DE202021100348U1

DE202021100348U1 - 3-Position-Betätigungsmechanismus

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Publication number: DE202021100348U1
Application number: DE202021100348.0U
Authority: DE
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: CN213716757U

Abstract

3-Position-Betätigungsmechanismus (100), der ausgelegt ist, mit einem 3-Position-Schalter in einem Schaltschrank (200) zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass der 3-Position-Betätigungsmechanismus (100) umfasst:
einen Körper (1);
eine erste Schalterbetätigungswelle (10) und eine zweite Schalterbetätigungswelle (20), die an dem Körper (1) angebracht sind;
eine erste Motorantriebseinheit (31), die mit der ersten Schalterbetätigungswelle (10) gekoppelt ist, um die erste Schalterbetätigungswelle (10) zum Drehen anzutreiben;
eine zweite Motorantriebseinheit (32), die mit der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) gekoppelt ist, um die zweite Schalterbetätigungswelle (20) zum Drehen anzutreiben; und
eine Verriegelungseinheit (4), die elektrisch mit der ersten Motorantriebseinheit (31) und der zweiten Motorantriebseinheit (32) verbunden ist, und ausgelegt ist, durch ein Auslöseelement ausgelöst zu werden, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle (10) und der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) zu verhindern, wobei das Auslöseelement an der ersten Schalterbetätigungswelle (10), der zweiten Schalterbetätigungswelle (20), der ersten Motorantriebseinheit (31) oder der zweiten Motorantriebseinheit (32) angebracht ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen allgemein das Gebiet des elektrischen Gerätes und insbesondere einen 3-Position-Betätigungsmechanismus.
HINTERGRUND
Um eine intelligente Steuerung des Stromnetzes zu erreichen, ist eine Fernsteuerung oder Logiksteuerung für den Schaltschrank aufgrund der zahlreichen elektrischen Betätigungen reibungslos möglich. In einem solchen Schaltschrank ist in der Regel ein von einem 3-Position-Betätigungsmechanismus betätigter 3-Position-Schalter zum Schutz der Betriebsgeräte im Netzbetrieb eingebaut. Der im vorhandenen Schaltschrank angebrachte Erdungsschaltermechanismus erfüllt allerdings nicht die erforderlichen elektrischen Betätigungsanforderungen. Darüber hinaus ist auch der vorhandene 3-Position-Betätigungsmechanismus nicht in der Lage, einen sicheren und zuverlässigen Betrieb von Erdungsschalter und Lastschalter bei einer Vielzahl von elektrischen Betätigungen zu gewährleisten und eine logikgerechte mechanische und elektrische Verriegelung zu erreichen.
KURZDARSTELLUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen 3-Position-Betätigungsmechanismus bereitzustellen, um die oben genannten Probleme im Stand der Technik mindestens teilweise zu lösen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein 3-Position-Betätigungsmechanismus vorgesehen, der zum Koppeln mit einem 3-Position-Schalter in einem Schaltschrank ausgelegt ist, wobei der 3-Position-Betätigungsmechanismus umfasst: einen Körper; eine erste Schalterbetätigungswelle und eine zweite Schalterbetätigungswelle, die an dem Körper angebracht sind; eine erste Motorantriebseinheit, die mit der ersten Schalterbetätigungswelle gekoppelt ist, um die erste Schalterbetätigungswelle zum Drehen anzutreiben; eine zweite Motorantriebseinheit, die mit der zweiten Schalterbetätigungswelle gekoppelt ist, um die zweite Schalterbetätigungswelle zum Drehen anzutreiben; und eine Verriegelungseinheit, die elektrisch mit der ersten Motorantriebseinheit und der zweiten Motorantriebseinheit verbunden ist und ausgelegt ist, durch ein Auslöseelement ausgelöst zu werden, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle und der zweiten Schalterbetätigungswelle zu verhindern, wobei das Auslöseelement an der ersten Schalterbetätigungswelle, der zweiten Schalterbetätigungswelle, der ersten Motorantriebseinheit oder der zweiten Motorantriebseinheit angebracht ist.
In einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung können die hohen Anforderungen an die elektrische Betätigung von jeder der Betätigungswellen durch Montieren von Elektromotoren auf beiden Betätigungswellen des 3-Position-Betätigungsmechanismus erfüllt werden. Auf diese Weise ist bei einer intelligenten Steuerung des Stromnetzes eine hochgradig automatisierte Fernsteuerung des Schaltschranks möglich.
Durch das Vorsehen einer Verriegelungseinheit in dem 3-Position-Betätigungsmechanismus ist es darüber hinaus möglich, mittels des der jeweiligen Betätigungswelle zugeordneten Auslöseelements schnell und genau den Zustand der jeweiligen Betätigungswelle zu erfassen und damit zu reagieren, um beispielsweise ein manuelles oder elektrisches Betätigen der jeweiligen Betätigungswelle zu verhindern. Auf diese Weise kann ein sicherer und zuverlässiger Betrieb des von dem 3-Position-Betätigungsmechanismus betätigten 3-Position-Schalters gewährleistet werden und somit die Schaltgeschwindigkeit des 3-Position-Schalters erhöht werden.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Verriegelungseinheit ein erstes Verriegelungselement, das an dem Körper angebracht ist, und wobei das Auslöseelement einen zur ersten Schalterbetätigungswelle koaxial angeordneten Mitnehmer umfasst, der einen ersten Rand und einen zweiten Rand aufweist, die in Umfangsrichtung zueinander benachbart und voneinander beabstandet vorgesehen sind, wobei in einem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement an dem ersten Rand anliegt, die Verriegelungseinheit eine Drehung einer entsprechenden Betätigungswelle von der ersten Schalterbetätigungswelle und der zweiten Schalterbetätigungswelle jeweils durch die erste Motorantriebseinheit oder die zweite Motorantriebseinheit zulässt, wobei in einem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement an dem zweiten Rand anliegt, die Verriegelungseinheit eine Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle durch die zweite Motorantriebseinheit verhindert, und in dem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement an dem zweiten Rand anliegt, die Verriegelungseinheit eine Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle durch die erste Motorantriebseinheit verhindert, wenn einer Erdungsschalter in einem geöffneten Zustand ist. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann durch den Kontakt des koaxial zur ersten Schalterbetätigungswelle angeordneten Mitnehmers mit dem ersten Verriegelungselement ein entsprechendes Auslösen des ersten Verriegelungselementes an verschiedenen Stellen der ersten Schalterbetätigungswelle erfolgen, so dass die erste Schalterbetätigungswelle und die zweite Schalterbetätigungswelle korrespondierend verändert werden, wodurch eine logische Verriegelung zwischen der ersten Schalterbetätigungswelle und der zweiten Schalterbetätigungswelle erreicht wird.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Verriegelungseinheit auch ein erstes Nebenverriegelungselement, wobei das erste Nebenverriegelungselement an der ersten Motorantriebseinheit angebracht ist, und wobei das Auslöseelement ferner einen ersten Sperrmechanismus umfasst, der an der ersten Motorantriebseinheit angebracht ist, wobei der erste Sperrmechanismus zwischen dem ersten Nebenverriegelungselement und der ersten Schalterbetätigungswelle angeordnet ist, wobei, wenn der erste Sperrmechanismus in einem verriegelten Zustand ist, der erste Sperrmechanismus von dem ersten Nebenverriegelungselement getrennt ist, sodass die Verriegelungseinheit die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle durch die erste Motorantriebseinheit verhindert. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann der erste Nebenverriegelungselement logisch ausgelöst werden, indem der erste Sperrmechanismus von dem ersten Nebenverriegelungselement getrennt gehalten wird, sodass eine Deaktivierung der jeweiligen ersten Schalterbetätigungswelle erreicht wird, das heißt eine elektrische Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle wird verhindert.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst der erste Sperrmechanismus ein erstes Dreheinstellelement sowie einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung, welche sich mit einer Drehbewegung des ersten Dreheinstellelements ausfahrbar und einfahrbar sind, wobei, wenn der erste Sperrmechanismus in einem freigegebenen Zustand ist, der erste Vorsprung aus dem ersten Sperrmechanismus ausfährt und an dem ersten Nebenverriegelungselement anliegt, und wobei, wenn der erste Sperrmechanismus in einem verriegelten Zustand ist, der erste Vorsprung in den ersten Sperrmechanismus einfährt, um von dem ersten Nebenverriegelungselement zu trennen, und wobei der zweite Vorsprung aus dem ersten Sperrmechanismus von dem ersten Nebenverriegelungselement weg ausfährt und an einem an dem Körper angebrachten ersten Abdeckungselement anliegt, um ein Einsteckloch eines Griffs für eine manuelle Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle zu verschließen. In einem solchen Ausführungsbeispiel wird durch die mechanische Betätigung des ersten Sperrmechanismus gleichzeitig eine doppelte Deaktivierung der elektrischen und manuellen Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle mittels der Verriegelungseinheit erreicht.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Verriegelungseinheit ferner ein zweites Nebenverriegelungselement, das an der zweiten Motorantriebseinheit angebracht ist, und wobei das Auslöseelement ferner einen zweiten Sperrmechanismus umfasst, der an der zweiten Motorantriebseinheit angebracht ist, wobei der zweite Sperrmechanismus benachbart zu der zweiten Schalterbetätigungswelle und über dem zweiten Nebenverriegelungselement angeordnet ist, wobei, wenn der zweite Sperrmechanismus in einem verriegelten Zustand ist, der zweite Sperrmechanismus an dem zweiten Nebenverriegelungselement anliegt, sodass die Verriegelungseinheit die Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle durch die zweite Motorantriebseinheit verhindert. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Auslösung des zweiten Nebenverriegelungselements durch eine Betätigung für einen direkten Kontakt des zweiten Sperrmechanismus mit dem zweiten Nebenverriegelungselement erfolgen, um eine Deaktivierung der entsprechenden zweiten Schalterbetätigungswelle zu ermöglichen, d.h. die elektrische Betätigung der zweiten Schalterbetätigungswelle wird verhindert.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst der zweite Sperrmechanismus ein zweites Dreheinstellelement und einen dritten Vorsprung und einen vierten Vorsprung, die mit der Drehbewegung des zweiten Dreheinstellelements ausfahrbar und einfahrbar sind, wobei, wenn der zweite Sperrmechanismus in einem verriegelten Zustand ist, der dritte Vorsprung, der aus dem zweiten Sperrmechanismus zu der zweiten Schalterbetätigungswelle ausfährt, an dem zweiten Nebenverriegelungselement über eine Verbindungsstange anliegt und an einem zweiten Abdeckungselement, das an dem Körper angebracht ist, anliegt, um ein Einsteckloch eines Griffs für eine manuelle Betätigung der zweiten Schalterbetätigungswelle zu verschließen. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann durch Betätigung des zweiten Sperrmechanismus gleichzeitig eine doppelte Deaktivierung einer elektrischen und einer manuellen Betätigung der zweiten Schalterbetätigungswelle mittels der Verriegelungseinheit erreicht werden.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Verriegelungseinheit ferner ein drittes Nebenverriegelungselement, das an der ersten Motorantriebseinheit angebracht und benachbart zu der ersten Schalterbetätigungswelle ist, und wobei das Auslöseelement ferner einen dritten Sperrmechanismus umfasst, der an der ersten Motorantriebseinheit angebracht ist, wobei, wenn der dritte Sperrmechanismus in einem verriegelten Zustand ist, das dritte Nebenverriegelungselement durch den dritten Sperrmechanismus ausgelöst wird, sodass die Verriegelungseinheit die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle durch die erste Motorantriebseinheit verhindert. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann das dritte Nebenverriegelungselement auf andere Weise (wie z. B. elektrisches Auslösen) durch Betätigen des dritten Sperrmechanismus ausgelöst werden, um eine Deaktivierung der entsprechenden ersten Schalterbetätigungswelle zu ermöglichen, d.h. die elektrische Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle wird verhindert.
In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass der dritte Sperrmechanismus elektrisch mit einer Stromschleife für einen aufgeladenen Zustand des Schalthauptstromkreis des 3-Position-Schalters und der ersten Motorantriebseinheit verbunden ist, und einen vierten Vorsprung umfasst, welcher in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Schalthauptstromkreises ausfahrbar und einfahrbar ist, wobei, wenn der dritte Sperrmechanismus in einem verriegelten Zustand ist, der vierte Vorsprung zur ersten Schalterbetätigungswelle ausfährt und an ein zweites Abdeckungselement anliegt, das an dem Körper angebracht ist, um ein Einsteckloch eines Griffs für die manuelle Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle zu verschließen. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann durch Betätigung des dritten Sperrmechanismus gleichzeitig eine doppelte Deaktivierung einer elektrischen und einer manuellen Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle mittels der Verriegelungseinheit erreicht werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die erste Motorantriebseinheit einen Elektromotor, ein Zahnradgetriebe und ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse eine erste Platte, eine zweite Platte und eine dritte Platte umfasst, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei die erste Platte sich auf einer Seite des Zahnradgetriebes befindet, wobei die zweite Platte und die dritte Platte sich an der anderen Seite des Zahnradgetriebes befinden, wobei einer Abstand der zweiten Platte von der ersten Platte größer als einer Abstand der dritten Platte von der ersten Platte ist, wobei der Elektromotor an der zweiten Platte befestigt ist und sich über die erste Platte hinaus erstreckt, wobei die erste Platte und die dritte Platte mit einer Öffnung für den Durchgang der ersten Schalterbetätigungswelle versehen sind. In einem solchen Ausführungsbeispiel bilden der Elektromotor und das Gehäuse ein L-förmiges Profil, und mittels der Öffnung in einzelner Platte auf die erste Schalterbetätigungswelle aufsetzbar ist, wodurch die Struktur der ersten Motorantriebseinheit optimiert wird, um die Platzbelegung bei dem 3-Position-Betätigungsmechanismus zu reduzieren.
