DE19717236A1 - Elektrisches Schaltgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgerät zum Öffnen und Schließen mindestens eines elektrischen Kontakts mit ei­ ner verdrehbaren Griffwelle, die über ein einen Schieber um­ fassendes Stellglied mit einem verschiebbaren Kontaktträger gekoppelt ist, wobei der Schieber durch Verdrehen der Griff­ welle entgegen der Wirkung einer Federkraft zwischen einer ersten, einer geöffneten Stellung des mindestens eines Kon­ takts entsprechenden Endstellung und einer zweiten, einer ge­ schlossenen Stellung des mindestens einen Kontakts entspre­ chenden Endstellung bewegbar ist.

Derartige Schaltgeräte kommen insbesondere als Hauptschalter, beispielsweise für Gebäude oder Maschinenhallen, zum Einsatz, wobei häufig sehr hohe Ströme geschaltet werden können. Auf die Griffwelle ist üblicherweise ein Betätigungsgriff aufge­ setzt, der über eine 90°-Drehung zwischen einer EIN-Schalt­ stellung des Schaltgeräts mit geschlossenen Kontakten und ei­ ner AUS-Schaltstellung des Schaltgeräts mit geöffneten Kon­ takten verdrehbar ist. Durch Verdrehen des Betätigungsgriffs und der damit verbundenen Griffwelle können der Schieber und über diesen der Kontaktträger zwischen zwei Endstellungen verschoben werden.

Der Schieber ist üblicherweise derart exzentrisch an der Griffwelle gelagert, daß sich seine verlängerte Mittellinie, d. h. seine Kraft-Wirkungs-Linie, beim Einschalten des Schalt­ geräts kurz vor der EIN-Schaltstellung über die Drehachse der Griffwelle hinweg bewegt. Dadurch wird ein Kippen des Schalt­ geräts in die EIN-Schaltstellung erzielt, denn der Schieber wird beim Verdrehen der Griffwelle mit einer Federkraft be­ aufschlagt, die nach dem Übergang der Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers über die Drehachse der Griffwelle auf die Griffwelle ein Drehmoment in Richtung der EIN-Schaltstellung erzeugt. Umgekehrt wird beim Ausschalten des Schaltgeräts beim erneuten Übergang der Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers über die Drehachse der Griffwelle mittels der auf den Schie­ ber wirkenden Federkraft ein Drehmoment auf die Griffwelle in Richtung der AUS-Schaltstellung erzeugt.

Um ein "Kippen" des Schaltgeräts in die EIN-Schaltstellung zu erzielen, wird, wie voranstehend beschrieben, die Kraft-Wir­ kungs-Linie des Schiebers über die Drehachse der Griffwelle hinwegbewegt. Dies hat zur Folge, daß sich das Antriebsmoment auf den Schieber während des Übergangs von der AUS-Schalt­ stellung in die EIN-Schaltstellung ändert. Während die Kraft- Wirkungs-Linie des Schiebers die Drehachse der Griffwelle überquert, ist das den Schieber antreibende Drehmoment mini­ mal. Das höchste Antriebsmoment wird in der Stellung er­ reicht, in welcher die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers den maximalen Abstand zur Drehachse der Griffwelle aufweist. Dies ist dann der Fall, wenn die Griffwelle um etwa 90° von der "Kipp"-Stellung verdreht ist. Wird der Betätigungsgriff mit der Griffwelle in Richtung der AUS-Schaltstellung bewegt, so hat dies zur Folge, daß sich die Schaltwelle bei gleichmäßi­ ger Drehung des Betätigungsgriffs zunächst nur wenig bewegt, da sich die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers nahe der Dreh­ achse der Schaltwelle befindet. Mit zunehmender Drehung des Betätigungsgriffs vergrößert sich der Abstand zwischen der Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers und dem Drehpunkt der Griffwelle, so daß die größte Bewegung des Schiebers und des Kontaktträgers nahe der AUS-Schaltstellung der bekannten Schaltgeräte erfolgen. Die verhältnismäßig geringe Bewegung des Schiebers und des Kontaktträgers nahe der EIN-Schalt­ stellung hat sich insbesondere dann als nachteilig erwiesen, wenn die zu schaltenden elektrischen Kontakte beeinträchtigt sind, beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses miteinander verschweißt sind. Wird das Schaltgerät ausgeschaltet, so ist am Betätigungsgriff nur schwer zu erkennen, ob die Kontakte beschädigt sind, denn der Betätigungsgriff ist über einen re­ lativ großen Drehwinkel verdrehbar, ohne daß damit eine be­ achtliche Bewegung des Kontaktträgers und der an ihm gehalte­ nen Kontakte verbunden ist. Umgekehrt ist beim Einschalten mit dem Verdrehen des Betätigungsgriffs zunächst eine ver­ hältnismäßig große Bewegung des Kontaktträgers verbunden, die sich mit zunehmender Annäherung an die EIN-Schaltstellung verringert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsge­ mäßes Schaltgerät derart weiterzubilden, daß vom Benutzer beim Verdrehen der Griffwelle eine Beeinträchtigung der Kon­ takte besser erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Schaltgerät der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schieber ex­ zentrisch an einer verdrehbaren Schaltwelle gelagert ist, die über Getriebemittel mit der Griffwelle verbunden ist, wobei sich die Schaltwelle beim Verdrehen der Griffwelle um einen größeren Drehwinkel verdreht als die Griffwelle.

