DE2320069A1

DE2320069A1 - Elektrisches steuerorgan

Info

Publication number: DE2320069A1
Application number: DE2320069A
Authority: DE
Inventors: Jun John J Dauer; Kurt A Grunert
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1972-04-24
Filing date: 1973-04-19
Publication date: 1973-11-08
Also published as: BE798568A; FR2182029A1; GB1419409A; CA985721A; US3815063A; FR2182029B1; CH567789A5

Description

DIPL.-INS. KLAUS NEUBECKER 2320069

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

₆₁ Düsseldorf, den 17. April 1973

Westinghouse Electric Corporation,
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Elektrisches Steuerorgan

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische Steuerorgane und insbesondere auf Verriegelungen zur Verhinderung einer gleichzeitigen Betätigung von zwei Schalteinrichtungen.

Elektrische Systeme mit Geräten wie umkehrbaren Motoren, Mehrfachdrehzahl-Motoren u. dgl. enthalten üblicherweise gesonderte Steuerorgane, um die verschiedenen Funktionen oder Betriebsarten des Gerätes einzustellen. So sind einem hinsichtlich seiner Drehrichtung umsteuerbaren Motor häufig zwei Schalteinrichtungen zugeordnet, von denen beispielsweise die eine die Vorwärtsrichtung und die andere die Rücklauf richtung des Motors bjBtimmt, und in einem solchen Fall wäre die gleichzeitige Betätigung der Schalteinrichtungen zweifellos unerwünscht. Es ist bekannt, mechanische Verriegelungen einzusetzen, um zu verhindern, daß zwei elektrische Schalt-

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Telefon (f)2 11) '32O8 5Ö Telegramme Custopat

einrichtungen gleichzeitig betätigt werden, jedoch sind einige der herkömmlichen Verriegelungen verhältnismäßig kompliziert, während andere solche Verriegelungen dazu neigen, gelegentlich zu Verklemmungen zwischen den beteiligten Elementen der Schalteinrichtungen und der zugeordneten Verriegelung zu führen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist die Schaffung einer mechanischen Verriegelung, dLe zwar einen sehr einfachen Aufbau hat, jedoch absolut zuverlässig arbeitet, sqjüaß es zu keinen Verklemmungen o. dgl. kommen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem elektrischen Steuerorgan mit zwei mit Zwischenraum nebeneinander auf einer Grundplatte angebrachten Schalteinrichtungen, die jeweils ein bewegliches

aufweist
Element/, das bei Betätigung der Schalteinrichtung in Richtung auf die Grundplatte aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung übergeht, sowie einer zwischen den beiden Schalteinrichtungen angeordneten, eine gleichzeitige Betätigung der beiden Schalteinrichtungen verhindernden mechanischen Verriegelung erfindungsgemäß dadurch, daß die Endbereiche der jeweiligen beweglichen Elemente in den Zwischenraum zwischen den Schalteinrichtungen ragen und die mechanische Verriegelung ein^chwenkbar an der Grundplatte gelagertes Verriegelungsglied mit zwei Schrägkanten aufweist, die in einer neutralen Lage des Verriegelungsgliedes und * wenn die beweglichen Elemente der beiden Schalteinrichtungen sich in ihrer Ruhestellung befinden derart in den Bewegungsbahnen der Endbereiche der beweglichen Elemente liegen, daß der

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Endbereich eines beweglichen Elementes bei überführung eines der beiden beweglichen Elemente in seine Arbeitsstellung das Verriegelungsglied durch Angriff an der zugeordneten Schrägkante des Verriegelungsgliedes in eine Lage verschwenkt, in der es das andere der beiden beweglichen Elemente in seiner Ruhestellung verriegelt -

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine zwischen zwei Schalteinrichtungen angeordnete mechanische Verriegelung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch Fig. 1 längs der Linie H-II;

Fig.'3 einen Vertikalschnitt längs der Linie IH-III der Fig. 2;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 einen Vertikalschnitt längs der Linie V-V der Fig. 2; und

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, β-

Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine etwas abgewandelte Ausfuhrungsform einer mechanischen Verriegelung nach der Erfindung.

