffnetem Verschlußdeckel ist Gegenstand der Ansprüche 9 und 10. Ausbildung und Wirksamkeit des dort erwähnten Riegelge­ sperres sind Gegenstand einer mit internem Aktenzeichen GR 96 P 4153 DE zeitgleich parallel eingereichten Patentan­ meldung der Anmelderin, so daß auf die konstruktive Ausbil­ dung des dazu verwendeten Riegelgesperres hier nicht detail­ liert eingegangen wird.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der wesentlichen Funktionsteile des erfindungsgemäßen Spannungs­ schalters mit manuellem Schaltantrieb für die Schalt­ wippe,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die als Sperranschlag wirksame Schenkelfeder.

Der Schalter enthält die gehäusefesten Kontakte 1 und die mit ihnen funktionsmäßig zusammenwirkenden Bewegungskontakte 2. In der Fig. 1 befinden sich die Kontakte 1, 2 in ihrer kontak­ tierenden Einschaltstellung. Die Bewegungskontakte 2 sind an den Enden von aus Federblech bestehenden Radialauslegern ei­ ner um die Schwenkachse 3 schwenkbaren Schaltwippe 4 angeord­ net. Die Schwenkung der Schaltwippe 4 um die Schwenkachse 3 erfolgt manuell über eine Schwenkwelle 6 (Fig. 1).

Der Schalter ist innerhalb eines durch einen Deckel ver­ schließbaren Gehäuses angeordnet. Deckel und Gehäuse sind in den Figuren nur andeutungsweise dargestellt, und zwar stellver­ tretend für den Gehäuseboden die Konsole 7 der gehäusefesten Kontakte 1 und stellvertretend für die Gehäuseseitenwände der Wandausschnitt 8 mit dem daran ortsfest fixierten Verschluß­ stift 10. Stellvertretend für den nicht dargestellten Ver­ schlußdeckel ist die mit ihm ortsfest verbundene Riegelachse 9 mit dem auf ihr schwenkbar gelagerten Riegel 11 und mit dem die Riegelschwenkung um die Riegelachse 9 voll ziehenden Zy­ linderschloß 12 dargestellt.

Durch die Drehung des Schlüssels 13 um die Achse 14 des Zy­ linderschlosses wird eine Antriebskurbel 15 um die Achse 14 geschwenkt. Die Antriebskurbel 15 ragt mit einem Kurbelzapfen 5 in eine gabelförmige Ausnehmung am oberen Ende des Riegels 11 hinein. Der Riegel 11 ist in Fig. 1 in seiner Verriege­ lungsstellung gegenüber dem Verschlußstift 10 des Gehäuses dargestellt. Dazu umgreift der Riegel 11 mit einem unterhalb seiner Riegelachse 9 befindlichen Maul 16 den Verschlußstift 10 in einer Weise, daß der mit dem Riegel 11 über die Riegel­ achse 9 drehbeweglich verbundene Deckel vom Gehäuse - dieses repräsentiert durch den Wandausschnitt 8 - nicht nach oben abhebbar ist.

Zur Entriegelung des Deckels gegenüber dem Gehäuse wird der Schlüssel 13 so gedreht, daß der Riegel 11 bezüglich seines unteren, mit dem Maul 16 versehenen Hebelarmes in Pfeilrich­ tung 17 ausgelenkt wird. Das gelingt aber erst, nachdem der Sperrschenkel 19 betätigt wurde und den Schwenkweg für den Riegel 11 freigibt. Der als zweiarmiger Hebel ausgebildete Riegel 11 wird also im Uhrzeigersinn um die Riegelachse 9 ge­ schwenkt (Fig. 1), um die Entriegelung des Deckels gegenüber dem Gehäuse vorzunehmen. Die Schließrichtung des Deckels ist vertikal nach unten gerichtet und diese Schließrichtung ist in der Fig. 1 durch den Richtungspfeil 18 kenntlich gemacht.

Anstelle des in der Fig. 1 dargestellten Riegels 11 kann na­ türlich auch ein lediglich verschiebbar am Deckel gelagerter Riegel in gleicher Weise und auch funktionsgleich vorgesehen sein.

In der Einschaltstellung der Schaltwippe 4 (Fig. 1) ist die Entriegelung des Riegels 11, d. h. dessen Schwenkung im Uhr­ zeigersinn um die Riegelachse 9 nicht möglich, weil der Sperrschenkel 19 in Form des Bewegungsschenkels der Schenkel­ feder 20 in den Öffnungsweg des verschlossenen Riegels 11 blockierend hineinsteht. Erst durch das Ausschalten des Schalters wird der Sperrschenkel 19 aus seiner Blockierstel­ lung (Fig. 1) nach unten weggezogen. Dies wird durch die Schwenkung der Schaltwippe 4 um die Schwenkachse 3 bewerk­ stelligt. Dazu ist die Schaltwippe 4 als zweiarmiger Hebel ausgebildet, dessen einer Hebelarm als Kontaktarm 21 die Be­ wegungskontakte 2 trägt und dessen anderer Hebelarm als Sperrarm 22 Träger einer Halterung 24 mit Schenkelfeder 20 ist. Der Sperrschenkel 19 der Schenkelfeder 20 kreuzt etwa rechtwinklig die Bewegungsebene des Riegels 11, wie aus der Fig. 1 deutlich erkennbar ist. Der Sperrschenkel 19 der Schen­ kelfeder 20 ist in der Längsführung 23 (Fig. 2) des Sperrarmes 22 der Schaltwippe 4 geführt. Die Längsführung 23 bildet da­ durch eine Bewegungskulisse.