Erfindungsgemäß ist eine separate Schaltwelle vorgesehen, die nicht mit der Griffwelle übereinstimmt und an der der Schie­ ber exzentrisch gelagert ist. Durch Verdrehen der Schaltwelle kann somit der Schieber zwischen seinen Endstellungen unter Überschreitung einer Kippstellung bewegt werden. Der Antrieb der Schaltwelle erfolgt mittels der Griffwelle, wobei zwi­ schen den beiden Wellen Getriebemittel angeordnet sind, die eine Übersetzung der Drehbewegung der Griffwelle auf die Schaltwelle derart bewirken, daß der Drehwinkel der Schalt­ welle größer ist als der Drehwinkel der Griffwelle. Dies hat zur Folge, daß bei vorgegebener Drehung der Griffwelle bei­ spielsweise um 60° oder 90° eine beträchtlich größere Drehung der Schaltwelle erzielt werden kann, d. h. es kann ein größe­ rer Schaltweg bewirkt werden, so daß der Schieber hauptsäch­ lich dann angetrieben werden kann, wenn die Griffwelle schon einen gewissen Drehwinkelbereich zurückgelegt hat. Dies er­ möglicht es, den Schieber und den Kontaktträger hauptsächlich im Abstand zu den Endstellungen der Griffwelle zu bewegen und trotzdem eine Kippbewegung des federbelasteten Schiebers auf­ rechtzuerhalten. Aufgrund des größeren Schaltwegs kann beim Verdrehen der Griffwelle eher erkannt werden, ob eine Beein­ trächtigung der Kontakte vorliegt.

Günstig ist es, wenn die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers in seiner ersten Endstellung nahe der Drehachse der Schalt­ welle verläuft. Dadurch wird sichergestellt, daß der Schieber beim Übergang des Schaltgeräts aus der AUS-Schaltstellung in die EIN-Schaltstellung zunächst nur ein relativ geringes An­ triebsmoment erfährt. Mit zunehmender Drehbewegung stellt sich ein zunächst vergrößernder Abstand zwischen der Kraft- Wirkungs-Linie des Schiebers und der Drehachse der Schaltwel­ le ein, so daß sich das Antriebsmoment verstärkt. Anschließend verringert sich der Abstand der Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers zur Drehachse der Schaltwelle wieder, und damit verkleinert sich das Antriebsmoment des Schiebers und auch die Bewegung des Kontaktträgers. Dies hat zur Folge, daß sich der Schieber und der Kontaktträger beim Verdrehen der Griff­ welle aus der AUS-Schaltstellung in die EIN-Schaltstellung und umgekehrt zunächst nur wenig bewegen, und daß erst bei Vorliegen eines deutlichen Abstands von der AUS- bzw. der EIN-Schaltstellung eine beachtliche Bewegung des Schiebers und des Kontaktträgers erfolgt. Dadurch kann beim Verdrehen der Griffwelle deutlich erkannt werden, ob die Kontakte bei­ spielsweise aufgrund eines Kurzschlusses miteinander ver­ schweißt sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drehwinkel der Schalt­ welle mindestens doppelt so groß ist wie der Drehwinkel der Griffwelle. Durch Verdrehen der Griffwelle um 90° kann somit die Schaltwelle um mindestens 180° verdreht werden, so daß die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers sowohl in seiner er­ sten Endstellung als auch in seiner zweiten Endstellung nahe der Drehachse der Schaltwelle ausgerichtet werden kann.

Günstig ist es, wenn der Drehwinkel der Schaltwelle minde­ stens ungefähr 180° beträgt. Dies ist insbesondere bei Ausge­ staltungen von Vorteil, bei denen die Griffwelle um einen re­ lativ geringen Drehwinkel, beispielsweise um 60°, verdreht wird. Auch in diesem Fall wird bei der vorliegenden Ausfüh­ rungsform eine Drehung der Schaltwelle um mindestens etwa 180° erzielt, so daß die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers in jedem Falle derart ausgerichtet werden kann, daß sie in beiden Endstellungen nahe der Drehachse der Schaltwelle ver­ läuft.