In der Zeichnung weist ein allgemein mit 10 bezeichnetes elektrisches Steuerorgan zwei Schalteinrichtungen 14 und 16 in der Form von Kontaktgehern sowie eine dazwischen angeordnete mechanische Verriegelung 12 auf. Die beiden Schalteinrichtungen 14 und 16 sowie die mechanische Verriegelung 12 sind auf einer Grundplatte 70 befestigt, die ihrerseits an einer Montageplatte 18 angebracht ist. .

Die mechanische Verriegelung 12 weist eine Lagerung 20 sowie ein Verriegelungsglied 22 auf. Die Lagerung 20 ist an der Grundplatte 70 mittels Schrauben 24 festgelegt und weist einen aufrechten Flansch 26 und einen an dem Flansch 26 angebrachten Lagerzapfen 28 auf, wobei der Lagerzapfen 28 durch einen sich zwischen dem Lagerzapfen 28 und dem Boden der Lagerung 20 erstreckenden Steg 30 stabilisierend abgestützt ist. Angrenzend an den Flansch 26 weist der Lagerzapfen 28 .eine Schulter 32 auf.

Das Verriegelungsglied 22 ist schwenkbar an dem Lagerzapfen 28 gelagert. Es weist eine öffnung 34 (Fig. 2), die den Lagerzapfen 28 aufnimmt* und einen Schlitz 36 auf, der sich von der öffnung 34 zu der benachbarten Kante 38 (vgl. Fig. 6) des Verriegelungsgliedes 22 erstreckt. Die Seitenwände des Schlitzes 36 wirken

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mit dem Steg 3O der Lagerung 20 so zusammen, daß die Schwenkbewegung des Verriegelungsgliedes 22 begrenzt wird. Vorzugsweise besteht das Verriegelungsglied 22 aus einem Isoliermaterial wie Nylon.

Die beiden etwa als Kontaktgeber ausgebildeten Schalteinrichtungen 14 und 16 weisen ein bewegliches Teil in Form einer Querstange 42 auf, die Bestandteil eines isolierenden Kontaktträgers 94 ist, der weiter unten im einzelnen erläutert wird. Die Querstange 42 verschiebt sich bei Betätigung des entsprechenden Kontaktgebers bzw. der entsprechenden Schalteinrichtung aus einer Ruhestellung (vgl. Querstange 42 der Schalteinrichtung 14 in Fig. 2) in Richtung auf die Grundplatte 70 in eine Arbeitsstellung (vgl. in Fig. 2 die mit ausgezogenen Linien angedeutete Lage der Querstange 42 der Schalteinrichtung 16).

Wie mit Fig. 1 und 2 verdeutlicht, weisen die Querstangen 42 der beiden Schalteinrichtungen 14 und 16 Endabschnitte auf, mit denen sie in den Raum zwischen den Schalteinrichtungen ragen. Das Verriegelungsglied 22 zwischen den beiden Schalteinrichtungen 14 und •16 ist schwenkbar an der Grundplatte 70 angelenkt und mit zwei Schrägkanten 46 und 48 versehen, die in der neutralen Stellung des VerriegelungsgLiedes und wenn die Querstangen 42 beider Schalteinrichtungen 14 und 16 sich in ihren Ruhelagen (vgl. Fig. 1) befinden, in den Bewegungsbahnen der Endteile der entsprechenden Querstangen 42 liegen, so daß bei Verschiebung einer der beiden

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beweglichen Querstangen 42 in ihre Arbeitsstellung (wie in Fig. bezüglich der Schalteinrichtung 16 gezeigt) der Endbereich der abwärts bewegten Querstange 42 mit der zugeordneten Schrägkante (in Fig. 2 Schrägkante 48) des Verriegelungsgliedes 22 zusammenwirkt, so daß das Verriegelungsglied 22 in eine Lage verschwenkt wird, in der die Querstange 42 der anderen Schalteinrichtung (in Fig. Schalteinrichtung 14) in ihrer Arbeitsstellung verriegelt wird.

