DE19757178C1 - Verriegelungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Verriegelungsvorrichtungen dienen dazu, daß nur eines von mehreren Niederspannungsschaltgeräten, insbesondere Leistungsschaltern, eingeschaltet werden kann.

Aus der DE 44 06 236 A1 ist eine Verriegelungsvorrichtung für mindestens zwei miteinander durch jeweils ein flexibles Verbindungsglied, insbesondere Bowdenzug, verbundene Schaltgeräte, aber auch für im Zusammenhang mit Einschüben oder Türverriegelungen stehende Schaltgeräte bekannt, wobei die jeweils einem Schaltgerät zugeordnete Verriegelungsvorrichtung eine neutrale Position, in der alle Schaltgeräte unverriegelt sind, und eine durch das jeweilige eingeschaltete Schaltgerät bewirkte aktive Position, in der das andere Schalt­ gerät verriegelt ist, hat. Die Schaltwelle jedes Schaltgerätes steht mit jeweils einer kurvigen Verriegelungsscheibe in Wirkverbindung, an der ein mit dem jeweiligen Ende des Verbindungsgliedes verbundenes Sperrglied anliegt. Beim Einschalten des Schaltgerätes verstellt die Verriegelungsscheibe das Verbin­ dungsglied über das linear verschiebliche Sperrglied so, daß die mit der zuge­ hörigen Verriegelungsscheibe wirkverbunde Schaltwelle des anderen Schalt­ gerätes durch dessen Sperrglied am anderen Ende des Verbindungsgliedes verdrehsicher gehalten wird, indem das Sperrglied sperrend in eine Bohrung der Verriegelungsscheibe eingreift. Von Nachteil sind der relativ hohe Kraftbedarf des auf Druck beanspruchten Verbindungsgliedes und die damit verbundenen Toleranzprobleme.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine sicher arbeitende Ver­ riegelungsvorrichtung mit geringeren Beaufschlagungskräften anzugeben.

Ausgehend von einer Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Die Verriegelungsscheibe und das Sperrglied, die zu dem einen Schaltgerät gehören, sind über jeweils ein Verbindungsglied kreuzweise mit dem Sperrglied bzw. der Verriegelungsscheibe, die zu dem anderen Schaltgerät gehören, verbunden. Durch den sperrenden Eingriff des Sperrgliedes auf die Schaltwelle des jeweiligen Schaltgerätes über die zugehörige Verriegelungsscheibe ist die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung unabhängig von der Antriebsart des Schaltgerätes, sei es ein Kipphebelantrieb, ein Drehantrieb oder ein Motoran­ trieb. Im letzteren Falle funktioniert die Verriegelung auch bei Stromausfall. Ebenso bewirkt eine nicht ordnungsgemäße Öffnung des Kontaktsystems eines der Schaltgeräte, beispielsweise infolge verschweißter Schaltkontakte, daß das Einschalten des anderen Schaltgerätes wirksam verhindert wird. Beim Versuch, zwei Schaltgeräte gleichzeitig einzuschalten, findet entweder über die Ver­ riegelungsvorrichtung ein Wettlauf statt, in dessen Ergebnis ein Schaltgerät einschaltet und das andere Schaltgerät verriegelt wird, oder beide Schaltgeräte sind im Extremfall über die Verriegelungsvorrichtung gegenseitig gegen Ein­ schalten blockiert. Denn mit Sicherheit greift durch die versuchte Einschalt­ bewegung der Schaltwelle eines der Schaltgeräte sofort das Sperrglied am anderen Schaltgerät blockierend in den Sperrkurvenabschnitt der zugehörigen Verriegelungsscheibe und damit der Schaltwelle des anderen Schaltgerätes ein.

Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung erfordert relativ geringe Kräfte zur Beaufschlagung der verriegelnden Elemente und ist durch ihre selbstpositio­ nierende Wirkung relativ unabhängig von Toleranzen der verwendeten Mittel, insbesondere von denen der flexiblen Verbindungsglieder.

Vorteilhaft gestaltet sich die Kopplung der Schaltwelle mit der zugehörigen Verriegelungsscheibe durch einen Mitnehmerstift, der durch eine Seitenwand des Schaltgerätes in die Schaltwelle eingreift. Dazu ist es von Vorteil, wenn jeweils eine Hälfte der Verriegelungsvorrichtung in einem seitlich mit dem Schaltgerät zu verbindenden Isolierstoffgehäuse angeordnet ist. Das Isolierstoff­ gehäuse besteht zweckmäßigerweise aus einem schalenartigen Teil und einem Deckel.