Die unterschiedlichen Drehwinkel von Griffwelle und Schalt­ welle können beispielsweise dadurch erzielt werden, daß an der Griffwelle ein Zahnbogen drehfest gehalten ist, der mit einem drehfest an der Schaltwelle gehaltenen Zahnrad kämmt. Der Durchmesser des Zahnrads läßt sich zum Beispiel derart bemessen, daß eine Drehung der Griffwelle um 90° eine Drehung der Schaltwelle um mindestens 180° zur Folge hat. Die Schalt­ welle kann beispielsweise mit einem Ende in einer lagerförmi­ gen Vertiefung des Schaltgeräts drehbar gelagert sein oder eine Vertiefung aufweisen, die auf einem am Gehäuse festge­ legten Bolzen gelagert ist.

Bei einer kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Griffwelle und der Zahnbogen einstückig miteinander verbunden sind. Außerdem ist es günstig, wenn die Schaltwelle und das Zahnrad einstückig ausgebildet sind. So kann die Schaltwelle einen Zahnkranz aufweisen, der mit einer korrespondierenden Verzahnung der Griffwelle kämmt.

Von Vorteil ist es, wenn das Schaltgerät einen Unterspan­ nungsauslöser oder einen Arbeitsstromauslöser aufweist. Ein Unterspannungsauslöser bewirkt ein selbsttätiges Öffnen des mindestens einen Kontakts des Schaltgeräts bei Vorliegen ei­ ner Unterspannung, beispielsweise im Falle einer Spannungsun­ terbrechung. Dadurch wird sichergestellt, daß zum Beispiel eine an das Schaltgerät angeschlossene Maschine nach einer Spannungsunterbrechung bei erneutem Vorliegen der Spannungs­ versorgung nicht selbsttätig wieder anläuft, sondern erst dann, wenn das Schaltgerät wieder eingeschaltet wird. Für diesen Zweck sind Unterspannungsauslöser bekannt, die bei Vorliegen einer Unterspannung selbsttätig die Kontakte des Schaltgeräts öffnen, so daß das Schaltgerät in seine AUS- Schaltstellung übergeht. Alternativ und/oder ergänzend sind auch Arbeitsstromauslöser bekannt, mit deren Hilfe das Schaltgerät bei Anlegen eines Spannungsimpulses und damit bei Vorliegen eines Arbeitsstroms ausgeschaltet werden kann.

Soll statt eines Unterspannungsauslösers ein Arbeitsstromaus­ löser in das Schaltgerät eingebaut werden, so ist es übli­ cherweise erforderlich, das Schaltgerät vollständig umzubau­ en. Dies ist mit beträchtlichen Kosten und einem nicht unwe­ sentlichen Zeitaufwand verbunden. Gemäß einer besonders be­ vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vor­ gesehen, daß das Schaltgerät einen Elektromagneten umfaßt so­ wie ein vom Elektromagneten betätigbares Zwischenglied zum selbsttätigen Öffnen des mindestens einen Kontakts bei Vor­ liegen einer Unterspannung oder bei Vorliegen eines Arbeits­ stroms. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß der­ selbe Elektromagnet sowohl zur Auslösung der Unterspannung als auch als Arbeitsstromauslöser verwendet werden kann. Hierzu ist es lediglich erforderlich, dem Elektromagneten je nach dessen Einsatzzweck wahlweise ein entsprechendes Zwi­ schenglied zuzuordnen, das vom Elektromagneten betätigbar ist.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Zwischenglied einen ein- bzw. zweiarmigen Auslösehebel umfaßt, der mit ei­ ner eine selbsttätige Öffnungsbewegung des Kontaktträgers sperrenden Verklinkungseinrichtung gekoppelt ist. Sofern das erfindungsgemäße Schaltgerät mit einem Unterspannungsauslöser versehen werden soll, kann der Elektromagnet in Kombination mit einem einarmigen Auslösehebel eingesetzt werden. Hierbei ist es günstig, wenn die Verklinkungseinrichtung zwischen ei­ nem Magnetanker des Elektromagneten und einer Drehachse des einarmigen Auslösehebels angeordnet ist. Soll das erfindungs­ gemäße Schaltgerät mit einem Arbeitsstromauslöser ausgerüstet werden, so kann hierzu der Elektromagnet mit einem zweiarmi­ gen Auslösehebel kombiniert werden, wobei die Drehachse des Auslösehebels vorteilhafterweise zwischen der Verklinkungs­ einrichtung und dem Magnetanker des Elektromagneten positio­ niert ist. In beiden Fällen ist der jeweilige Auslösehebel mit einer Verklinkungseinrichtung gekoppelt, mit deren Hilfe eine selbsttätige Öffnungsbewegung des Kontaktträgers ge­ sperrt werden kann.

