DE202006020933U1 - Vorrichtung zur Fernbetätigung eines Handbetätigers eines Schutzschalters - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (1) zur Fernbetätigung eines Schutzschalters (5) mit zwei stabilen Stellungen entsprechend einer Einschalt- und einer Ausschaltstellung, aufweisend einen Antriebsmechanismus (11) mit einem Elektromotor (13), mit einem ersten und mit einem zweiten Schalter (15, 17) zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors (13) und mit einem Getriebe (9) sowie einen Kupplungsmechanismus (12), der zur mechanischen Ankopplung des Antriebsmechanismus (11) an den Schutzschalter (5) vorgesehen ist und hierzu einen Hebel (7) aufweist, wobei das Getriebe (9) in zwei Grundstellungen und der Hebel (7) in zwei Endstellungen positionierbar sind und der Hebel (7) mit Hilfe des Antriebsmechanismus (11) von seiner einen in die andere Endstellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (11) derart ausgebildet ist, dass bei einer manuellen Überführung des Hebels (7) von der einen in die andere Endstellung einer der Schalter (15, 17) betätigt wird, so dass das Getriebe (9) von der einen in die andere Grundstellung überführt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fernbetätigung eines Schutzschalters mit zwei stabilen Stellungen entsprechend einer Einschalt- und einer Ausschaltstellung, aufweisend einen Antriebsmechanismus mit einem Elektromotor, mit einem ersten und mit einem zweiten Schalter zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors und mit einem Getriebe sowie einen Kupplungsmechanismus, der zur mechanischen Ankopplung des Antriebsmechanismus an den Schalter vorgesehen ist und einen Hebel aufweist, wobei das Getriebe in zwei Grundstellungen und der Hebel in zwei Endstellungen positionierbar sind und wobei der Hebel mit Hilfe des Antriebsmechanismus fernbetätigbar von seiner einen in die andere Endstellung überführbar ist.
• Schutzschalter dienen zum Abschalten von Stromkreisen bei Überstrom. Ein Schutzschalter trennt den Stromkreis, sobald seine Nennstromstärke um einen bestimmten Faktor überschritten wird. Dies schützt die Last oder die Leitung vor Beschädigung oder Zerstörung durch die thermische Wirkung des Stroms. Allgemein gibt es thermische, thermisch-magnetische, magnetische und hydraulisch-magnetische Schutzschalter und Leitungsschutzschalter.
• Es sind Schalter bekannt, darunter auch Schutzschalter, die mit einer Vorrichtung zur Fernbetätigung mechanisch gekoppelt sind. Solche Vorrichtungen ermöglichen die Betätigung eines Schalters aus der Ferne. Hierbei wird auf einen Schaltmechanismus des Schutzschalters insbesondere über einen manuell betätigbaren Handbetätiger oder Schaltknauf eingewirkt. Eine Vorrichtung zur Fernbetätigung eines Schalters ermöglicht sowohl die Fernausschaltung als auch die Ferneinschaltung eines Schutzschalters. Dabei wird eine elektrische Hilfsenergie für den Elektromotor der Vorrichtung gebraucht.
• Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der US 5,838,219 angegeben. Dort ist ein Schutzschalter mit einem daran angebrachten Fernantrieb beschrieben, wobei die Bewegungen des als Schaltwippe ausgebildeten Handbetätigers des Schutzschalters über eine Schaltwippe des Fernantriebs gesteuert werden. Die Schaltwippe des Fernantriebs ist mit Hilfe eines Antriebsmechanismus betätigbar. Hierzu verfährt ein Stellglied zwischen zwei Positionen. Bei einer manuellen Betätigung der Schaltwippe des Schutzschalters oder des Fernantriebs muss das Stellglied umgesetzt werden, um eine zukünftige Fernbetätigung zu ermöglichen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die eine sichere und zuverlässige Fernbetätigung eines Handbetätigers eines Schutzschalters auch bei zwischenzeitlich manueller Betätigung des Handbetätigers ermöglicht.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach weist die Vorrichtung einen Antriebsmechanismus auf, der derart ausgebildet ist, dass bei einer manuellen Überführung des Hebels von der einen in die andere Endstellung einer der Schalter betätigt wird, derart, dass das Getriebe von der einen in die andere Grundstellung überführt wird.
