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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen elektrischen Schalter und einen elektrischen Schalter mit solch einer Vorrichtung.
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Elektrische Schalter, insbesondere Leistungsschalter, können mittels eines Hebels geschaltet werden. Beispielsweise kann ein Leistungsschalter eine sogenannte Handhabe umfassen, die in einer linearen Bewegung die verschiedenen Schaltpositionen durchfährt. Als Schaltpositionen sind dies beispielsweise die „AN” (ON), „AUS” (OFF) und die Störungsposition (TRIP).
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Neben der linearen Schaltbewegung einer Handhabe gibt es ebenso Schalter mit einem Rotationshebel (rotary handle operator, RHO). Hier werden die verschiedenen Schaltpositionen durch einen Schalthebel bewerkstelligt, der in einer Rotationsbewegung um eine Achse drehbar gelagert ist. Für einen Benutzer ist es wichtig, dass die einzelnen Schaltpositionen exakt angefahren werden und auch exakt am Gehäuse die Schaltposition des Schalters ablesbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen elektrischen Schalter, insbesondere einen Leistungsschalter, exakt in die vorgesehenen Schaltpositionen schaltet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung für einen elektrischen Schalter gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenso durch den elektrischen Schalter gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters sind in den Unteransprüchen 8 bis 10 angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung für einen elektrischen Schalter gemäß Anspruch 1 weist ein Konturstück sowie einen Stopper auf, wobei der Stopper und das Konturstück relativ zueinander beweglich sind und der Stopper entlang der Kontur des Konturstücks beweglich ist zwischen stabilen Positionen und instabilen Positionen. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Vorrichtung einen Schalthebel, beispielsweise eines RHO-Antriebs, von inkorrekten Positionen zu korrekten Positionen korrigiert. Die Position der Vorrichtung ist unabhängig vom elektrischen Schalthebel und dem möglichen Ungenauigkeiten des Schaltmechanismus des elektrischen Schalters. Die Vorrichtung ist einfach aufgebaut mit wenigen Bauteilen und geringen Zusatzkosten. Somit ist die Vorrichtung einfach und zuverlässig zu produzieren.
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In einer Ausgestaltung wird die Vorrichtung durch das Zusammenwirken von Stopper und Konturstück in eine stabile Position überführt, falls sich die Vorrichtung in einer instabilen Position befindet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das Konturstück mit Bergen und Tälern versehen. Beispielsweise können die Berge mit den instabilen Positionen und die Täler mit den stabilen Positionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung korrespondieren.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung weiter eine Feder, die den Stopper gegen die Kontur des Konturstücks drückt.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die Vorrichtung durch die Kraft der Feder und den Druck des Stoppers gegen die Kontur in eine stabile Position überführt, falls sich die Vorrichtung in einer instabilen Position befindet.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Stopper eine Rolle, die der Kontur des Konturstücks zugewandt ist und entlang dieser beweglich ist.
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Der erfindungsgemäße elektrische Schalter gemäß Anspruch 6 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie eine Schaltwelle, die mittels eines Schalthebels zwischen verschiedenen Schaltpositionen geschaltet werden kann, wobei das Konturstück an der Schaltwelle befestigt ist und mit dieser bewegt wird. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird sichergestellt, dass der Schalthebel nicht in instabilen Positionen zwischen den vorgegebenen Schaltpositionen stehen bleibt, sondern von der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine stabile Position übergeführt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Schaltwelle und das Konturstück drehbar um eine Achse angeordnet.
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In einer weiteren Ausgestaltung stimmen die verschiedenen Schaltpositionen des elektrischen Schalters mechanisch mit den stabilen Positionen zwischen Stopper und Konturstück überein.
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In einer weiteren Ausgestaltung überführt die Kraft der Feder den elektrischen Schalter in eine der Schaltpositionen, falls sich die Vorrichtung in einer instabilen Position befindet. Dazu muss sichergestellt sein, dass die Kraft der Feder ausreichend groß ist, so dass die inneren Kräfte des elektrischen Schalters zum Schalten von der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwunden werden.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden.