Die Kopplung kann derart erfolgen, daß der Auslösehebel eine Anlagefläche für die Verklinkungseinrichtung umfaßt, die durch Verschwenken des Auslösehebels in Abstand zur Verklin­ kungseinrichtung gebracht werden kann, so daß die Verklin­ kungseinrichtung freigegeben und damit eine selbsttätige Öff­ nungsbewegung des Kontaktträgers ermöglicht wird.

Die Verschwenkbewegung des Auslösehebels kann durch den Elek­ tromagneten gesteuert werden. So kann beispielsweise vorgese­ hen sein, daß der Elektromagnet bei Vorliegen einer Unter­ spannung abfällt und dadurch der am Magnetanker des Elektro­ magneten anliegende einarmige Auslösehebel derart verschwenkt wird, daß er die Verklinkungseinrichtung freigibt, so daß daraufhin eine selbsttätige Öffnungsbewegung des Kontaktträ­ gers erfolgen kann. Soll die Auslösung des Elektromagneten durch einen Spannungsimpuls, d. h. durch einen Arbeitsstrom erfolgen, so kann vorgesehen sein, daß der Elektromagnet bei Vorliegen eines Arbeitsstroms anzieht und dadurch den zweiar­ migen Auslösehebel derart verschwenkt, daß dieser wiederum die Verklinkungseinrichtung freigibt, was eine selbsttätige Öffnungsbewegung des Kontaktträgers zur Folge hat.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgese­ hen, daß das Schaltgerät zur Steuerung des Elektromagneten einen durch Verdrehen der Griffwelle betätigbaren, der Bewe­ gung des Kontaktträgers vorauseilenden Hilfskontaktträger um­ faßt. Wird der Elektromagnet als Unterspannungsauslöser ein­ gesetzt, so ist es erforderlich, diesen während des Betriebs des Schaltgeräts mit der zu überwachenden Spannungsquelle zu verbinden. Dies kann grundsätzlich mittels eines separaten Schalters erfolgen, von Vorteil ist es jedoch, das erfin­ dungsgemäße Schaltgerät mit einem zusätzlichen Hilfskontakt­ träger auszustatten, der der Bewegung des Kontaktträgers vor­ auseilt. Dadurch ist es möglich, durch Verdrehen der Griff­ welle zum einen den Kontaktträger des Schaltgeräts zu bewegen und zum anderen zusätzlich den Elektromagneten über den Hilfskontaktträger mit der Spannungsquelle zu verbinden. Um sicherzustellen, daß der Elektromagnet mit Spannung versorgt ist, wenn der Kontaktträger seine die elektrischen Kontakte schließende Stellung erreicht, eilt hierbei der Hilfskontakt­ träger der Bewegung des Kontaktträgers voraus.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hilfskontaktträger mit der Schaltwelle gekoppelt ist. Wie voranstehend beschrieben, läßt sich mittels der separaten Schaltwelle ein besonders großer Schaltweg erzielen. Wird die Bewegung des Hilfskon­ taktträgers durch die Schaltwelle gesteuert, so kann sicher­ gestellt werden, daß beim Übergang des Schaltgeräts aus sei­ ner AUS-Schaltstellung in seine EIN-Schaltstellung zunächst der Hilfskontaktträger eine Stellung einnimmt, in der ent­ sprechende Hilfskontakte geschlossen werden, und erst danach auch der Kontaktträger des Schaltgeräts seine die Kontakte schließende Stellung erreicht. Dies hat zur Folge, daß beim Einschalten des Schaltgeräts dieses sicher in seiner EIN- Schaltstellung verbleibt, da der Elektromagnet bereits vor der Endstellung des Kontaktträgers mit Spannung versorgt ist und damit ein selbsttätiges Öffnen des Kontakts verhindert.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen und kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Schalt­ gerät einen mit dem Kontaktträger verbundenen Umlenkhebel um­ faßt, der sich einerseits am Schieber und andererseits an der Verklinkungseinrichtung abstützt. Der Kontaktträger kann so­ mit zum einen durch eine Bewegung des Schiebers verschoben werden, zum anderen kann eine Bewegung des Kontaktträgers auch dadurch hervorgerufen werden, daß die Verklinkungsein­ richtung ihre Abstützfunktion für den Umlenkhebel aufgibt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Umlenkhe­ bel über ein Stützglied exzentrisch mit einer drehbar gela­ gerten Klinke der Verklinkungseinrichtung verbunden ist. Die Klinke kann sich an einer Anlagefläche des Auslösehebels ab­ stützen und mit einer Federkraft derart beaufschlagt werden, daß sie sich verdreht, wenn sich der Auslösehebel beispiels­ weise bei Vorliegen einer Unterspannung von der Klinke ent­ fernt. Wird die Klinke freigegeben, so hat dies zur Folge, daß der Umlenkhebel nur noch am Schieber, nicht jedoch an der Verklinkungseinrichtung abgestützt ist. Der mit dem Umlenkhe­ bel verbundene Kontaktträger kann bei nur einseitig abge­ stütztem Umlenkhebel von einer Druckfeder in eine die Kontak­ te öffnende Stellung verschoben werden.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der nä­ heren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Schaltge­ räts mit Unterspannungsauslöser in der Schaltstellung AUS;