• Ein entscheidender Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass eine Synchronisation der manuellen und ferngesteuerter Überführung des Handbetätigers erreicht ist, d. h. bei manueller Betätigung des Handbetätigers wird der Antriebsmechanismus automatisch nachgefahren. Eine einfache und zuverlässige Funktion der Vorrichtung ist durch das Definieren von zwei Grundstellungen des Getriebes, je nach Betätigung eines der zwei Schalter, ermöglicht. Mit Hilfe des derart ausgebildeten Antriebsmechanismus wird das Getriebe automatisch von der einen in die andere der zwei Grundstellungen überführt, die mit den zwei Endstellungen des Hebels bzw. mit der Ein- und Ausschaltstellung des Handbetätigers korreliert sind, unabhängig davon ob der Handbetätiger manuell oder ferngesteuert ein- oder ausgeschaltet wird. Da für das automatische Nachfahren einer der beiden Schalter herangezogen wird, ist kein zusätzlicher Schalter oder Auslösemechanismus notwendig, was einen kompakten und einfachen Aufbau ermöglicht.
• Auch nach einer elektrischen Auslösung des Schutzschalters erfolgt eine automatische Synchronisation. Der Schutzschalter bleibt bei fehlender Betriebsspannung des Antriebs uneingeschränkt betriebsbereit. Eine Synchronisierung des Antriebs auf den jeweiligen Schaltzustand des Schutzschalters erfolgt nach Anlegen der Betriebsspannung automatisch.
• Vorzugsweise ist der erste Schalter ein Schließer und der zweite hierzu in Reihe geschalteter Schalter ist ein Öffner. Als Schließer wir ein Schalter bezeichnet, der in seiner normalen, unbetätigten Position offen ist (NO-Kontakt, normaly open). Als Öffner wird demgegenüber ein Schalter bezeichnet, der in seiner normalen Position geschlossen ist (NC-Kontakt, normaly closed). Der Elektromotor steht daher still wenn beide Schalter gleichzeitig betätigt oder beide gleichzeitig nicht betätigt sind. In der ersten Grundstellung des Getriebes sind vorzugsweise beide Schalter nicht betätigt, d. h. der Stromkreis zur Versorgung des Elektromotors, ist beim Schließer geöffnet. Eine Überführung des Handbetätigers schließt den ersten Schalter und das Getriebe läuft bis der zweite Schalter betätigt und dadurch geöffnet ist. Das entspricht der zweiten Grundstellung des Getriebes. Unabhängig davon ob eine fernbetätigte oder manuelle Überführung des Handbetätigers erfolgt, in beiden Fällen wird das Getriebe von der einen in die andere Grundstellung mittels eines kombinierten Schließens bzw. Öffnens der zwei Schalter verfahren. Dank dieses schaltungstechnisch einfachen Aufbaus und Zusammenwirkens der Bauelemente ist ein zuverlässiger Betrieb der Vorrichtung gewährt.
• Bevorzugt weist der Hebel eine Drehachse auf, um die er beim Umschalten von der einen auf die andere Endstellung entlang eines Kreisbogens drehbar ist. Die Drehbewegung des Hebels ist mit der Drehbewegung des Handbetätigers korreliert, insbesondere entspricht sie der Drehbewegung des Handbetätigers. Mit einer Abbildung der Drehbewegung des Handbetätigers durch die Drehbewegung des Hebels ist eine einfache mechanische Verbindung zwischen dem Schutzschalter und der Vorrichtung ermöglicht. In diesem Fall ist nur eine Korrelation der Endstellungen des Hebels mit der Grundstellungen des Getriebes notwendig, die durch einfache mechanische Mittel erreicht ist.
• Weiterhin bevorzugt weist der Antriebsmechanismus eine Steuerscheibe auf, wobei die zwei Grundstellungen des Getriebes über diese Steuerscheibe definiert sind und etwa um eine halbe Umdrehung der Steuerscheibe versetzt sind. Das bedeutet, dass ausgehend von einer der Grundstellungen des Getriebes und einer der Endstellungen des Hebels, die zueinander im Bezug stehen, nach einer halben Umdrehung der Steuerscheibe die andere Grundstellung des Getriebes gleichzeitig mit der anderen Endstellung des Hebels erreicht wird und die elektrische Versorgung des Elektromotors wird ein- oder abgeschaltet.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Steuerscheibe nur in eine Richtung rotierbar. Der Antriebsmechanismus braucht daher nur für eine Drehrichtung ausgestaltet zu sein und eine Umpolung des Elektromotors zur Änderung der Drehrichtung ist nicht erforderlich.