Das Verriegelungsglied 22 weist angrenzend an die beiden Schrägkanten 46 und 48 Kantenabschnitte 52 bzw. 54 auf, die reibungsschlüssig an den Endbereichen der zugeordneten Querstange 42 angreifen, wenn diese sich in der Arbeitsstellung befindet. Vorzugsweise sind diese Kantenabschnitte 52 und 54 in Richtung auf die Schrägkanten 46 und 48 (Fig. 2) leicht geneigt, so daß eine Verklemmung zwischen diesen Kantenbereichen 52 und 54 und den Endbereichen der zugehörigen Querstange 42 weiter verhindert wird, wenn die Querstangen 42 aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurückkehren, wie das weiter unten erläutert wird. Zwischen den Kantenabschnitten 52 und 54 und dem dem oberen Ende 40 des Verriegelungsglfedes, das die beiden einander in einem Scheitel 50 treffenden Schrägkanten 46 und 48 aufweist, gegenüberliegenden Endbereich ist das Verriegelungsglied 22 mit zwei Schülern 60 und 62 sowie daran anschließenden Kantenbereich 56 bzw. 58 versehen.

Die beiden Schalteinrichtungen 14 und 16 sind gleichartig aufgebaut und jeweils mit einem Gehäuse 68, einem stationären, allge-

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mein mit 72 (Fig. 3) bezeichneten Kontaktaufbau, einem beweglichen Kontaktaufbau 74 und einem Elektromagneten 76 (Fig. 2) ausgestattet. Das Gehäuse 68, das aus einem dielektrischen oder elektrisch isolierenden Material besteht, ist ein im wesentlichen rechteckiger Körper, der an der Grundplatte 70 angebracht ist und gleichartige vertikale Längsschlitze 78 auf seinen gegenüberliegenden Seiten hat, durch die die Endbereiche der Querstangen 42 ragen.

Wie mit Fig. 3 gezeigt, weist der stationäre Kontaktaufbau zwei Leiter 84 auf, die im Abstand voneinander angeordnete Kontakte 80 und 82 tragen und durch gegenüberliegende Wandteile des Gehäuses 68 ragen, so daß der Kontaktaufbau mit einem externen Steuerkreis über Anschlüsse 86 verbunden werden kann.

Der bewegliche Kontaktaufbau 74 weist eine Kontaktbrücke 88 mit ·· ' Kontakten 90 und 92 auf, ferner den isolierenden Kontaktträger 94 'sowie ein Fußteil 96, das integral mit dem Kontaktträger 94 ausgebildet sein kann und die zuvor erwähnte Querstange bildet. Der Kontaktaufbau 74 ist in vertikaler Richtung (bezogen auf die Zeichnung) zwischen einer oberen und einer unteren Endlage verschiebbar, um die Kontakte 80, 90 und 82, 92 zu öffnen bzw. zu schließen. Der bewegliche Kontaktaufbau 74 ist in seiner oberen Endlage entsprechend Fig. 2 durch Federn 98 unter Vor-

spannung gehalten.

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Wie mit Fig. 3 gezeigt, ragt der obere Endbereich ICKD des Kontaktträgers 9 4 durch eine öffnung 102 in dem Geiäise 68, um so den beweglichen Kontaktträger bei seiner Verschiebung zu führen. Der Elektromagnet 76 weist einen stationären Magnetkern 104 auf, der an der Grundplatte 70 befestigt ist, ferner eine elektromagnetische Wicklung sowie einen an dem Fußteil 96 befestigten Anker 106. Nach Erregung der elektromagnetischen Wicklung wird der Anker gemeinsam mit dem Kontaktträger 94 zu dem Magnetkern 104 hingezogen, so daß die Kontakte 80, 90 und 82, 92 schließen.