In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die erste Schalterbetätigungswelle eine Erdungsschalterbetätigungswelle ist, und wobei die zweite Schalterbetätigungswelle eine Lastschalterbetätigungswelle ist. In einem solchen Ausführungsbeispiel können sowohl die Erdungsschalterbetätigungswelle als auch die Lastschalterbetätigungswelle elektrisch betätigt werden, wodurch der Grad der elektrischen Betätigungs des gesamten 3-Position-Betätigungsmechanismus erhöht wird.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Verriegelungseinheit ferner ein Logikelement auf, das separat von dem Körper in dem Schaltschrank angeordnet ist, wobei das Logikelement elektrisch mit der ersten Motorantriebseinheit und der zweiten Motorantriebseinheit verbunden ist, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle und der zweiten Schalterbetätigungswelle zu verhindern. In einem solchen Ausführungsbeispiel ist es möglich, den 3-Position-Betätigungsmechanismus in Abhängigkeit vom speziellen Aufbau des Schaltschrankes und den unterschiedlichen Anforderungen der Benutzer sinnvoll anzuordnen, insbesondere beispielsweise das Logikelement der Verriegelungseinheit außerhalb des Körpers anzubringen, wodurch das Volumen des Körpers erheblich reduziert werden kann, sodass die Kompaktheit des gesamten Schaltschrankes erhöht wird.
Der Teil „Inhalt des Gebrauchsmusters“ wird bereitgestellt, um die Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die in den folgenden spezifischen Ausführungsformen weiter beschrieben wird. Der Teil „Inhalt des Gebrauchsmusters“ ist unbeabsichtigt, die Schlüsselmerkmale oder Hauptmerkmale der vorliegenden Offenbarung zu kennzeichnen, oder den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
Figurenliste
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen leicht verständlich sein werden. In den Zeichnungen ist Anzahl von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt, wobei es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorderseite eines 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Motorantriebseinheit aus 1;
3 eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten 3-Position-Betätigungsmechanismus in einer anderen Richtung;
4 eine Vorderansicht des teilweise verdeckten Bereichs des in 1 dargestellten 3-Position-Betätigungsmechanismus, wobei sich das erste Verriegelungselement in dem Bereich befindet,
5 eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
6 eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
7 eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, wobei die perspektivische Ansicht in einer zu den 1 und 5 entgegengesetzten Blickrichtung dargestellt ist;
8 eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, sowie
9 eine Vorderansicht eines Schaltschranks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

Gleiche oder entsprechende Bezugszeichen in den jeweiligen Zeichnungen bezeichnen gleiche oder entsprechende Teile.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung in den Zeichnungen gezeigt sind, sollte es klar sein, dass die Offenbarung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann und nicht auf die hierin dargelegten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll. Vielmehr sind diese Ausführungsbeispielen bereitgestellt, um die vorliegende Offenbarung gründlicher und vollständiger zu machen, und wobei der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird einem Fachmann auf dem Gebiet vollständig vermittelt.
Der Begriff „umfassen“ und seine Variationen, wie hier verwendet, bedeuten ein offenes Umfassen, d.h. „umfassen, aber nicht darauf beschränkt“. Sofern nicht anderweitig angegeben, hat der Begriff „oder“ eine Bedeutung von „und/oder“. Der Begriff „basierend auf“ bedeutet „mindestens teilweise basierend auf‟. Die Begriffe „ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel“ und „ein Ausführungsbeispiel“ bedeuten „mindestens ein Ausführungsbeispiel“. Der Begriff „ein anderes Ausführungsbeispiel“ bedeutet „mindestens ein weiteres Ausführungsbeispiel“. Die Begriffe „erster“, „zweiter“ und dergleichen können sich auf unterschiedliche oder identische Objekte beziehen.
Die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorderseite eines 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Motorantriebseinheit 31 aus 1, 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 in einer anderen Richtung, und 4 zeigt eine Vorderansicht des teilweise verdeckten Bereichs des in 1 dargestellten 3-Position-Betätigungsmechanismus 100. Der 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 ist ausgelegt, mit einem 3-Position-Schalter in einem Schaltschrank zu koppeln. Das erste Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
Wie in 1-4 gezeigt, umfasst im Allgemeinen der hier beschriebene 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 einen Körper 1, eine erste Schalterbetätigungswelle 10 und eine zweite Schalterbetätigungswelle 20.
In einigen Ausführungsbeispielen ist es vorgesehen, dass die erste Schalterbetätigungswelle 10 beispielsweise eine Erdungsschalterbetätigungswelle ist, und wobei die zweite Schalterbetätigungswelle 20 eine Lastschalterbetätigungswelle ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die erste Schalterbetätigungswelle 10 und die zweite Schalterbetätigungswelle 20 auch andere Arten von Betätigungswellen sein können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung diesbezüglich beschränkt ist.
Um häufige elektrische Betätigungen sowohl der ersten Schalterbetätigungswelle 10 als auch der zweiten Schalterbetätigungswelle 32 zu ermöglichen, umfasst der 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 ferner eine erste Motorantriebseinheit 31 und eine zweite Motorantriebseinheit 32. Die erste Motorantriebseinheit 31 ist fest mit dem Körper 1 verbunden und benachbart zu der entsprechenden ersten Schalterbetätigungswelle 10. Um die erste Schalterbetätigungswelle 10 zum Drehen anzutreiben, besteht ein Formschluss zwischen der ersten Motorantriebseinheit 31 und der ersten Schalterbetätigungswelle 10. Ähnlich ist die zweite Motorantriebseinheit 32 fest mit dem Körper 1 verbunden und benachbart zu der entsprechenden zweiten Schalterbetätigungswelle 20, so dass die zweite Schalterbetätigungswelle 20 über einen Formschluss mit der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 zum Drehen angetrieben wird.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die erste Motorantriebseinheit 31 einen Elektromotor 311, eine Kupplung 312, ein Zahnradgetriebe 314 und eine Betätigungswellen-Durchgangsbohrung 313 zum Aufnehmen der ersten Schalterbetätigungswelle 10.
Um die Kompaktheit des 3-Position-Betätigungsmechanismus zu erhöhen, umfasst die erste Motorantriebseinheit 31 ferner ein Gehäuse 315 mit einer speziellen Konstruktion. Das Gehäuse 315 umfasst eine erste Platte 316, eine zweite Platte 317 und eine dritte Platte 318 umfasst, die parallel zueinander angeordnet sind. Wie in 2 gezeigt befindet die erste Platte 316 sich an einer Vorderseite des Zahnradgetriebes 314, während die zweite Platte 317 und die dritte Platte 318 sich an einer Rückseite des Zahnradgetriebes 314 befinden. In Anbetracht dessen, dass der Elektromotor 311 eine feste Raumhöhe belegen muss, wird insbesondere der Elektromotor 311 an der von der ersten Platte 316 weiter entfernten zweiten Platte 317 vertikal befestigt, während die Betätigungswellen-Durchgangsbohrung 313 zum Aufnehmen der ersten Schaltbetätigungswelle 10 an einer Seite der näher zu der ersten Platte 316 liegenden dritten Platte 318 vorgesehen ist. Der überlappende Bereich der zweiten Platte 317 und der dritten Platte 318 entsprechen einer Einbauposition der Kupplung 312.