• Vorteilhafterweise betätigt die Steuerscheibe über einen direkten Kontakt den ersten Schalter. Der Schalter ist insbesondere so positioniert, dass er die Umfangsseite der Steuerscheibe berührt und durch diese Berührung der Schalter betätigt wird. Um den Schalter abzuschalten ist zweckdienlicherweise an mindestens einer Stelle entlang der Umfangsseite der Steuerscheibe eine Aussparung eingebracht.
• Weiterhin von Vorteil ist, wenn der Hebel mit der Steuerscheibe über ein Koppelelement verbunden ist, das an der Steuerscheibe an einem Anlenkungspunkt drehbar angeordnet ist, wobei der Anlenkungspunkt beabstandet von einer Drehachse der Steuerscheibe (29) angeordnet ist. Somit verschiebt sich der Anlenkungspunkt entlang einer Kreisbahn beim Rotieren der Steuerscheibe und mit ihm auch eine Seite des Koppelelements. Die drehbare Verbindung zwischen dem Koppelelement und der Steuerscheibe sorgt für eine hohe Flexibilität der Bewegungen des Koppelelements entlang der ganzen Kreisbahn.
• Bevorzugt weist das Koppelelement ein kulissenförmig ausgebildetes Langloch auf, in welchem ein Zapfen des Hebels läuft. Das Langloch bietet ebenfalls eine hohe Flexibilität der Verbindung zwischen dem Koppelelement und dem Hebel. Der Zapfen des Hebels kann sich somit frei entlang des Langloches während der Kreisbewegung des Koppelelements bewegen.
• Weiterhin weist das Koppelelement bevorzugt einen Ansatz auf, der zum mechanischen Kontakt mit dem zweiten Schalter vorgesehen ist. Der Ansatz ist derart ausgebildet, dass der Kontakt zum Schalter nur in einem Punkt oder Bereich der Bahn hergestellt wird, die das Koppelelement bei seiner Bewegung beschreibt. Aufgrund der Reihenschaltung der beiden Schalter, die als Öffner und Schließer ausgebildet sind, wird durch diese Maßnahme in einer vorbestimmten Getriebestellung die Energieversorgung des Elektromotors unterbrochen. Der Kontakt zwischen dem Ansatz und dem zweiten Schalter ist daher für eine Unterbrechung des Stromkreises vorgesehen, sobald sich die Steuerscheibe in einer der Grundstellungen befindet.
• Vorzugsweise ist der erste Schalter über einen direkten mechanischen Kontakt vom Koppelelement oder von der Steuerscheibe betätigbar. Bei einer ferngesteuerten Betätigung des Handbetätigers des Schutzschalters wird der Elektromotor mit einem kurzen Stromimpuls angefahren, die Steuerscheibe dreht sich und betätigt mit ihrer Umfangsseite den ersten Schalter, so dass der Stromkreis geschlossen ist. Bei einer manuellen Änderung der Endstellung des Hebels wird demgegenüber der erste Schalter über einen mechanischen Kontakt mit dem Kopplungselement betätigt. Die Positionsänderung des Hebels bewegt also auch automatisch das Kopplungselement, so dass der erste Schalter betätigt, der Elektromotor gestartet und das Getriebe automatisch in seine andere Grundstellung gebracht wird.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung weist der Hebel einen Mitnehmer auf, insbesondere in Form eines Durchbruchs, der zur formschlüssigen Aufnahme eines Koppelglieds vorgesehen ist, welches die Vorrichtung mit dem Handbetätiger verbindet. Durch dieses Koppelelement erfolgt die Korrelation des Hebels mit dem Handbetätiger, in dem die Drehbewegung des Hebels auf den Handbetätiger übertragen wird. Wenn der Schutzschalter und die Vorrichtung zur Fernbetätigung dieses Schutzschalters nebeneinander geordnet sind kann das Koppelelement in Form eines Stiftes ausgebildet sein. Dieser Stift leitet das Drehmoment des Handbetätigers zum Hebel und umgekehrt.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Elektromotor mittels eines Tasters ein- und ausschaltbar. Der Taster löst den Stromimpuls zum Elektromotor aus, der Elektromotor betätigt das Getriebe und bringt es in seine andere Grundstellung, wo der Stromkreis unterbrochen wird. Gleichzeitig wird der Hebel in seine andere Endstellung gebracht und seine Drehbewegung wird dabei auf den Handbetätiger übertragen.
• Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung getrennte EIN- und AUS-Taster oder einen Wechselschalter auf, bei deren Betätigung das Getriebe von seiner ersten in die zweite Grundstellung und umgekehrt überführbar ist.
• In einer anderen vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung ist nur ein AUS-Taster vorgesehen, bei dessen Betätigung das Getriebe in eine Grundstellung verfahren wird, die zu der Ausschaltstellung des Handbetätigers korreliert ist.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen hierbei schematisch und teilweise vereinfacht:
• 1 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Fernbetätigung eines Handbetätigers eines Schutzschalters in der AUS-Endstellung des Hebels,
• 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1 in der EIN-Endstellung des Hebels,
• 3 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1 nach manueller Überführung des Hebels von der AUS- in die EIN-Endstellung,
• 4 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1 nach manueller Überführung des Hebels von der EIN- in die AUS-Endstellung,
• 5 eine Explosionsdarstellung der Bauelemente der Vorrichtung gemäß 1,
• 6 einen Schutzschalter und eine Vorrichtung zur Fernbetätigung des Handbetätigers des Schutzschalters in perspektivischer Darstellung,
• 7 den in 6 gezeigten Schutzschalter mit der Vorrichtung im montierten Zustand,
• 8 ein erstes Schaltbild der Vorrichtung mit einem Taster zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors,
• 9 ein zweites Schaltbild der Vorrichtung mit zwei getrennten EIN- und AUS-Tastern,
• 10 ein drittes Schaltbild der Vorrichtung mit einem Wechselschalter,
• 11 ein viertes Schaltbild der Vorrichtung mit einem NOT-AUS-Taster, und
• 12 ein Schaltbild als Ergänzung zu den in 8 bis 11 gezeigten Schaltbildern, bei dem zusätzlich eine Schaltzustandsanzeige vorgesehen ist.
• Gleichwirkende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Gemäß den 1–5 weist eine Vorrichtung zur Fernbetätigung 1 eines Handbetätigers 3 eines Schutzschalters 5 (zum Handbetätiger 3 und Schutzschalter 5 vgl. insbesondere 6 und 7) einen Antriebsmechanismus 11 sowie einen Kupplungsmechanismus 12 auf. Im Ausführungsbeispiel weist der Antriebsmechanismus 11 einen Elektromotor 13, einen ersten Schalter 15 und einen zweiten Schalter 17 sowie ein Getriebe 9 auf. Dieses umfasst eine Schnecke 19, drei Stufenzahnräder 21, 23 und 25, ein Abtriebszahnrad 27 und eine Steuerscheibe 29 mit einer Aussparung 30. Der Kupplungsmechanismus 12 weist einen Hebel 7 und ein Koppelelement 31 auf. Die Bauelemente der Vorrichtung 1 sind in einem Gehäuse 33 und einer Abdeckung 35 (siehe 5) gelagert. Das Abtriebszahnrad 27 und die Steuerscheibe 29 sind fest miteinander verbunden und können auch als ein Teil ausgebildet sein. Das Koppelelement 31 ist an seinem einen Ende in einem Anlenkungspunkt 37, der als eine Achse ausgebildet ist, mit der Steuerscheibe 29 drehbar verbunden. Linksseitig am anderen Ende des Koppelelements 31 befindet sind ein kulissenförmig ausgebildetes Langloch 39. Im Bereich des Langlochs 39 ist das Koppelelement 31 abgekröpft nach Art eines L ausgebildet, alternativ sind aber auch andere Formen des Langlochs möglich. Zwischen dem Anlenkungspunkt 37 und dem Langloch 39 weist das Koppelelement 31 einen Ansatz 41 auf. In dem Langloch 39 läuft ein Zapfen 43 des Hebels 7. Der Hebel 7 ist im Gehäuse 33 auf einer Achse 45 senkrecht zur Zeichenfläche drehbar gelagert und besitzt einen Durchbruch 47, der zur Aufnahme eines Koppelglieds 49 (vgl. 6) dient, welches die Vorrichtung 1 mit dem Handbetätiger 3 verbindet.
• Der erste Schalter 15 der zwei in Reihe geschalteten Schalter 15, 17 ist ein Schließer (NO-Kontakt) und der zweite Schalter 17 ist ein Öffner (NC-Kontakt). Der zweite Schalter 17 ist in seiner Normalstellung geschlossen, jedoch der erste Schalter 15 nicht. Der Stromkreis ist offen. Durch Betätigung des ersten Schalters 15 wird der Stromkreis geschlossen. Bei einer anschließenden Betätigung des zweiten Schalters 17 wird er wieder geöffnet und die elektrische Versorgung zum Elektromotor 13 wird unterbrochen. Deshalb läuft der Elektromotor 13 nur dann, wenn der erste Schalter 15 betätigt ist und der zweite Schalter 17 nicht. Umgekehrt, wenn nur der zweite Schalter 17 betätigt ist, ist er geöffnet und der Stromkreis ist auch geöffnet.