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1 Vorrichtung aus Konturstück und Stopper, wobei das Konturstück an der Schaltwelle angeordnet ist;
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2 Konturstück und Stopper in einer stabilen Position;
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3 Konturstück und Stopper in einer instabilen Position;
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4A und 4B Elektrischer Schalter mit Schalthebel in einer stabilen Position und in einer instabilen Position;
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5 Detailansicht des Stoppers; und
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6 Erfindungsgemäße Vorrichtung aus Konturstück und Stopper mit Rolle und Feder.
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In 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 dargestellt. Die Vorrichtung 100 umfasst ein Konturstück 200 sowie einen Stopper 300, wobei der Stopper 300 und das Konturstück 200 relativ zueinander beweglich sind. Entsprechend der Ausführung in 1 ist das Konturstück 200 auf einer Schaltwelle 520 eines elektrischen Schalters 500 montiert. Beim Schalten der Schaltwelle 520 bewegt sich somit das Konturstück 200 mit dieser mit und ist daher ebenso drehbar um eine Achse D. Der Stopper 300 kann eine lineare Bewegung ausführen, entsprechend der Darstellung in 1 kann der Stopper von rechts nach links bzw. links nach rechts bewegt werden.
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2 zeigt näher die Vorrichtung 100. Auch hier ist das Konturstück 200 drehbeweglich um eine Achse D. Das Konturstück 200 umfasst eine Kontur 201. Der Stopper 300 ist entlang der Kontur 201 des Konturschutzes 200 beweglich zwischen stabilen Positionen 210 und instabilen Positionen 220. Beispielsweise sind die stabilen Positionen 210 durch Täler und die instabilen Positionen 220 durch Berge realisiert. In der Darstellung der 2 befindet sich der Stopper 300 in einem Tal 210 des Konturstücks 200, somit in einer stabilen Position.
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In 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 in einer instabilen Position 220 dargestellt. Der Stopper 300, der sich entsprechend der Darstellung der 3 von rechts nach links bzw. links nach rechts bewegen kann, befindet sich im Zusammenwirken mit dem Konturstück 200 in einer instabilen Position. Der Stopper 300 wird mit einer Kraft beaufschlagt, so dass der Stopper gegen die Kontur 201 des Konturschutzes 200 gedrückt wird. Entsprechend den 2 und 3 bedeutet dies, dass der Stopper 300 mit einer Kraft beaufschlagt nach links bewegt wird. Der Stopper 300 tastet die Kontur 201 des Konturstücks 200 ab.
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In den 4A und 4B ist ein elektrischer Schalter 500 dargestellt mit einem Schalthebel 510. Mittels des Schalthebels 510 kann der elektrische Schalter 500 zwischen verschiedenen Schaltpositionen 511, 512, 513 geschaltet werden. Dabei kann beispielsweise die Schaltposition 511 eine „EIN”-(ON)Position, die Schaltposition 512 eine Störungs-(Trip)Position und die Schaltposition 513 eine „AUS”-(OFF)Position sein. Der elektrische Schalter 500 lässt sich mittels des Schalthebels 510 zwischen diesen Positionen hin- und herschalten.
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Entsprechend der 4A ist der Schalthebel 510 in der Schaltposition „AUS” (OFF), der Schaltposition 513. Dies ist eine stabile Schaltposition, der elektrische Schalter 500 ist ausgeschaltet und auch dem Nutzer bzw. Benutzer wird klar signalisiert, dass sich der elektrische Schalter 500 in einer stabilen Position befindet.
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Im Gegensatz zu 4A befindet sich der Schalthebel 510 in der 4B zwischen zwei vorgegebenen Schaltpositionen, nämlich der Schaltposition 512 und 513. Dies können beispielsweise die Störungs-(Trip)Position und die „AUS”-(OFF)Position des elektrischen Schalters 500 sein. Der elektrische Schalter 500 sollte niemals in dieser instabilen Zwischenposition, wie in 4B gezeigt, permanent sein.
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Dazu dient die erfindungsgemäße Vorrichtung 500, deren Konturstück 200 an der Schaltwelle 520 befestigt ist und sich mit dieser bewegt.