Das Sperrglied ist vorteilhaft als Hebel mit zwei Armen ausgebildet, mit dem einerseits das zugehörige Verbindungsglied und anderseits der zugehörige Sperrkurvenabschnitt zusammenwirkt.

Im allgemeinen werden durch die Verriegelungsvorrichtung die damit verbun­ denen Schaltwellen der Schaltgeräte in der Weise belastet, daß die Dynamik der zugehörigen Kontaktsysteme negativ beeinflußt wird. Um diesen Einfluß zu kompensieren, insbesondere bei Betätigung von federkraftbeaufschlagten Hilfsschaltern durch die Sperrglieder, ist es vorteilhaft, die Sperrglieder im förderlichen Sinne mit je einem Federelement zu beaufschlagen. Im gleichen vorteilhaften Sinne wirken weitere, mit den Verriegelungsscheiben zusammen­ wirkende Federelemente, die durch ein Totpunktverhalten den Bewegungsver­ lauf der Schaltwellen und damit die Schaltdynamik der Schaltgeräte positiv beeinflussen.

Vorteilhaft gestaltet sich die Wirkverbindung des Sperrglieder mit jeweils einem oder mehreren Hilfsschaltern. Damit kann beispielsweise an einer entfernten Stelle eine Meldung über den Zustand der Schaltgeräte bzw. der Verriegelungs­ vorrichtung und bzw. oder eine zusätzliche, elektrische Verriegelung von Motorantrieben für die Schaltgeräte realisiert werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel, aus dem weiterer Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. Die einzige Figur der zugehö­ rigen Zeichnung zeigt eine mit zwei Niederspannungsschaltgeräten, vorzugs­ weise Leistungsschaltern, verbundene erfindungsgemäße Verriegelungsvor­ richtung in gebrochen geschnittener Darstellung.

Die Verriegelungsvorrichtung 1 besteht aus zwei identischen Vorrichtungs­ hälften 10a und 10b, die über zwei als Bowdenzüge ausgebildete flexible Verbindungsglieder 11a und 11b verbunden und an jeweils einem Schaltgerät 2a bzw. 2b seitlich befestigt sind. Die beiden durch unterbrochene Linien angedeuteten Schaltgeräte 2a, 2b befinden sich in der gezeichneten Darstellung bezüglich der Zeichenebene jeweils vor den Vorrichtungshälften 10a bzw. 10b und sind im ausgeschalteten Zustand dargestellt. Jede Vorrichtungshälfte 10a bzw. 10b ist von einem Isolierstoffgehäuse 12 eingeschlossen, das aus einem schalenartigen Teil 13 und einem mit diesem über Schraubverbindungen 15 zu verbindenden Deckel 14 besteht, der seinerseits über weitere Schraubver­ bindungen 16 seitlich am Schaltgerät 2a bzw. 2b befestigt ist.

In dem Isolierstoffgehäuse 12 jeder Vorrichtungshälfte 10a bzw. 10b ist eine Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b sowie ein Sperrglied 18a bzw. 18b gela­ gert. Die Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b ist in einer Drehachse 19 zentrisch gelagert und trägt einen Mitnehmer 20, der durch eine länglich gebogene Öffnung 21 des Deckels 14 sowie durch eine ebensolche Öffnung in der Seitenwand des Schaltgerätes 2a bzw. 2b reicht und in einen seitlichen Teil­ bereich der rotierenden Schaftwelle des zugehörigen Schaltgerätes 2a bzw. 2b greift, wodurch eine Kopplung der Schaltwellen mit je einer Verriegelungs­ scheibe 17a bzw. 17b hergestellt ist. Das Sperrglied 18a bzw. 18b ist ein um eine mittige Schwenkachse 22 gelagerter zweiarmiger Hebel mit je einem ersten Hebelarm 23a bzw. 23b und einem zweiten Hebelarm 24a bzw. 24b. Das erste Verbindungsglied 11a ist mit einem Ende exzentrisch an der Verriegelungs­ scheibe 17a der einen Vorrichtungshälfte 10a und mit dem anderen Ende an dem ersten Hebefarm 23b des Sperrgliedes 18b der anderen Vorrichtungshälfte 10b befestigt. Dementsprechend ist das zweite Verbindungsglied 11b mit einem Ende exzentrisch an der Verriegelungsscheibe 17b der anderen Vorrichtungs­ hälfte 10b und mit dem anderen Ende an dem ersten Hebelarm 23a des Sperr­ gliedes 18a der einen Vorrichtungshälfte 10a befestigt. Der zweite Hebelarm 24a bzw. 24b des Sperrgliedes 18a bzw. 18b befindet sich endseitig im Einwirkungsbereich eines Sperrkurvenabschnittes 25a bzw. 25b der zugehörigen Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b.