• Die Funktion der Vorrichtung 1 wird anhand der 1 bis 4 näher erläutert. Bei der in 1 gezeigten Situation befindet sich der Hebel 7 in seiner AUS-Endstellung. Zugleich befindet sich die Steuerscheibe 29 in ihrer AUS-Grundstellung. Die beiden AUS-Stellungen korrelieren zu der Ausschaltstellung des als Schaltwippe ausgebildeten Handbetätigers 3. In 1 sind zunächst beide Schalter 15 und 17 nicht betätigt. Der erste Schalter 15 wird je nach Stellung des Hebels 7 von der Steuerscheibe oder von der Kante des Koppelelements 31 betätigt. Der zweite Schalter 17 wird nur vom Ansatz 41 betätigt.
• Bei einer Fernbetätigung der Vorrichtung wird die Steuerscheibe 29 in die in 2 dargestellte Ein-Grundstellung gebracht. Gleichzeitig wird der Hebel 7 in seine Ein-Endstellung gebracht. Die beiden Ein-Stellungen korrelieren zu der Einschaltstellung des Handbetätigers 3.
• Zur Überführung der Steuerscheibe 29 von der in 1 in die in 2 gezeigten Grundstellung bekommt der Elektromotor 13 fernbetätigt, beispielsweise mittels eines Tasters T (vgl. 8) einen Stromimpuls und beginnt zu laufen. Über das Getriebe 9 wird die Steuerscheibe 29 gedreht. Der Taster T muss so lange gedrückt werden, bis der erste Schalter 15 durch die Steuerscheibe betätigt wird und der Schalter 15 geschlossen wird. Der Schalter 15 mit NO-Kontakt ist so geschaltet, dass er zusammen mit dem in Reihe geschalteten NC-Kontakt des Schalters 17 die weitere elektrische Versorgung des Elektromotors 13 übernimmt. Das Koppelelement 31 greift mit der rechten Seite des Langloches 39 am Zapfen 43 des Hebels 7 an und dreht den Hebel 7 über den Hebelarm im Uhrzeigersinn in die Einschaltstellung des Handbetätigers 3 des Schutzschalters 5. Der Elektromotor 13 und das Getriebe 9 laufen automatisch bis der Ansatz 41 am Koppelelement 31 den zweiten Schalter 17 betätigt. Die elektrische Versorgung des Elektromotors 13 ist durch die Betätigung des zweiten Schalters 17 unterbrochen.
• 2 zeigt die AUS-Endstellung des Hebels 7 und die entsprechende Grundstellung des Getriebes 9. Die Steuerscheibe 29 hat beim Umschalten von der EIN-Endstellung auf die AUS-Endstellung eine Umdrehung um 180° gemacht. Jeder der beiden Schalter 15, 17 weist einen Betätiger 15a, 17a zur Betätigung der Schalter 15, 17 auf. Die Aussparung 30, in welcher in der Grundstellung des Getriebes 9 der Betätiger 15a gelegen hat (siehe 1), befindet sich nun auf der gegenüberliegenden Seite. Der Zapfen 43 des Hebels 7 liegt annähernd auf der linken Seite des Langlochs 39 des Koppelelements 31.
• Durch eine erneute Betätigung des Tasters T erhält der Elektromotor 13 wieder einen Stromimpuls und setzt das Getriebe 9 in Bewegung. Der Taster T muss so lange drückt werden, bis der Ansatz 41 am Koppelelement 31 den Betätiger 17a am zweiten Schalter 17 freigibt und die elektrische Versorgung des Elektromotors 13 vom NC-Kontakt des zweiten Schalters 17 zusammen mit dem in Reihe geschalteten ersten Schalter 15 übernommen wird. Durch die Drehbewegung der Steuerscheibe 29 zieht das Koppelelement 31 über das Langloch 39 den Zapfen 43 und somit den Hebel 7 in die AUS-Endstellung (siehe 1). Die Steuerscheibe 29 kommt wieder zum Stillstand wenn der Betätiger 15a des ersten Schalters 15 in die Aussparung 30 fällt, und somit die elektrische Versorgung des Elektromotors 13 unterbricht. Der Zapfen 43 des Hebels 7 liegt dann annähernd an der rechten Seite des Langlochs 39 an (siehe 1).