Der Elektromotor 311 ist vertikal in der axialen Richtung an einem Ende der zweiten Platte 317 fixiert, der entfernt von der Betätigungswellen-Durchgangsbohrung 313 ist. Zur Vereinfachung der Ablage des Elektromotors 311, weist die erste Platte 316 einen äußeren Rand auf, der zu der Form des Elektromotors 311 passt, womit der Elektromotor 311 einen sich über die erste Platte 316 hinaus erstreckenden Bereich, beispielsweise eine montierbare Stirnseite 319 aufweisen kann. Die so gebildete erste Motorantriebseinheit 31 hat insgesamt ein L-förmiges Profil, wobei das Gehäuse 315 eine lange Seite der L-Form bildet, und der vertikal an der zweiten Platte 317 befestigte Elektromotor 311 eine kurze Seite der L-Form bildet.
Da das im Gehäuse montierte Zahnradgetriebe 314 in Form eines Zahnradgetriebesystems vorliegt, können die erste Platte 316 sowie die zweite Platte 317 und die dritte Platte 318 an beiden Seiten davon einen guten Schutz des gesamten Zahnradgetriebes 314 erzielen, und wobei der benötigte Bauraum minimiert wird.
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Rotorwelle des Elektromotors und die Welle des erste-Stufe-Zahnrads des Zahnradgetriebes 314 einstückig ausgebildet. Das heißt, das erste-Stufe-Zahnrad (nicht dargestellt) des Zahnradgetriebes 314 und der Elektromotor haben die gemeinsame Drehwelle. Diese Konstruktion ermöglicht nicht nur eine Kompaktheit der ersten Motorantriebseinheit 31 weiter zu erhöhen, sondern auch der Elektromotor 311 gewartet oder ausgetauscht werden kann, indem die Stirnseite 319 seitens der Motorwelle geöffnet wird.
Die Betätigungswellen-Durchgangsbohrung 313 ist zusammen aus einem inneren Loch eines Hohlzahnrads 3110 im Zahnradgetriebe 314 und Öffnungen, die an der ersten Platte 316 und der dritten Platte 318 vorgesehen sind (in 2 ist nur die Öffnung 3111 an der ersten Platte dargestellt) aufgebaut. Mittels der Zahnradstruktur an äußerer Umfangswand des Hohlzahnrads realisiert das Hohlzahnrad 3110 einen Zahnradtrieb mit einem anderen Zahnrad, das innerhalb der ersten Motorantriebseinheit 31 angeordnet ist. Eine innere Umfangswand des Hohlzahnrads 3110 weist eine Struktur entsprechend einer äußeren Umfangsfläche der ersten Schalterbetätigungswelle 10 auf, wodurch es möglich ist, die erste Schalterbetätigungswelle 10 darin aufzunehmen und durch die innere Umfangswand des Hohlzahnrades 3110 einen Formschluss mit der äußeren Umfangsfläche der ersten Schalterbetätigungswelle 10 zu realisieren. Mittels dieses Formschlusses kann die in der Betätigungswellen-Durchgangsbohrung 313 aufnehmbare erste Schalterbetätigungswelle 10 (in 2 nicht dargestellt) angetrieben werden, indem der Elektromotor 311 eine Zwischenzahnradgetriebesystems in der ersten Motorantriebseinheit 31 treibe. Im Zuge der Arretierung erfolgt entsprechend auch nach ähnlichem Triebsprinzip eine Arretierung der ersten Schalterbetätigungswelle 10. Das Aufsetzen der ersten Motorantriebseinheit 31 auf die erste Schalterbetätigungswelle 10 vereinfacht den Montagevorgang des 3-Position-Betätigungsmechanismus erheblich und benötigt keinen übermäßigen Bauraum.
Über die Kupplung 312 kann der Antriebszustand des Elektromotors 311 für die erste Schalterbetätigungswelle 10 bei der Umschaltung zwischen manueller Betätigung und elektrischer Betätigung eingestellt werden. Genauer gesagt ist die Kupplung 311 während der elektrischen Betätigung eingekoppelt, um die erste Schalterbetätigungswelle 10 elektrisch anzutreiben; bei manueller Betätigung ist die Kupplung ausgekoppelt, und der Elektromotor 311 folgt nicht, wenn die erste Schalterbetätigungswelle 10 manuell angetrieben wird.
In einigen Ausführungsbeispielen ist es vorgesehen, dass die zweite Motorantriebseinheit 32 eine ähnliche Struktur wie die erste Motorantriebseinheit 31 aufweisen kann. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die zweite Motorantriebseinheit 32 einen anderen Aufbau als die erste Motorantriebseinheit 31 aufweist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Für solche Eigenschaft, dass die erste Schalterbetätigungswelle 10 und die zweite Schalterbetätigungswelle 20 sind mit entsprechenden Motorantriebseinheiten ausgestattet, weist der 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 ferner eine Verriegelungseinheit 4 auf, um der Betriebssicherheit des 3-Position-Schalters zu erhöhen. Die Verriegelungseinheit 4 ist ausgelegt, durch ein Auslöseelement ausgelöst zu werden, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle 10 und der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 zu verhindern, wobei das Auslöseelement an der ersten Schalterbetätigungswelle 10, der zweiten Schalterbetätigungswelle 20, der ersten Motorantriebseinheit 31 oder der zweiten Motorantriebseinheit 32 angebracht ist. Der spezifische Aufbau und das Funktionsprinzip der Verriegelungseinheit 4 werden nachfolgend detailliert beschrieben.
In Verbindung mit den 1 und 4 ist zu sehen, dass die Verriegelungseinheit 4 ein erstes Verriegelungselement 41 umfasst, das an dem Körper 1 angebracht ist. Wie insbesondere in 4 dargestellt, ist das erste Verriegelungselement 41 in Kontakt mit und liegt an dem Mitnehmer 11 an, wobei der Mitnehmer 11 ein zur ersten Schalterbetätigungswelle 10 koaxial vorgesehenes Bauteil ist. Dieser Mitnehmer 11 dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Auslöseelement. Der Mitnehmer 11 umfasst einen ersten Rand 111 und einen zweiten Rand (nicht gezeigt), die in Umfangsrichtung zueinander benachbart und beabstandet vorgesehen sind. Da der Mitnehmer 11 mit einer Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 gedreht wird, kommt das erste Verriegelungselement 41 während dieser Drehung in einer Reihenfolge in Anlage an den ersten Rand 111 und den zweiten Rand. Entsprechend der Veränderung between dem ersten Rand 111 und dem zweiten Rand erfasst das erste Verriegelungselement 41 eine Umfangsposition der ersten Schalterbetätigungswelle 10, und wobei die erfasste jeweilige Position an das Logikelement 45 (vgl. 9) der Verriegelungseinheit 4 zurückgemeldet wird. Das Logikelement 45 ist jeweils mit der ersten Schalterbetätigungswelle 10 und der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 über Leitungen (nicht dargestellt) verbunden. Wenn das erste Verriegelungselement 41 an dem ersten Rand 111 anliegt, kann gemäß dem Betriebszustand des Schalthauptstromkreises: das Logikelement 45 das Aktionfreigabesignal an die erste Motorantriebseinheit 31 senden, so dass die erste Motorantriebseinheit 31 ein Antreiben der ersten Schalterbetätigungswelle 10 gemäß diesem Signal zulässt; oder kann das Logikelement 45 ein Aktionfreigabesignal an die zweite Motorantriebseinheit 32 senden, so dass die zweite Motorantriebseinheit 32 ein Antreiben der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 gemäß diesem Signal zulässt. Dadurch kann eine der ersten Schalterbetätigungswelle 10 und der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 durch den Elektromotor zum Drehen angetrieben werden.