Fig. 2: eine schematische Darstellung des Schaltge­ räts mit Unterspannungsauslöser beim Übergang aus der Schaltstellung AUS in die Schaltstel­ lung EIN;

Fig. 3: eine schematische Darstellung des Schaltge­ räts mit Unterspannungsauslöser in der Schaltstellung EIN;

Fig. 4: eine schematische Darstellung des Schaltge­ räts bei ausgelöstem Unterspannungsauslöser;

Fig. 5: eine ausschnittsweise, schematische Darstel­ lung eines Schaltgeräts mit Arbeitsstromaus­ löser und

Fig. 6: eine ausschnittsweise, schematische Darstel­ lung eines Schaltgeräts entsprechend Fig. 5 mit ausgelöstem Arbeitsstromauslöser.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegten Schaltgeräts dar­ gestellt. Dieses umfaßt acht Hauptkontaktpaare 12 bis 19, die jeweils ein in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise an einem Gehäuse 20 fixiertes Hauptkontaktelement 21 und ein mit diesem zusammenarbeitendes, bewegliches Hauptkontaktelement 22 umfassen. Die beweglichen Hauptkontaktelemente 22 sind an einem verschieblich gelagerten Hauptkontaktträger 24 gehal­ ten, der von einer sich am Gehäuse 20 abstützenden Druckfeder 26 mit einer in Richtung auf eine geöffnete Stellung der Hauptkontaktpaare 12 bis 19 ausgerichteten Federkraft beauf­ schlagt ist. Über einen Verbindungsbolzen 28 ist am Hauptkon­ taktträger 24 drehbar ein Umlenkhebel 30 gelagert, der end­ seitig einerseits an einem Schieber 32 und andererseits an einem Stützbügel 34 angelenkt ist. Der Schieber 32 wiederum ist mit seinem dem Umlenkhebel 30 abgewandten Ende exzen­ trisch an einer Schaltwelle 36 gelagert, die einen Zahnkranz 38 aufweist, der mit einem einstückig mit einer Griffwelle 44 verbundenen Zahnbogen 42 kämmt. Die Griffwelle 44 umfaßt ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, axial ausgerichtetes Ansatzstück, auf das ein in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellter Betätigungsgriff aufgesetzt werden kann.

Der Stützbügel 34 ist mit seinem dem Umlenkhebel 30 abgewand­ ten Ende exzentrisch an einer drehbar am Gehäuse 20 gelager­ ten Klinke 46 angelenkt. Wie insbesondere aus Fig. 3 deut­ lich wird, stützt sich die Klinke 46 in der EIN-Schaltstel­ lung des Schaltgeräts 10 an einem Anschlag 48 eines ver­ schwenkbar am Gehäuse 20 gelagerten Auslösehebels 50 ab, des­ sen freies Ende an einem Magnetanker 52 eines Elektromagneten 54 anliegt. Das freie Ende des Auslösehebels 50 wird von ei­ ner Schraubenfeder 56 mit einer in Richtung auf den Magnetan­ ker 52 weisenden Federkraft beaufschlagt.

Der Schaltwelle 36 benachbart bildet das Gehäuse 20 eine Füh­ rung 58 für einen Hilfskontaktträger 60, der bewegliche Hilfskontaktelemente 62 trägt, denen jeweils am Gehäuse 20 fixierte Hilfskontaktelemente 63 zugeordnet sind. Der Hilfs­ kontaktträger 60 ist innerhalb der Führung 58 verschiebbar gehalten und wird von einer Schließfeder 65 mit einer Feder­ kraft in Richtung auf eine geschlossene Stellung der Hilfs­ kontaktelemente 62 und 63 beaufschlagt. Der Schließfeder 65 benachbart ist am Hilfskontaktträger 60 ein Anschlagsbolzen 66 angeordnet, an dem in der in Fig. 1 dargestellten AUS- Schaltstellung des Schaltgeräts 10 ein drehfest an der Schaltwelle 36 gehaltener Schaltnocken 68 anliegt.