Die Funktion der Verriegelungsvorrichtung 1 wird nachfolgend beschrieben. Von den beiden ausgeschalteten Schaltgeräten 2a, 2b soll beispielsweise das Schaltgerät 2a eingeschaltet werden. Beim Einschalten rotiert die Schaltwelle des Schaltgerätes 2a im Uhrzeigersinn und damit durch die Kopplung über den Mitnehmer 20 ebenso die Verriegelungsscheibe 17a. Dadurch wird das erste Verbindungsglied 11a in Pfeilrichtung F auf Zug beaufschlagt und bewirkt eine Schwenkung des dem anderen Schaltgerät 2b zugeordneten Sperrgliedes 18b im Gegenuhrzeigersinn, wodurch dessen zweiter Hebelarm 24b in den Bereich des Sperrkurvenabschnittes 25b der zugehörigen Verriegelungsscheibe 17b ge­ langt. Wird nun versucht, das andere Schaltgerät 2b ebenfalls einzuschalten, dann wird die beabsichtigte Einschaltbewegung deren Schaltwelle wirksam blockiert, da die Schaltwelle des Schaltgerätes 2b mit der Verriegelungsscheibe 17b gekoppelt ist, die ihrerseits in sperrenden Eingriff mit dem zweiten Hebel­ arm 24b des Sperrgliedes 18b gelangt und damit an einer weiteren Drehung im Uhrzeigersinn gehindert ist. Die Verriegelungsvorrichtung 1 verhindert demnach, daß nach dem Einschalten eines der Schaltgeräte 2a oder 2b das jeweilig andere Schaltgerät 2b bzw. 2a ebenfalls eingeschaltet werden kann.

In der Nähe des Sperrgliedes 18a und 18b sind Hilfsschalter 32 angeordnet, die in Wirkverbindung mit dem zweiten Hebelarm 24a bzw. 24b stehen. Die Hilfs­ schalter 32 nehmen je nach Stellung der Sperrglieder 24a und 24b entspre­ chende Schaltzustände ein, die an anderer Stelle als Melde- und/oder Befehls­ signale weiterverarbeitet werden können. Das Sperrglied 18a bzw. 18b ist entgegen der Richtung F seiner Zugbeaufschlagung durch das zweite Ver­ bindungsglied 11b bzw. 11a durch ein erstes Federelement 26 beaufschlagt. Das als schraubenförmige Druckfeder ausgebildete erste Federelement 26 stützt sich zwischen einer im schalenartigen Teil 13 des Isolierstoffgehäuses 12 ausgebildeten Abstützung 28 und dem ersten Hebelarm 23a bzw. 23b des Sperrgliedes 18a bzw. 18b ab. Die Wirkung des ersten Federelementes 26 besteht darin, daß in der einen Vorrichtungshälfte 10a bzw. 10b der Verriege­ lungsvorrichtung 1 in der dargestellten Ruhelage das Sperrglied 18a bzw. 18b vom Sperrkurvenabschnitt 25a bzw. 25b der zugehörigen Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b abgeschwenkt ist und damit über die Wirkverbindung mit dem Verbindungsglied 11b bzw. 11a der Sperrkurvenabschnitt 25b bzw. 25a der Verriegelungsscheibe 17b bzw. 17a in der anderen Vorrichtungshälfte 11b bzw. 11a sicher vom zweiten Hebelarm 24b bzw. 24a des zugehörigen Sperrgliedes 18b bzw. 18a weggedreht ist. Die Federelemente 26 sind hinsichtlich ihrer Federkraft so ausgelegt, daß sie in der Ausschaltstellung des Schaltgerätes 2a bzw. 2b das Sperrglied 18a bzw. 18b im Uhrzeigersinn derart beaufschlagen, daß dessen zweiter Hebelarm 24a bzw. 24b die Hilfsschalter 32 betätigt, deren Betätigungsstößel mit einer entgegenwirkenden Federkraft beaufschlagt sind. Die Verriegelungsscheibe 17a, 17b ist durch ein zweites Federelement 27 beaufschlagt. Das als schraubenförmige Druckfeder ausgebildete zweite Feder­ element 27 ist auf einem Federstößel 29 gelagert, der sich zwischen einer im schalenartigen Teil 13 ausgebildeten Stößelführung 30 und einem peripheren Zapfen 31 der Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b abstützt. Der Federstößel 29 ist so angeordnet, daß beim Ein- oder Ausschalten des Schaltgerätes 2a bzw. 2b der Zapfen 31 die gedachte Verbindungslinie zwischen der Drehachse 19 der Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b und der Stößelführung 31 und damit einen Punkt maximaler Kraftbeaufschlagung durchläuft. Die Verriegelungsscheibe 17a bzw. 17b bildet also mit dem zweiten Federelement 27 ein Totpunktsystem, das den Zweck hat, die Schaltwelle des zugeordneten Schaltgerätes 2a bzw. 2b beim Einschalten von negativen Rückwirkungen der Verriegelungsvorrichtung 1 zu entlasten.