In dem Fall, dass das erste Verriegelungselement 41 an dem zweiten Rand des Mitnehmers 11 anliegt, sendet das Logikelement 45 entsprechend ein Deaktivierungssignal zu der zweiten Motorantriebseinheit 32 gemäß einer Rückmeldung, die von dem ersten Verriegelungselement 41 erhalten wurde. Dann deaktiviert die zweite Motorantriebseinheit 32 einen Antrieb der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 gemäß dem Deaktivierungssignal. Dadurch wird die Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 verhindert.
In einigen Ausführungsbeispielen ist es vorgesehen, dass in einem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement 41 an dem zweiten Rand anliegt, wenn der Erdungsschalter in dem geöffneten Zustand ist, das Logikelement 45 ein Deaktivierungssignal entsprechend an die erste Motorantriebseinheit 31 gemäß einer Rückmeldung sendet, die von dem ersten Verriegelungselement 41 erhalten wurde, um die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 zu verhindern. Zu diesem Zeitpunkt sind beide Schalterbetätigungswellen 10, 20 im 3-Position-Betätigungsmechanismus an einer Drehung gehindert.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die logische Verriegelung zwischen der ersten Schalterbetätigungswelle 10 und der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 lediglich durch ein erstes Verriegelungselement 41 und das Logikelement 45 in der Verriegelungseinheit 4 erreicht. Dadurch wird die logische Verriegelung zwischen den einzelnen Komponenten des 3-Position-Betätigungsmechanismus optimiert, ohne dass gleichzeitig zu viele Verriegelungselementen verwendet werden müssen.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Um sowohl die manuelle als auch die elektrische Betätigung des 3-Position-Betätigungsmechanismus zu berücksichtigen, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein an der ersten Motorantriebseinheit 31 befestigter erster Sperrmechanismus 51 zum Sperren oder Freigeben der manuellen oder elektrischen Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 hinzugefügt. Daher umfasst die Verriegelungseinheit 4 ein erstes Nebenverriegelungselement 42 zusätzlich zu dem in den 1-4 gezeigten ersten Verriegelungselement 41 (in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt). Zur Optimierung des inneren Bauraums des 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 ist das erste Nebenverriegelungselement 42 mittels eines Zwischenelements indirekt an der ersten Motorantriebseinheit 31 befestigt. Dieses Zwischenelement ist beispielsweise eine Trägerlasche, deren eine Seite fest mit der ersten Motorantriebseinheit 31 und deren andere Seite fest mit dem Körper 1 verbunden ist.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das erste Nebenverriegelungselement 42 teilweise an der ersten Motorantriebseinheit 31 durch andere geeignete Komponenten angebracht sein.
In Abhängigkeit vom Auslösefall des als das Auslöseelement dienenden ersten Sperrmechanismus 51 kann das erste Nebenverriegelungselement 42 die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 durch die erste Motorantriebseinheit 31 verhindern. Ähnlich wie das erste Nebenverriegelungselement 42 ist der erste Sperrmechanismus 51 auch im bevorzugten Fall mittelbar an der ersten Motorantriebseinheit 31 befestigt.
Der erste Sperrmechanismus 51 umfasst ein erstes Dreheinstellelement 511 sowie einen ersten Vorsprung 512 und einen zweiten Vorsprung 513, welche sich mit einer Drehbewegung des ersten Dreheinstellelements 511 ausfahrbar und einfahrbar sind. Der zweite Vorsprung 513 ist in 5 nicht gezeigt, ist aber in 7 sichtbar. Das in 7 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel umfasst eine teilweise Anordnung des zweiten Ausführungsbeispiels (spezifisch eine Anordnung unterhalb einer gestrichelten Linie in der Figur), und wobei die Blickrichtung der 7 entgegengesetzt zu den 1 und 5 ist, so dass das zweite Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 7 deutlicher zu verstehen ist.
Wenn das erste Dreheinstellelement 511 im Uhrzeigersinn gedreht wird, ist der erste Sperrmechanismus 51 in einem verriegelten Zustand. In diesem Fall einfährt der erste Vorsprung 512 in das Innere des ersten Sperrmechanismus 51, so dass der erste Sperrmechanismus 51 nicht in Kontakt mit dem ersten Nebenverriegelungselement 42 ist; während der zweite Vorsprung 513 (siehe 7) aus dem ersten Sperrmechanismus 51 von dem ersten Nebenverriegelungselement 42 weg ausfährt.
In einigen Ausführungsbeispielen ist an dem Körper 1 ein erstes Abdeckungselement 12 vorgesehen, wobei das erste Abdeckungselement 12 ein in der Papierebene auslenkbares Bauteil ist, sodass das Einsteckloch für den Griff geöffnet oder geschlossen wird, der die erste Schalterbetätigungsswelle 10 manuell betätigt. Das erste Abdeckungselement 12 weist einen senkrecht dazu angebrachten Anschlag 121, z.B. einen Stift oder einen Anschlagpfosten, auf, der sich durch die von dem ersten Abdeckungselement 12 überdeckte Platte 13 parallel zur ersten Schalterbetätigungswelle 10 nach innen erstrecken kann. Wie in 7 gezeigt, nimmt die U-förmige Nut 131 an der Platte 13 den Anschlag 121 auf und damit begrenzt dessen Bewegung. Das erste Abdeckungselement 12 kann in einem bestimmten Winkel weg von oder nahe zu der ersten Schalterbetätigungswelle 10 geschwenkt werden, wenn der Anschlag 121 in der U-förmigen Nut 131 gleitet, wodurch das Einsteckloch (nicht dargestellt) für den Griff freigegeben oder geschlossen werden kann, der die erste Schalterbetätigungsswelle 10 manuell betätigt.
Der zweite Vorsprung 513 kann in der U-förmigen Nut gleiten, wenn das erste Dreheinstellelement 511 den Anschlag 121 drückt. Der Anschlag 121 wird durch den zweiten Vorsprung 513 an den Rand der U-förmigen Nut anliegen, wenn der erste Sperrmechanismus 51 im verriegelten Zustand ist, wodurch das erste Abdeckungselement 12 in einer Position am nächsten zur ersten Schalterbetätigungswelle 10 verriegelt wird, sodass das nicht dargestellte Einsteckloch verschlossen wird.
Das erste Nebenverriegelungselement 42 sendet eine Rückmeldung an das Logikelement 45 der Verriegelungseinheit 4, wenn dieses Nebenverriegelungselement nicht berührt wird, wobei das Logikelement 45 basierend auf der Rückmeldung ein Deaktivierungssignal an die erste Motorantriebseinheit 31 sendet. Die erste Motorantriebseinheit 31 verhindert den Antrieb der ersten Schalterbetätigungswelle 10 gemäß dem Deaktivierungssignal. Dadurch wird die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 verhindert, und gleichzeitig wird auch eine manuelle Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 verhindert.
Wenn das erste Dreheinstellelement 511 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, ist der erste Sperrmechanismus 51 in einem freigegebenen Zustand. In diesem Fall ragt der erste Vorsprung 512 aus dem ersten Sperrmechanismus 51 vor und liegt an dem ersten Nebenverriegelungselement 42 an; während der zweite Vorsprung 513 in den ersten Sperrmechanismus 51 einfährt und nicht in Kontakt mit dem ersten Abdeckungselement 12 ist.