Wird die Griffwelle 44 in Uhrzeigerrichtung um 90° aus der in Fig. 1 dargestellten AUS-Schaltstellung über die in Fig. 2 dargestellte Zwischenstellung in die in Fig. 3 illustrierte EIN-Schaltstellung verdreht, so wird dadurch die Schaltwelle 36 um ca. 180° entgegen der Uhrzeigerrichtung verdreht. Dies wird durch eine entsprechende Übersetzung zwischen dem Zahn­ bogen 42 und dem Zahnkranz 38 erreicht. Das Verdrehen der Schaltwelle 36 hat zur Folge, daß der Schaltnocken 68 den An­ schlagsbolzen 66 freigibt, so daß der Hilfskontaktträger 60 unter der Wirkung der Schließfeder 65 in seine die Hilfskon­ taktelemente 62 und 63 schließende Stellung verschoben wird. Die Hilfskontaktelemente 62 und 63 sind über in der Zeichnung nicht dargestellte, an sich bekannte elektrische Verbindungs­ elemente mit dem Elektromagneten 54 verbunden, so daß durch Schließen der Hilfskontaktelemente 62 und 63 der Elektromag­ net 64 an eine Spannungsquelle angeschlossen wird. Dies hat zur Folge, daß der Elektromagnet 54 den Magnetanker 52 an­ zieht, so daß der Auslösehebel 50 aufgrund der von der Schraubenfeder 56 auf ihn ausgeübten Federkraft in Richtung auf die Klinke 46 verschwenkt wird. Das Schließen der Hilfs­ kontaktelemente 62 und 63 und damit das Anziehen des Magne­ tankers 52 erfolgt bereits nach geringer Drehung der Griff­ welle 44. Dies wird insbesondere aus Fig. 2 deutlich. Die Hilfskontaktelemente 62 und 63 eilen somit der Bewegung des Hauptkontaktträgers 24 und der Hauptkontaktelemente 21 und 22 voraus.

Das weitere Verdrehen der Griffwelle 44 in Uhrzeigerrichtung hat zur Folge, daß der Schieber 32 entgegen der Uhrzeiger­ richtung verschoben wird, so daß vom Schieber 32 über den sich mittels des Stützbügels 34 an der Klinke 46 abstützenden Umlenkhebels 30 eine Verschiebekraft auf den Hauptkontaktträ­ ger 24 entgegen der Federkraft der Druckfeder 26 ausgeübt wird. Wird die Griffwelle 44 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten AUS-Schaltstellung in Uhrzeigerrichtung um 90° verdreht, so wird hierdurch der Hauptkontaktträger 24 so weit verschoben, daß die beweglichen Hauptkontaktelemente 22 mit ihren korrespondierenden fixierten Hauptkontaktelementen 21 in Kontakt treten, d. h. die Hauptkontaktpaare 12 bis 19 neh­ men jeweils ihre geschlossene Position ein. Umgekehrt kann der Hauptkontaktträger 24 ausgehend von der in Fig. 3 darge­ stellten EIN-Schaltstellung des Schaltgeräts 10 durch Verdre­ hen der Griffwelle 44 entgegen des Uhrzeigersinns in die in Fig. 1 dargestellte AUS-Schaltstellung verschoben werden.

Der Anlenkpunkt des Schiebers 32 an der Schaltwelle 36 ist so gewählt, daß die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers 32, d. h. die Mittelachse des Schiebers 32, sowohl in der in Fig. 1 dargestellten AUS-Schaltstellung als auch in der in Fig. 3 dargestellten EIN-Schaltstellung nahe der Drehachse der Schaltwelle 36 liegt. Dies hat zur Folge, daß in den genann­ ten Endstellungen des Schiebers 32 von der Schaltwelle 36 nur ein geringes Antriebsmoment auf den Schieber 32 übertragen wird. Dadurch wird sichergestellt, daß sich der Schieber 32 und mit diesem der Umlenkhebel 30 und der Hauptkontaktträger 24 beim Verdrehen der Griffwelle 44 ausgehend von einer der beiden Endstellungen zunächst sehr wenig verschiebt. Die ma­ ximale Verschiebung erfolgt vielmehr zwischen den beiden ge­ nannten Endstellungen, wenn die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers 32 ihren maximalen Abstand von der Drehachse der Schaltwelle 36 einnimmt. Dies hat zur Folge, daß eine Beschä­ digung der Hauptkontaktelemente 21 und 22, beispielsweise ein Verschweißen aufgrund eines Kurzschlusses, vom Benutzer beim Ausschalten des Schaltgeräts 10 bemerkt werden kann, da die Griffwelle 44 nach einem anfänglichen Verdrehen aufgrund der verschweißten Hauptkontaktelemente 21, 22 nicht weiter bewegt werden kann. Im Gegensatz zu üblichen Schaltgeräten erfolgt hierbei die Blockade der Griffwelle 44 bereits in deutlichem Abstand zu ihrer AUS-Schaltstellung.