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Die Schaltwelle 520 und das Konturstück 200 sind drehbar um eine gemeinsame Achse D angeordnet. In 1 ist weiter eine Feder 400 dargestellt, die den Stopper 300 gegen die Kontur 201 des Konturstücks 200 drückt. Die Feder beaufschlagt die Bewegung des Stoppers 300 gegen die Kontur 201 und stellt den mechanischen Kontakt zwischen Konturstück 200 und Stopper 300 sicher.
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Zur Reduzierung der Kräfte zwischen Konturstück 200 und Stopper 300 ist am Stopper 300 eine Rolle 310 angebracht, die der Kontur 201 des Konturstücks 200 zugewandt ist und entlang dieser beweglich ist. Dies bedeutet, dass bei einer Drehbewegung des Konturstücks 200 die Kontur 201 entlang der Rolle 310 bewegt wird.
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Durch die Kraft der Feder 400 wird der elektrische Schalter 500 in eine stabile Position 210 überführt, falls sich die Vorrichtung in einer instabilen Position 220 befindet. Entsprechend der 4B bedeutet dies, dass der elektrische Schalter 500 in eine der Schaltpositionen 511, 512, 513 überführt wird. Je nach Abstand zu den benachbarten Schaltpositionen wird die nächste stabile Position angefahren. In 4B bedeutet dies, dass dies entweder die Schaltposition 512 oder die Schaltposition 513 ist.
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In 5 ist eine Detailansicht des Stoppers 300 dargestellt. Der Stopper 300 umfasst eine Öffnung 306 für die Feder 400, die innerhalb des Stoppers 300 verläuft. Des Weiteren umfasst der Stopper 300 Lager 302, 303, die die Achse der Rolle 310 aufnehmen können. An der Oberseite des Stoppers 300 ist eine Öffnung 301 vorgesehen, mittels derer der Stopper 300 von einem Monteur bedient werden kann. Beispielsweise kann in die Öffnung 301 ein Schraubendreher eingesetzt werden und mittels dieses Schraubendrehers der Stopper 300 entgegen der Federkraft nach rechts bewegt werden.
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Damit der Stopper 300 verliersicher am Gehäuse des elektrischen Schalters 500 montiert werden kann, sind die Zapfen 307, 307' vorgesehen. Diese beiden Zapfen 307, 307' ermöglichen es, dass der Stopper 300 beispielsweise in der Aussparung einer Metallplatte 550 montiert werden kann, wie dies in der nachfolgenden 6 dargestellt ist.
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Die Metallplatte 550 weist dazu eine Aussparung 551 auf, in die der Stopper 300 eingelegt werden kann. Danach wird der Stopper 300 mittels eines Werkzeuges nach rechts gegen die Kraft der Feder 400 bewegt und es kann das Konturstück 200 montiert werden. Der Stopper 300 kann nach Montage des Konturstücks 200 nicht mehr die Aussparung 551 der Metallplatte 550 verlassen, sondern sich nur noch innerhalb dieser Platte bewegen. Die Aussparung 551 der Metallplatte 550 weist zusätzlich einen Dorn 552 auf, auf dem die Feder 400 aufgesteckt und montiert werden kann.
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Der Stopper 300 kann beispielsweise aus Polyamid hergestellt sein. Ein thermoplastisch geformter Stopper 300 weist die nötige Materialstabilität auf. Die Öffnung 551 in der Metallplatte 550 kann beispielsweise durch ein Laserschneidverfahren hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 ermöglicht es, dass der Schalthebel 510 eines elektrischen Schalters 500 von inkorrekten Positionen in korrekte Schaltpositionen 511, 512, 513 überführt wird. Dies geschieht dadurch, dass die inkorrekten Schaltpositionen durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 instabile Positionen 220 darstellen, die automatisch in stabile Positionen 210 überführt werden. Dabei stimmen die stabilen Positionen 210 zwischen Stopper 300 und Konturstück 200 mit den Schaltpositionen 511, 512, 513 des elektrischen Schalters 500 mechanisch überein.