Die Schaltwippe 4 ist ein sich im wesentlichen in der Ebene ihrer Hebelarme 21, 22 und ihrer Schwenkachse 3 erstreckendes Flachteil, insbesondere ein Blechteil. Die Schenkelfeder 20 ist von der entgegen der Schließrichtung 18 nach oben ausge­ bogenen Halterung 24 des Sperrarmes 22 getragen. An der Hal­ terung 24 ist auch der Fixierschenkel 25 der Schenkelfeder 20 festgelegt (Fig. 2). Aus Fig. 2 ist deutlich erkennbar, daß die Schwenkrichtung 26 des den Sperrschenkel 19 bildenden Bewe­ gungsarmes der Schenkelfeder 20 der Schließrichtung 18 ent­ spricht bzw. dieser entgegengerichtet ist.

Des weiteren ist die Schaltwippe 4 mit einer Einrichtung ver­ sehen, die sie in ihrer Ausschaltstellung hält und eine unge­ wollte Wiedereinschaltung blockiert. Diese Haltevorrichtung ist als in Ausschaltstellung der Schaltwippe 4 selbsttätig einfallendes Riegelgesperre 27 ausgebildet, dessen konstruk­ tiver Aufbau und Funktionsweise sehr detailliert in der zeit­ gleich parallel eingereichten Patentanmeldung mit dem inter­ nen Aktenzeichen GR 96 P 4153 DE der Anmelderin beschrieben ist und deren Aufbau und Funktionsweise daher hier nur kurz erläutert werden:
Der Kontaktarm 21 der Schaltwippe 4 enthält ein zur Schwenk­ achse 3 parallel ausgerichtetes Langloch 28 als Bewegungsku­ lisse für den Kurbelzapfen 29 der am Ende der Schwenkwelle 6 fixierten Kurbelwange 30. Durch den Kurbeltrieb 31, gebildet aus Kurbelwange 30 und Kurbelzapfen 29, wird die Schwenkbewe­ gung der Schaltwippe 4 als Schwenkbewegung auf die Schwenk­ welle 6 übertragen. Die Schwenkwelle 6 hat auf ihrem Umfang eine Rastausnehmung 32. Diese korrespondiert mit dem in Rich­ tung auf die Schwenkwelle 6 federbelasteten Sperrstift 33 ei­ nes Rastgesperres in der folgenden Weise: In Ausschaltstel­ lung (Fig. 1) der Schaltwippe 4 nimmt die Schwenkwelle 6 eine Drehstellung ein, in der die Rastausnehmung 32 mit dem Sperr­ stift 33 in Überdeckung steht. Infolge der auf ihn einwirken­ den Federbelastung rastet der Sperrstift 33 selbsttätig in die Rastausnehmung 32 ein und sperrt daher ein Verschwenken der Schaltwippe 4 und damit ein Schließen der Schaltkontak­ te 1 und 2. Die Wiedereinschaltung kann nur willentlich voll­ zogen werden, indem der Sperrstift 33 an seinem Griffende 34 aus der Rastausnehmung 32 der Schwenkwelle 6 hinausgezogen und der Kurbeltrieb 31 über die Schwenkwelle 6 betätigt wird. Die Schwenkwelle 6 ist als manuelle Schaltwelle ausgebildet. Dazu ist sie an ihrem äußeren Ende mit einem Handgriff 35 versehen.

Fig. 1 zeigt den Schalter in seiner Einschaltstellung. In die­ ser ist der Deckel durch den Riegel 11 verriegelt, der dazu mit seinem Maul 16 den gehäusefesten Verschlußstift 10 form­ schlüssig umfaßt. In dieser Einschaltstellung ruhen die Bewe­ gungskontakte 2 auf den gehäusefesten Kontakten 1 und der Schalter steht unter Spannung. Eine Entriegelung und Öffnung des Deckels ist unmöglich. Die Verriegelung zwischen Riegel 11 und Verschlußstift 10 ist unlösbar, weil der Sperrschenkel 19 der Schenkelfeder 20 in den Öffnungsweg des Riegels 11 blockierend hineinsteht.

Diese Blockierung wird dadurch freigegeben, daß der Schalter ausgeschaltet, also die Schaltwippe 4 über den Kurbeltrieb im Uhrzeigersinn gedreht wird, so daß die Bewegungskontakte 2 von den Kontakten 1 abgehoben werden. Dann taucht nämlich der Sperrschenkel 19 aus seiner Blockierstellung nach unten ab und der Riegel 11 ist ungehindert im Uhrzeigersinn (Pfeil­ richtung 17) vom gehäusefesten Verschlußstift 10 wegschwenk­ bar. In dieser Ausschaltstellung fällt der Sperrstift 33 un­ ter seiner Federbelastung selbsttätig in die Rastausnehmung 32 der Schwenkwelle ein und bewirkt die Arretierung des Schalters in seiner Ausschaltstellung, aus der er nur durch Anheben des Sperrstiftes 33 willentlich wieder lösbar ist.