• 3 zeigt die Situation nach dem der Hebel 7 manuell von der AUS- in die EIN-Endstellung gebracht wurde. Zunächst befindet sich die Steuerscheibe 29 noch in der AUS-Grundstellung. Hebel 7 und Steuerscheibe 29 sind daher nicht mehr miteinander korreliert. Die Vorrichtung 1 ist derart ausgebildet, dass nach der manuellen Betätigung die Steuerscheibe 29 automatisch mit der manuell vorgegebenen Stellung des Handbetätigers synchronisiert wird. Um dies zu erreichen, wird bei der manuellen Überführung des Hebels 7 in die EIN-Endstellung das Koppelelement 31 etwas gehoben, so dass seine Kante den ersten Schalter 15 mittels des Betätigers 15a betätigt. Das Getriebe 9 wird über die zwei in Reihe geschalteten Schalter 15 und 17 in Bewegung gesetzt. Der erste Schalter 15 wird nunmehr über die Steuerscheibe 29 betätigt. Das Langloch 39 des Koppelelements 31 ist so geformt, dass es den des Hebels in der EIN-Stellung belässt. Die Steuerscheibe 29 und das Koppelelement 31 bewegen sich so lange, bis der Ansatz 41 am Koppelelement 31 den zweiten Schalter 17 betätigt und die Stellung gemäß 2 erreicht wird.
• Wenn der Schutzschalter 5 von Hand mittels des Handbetätigers 3 eingeschaltet wird, läuft der Antriebsmechanismus 11 daher automatisch in seine zugehörige Grundstellung nach. Der Betätiger 15a, betätigt zuerst durch die Kante des Koppelelements 31 und anschließend durch die Steuerscheibe 29, schließt den Stromkreis.
• In 4 ist die umgekehrte Situation zu 3 dargestellt, nämlich die Situation nachdem der Hebel 7 manuell von der EIN- in die AUS-Endstellung überführt wurde.
• Wenn der Schutzschalter 5 von Hand mittels des Handbetätigers 3 ausgeschaltet wird, läuft der Antriebsmechanismus 11 wieder automatisch nach. Der Hebel 7 befindet sich wie in 1 gezeigt in der AUS-Endstellung. Der Betätiger 17a des Schalters 17 wird durch den Ansatz 41 des Koppelelements 31 freigegeben. Der Elektromotor 13 wird über die zwei in Reihe geschalteten Schalter 15 und 17 mit Strom versorgt und setzt das Getriebe 9 in Bewegung. Die Steuerscheibe 29 und das mit der Steuerscheibe 29 verbundene Koppelelement 31 bewegen sich so lange, bis der Betätiger 15a des ersten Schalters 15 in die Aussparung 30 fällt und der Schalter 15 den Antriebsmechanismus 11 ausschaltet. Es wird somit die Grundstellung gemäß 1 erreicht.
• Eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bauelemente der Vorrichtung 1 ist in 5 darstellt. Sie zeigt den Hebel 7 mit dem Zapfen 43 und dem Durchbruch 47, den Elektromotor 13, die zwei Schalter 15 und 17 mit dem jeweiligen Betätiger 15a und 17a, die Schnecke 19, die drei Stufenräder 21, 23 und 25, das Abtriebszahnrad 27, die Steuerscheibe 29 mit der Aussparung 30 und der Achse, die den Anlenkungspunkt 37 darstellt, das Koppelelement 31 mit dem Langloch 39 und dem Ansatz 41. Weiterhin ist ein Lagerzapfen der Steuerscheibe 50 dargestellt. Die Bauelemente der Vorrichtung 1 sind in dem Gehäuse 33 und einer Abdeckung 35 gelagert. Die zwei Schalter 15 und 17 sind in diesem Ausführungsbeispiel auf einer Leitplatte 51 angeordnet. Auf der Leitplatte können zusätzlich elektronische Bauteile, wie Überlastschutz für den Elektromotor, Bausteine für eine BUS-Anbindung und verschiedene Steckermodule für die Elektrische Versorgung des Antriebsmechanismus 11 befestigt werden.
• Der Schutzschalter 5 mit dem als Schaltwippe ausgebildeten Handbetätiger 3 und die Vorrichtung 1 zur Fernbetätigung dieses Handbetätigers 3 sind in 6 und 7 gezeigt. Der Handbetätiger 3, der als ein Schaltknauf ausgebildet ist, und die Vorrichtung 1 sind mit Hilfe des Koppelglieds 49, das die Form eines Stiftes aufweist, miteinander verbunden. Die Vorrichtung 1 weist etwa die Größe des Schutzschalters 5 aus und ist nach Art eines Adapters gestaltet, der an dem Schutzschalter 5 befestigt werden kann, wie in 7 gezeigt. Der Schutzschalter 5 weist ein optisches Sichtfenster 48 für eine mechanische Anzeige des Schaltzustands auf. Die Vorrichtung 1 kann mittels des Koppelglieds 49 auch mit mehreren Schutzschaltern 5 gleichzeitig verbunden werden. Der Schutzschalter 5 ist insbesondere zur Absicherung von einzelnen Leitungssträngen oder Kanälen gegen Überstrom in einem Stromverteilungssystem beispielsweise für ein betriebliches Kommunikationsnetz vorgesehen.