Das erste Nebenverriegelungselement 42 gibt als Folge der Anlage durch den ersten Vorsprung 512 eine Rückmeldung an das Logikelement 45 der Verriegelungseinheit 4 aus, und das Logikelement 45 sendet basierend auf der Rückmeldung ein Aktivierungssignal an die erste Motorantriebseinheit 31, wobei die erste Motorantriebseinheit 31 die erste Schalterbetätigungswelle 10 abhängig von dem Aktivierungssignal zur Bewegung antreibt. Dadurch wird eine Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 erlaubt.
Bei der Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 kann die erste Schalterbetätigungswelle 10 dennoch mittels einer Rückmeldung des im ersten Ausführungsbeispiel näher beschriebenen ersten Verriegelungselements 41 gesteuert werden.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, Der in 6 dargestellte 3-Position-Betätigungsmechanismus ist ähnlich zu dem in 5 dargestellten 3-Position-Betätigungsmechanismus. Nur die Unterschiede zwischen den beiden werden hier beschrieben und die gleichen Teile werden nicht erneut beschrieben. Im Übrigen sind in 6 der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen für ein Teil der Komponenten dargestellt, andere nicht mit Bezugszeichen versehene Komponenten sind auf 5 zu verweisen.
Das in 7 gezeigte vierte Ausführungsbeispiel umfasst eine teilweise Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels (spezifisch eine Anordnung oberhalb der gestrichelten Linie in der Figur), und wobei die Blickrichtung der 7 entgegengesetzt zu den 1, 5 und 6 ist, so dass das dritte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 7 deutlicher zu verstehen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein an der zweiten Motorantriebseinheit 32 befestigter zweiter Sperrmechanismus 52 zum Sperren oder Freigeben der manuellen oder elektrischen Betätigung der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 hinzugefügt. Daher umfasst die Verriegelungseinheit 4 zusätzlich zu dem in den 1-4 gezeigten ersten Verriegelungselement 41 (in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt) ein zweites Nebenverriegelungselement 43, wobei in Abhängigkeit von einem Auslösefall des als das Auslöseelement dienenden zweiten Sperrmechanismus 52 eine Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 durch die zweite Motorantriebseinheit 32 verhindert wird.
Ähnlich dem ersten Nebenverriegelungselement ist das zweite Nebenverriegelungselement 43 auch an der zweiten Motorantriebseinheit 32 angebracht. Der als das Auslöseelement dienende zweite Sperrmechanismus 52 ist ebenfalls an der zweiten Motorantriebseinheit 32 angebracht. Um ein manuelles sowie ein elektrisches Betätigen der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 zu deaktivieren oder zu erlauben, ist vorgesehen, dass der zweite Sperrmechanismus 52 benachbart zu der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 und über dem zweiten Nebenverriegelungselement 43 angeordnet ist. Der zweite Sperrmechanismus 52 umfasst ein zweites Dreheinstellelement 521 und einen dritten Vorsprung 522, welcher sich mit einer Drehbewegung des zweiten Dreheinstellelements 521 ausfahrbar und einfahrbar ist. Der dritte Vorsprung 522 ist in 6 nicht dargestellt, aber in 7 sichtbar.
Ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind auch in einem bevorzugten Fall das zweite Nebenverriegelungselement 43 und der zweite Sperrmechanismus 52 indirekt an der zweiten Motorantriebseinheit 32 befestigt.
In Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel, im dem dritten Ausführungsbeispiel steht, der dritte Vorsprung 522 aus zweiten Sperrmechanismus 52 zur zweiten Schalterbetätigungswelle 20 hin durch Drehen des zweiten Dreheinstellelements 521 im Uhrzeigersinn vor, und über die Verbindungsstange 16 (siehe 7), die zwischen dem zweiten Sperrmechanismus 52 und dem zweiten Nebenverriegelungselement 43 montiert ist, im verriegelten Zustand an dem zweiten Nebenverriegelungselement 43 anliegt. Gleichzeitig wird das am Körper 1 angebrachte zweite Abdeckungselement 22 durch den vorstehenden dritten Vorsprung 522 direkt bis zu seiner festgelegten Maximalposition geschoben. In dieser Position wird das Einsteckloch für den Griff vollständig durch das zweite Abdeckungselement 22 verschlossen, der die zweiten Schalterbetätigungswelle 20 manuell betätigt.
Das zweite Nebenverriegelungselement 43 sendet eine Rückmeldung an das Logikelement 45 der Verriegelungseinheit 4, wenn dieses Nebenverriegelungselement berührt wird, wobei das Logikelement 45 basierend auf der Rückmeldung ein Deaktivierungssignal an die zweite Motorantriebseinheit 32 sendet. Die zweite Motorantriebseinheit 32 verhindert den Antrieb der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 gemäß dem Deaktivierungssignal. Dadurch wird die Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 verhindert, und gleichzeitig wird auch eine manuelle Betätigung der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 verhindert.
In dem freigegebenen Zustand des zweiten Sperrmechanismus 52 wird das zweite Dreheinstellelement 521 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch erreicht wird, dass es endgültig nicht mehr an dem zweiten Abdeckelement 22 und dem zweiten Nebenverriegelungselement 43 anliegen kann.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, wobei die Blickrichtung dieser perspektivischen Ansicht zu der in den 1, 5 und 6 entgegengesetzt ist.
Das vierte Ausführungsbeispiel kann als eine Kombination des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels betrachtet werden, wobei der 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 eine erste Motorantriebseinheit 31, eine zweite Motorantriebseinheit 32, einen ersten Sperrmechanismus 51, einen zweiten Sperrmechanismus 52, ein erstes Nebenverriegelungselement 42 und ein zweites Nebenverriegelungselement 43 umfasst.
Ähnlich wie bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel sind das erste Nebenverriegelungselement 42 und der erste Sperrmechanismus 51 sowie das zweite Nebenverriegelungselement 43 und der zweite Sperrmechanismus 52 jeweils in einem bevorzugten Fall indirekt an der jeweiligen ersten und zweiten Motorantriebseinheit 31, 32 befestigt.
Die Funktionen und Betriebsweisen der jeweiligen oben beschriebenen Komponenten sind die gleichen wie diejenigen, die bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Auf eine weitere Beschreibung wird verzichtet.
In dem vierten Ausführungsbeispiel sind der erste Sperrmechanismus 51 und der zweite Sperrmechanismus 52 beide in einem verriegelten Zustand, so dass sowohl die erste Schalterbetätigungswelle 10 als auch die zweite Schalterbetätigungswelle 20 deaktiviert sind.
In dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel können der erste Sperrmechanismus 51 und der zweite Sperrmechanismus 52 die gleiche Art von mechanischen Verriegelungselementen sein, wie beispielsweise Programmschlösser, wie ein Ronis-Schloss.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht des 3-Position-Betätigungsmechanismus gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel umfasst das Auslöseelement einen dritten Sperrmechanismus 53, der an der ersten Motorantriebseinheit 31 montiert ist, wobei der dritte Sperrmechanismus 53 ein nicht-mechanisches Verriegelungselement ist, das beispielsweise ein elektromagnetisches Schloss sein kann. Um auf das Auslöseelement zu reagieren ist ein drittes Nebenverriegelungselement 44 an der ersten Motorantriebseinheit 31 angebracht.
Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind auch in einem bevorzugten Fall das dritte Nebenverriegelungselement 44 und der dritte Sperrmechanismus 53 indirekt an der ersten Motorantriebseinheit 31 befestigt.
Um die Kompaktheit des 3-Position-Betätigungsmechanismus zu erhöhen kann das dritte Nebenverriegelungselement 44 zusammen mit dem dritten Sperrmechanismus 53 in dem gleichen Komponentengehäuse montiert sein und benachbart zu der ersten Schalterbetätigungswelle 10 angeordnet sein.
Der dritte Sperrmechanismus 53 ist elektrisch mit einer Stromschleife für einen aufgeladenen Zustand des Schalthauptstromkreis des 3-Position-Schalters und der ersten Motorantriebseinheit 31 verbunden, und umfasst einen vierten Vorsprung, welcher in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Schalthauptstromkreises ausfahrbar und einfahrbar ist. Der vierte Vorsprung ist in der Struktur ähnlich dem zweiten Vorsprung 513 in dem zweiten Ausführungsbeispiel (siehe 7) und wird hier nicht erneut beschrieben.
Wenn der dritte Sperrmechanismus 53 im verriegelten Zustand ist, wird das dritte Nebenverriegelungselement 44 durch den dritten Sperrmechanismus 53 ausgelöst, z.B. ein elektrisches Signal von der abgeschalteten Spule im dritten Sperrmechanismus 53 erhalten. Das dritte Nebenverriegelungselement 44 meldet das elektrische Signal an das Logikelement 45 der Verriegelungseinheit 4 zurück, wobei das Logikelement 45 basierend auf der Rückmeldung ein Deaktivierungssignal an die erste Motorantriebseinheit 31 sendet, wobei die erste Motorantriebseinheit 31 den Antrieb der ersten Schalterbetätigungswelle 10 gemäß dem Deaktivierungssignal verhindert. Dadurch wird eine Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle 10 verhindert.
Gleichzeitig steht der vierte Vorsprung zur ersten Schalterbetätigungswelle 10 vor und liegt an einem ersten Abdeckungselement 12 an, das an dem Körper 1 angebracht ist, um ein Einsteckloch für den Griff zu verschließen, der die erste Schalterbetätigungswelle 10 manuell betätigt.
9 zeigt eine Vorderansicht eines Schaltschranks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
In dem dargestellten Schaltschrank 200 ist der in den 1 bis 8 dargestellte 3-Position-Betätigungsmechanismus 100 eingebaut, und wobei das von der Verriegelungseinheit 4 umfasste Logikelement 45 separat von dem Körper 1 in dem Schaltschrank 200 angeordnet ist. Das Logikelement 45 ist elektrisch mit der ersten Motorantriebseinheit 31 und der zweiten Motorantriebseinheit 32 verbunden, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle 10 und der zweiten Schalterbetätigungswelle 20 zu verhindern.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung kann bei manueller Betätigung einer der Betätigungswellen ein das Einsteckloch des Griffs abdeckende drehbare Element eine andere Verriegelungseinheit auslösen, sodass das Logikelement 45 eine Rückmeldung über die manuelle Betätigung erhält, in diesem Zustand verhindert das Logikelement 45 die Drehung der zugehörigen Schalterbetätigungswelle durch die entsprechende Motorantriebseinheit. Hierdurch wird ermöglicht, dass die elektrische Betätigung einer der Betätigungswellen durch das Einstecken des Griffs beendet werden kann; unabhängig davon, ob eine manuelle oder elektrische Betätigung erfolgt, kann eine der Wellen nicht betätigt werden, wenn die andere Welle betätigt wird. Damit werden die Betriebsverhältnisse zwischen den einzelnen Betätigungswellen des 3-Position-Betätigungsmechanismus optimiert.
Der 3-Position-Mechanismus ist in der Trennschalterstellung, wenn der Schaltschrank ein Leistungsschalter-Schrank ist, wobei, wenn der Leistungsschalter in dem Schließzustand für Vorrichtung ist, der Trennschalter und der Erdungsschalter keinen Betrieb erlauben; wenn der Elektromotor des Trennschalters oder der Erdschalters in Betrieb ist, erlaubt der Elektromotor des Leistungsschalters keinen Betrieb. Daher kann das Logikelement 45 des 3-Position-Betätigungsmechanismus auch entsprechende Verriegelungsfunktionen mit den Logikelementen anderer Betriebsmechanismen aufweisen.
Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung beschrieben, wobei die obige Beschreibung beispielhaft und nicht erschöpfend ist und nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispielen beschränkt ist. Viele Modifikationen und Variationen werden für den Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sein, ohne vom Umfang und Geist der beschriebenen Ausführungsbeispiele abzuweichen. Die hier verwendeten Begriffe wurden gewählt, um die Grundgedanken der Ausführungsbeispielen, die praktische Anwendung oder technische Verbesserung auf dem Markt bestmöglich zu erläutern oder um einen anderen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet das Verständnis der hier offenbarten Ausführungsbeispielen zu ermöglichen.