Bei geöffnetem Gehäuse hingegen ist z. B. zu Reparaturzwecken eine Einschaltung des Schalters möglich. Daß dies nur wil­ lentlich geschieht, ermöglicht das beschriebene Rastgesperre. In bei geöffnetem Gehäuse herbeigeführter Einschaltstellung läßt sich der Deckel auch wieder verschließen und verriegeln. Beim Aufsetzen des Deckels nimmt der Riegel 11 eine Schräg­ stellung ein, in der er mit seinem unteren Stirnende 36 den Sperrschenkel der Schenkelfeder 20 von oben beaufschlagt. Der Sperrschenkel 19 der Schenkelfeder 20 weicht gegen den Feder­ druck durch Längsverschiebung innerhalb der Längsführung 23 dieser Schließbewegung aus. Dadurch wird die Schenkelfeder 20 gespannt. Der Deckel kann vorschriftsmäßig geschlossen wer­ den. Zu seiner Verriegelung wird der Riegel 11 entgegen dem Uhrzeigersinn, also entgegen dem Richtungspfeil 17, in seine Verriegelungsstellung (Fig. 1) überführt. Dabei gleitet sein Stirnende 36 vom Bewegungsarm der Schenkelfeder 20 ab und un­ ter dem sich entspannenden Federdruck wird dieser Bewegungs­ arm wieder als Sperrschenkel 19 wirksam, indem er sich hinter die rückwärtige Seitenkante 37 des Riegels 11 legt und damit dessen Öffnungsbeweglichkeit blockiert.

Claims (10)

1. Elektrischer Spannungsschalter in einem Gehäuse (8), des­ sen Innenraum über einen verschließbaren Deckel zugänglich ist,

• - mit einer den Schalter betätigenden zwischen Einschalt­ stellung und Ausschaltstellung schwenkbaren Schaltwippe (4),
• - mit einem Riegel (11), der
  • - am Deckel angeordnet und
  • - in zur Schließrichtung (18) des Deckels etwa recht­ winkliger Richtung in einen Hintergriff am Gehäuse (8) bringbar ist, und
• - mit einem an der Schaltwippe (4) angebrachten Sperr­ schenkel (19), der in Abhängigkeit von der Schwenkstel­ lung der Schaltwippe (4)
  • - in Einschaltstellung blockierend in den Öffnungsweg des verschlossenen Riegels (11) hineinsteht und
  • - in Ausschaltstellung aus seiner Blockierstellung herausgeführt ist und dadurch eine Öffnungsbewegung des verschlossenen Riegels (11) freigibt,
• wobei der Sperrschenkel (19)
• - in Schließrichtung (18) des Deckels gegen Federdruck auslenkbar ist,
• - beim Verschließen des Deckels vom in Öffnungsstellung befindlichen Riegel (11) in Auslenkrichtung beauf­ schlagt wird und
• - durch die Verriegelung unter Federdruck in seine Blockierstellung gegenüber dem Riegel (11) zurückfedert.

2. Spannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe (4) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist,

• - dessen einer Hebelarm als Kontaktarm (21) einen mit einem gehäusefesten Kontakt (1) zusammenwirkenden Bewegungskon­ takt (2) trägt und
• - dessen anderer Hebelarm als Sperrarm (22) Träger der Hal­ terung (24) mit Schenkelfeder (20) ist.

3. Spannungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Bewegungs­ schenkel einer Schenkelfeder (20) als Sperrschenkel (19).

4. Spannungsschalter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewe­ gungsschenkel der Schenkelfeder (20) etwa rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Riegels (11) verläuft.

5. Spannungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschenkel (19) der Schenkelfeder (20) in einer Längs­ führung (23) der Halterung (24) als Bewegungskulisse ge­ führt ist.

6. Spannungsschalter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe (4) ein sich im wesentlichen in der Ebene ih­ rer Hebelarme (21, 22) und ihrer Schwenkachse (3) er­ streckendes Flachteil, insbesondere ein Blechteil ist und daß die Schenkelfeder (20) von einem vom Sperrarm (22) abstehenden Haltearm (24) getragen ist.

7. Spannungsschalter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rie­ gel (11) durch ein Deckelschloß (12) zwischen seinen Funktionsstellungen, nämlich seiner Öffnungs- und seiner Verriegelungsstellung, bewegbar ist.

8. Spannungsschalter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rie­ gel (11) zwischen seinen Funktionsstellungen um die Ach­ se (9) schwenkbar ist.

9. Spannungsschalter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe (4) in Ausschaltstellung verriegelbar ist.

10. Spannungsschalter nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein in Ausschalt­ stellung zu deren Aufrechterhaltung selbsttätig unter Fe­ derdruck auf die Schaltwippe (4) wirksames Riegelgesperre (32, 33).