• In 8 bis 11 ist jeweils ein Schaltbild mit jeweils unterschiedlichen Tastern oder Schaltern zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors für die Fernbetätigung gezeigt. In allen Figuren sind die zwei Schalter 15 und 17, die elektrische Versorgung (mit + und – bezeichnet), eine Diode D, ein Widerstand R und der Elektromotor 13 mit einem zugehörigen elektrischen Motorschutz 53 dargestellt. Die Diode D ist ein Verpolungsschutz und erlaubt nur eine Drehrichtung des Antriebsmechanismus 13. Der Stromkreis weist, je nach Betätigung eines der zwei Schalter 15 und 17, zwei mögliche Strompfade zur Versorgung des Elektromotors 13 auf. Der erste Schalter 15 ist ein Schließer, der in Normalstellung geöffnet ist. Der zweite Schalter 17 ist ein Öffner, der in Normalstellung geschlossen ist.
• Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß 8 ist lediglich ein Taster T zum Einschalten des Elektromotors 13 bei einem ferngesteuerten Betrieb der Vorrichtung 1 vorgesehen. Beim Betätigen dieses Tasters T wird der Stromkreis unabhängig vom Zustand der zwei Schalter 15 und 17 geschlossen und der Elektromotor wird mit Strom versorgt. Bei jeder Betätigung des Tasters T wird die Steuerscheibe 29 daher von der einen in die andere Grundstellung verfahren. Der Taster T muss dabei so lange betätigt werden, bis der Schalter 15 von der Steuerscheibe 29 (vgl. 1) betätigt wird bzw. bis der Ansatz 41 den Schalter 17 freigibt (vgl. 2). Der Funktionsablauf entspricht dem Impulsbetrieb mit einem Taster T, der bei der Beschreibung der 1 und 2 näher erläutert wurde.
• In 9 sind zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors 13 zwei separate Taster, nämlich ein EIN-Taster T_E und ein Aus-Taster T_A vorgesehen. Der EIN-Taster T_E muss so lange betätigt werden, bis Schalter 15 durch die Steuerscheibe 29 betätigt wird. Der AUS-Taster T_A muss so lange betätigt werden, bis der Ansatz 41 am Koppelelement 31 den Betätiger 17a des Schalters 17 freigibt (vgl. 2).
• Das Ausführungsbeispiel in 10 weist einen Wechselschalter W zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors 13 auf. Je nach Positionierung des Wechselschalters W ist der Stromkreis über den ersten Schalter 15 oder über den zweiten Schalter 17 geschlossen. Der Wechselschalter W ist gemäß des Ausführungsbeispiels in 10 in Position „Ein” und der Stromkreis wird über den zweiten Schalter 17 geschlossen. Die Steuerscheibe 29 bewegt sich von der AUS-Grundstellung (1) in die EIN-Grundstellung (2). Hierdurch wird zunächst Schalter 15 geschlossen. Bei Erreichen der EIN-Grundstellung (2) wird der Schalter 17 geöffnet. Bei Umlegen des Wechselschalters W wird die Steuerscheibe 29 wieder in die AUS-Grundstellung verfahren. Zunächst wird über den geschlossenen Schalter 15 der Elektromotor 13 gestartet. Gleich zu Beginn wird der Schalter 17 geöffnet. Der Strompfad bleibt über dem Schalter 15 geschlossen, bis die Steuerscheibe 29 die AUS-Grundstellung erreicht und den Schalter 15 öffnet, so dass die Stromversorgung unterbrochen ist. Der Wechselschalter W ist für eine Ausgestaltung vorgesehen, bei der der Schutzschalters 5 über keinen Handbetätiger 3 verfügt und somit nicht manuell betätigbar ist.
• Gemäß der Ausführungsvariante in 11 ist lediglich ein NOT-AUS-Schalter eingesetzt. Die Vorrichtung 1 kann mittels dieses Schalters fernbetätigt nur ausgeschaltet werden. Der Schutzschalter 3 und die Vorrichtung 1 können nur mittels des Handbetätigers 3 des Schutzschalter 5 eingeschaltet werden.
• Für alle Anschlussvarianten die in 8 bis 11 gezeigt sind ist eine Schaltzustandsanzeige mittels LED oder Lampe L möglich. Diese ist in 12 dargestellt. Die Signalisierung kann an der Vorrichtung 1 erfolgen, z. B. durch LEDs die, auf der Leiterplatte 51 angeordnet und durch Öffnungen am Gehäuse 33 nach außen geführt werden. Alternativ kann die Signalisierung beispielsweise auch auf einem Schaltpult räumlich getrennt von der Vorrichtung 1 und dem Schalter 5 erfolgen. Die beiden dargestellten Lampen L sind dabei derart ausgestaltet, dass in Abhängigkeit der Schaltstellungen des Schalters jeweils genau eine Lampe L leuchtet. Der Widerstand R dient hierbei zur Anpassung oder Stabilisierung der Versorgungsspannung für die Lampen L. Anstelle des Widerstands R kann auch eine Z-Diode oder ähnliches zum Einsatz kommen.
• Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