Claims

3-Position-Betätigungsmechanismus (100), der ausgelegt ist, mit einem 3-Position-Schalter in einem Schaltschrank (200) zu koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass der 3-Position-Betätigungsmechanismus (100) umfasst: einen Körper (1); eine erste Schalterbetätigungswelle (10) und eine zweite Schalterbetätigungswelle (20), die an dem Körper (1) angebracht sind; eine erste Motorantriebseinheit (31), die mit der ersten Schalterbetätigungswelle (10) gekoppelt ist, um die erste Schalterbetätigungswelle (10) zum Drehen anzutreiben; eine zweite Motorantriebseinheit (32), die mit der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) gekoppelt ist, um die zweite Schalterbetätigungswelle (20) zum Drehen anzutreiben; und eine Verriegelungseinheit (4), die elektrisch mit der ersten Motorantriebseinheit (31) und der zweiten Motorantriebseinheit (32) verbunden ist, und ausgelegt ist, durch ein Auslöseelement ausgelöst zu werden, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle (10) und der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) zu verhindern, wobei das Auslöseelement an der ersten Schalterbetätigungswelle (10), der zweiten Schalterbetätigungswelle (20), der ersten Motorantriebseinheit (31) oder der zweiten Motorantriebseinheit (32) angebracht ist.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (4) ein erstes Verriegelungselement (41) umfasst, das an dem Körper (1) angebracht ist, und wobei das Auslöseelement einen zur ersten Schalterbetätigungswelle (10) koaxial vorgesehenen Mitnehmer (11) umfasst, wobei der Mitnehmer (11) einen ersten Rand (111) und einen zweiten Rand umfasst, die in Umfangsrichtung zueinander benachbart und voneinander beabstandet vorgesehen sind, wobei in einem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement (41) an dem ersten Rand anliegt, die Verriegelungseinheit (4) eine Drehung einer entsprechenden Betätigungswelle von der ersten Schalterbetätigungswelle (10) und der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) durch die erste Motorantriebseinheit (31) oder die zweite Motorantriebseinheit (32) zulässt, wobei in einem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement (41) an dem zweiten Rand anliegt, die Verriegelungseinheit (4) eine Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) durch die zweite Motorantriebseinheit (32) verhindert, und wobei in dem Zustand, in dem das erste Verriegelungselement (41) an dem zweiten Rand anliegt, die Verriegelungseinheit (4) eine Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle (10) durch die erste Motorantriebseinheit (31) verhindert, wenn einer Erdungsschalter in einem geöffneten Zustand ist.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (4) ferner ein erstes Nebenverriegelungselement (42) umfasst, wobei das erste Nebenverriegelungselement (42) an der ersten Motorantriebseinheit (31) angebracht ist, und wobei das Auslöseelement ferner einen ersten Sperrmechanismus (51) umfasst, der an der ersten Motorantriebseinheit (31) angebracht ist, wobei der erste Sperrmechanismus (51) zwischen dem ersten Nebenverriegelungselement (42) und der ersten Schalterbetätigungswelle (10) angeordnet ist, wobei, wenn der erste Sperrmechanismus (51) in einem verriegelten Zustand ist, der erste Sperrmechanismus (51) von dem ersten Nebenverriegelungselement (42) getrennt ist, sodass die Verriegelungseinheit (4) die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle (10) durch die erste Motorantriebseinheit (31) verhindert.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sperrmechanismus (51) ein erstes Dreheinstellelement (511) sowie einen ersten Vorsprung (512) und einen zweiten Vorsprung (513) umfasst, wobei der erste Vorsprung (512) und der zweite Vorsprung (513) sich mit einer Drehbewegung des ersten Dreheinstellelements (511) ausfahrbar und einfahrbar sind, wobei, wenn der erste Sperrmechanismus (51) in einem freigegebenen Zustand ist, der erste Vorsprung (512) aus dem ersten Sperrmechanismus (51) ausfährt und an dem ersten Nebenverriegelungselement (42) anliegt, und wobei, wenn der erste Sperrmechanismus (51) in einem verriegelten Zustand ist, der erste Vorsprung (512) in den ersten Sperrmechanismus (51) einfährt, um von dem ersten Nebenverriegelungselement (42) zu trennen, und wobei der zweite Vorsprung (513) aus dem ersten Sperrmechanismus (51) von dem ersten Nebenverriegelungselement (42) weg ausfährt und an einem an dem Körper (1) angebrachten ersten Abdeckungselement (12) anliegt, um ein Einsteckloch eines Griffs für eine manuelle Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle (10) zu verschli eßen.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (4) ferner ein zweites Nebenverriegelungselement (43) umfasst, das an der zweiten Motorantriebseinheit (32) angebracht ist, und wobei das Auslöseelement ferner einen zweiten Sperrmechanismus (52) umfasst, der an der zweiten Motorantriebseinheit (32) angebracht ist, wobei der zweite Sperrmechanismus (52) benachbart zu der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) und über dem zweiten Nebenverriegelungselement (43) angeordnet ist, wobei, wenn der zweite Sperrmechanismus (52) in einem verriegelten Zustand ist, der zweite Sperrmechanismus (52) an dem zweiten Nebenverriegelungselement (43) anliegt, sodass die Verriegelungseinheit (4) die Drehung der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) durch die zweite Motorantriebseinheit (32) verhindert.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sperrmechanismus (52) ein zweites Dreheinstellelement (521) und einen dritten Vorsprung (522) umfasst, welcher sich mit einer Drehbewegung des zweiten Dreheinstellelements (521) ausfahrbar und einfahrbar ist, wobei, wenn der zweite Sperrmechanismus (52) in einem verriegelten Zustand ist, der dritte Vorsprung (522), der aus dem zweiten Sperrmechanismus (52) zu der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) ausfährt, an dem zweiten Nebenverriegelungselement (43) über eine Verbindungsstange (16) anliegt und an einem zweiten Abdeckungselement (22), das an dem Körper (1) angebracht ist, anliegt, um ein Einsteckloch eines Griffs für eine manuelle Betätigung der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) zu verschließen.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (4) ferner ein drittes Nebenverriegelungselement (44) umfasst, das an der ersten Motorantriebseinheit (31) angebracht und benachbart zu der ersten Schalterbetätigungswelle (10) ist, und wobei das Auslöseelement ferner einen dritten Sperrmechanismus (53) umfasst, der an der ersten Motorantriebseinheit (31) angebracht ist, wobei, wenn der dritte Sperrmechanismus (53) in einem verriegelten Zustand ist, das dritte Nebenverriegelungselement (44) durch den dritten Sperrmechanismus (53) ausgelöst wird, sodass die Verriegelungseinheit (4) die Drehung der ersten Schalterbetätigungswelle (10) durch die erste Motorantriebseinheit (31) verhindert.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Sperrmechanismus (53) elektrisch mit einer Stromschleife für einen aufgeladenen Zustand des Schalthauptstromkreis des 3-Position-Schalters und der ersten Motorantriebseinheit (31) verbunden ist, und einen vierten Vorsprung umfasst, welcher in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Schalthauptstromkreises ausfahrbar und einfahrbar ist, wobei, wenn der dritte Sperrmechanismus (53) in einem verriegelten Zustand ist, der vierte Vorsprung zur ersten Schalterbetätigungswelle (10) ausfährt und an einem ersten Abdeckungselement (12) anliegt, das an dem Körper (1) angebracht ist, um ein Einsteckloch eines Griffs für die manuelle Betätigung der ersten Schalterbetätigungswelle (10) zu verschließen.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Motorantriebseinheit (31) einen Elektromotor (311), ein Zahnradgetriebe (314) und ein Gehäuse (315) umfasst, wobei das Gehäuse (315) eine erste Platte (316), eine zweite Platte (317) und eine dritte Platte (318) umfasst, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei die erste Platte (316) sich auf einer Seite des Zahnradgetriebes (314) befindet, wobei die zweite Platte (317) und die dritte Platte (318) sich an der anderen Seite des Zahnradgetriebes (314) befinden, wobei einer Abstand der zweiten Platte (317) von der ersten Platte (316) größer als einer Abstand der dritten Platte (318) von der ersten Platte (316) ist, wobei der Elektromotor (311) an der zweiten Platte (317) befestigt ist und sich über die erste Platte (316) hinaus erstreckt, wobei die erste Platte (316) und die dritte Platte (318) mit einer Öffnung (3111) für den Durchgang der ersten Schalterbetätigungswelle (10) versehen sind.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalterbetätigungswelle (10) eine Erdungsschalterbetätigungswelle ist, und wobei die zweite Schalterbetätigungswelle (20) eine Lastschalterbetätigungswelle ist.
3-Position-Betätigungsmechanismus (100) nach einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (4) ferner ein Logikelement (45) umfasst, wobei das Logikelement (45) separat vom Körper (1) in dem Schaltschrank (200) angeordnet ist, wobei das Logikelement (45) elektrisch mit der ersten Motorantriebseinheit (31) und der zweiten Motorantriebseinheit (32) verbunden ist, um eine Drehung von zumindest einer von der ersten Schalterbetätigungswelle (10) und der zweiten Schalterbetätigungswelle (20) zu verhindern.