Wie mit FJg,2 gezeigt, weist das Fußteil 96 die Querstange 42 auf, die durch die vertikalen Längsschlitze 78 des Gehäuses 68 ragt. Wenn die Schalteinrichtung 16 aktiviert wird, bewegt sich ihre Querstange 42 aus der Ruhestellung (gestrichelte Linien) in die untere Arbeitsstellung (durchgehende Linien), wobei die Qüerstange an der Schräg^kante 48 des beweglichen Verriegelungsgliedes 22 angreift, so daß dieses im Gegenuhrzeigersinn in die mit ausgezogenen Linien wiedergegebene Lage verschwenkt wird. Umgekehrt würde bei Betätigung der Schalteinrichtung 14 die zugehörige Querstange 42 an der Schrägkante 46 des Verriegelungsgliedes 22 angreifen, um dieses im Uhrzeigersinn in die mit gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigte Lage zu verschwenken. Somit wird das Verriegelungsglied 22 in jeder Lage durch die betätigte Schalteinrichtung 14 bzw. 16 über die Schrägkanten 46 bzw. 48 in eine Stellung verschwenkt, in der verhindert wird, daß die andere Schalteinrichtung in ihre Arbeitsstellung (geschlossener Stromkreis) überführt werden kann. Werden, beispielsweise aus Unacht-

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samkeit, die Betätigungsknöpfe der beiden Schalteinrichtungen 14 •und 16 gleichzeitig bedient, so würde eine von zwei möglichen Situationen eintreten. Entweder würden die Querstangen 42 beider Schalteinrichtungen die Schrägkanten 46 und 48 des Verriegelungsgliedes 22 gleichzeitig erfassen und dadurch das Verriegelungsglied 22 an einer Verschwenkung in der einen oder anderen Richtung hindern/ so daß keine der beiden Schalteinrichtungen eine Kontaktschließung bewirkenjkönnte> oder aber, es würde die Querstange 42 einer Schalteinrichtung schneller als die andere Querstange bewegt, so daß das Verriegelungsglied 22 durch diese schneller bewegte Querstange ausgelenkt und in eine Lage überführt würde, in der die Querstange der anderen Schalteinrichtung verriegelt würde, ehe die Querstange selbst eine solche Verriegelung verhindern könnte. Die schneller betätigte Schalteinrichtung würde dann zu einer Schließung ihrer Kontakte führen, während die langsamer bewegte Schalteinrichtung verriegelt würde.

Wie zuvor erwähnt, sind die Kantenabschnitte 52 und 54 des Verriegelungsgliedes vorzugsweise geringfügig zu dem Ende 40 des Verriegelungsgliedes 22 hin geneigt, um so die Verschiebung der Querstangen 42 aus dem reibungsschlüssigen Kontakt mit dem Verriegelungsglied 22 unter Wirkung der Federn 98 zu erleichtern und dadurch zu gewährleisten, daß eine Verklemmung zwischen diesen Teilen bei Deaktivierung der Schalteinrichtungen nicht eintreten kann.

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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Verriegelungsglied 22 von der Ausführungsform in Fig. 2 insofern abweicht, als es eine aufrecht stehende Nase 108 besitzt, die dazu dient, mit Sicherheit zu verhindern, daß das obere Ende des Verriegelungsgliedes 22 jemals unter einer der beiden Querstangen 42 eingeklemmt werden könnte.

Außer einer mechanischen Verriegelung 12, wie sie vorstehend beschrieben wurde, kann das elektrische Steuerorgan IO nach der Erfindung zusätzlich eine elektrische Verriegelung aufweisen, die gemeinsam mit oder unabhängig von der mechanischen Verriegelung 12 verwendet werden kann. ·

Mit Fig. 3 und 4 ist eine solche elektrische Verriegelung 110 mit einem Gehäuse 112 gezeigt, das aus zwei gesonderten Halbschalen (Fig. 4) zusammengesetzt und lösbar an der Oberseite der Schalteinrichtungen angebracht sein kann, beispielsweise mit Hilfe eines Hakens 114 und einer Federklammer 116, die an Bodenteilen 118 bzw. 120 des Gehäuses angreifen. Die elektrische Verriegelung in dem Gehäuse 112 weist einen stationären Kontaktaufbau 122 und einen beweglichen Kontaktaufbau 124 auf. Der stationäre Kontaktaufbau 122 ist mit zwei Leitern 126 versehen, die stationäre Kontakte 128 und Klemmschrauben 130 tragen. Der bewegliche Kontaktaufbau 124 weist eine Kontaktbrücke 132 mit Kontakten 134 auf, die mit den"korrespondierenden Kontakten 128 zusammenwirken, ferner einen isolierenden Kontaktträger 136, der in vertikaler Richtung innerhalb des Gehäuses 112 verschiebbar ist. Wie weiter ins einzelne