3

Handbetätiger

5

Schutzschalter

7

Hebel

9

Getriebe

11

Antriebsmechanismus

12

Kopplungsmechanismus

13

Elektromotor

15

erster Schalter

15a

Betätigen des ersten Schalters

17

zweiter Schalter

17a

Betätigen des zweiten Schalters

19

Schnecke

21, 23, 25

Stufenzahnräder

27

Abtriebszahnrad

29

Steuerscheibe

30

Aussparung

31

Koppelelement

33

Gehäuse

35

Abdeckung

37

Anlenkungspunkt

39

Langloch

41

Ansatz

43

Zapfen des Hebels

45

Achse des Hebels

47

Durchbruch

48

Sichtfenster

49

Koppelglied

50

Lagerzapfen der Steuerscheibe

51

Leiterplatte

53

Elektrischer Motorschutz

D

Diode

L

Lampe

R

Widerstand

T

Taster

TA

AUS-Taster

TE

EIN-Taster

W

Wechselschalter

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 5838219 [0004]

Claims (14)

1. Vorrichtung (1) zur Fernbetätigung eines Schutzschalters (5) mit zwei stabilen Stellungen entsprechend einer Einschalt- und einer Ausschaltstellung, aufweisend einen Antriebsmechanismus (11) mit einem Elektromotor (13), mit einem ersten und mit einem zweiten Schalter (15, 17) zum Ein- und Ausschalten des Elektromotors (13) und mit einem Getriebe (9) sowie einen Kupplungsmechanismus (12), der zur mechanischen Ankopplung des Antriebsmechanismus (11) an den Schutzschalter (5) vorgesehen ist und hierzu einen Hebel (7) aufweist, wobei das Getriebe (9) in zwei Grundstellungen und der Hebel (7) in zwei Endstellungen positionierbar sind und der Hebel (7) mit Hilfe des Antriebsmechanismus (11) von seiner einen in die andere Endstellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (11) derart ausgebildet ist, dass bei einer manuellen Überführung des Hebels (7) von der einen in die andere Endstellung einer der Schalter (15, 17) betätigt wird, so dass das Getriebe (9) von der einen in die andere Grundstellung überführt wird.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalter in Reihe angeordnet sind und dass der erste Schalter (15) ein Schließer und der zweite Schalter (17) ein Öffner ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) eine Drehachse (45) aufweist, um die er beim Umschalten von der einen auf die andere Endstellung entlang eines Kreisbogens drehbar ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (11) eine Steuerscheibe (29) aufweist, wobei die zwei Grundstellungen des Getriebes (9) über diese Steuerscheibe (29) definiert sind.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (29) nur in eine Richtung rotierbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (29) über einen direkten Kontakt den ersten Schalter (15) betätigt.
7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) mit der Steuerscheibe (29) über ein Koppelelement (31) verbunden ist, das an der Steuerscheibe (29) an einem Anlenkungspunkt (37) drehbar angeordnet ist, wobei der Anlenkungspunkt (37) beabstandet von einer Drehachse der Steuerscheibe (29) ist.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (31) ein kullissenförmig ausgebildetes Langloch (39) aufweist in welchem ein Zapfen (43) des Hebels (7) läuft.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (31) einen Ansatz (41) aufweist, der zum mechanischen Kontakt mit dem zweiten Schalter (17) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter (15) über einen direkten mechanischen Kontakt vom Koppelelement (31) oder von der Steuerscheibe (29) betätigbar ist.
11. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7) einen Mitnehmer (47) aufweist, der zur Aufnahme eines Koppelglieds (49) vorgesehen ist, welches im montierten Zustand mit dem Handbetätiger (3) verbunden ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) mittels eines Tasters (T) ein- und ausschaltbar ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie getrennte EIN- und AUS-Taster (T_E, T_A) oder einen Wechselschalter (W) aufweist, bei deren Betätigung das Getriebe (9) von seiner ersten in die zweite Grundstellung und umgekehrt überführbar ist.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein AUS-Taster (T_A) vorgesehen ist, bei dessen Betätigung das Getriebe (9) in seine eine Grundstellung verfahren wird, die zu der Ausschaltstellung des Handbetätigers (3) korreliert ist.

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