Die anfangs geringe Bewegung des Hauptkontaktträgers 24 beim Einschalten des Schaltgeräts 10 hat außerdem zur Folge, daß die vorauseilenden Hilfskontaktelemente 62, 63 sicher ihre geschlossene Position erreichen können, bevor eine beachtli­ che Bewegung des Hauptkontaktträgers 24 erfolgt. Somit wird sichergestellt, daß der als Unterspannungsauslöser wirkende Elektromagnet 54 mit Spannung versorgt wird und durch ent­ sprechendes Verschwenken des Auslösehebels 50 die Klinke 46 arretiert wird, bevor die Klinke 46 sich am Anschlag 48 vor­ beibewegen kann und somit verhindern würde, daß die Hauptkon­ taktelemente 21 und 22 ihre geschlossene Position einnehmen können.

Folgt in der EIN-Schaltstellung des Schaltgeräts 10 eine Un­ terbrechung der Spannungsversorgung, so hat dies zur Folge, daß der Magnetanker 52 entgegen der Wirkung der Schraubenfe­ der 56 abfällt, so daß der Auslösehebel 50 die Klinke 46 freigibt. Dies wiederum bewirkt, daß sich der durch die Druckfeder 26 federbelastete Hauptkontaktträger 24 nicht mehr über den Umlenkhebel 30 und den Stützbügel 34 an der Klinke 46 abstützen kann, und mangels Abstützung wird der Hauptkon­ taktträger 24 von der Druckfeder 26 so verschoben, daß die Hauptkontaktelemente 21 und 22 ihre geöffnete Stellung ein­ nehmen. Dies ist in Fig. 4 illustriert. Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform des Schaltgeräts 10 wird somit durch den Elektromagneten 54 und den einarmigen Auslösehebel 50 sichergestellt, daß die Hauptkontaktelemente 21 und 22 bei Vorliegen einer Unterspannung selbsttätig in ihre geöffnete Stellung übergehen. Um zu bewirken, daß bei Unterbrechen der Spannungsversorgung nicht nur die Hauptkon­ taktpaare 12 bis 19 geöffnet werden, sondern die Griffwelle 44 sowie die Klinke 46 ihre AUS-Schaltstellung einnehmen, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt das Schaltgerät 10 zu­ sätzliche Rückstellfedern 70 und 71, die als Zugfedern wirken und einerseits exzentrisch an der Griffwelle 44 bzw. der Klinke 46 angreifen und andererseits am Gehäuse 20 gehalten sind. Bei Vorliegen einer Unterspannung wird zunächst, wie in Fig. 4 dargestellt, die Klinke 46 freigegeben, so daß sich der Hauptkontaktträger 24 so weit bewegt, daß die Hauptkon­ taktpaare 12 bis 19 geöffnet werden. Anschließend werden die Klinke 46 und die Griffwelle 44 in ihre AUS-Schaltstellung verdreht. Sofern die Spannungsversorgung nach einer Unterbre­ chung wieder einsetzt, muß somit das Schaltgerät 10 wieder erneut eingeschaltet werden. Ein unbeabsichtigtes Einschalten der vom Schaltgerät 10 gesteuerten Maschinen nach einer Span­ nungsunterbrechung wird dadurch vermieden.

Während bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Schalt­ gerät 10 der Elektromagnet 54 als Unterspannungsauslöser ver­ wendet wird, kommt bei der in den Fig. 5 und 6 aus­ schnittsweise dargestellten alternativen Ausführungsform ein Schaltgerät 80 mit einem Arbeitsstromauslöser zum Einsatz, d. h. das Schaltgerät 80 kann durch Anlegen eines Spannungsim­ pulses, d. h. durch einen separaten Arbeitsstrom ausgeschaltet werden. Das Schaltgerät 80 entspricht mit Ausnahme des zwi­ schen dem Magnetanker 52 und der Klinke 46 angeordneten Aus­ lösehebels 50, wie nachfolgend beschrieben, vollständig der Ausgestaltung des unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen Schaltgeräts 10. Insbesondere kommt ebenfalls der Elektromagnet 54 zum Einsatz, an dessen Magnetanker 52 allerdings ein zweiarmiger Auslösehebel 82 anliegt, wobei die Drehachse des Auslösehebels 82 zwischen der Klinke 46 und dem Magnetanker 52 positioniert ist.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform wird der Elektromagnet 54 an den separaten Arbeitsstromkreis angeschlossen. Solange kein Arbeitsstrom vorliegt, nimmt der Magnetanker 52 seine in Fig. 5 dargestellte ausgestreckte Position ein. In dieser Stellung stützt sich die Klinke 46 an dem dem Magnetanker 52 abgewandten Ende des Auslösehebels 82 ab. Wird ein Arbeitsstrom eingeschaltet, so zieht der Elek­ tromagnet 54 den Magnetanker 52 an, so daß der zweiarmige Auslösehebel 82 entgegen der Wirkung einer Schraubenfeder 84 in Richtung auf den Elektromagneten 54 verschwenkt wird. Dies hat zur Folge, daß sich der dem Magnetanker 52 abgewandte He­ belarm des Auslösehebels 82 von der Klinke 46 ablöst, d. h. bei Vorliegen eines Arbeitsstroms wird die Klinke 46 freige­ geben. Dies hat, wie voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, zur Folge, daß das Schaltgerät 80 selbsttätig in seine AUS-Schaltstellung übergeht.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät kann somit durch einfachen Austausch des Auslösehebels 50 durch den Auslösehebel 82 so­ wohl für einen Einsatz mit einem Unterspannungsauslöser als auch für einen Einsatz mit einem Arbeitsstromauslöser ausge­ staltet werden. Die entsprechenden Auslösehebel 50 bzw. 82 können hierzu auf am Gehäuse 20 angeformte Steckstifte aufge­ setzt werden.