Bezugszeichenliste

1

Verriegelungsvorrichtung

2

a;

2

bSchaltgerät

10

a;

10

bVorrichtungshälfte

11

a;

11

bVerbindungsglied

12

Isolierstoffgehäuse

13

schalenartiger Teil

14

Deckel

15

;

16

Schraubverbindung

17

a;

17

bVerriegelungsscheibe

18

a;

18

bSperrglied

19

Drehachse

20

Mitnehmer

21

Öffnung

22

Schwenkachse

23

a;

23

berster Hebelarm

24

a;

24

bzweiter Hebelarm

25

a;

25

bSperrkurvenabschnitt

26

;

27

Federelement

28

Abstützung

29

Federstößel

30

Stößelführung

31

Zapfen

32

Hilfsschalter
FRichtung

Claims (8)

1. Verriegelungsvorrichtung für mindestens zwei über ein flexibles Verbin­ dungsglied (11a), insbesondere Bowdenzug, verbundene und gegen gleichzeitiges Einschalten zu verriegelnde Niederspannungsschaltgeräte (2a; 2b), deren Schaltwellen mit je einer Verriegelungsscheibe (17a; 17b) gekoppelt sind, wobei die Verriegelungsscheiben (17a; 17b) mit jeweils einem Sperrglied (18a; 18b) in Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß die Verriegelungsscheibe (17a) an dem einen Schaltgerät (2a) über das Verbindungsglied (11a) mit dem schwenkbar an dem anderen Schaltgerät (2b) gelagerten Sperrglied (18b) und das schwenkbar an dem einen Schaltgerät (2a) gelagerte Sperrglied (18a) über ein zweites flexibles Verbindungsglied (11b) mit der Verriegelungsscheibe (17b) an dem anderen Schaltgerät (2b) verbunden ist und
• 2. daß beim Einschalten eines der Schaltgeräte (2a; 2b) durch die Drehbe­ wegung der zugehörigen Verriegelungsscheibe (17a; 17b) über die Zugbeaufschlagung des entsprechenden Verbindungsgliedes (11a; 11b) das Sperrglied (18b; 18a) an dem jeweils anderen Schaltgerät (2b; 2a) verriegelnd gegen einen Sperrkurvenabschnitt (25b; 25a) der zugehörigen Verriegungsscheibe (17b; 17a) schwenkt.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsscheibe (17a; 17b) mit einem Mitnehmer (20) durch eine Seitenwand des Schaltgerätes (2a; 2b) in einen seitlichen Teilbereich der Schaltwelle greift.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Verriegelungsscheibe (17a; 17b) und ein Sperrglied (18a; 18b) in einem Isolierstoffgehäuse (12), aus dem einseitig der Mitnehmer (20) reicht, gelagert sind und das Isolierstoffgehäuse (12) seitlich an das Schaltgerät (2a; 2b) anzubauen ist.

4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (12) aus einem schalen­ artigen Teil (13) und einem diesen verschließenden Deckel (14) besteht.

5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (18a; 18b) ein zweiarmiger Hebel ist, an dessen erstem Hebelarm (23a; 23b) das Verbindungsglied (11b; 11a) angreift und dessen zweiter Hebelarm (24a; 24b) endseitig mit dem Sperrkurvenabschnitt (25a; 25b) in Verbindung bringbar ist.

6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (18a; 18b) von einem Federelement (26) entgegen der Richtung (F) der Zugbeaufschlagung durch das zugehörige Verbindungsglied (11b; 11a) beaufschlagt ist.

7. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Sperrglied (18a; 18b) mindestens ein Hilfsschalter (32) wirkver­ bunden ist.

8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Federelement (27) eines Totpunktsystems die Verriegelungsscheibe (17a; 17b) in die Ein- bzw. Ausschaltstellung des Schaltgerätes (2a; 2b) beaufschlagt.