Bei Verwendung des Elektromagneten 54 als Unterspannungsaus­ löser wird durch den mittels der Übersetzung zwischen Griff­ welle 44 und Schaltwelle 36 erzielbarem großen Schaltweg bei Einsatz des vorauseilenden Hilfskontaktträgers 60 sicherge­ stellt, daß das Schaltgerät 10 durch Verdrehen der Griffwelle 44 seine EIN-Schaltstellung einnimmt, ohne daß die Gefahr be­ steht, daß die Klinke 46 noch nicht arretiert ist. Sind die Hauptkontaktelemente 21 und 22 verschweißt, so kann dies vom Benutzer wahrgenommen werden, da die maximale Bewegung des Hauptkontaktträgers 24 bei Drehwinkelstellungen der Griffwel­ le 44 erfolgt, die in deutlichem Abstand zu den AUS- und EIN- Schaltstellungen der Schaltgeräte 10 und 80 liegen.

Claims (10)

1. Schaltgerät zum Öffnen und Schließen mindestens eines elektrischen Kontakts mit einer verdrehbaren Griffwelle, die über ein einen Schieber umfassendes Stellglied mit einem verschiebbaren Kontaktträger gekoppelt ist, wobei der Schieber durch Verdrehen der Griffwelle entgegen der Wirkung einer Federkraft zwischen einer ersten, einer geöffneten Stellung des mindestens einen Kontakts ent­ sprechenden Endstellung und einer zweiten, einer ge­ schlossenen Stellung des mindestens eines Kontakts ent­ sprechenden Endstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32) exzentrisch an einer verdrehbaren Schaltwelle (36) gelagert ist, die über Getriebemittel (38, 42) mit der Griffwelle (44) verbunden ist, wobei sich die Schaltwelle (36) beim Verdrehen der Griffwelle (44) um einen größeren Drehwinkel verdreht als die Griffwelle (44).

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Wirkungs-Linie des Schiebers (32) in seiner ersten Endstellung nahe der Drehachse der Schaltwelle (36) verläuft.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehwinkel der Schaltwelle (36) mindestens doppelt so groß ist wie der Drehwinkel der Griffwelle (44).

4. Schaltgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehwinkel der Schaltwelle (36) minde­ stens ungefähr 180° beträgt.

5. Schaltgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Griffwelle (44) ein Zahnbogen (42) drehfest gehalten ist, der mit einem drehfest an der Schaltwelle (36) gehaltenen Zahnrad (38) kämmt.

6. Schaltgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät (10) einen Elektromagneten (54) umfaßt sowie ein vom Elektromagne­ ten (54) betätigbares Zwischenglied (50 bzw. 82) zum selbsttätigen Öffnen des mindestens einen Kontakts (12) bei Vorliegen einer Unterspannung oder bei Vorliegen ei­ nes Arbeitsstroms.

7. Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied einen ein- bzw. zweiarmigen Auslösehe­ bel (50, 82) umfaßt, der mit einer eine selbsttätige Öffnungsbewegung des Kontaktträgers (24) sperrenden Ver­ klinkungseinrichtung (46) gekoppelt ist.

8. Schaltgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schaltgerät (10) zur Steuerung des Elektro­ magneten einen durch Verdrehen der Griffwelle (44) betä­ tigbaren, der Bewegung des Kontaktträgers (24) vorausei­ lenden Hilfskontaktträger (60) umfaßt.

9. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskontaktträger (60) mit der Schaltwelle (36) ge­ koppelt ist.

10. Schaltgerät nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltgerät (10, 80) einen mit dem Kontaktträger (24) verbundenen Umlenkhebel (30) umfaßt, der sich endseitig einerseits am Schieber (32) und ande­ rerseits an der Verklinkungseinrichtung (46) abstützt.