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gehend nit Fig. 4 veranschaulicht, weist der Kontaktträger 336 ein Fenster 138 auf, durch das die Kontaktbrücke 132 ragt und in dem die Kontaktbrücke 132 in bekannter Heise mittels einer Feder 140 gehalten wird. Das untere Ende des Kontaktträgers ist mit einem Verbindungselement wie einer Verdickung 1.42 ausgestattet, die kuppelnd in eine entsprechende öffnung 144 in dem oberen Endbereich des Kontaktträgers 194 greift, so dall der Kontaktträger 136 stets gemeinsam mit dem Kontaktträger 194 der Schalteinrichtung bewegt wird.

Die Klemmschrauben 130 der elektrischen Verriegelung 110 können beispielsweise mit einer Anzeigelampe verbunden sein, die ein visuelles Signal des Betriebszustandes der Schalteinrichtung geben kann, oder sie können auch mit dem Steuerkreis eines Relais (nicht gezeigt) verbunden sein, das in dem Erregerkreis der Schalteinrichtung 16 liegt.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Elektrisches Steuerorgan mit zwei mit Zwischenraum nebeneinander auf einer Grundplatte angebrachten Schalteinrichtungen, die

aufweist

jeweils ein bewegliches Element, das oei Betätigung der Schalteinrichtung in Richtung auf die Grundplatte aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung übergeht, sowie einer zwischen den beiden Schalteinrichtungen angeordneten, eine gleichzeitige Betätigung der beiden Schalteinrichtung^ verhindernden mechanischen Verriegelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche der jeweiligen beweglichen Elemente in den Zwischenraum zwischen den Schalteinrichtungen (14, 16) ragen und die mechanische Verriegelung (12) ein schwenkbar an der Grundplatte (70) gelagertes Verriegelungsglied (22) mitzwei Schrägkanten (46, 43) aufweist, die in einer neutralen Lage des Verriegelungsgliedes und wenn die beweglichen Elemente der beiden Schalteinrichtungen (14, 16) sich in ihrer Ruhestellung befinden derart in den Eewegungsbahnen der Endbereiche der beweglichen Elemente liegen, daß der Endbereich eines beweglichen Elements bei Überführung eines der beiden beweglichen Elemente in seine Arbeitsstellung das Verriegelungsglied durch Angriff an der zugeordneten Schrägkante des Verriegelungsgliedes in eine Lage verschwenkt, in der es das andere der beiden beweglichen Elemente in seiner Ruhestellung verriegelt.

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2. Elektrisches Steuerorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (22) angrenzend an die Schrägkanten (46, 48) einen Kantenabschnitt (52, 54) aufweist, der reibungsschlüssig an dem Endbereich des jeweiligen beweglichen Elements angreift, wenn dieses sich in seiner Arbeitsstellung befindet, und daß die Kantenabschnitte (52, 54) in Richtung auf die angrenzenden Schrägkanten konvergierend geneigt verlaufen.

3. Steuerorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied an seinem Scheitel, in dem die beiden Schrägkanten (46, 48) zusammenlaufen, eine Nase (108) aufweist, die in der Ruhestellung der beweglichen Elemente mit den Endbereichen dieser beweglichen Elemente so zusammenarbeitet, daß eine Bewegung des Verriegelungsgliedes in eine Lage, in der eines der beiden beweglichen Elemente eingeklemmt werden könnte, verhindert wird.

. Elektrisches Steuerorgan nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verriegelung eine an der Grundplatte (70) angebrachte Lagerung (20) und einen das Verriegelungsglied (22) schwenkbar lajigernden Lagerzapfen (28) aufweist und daß von einer Öffnung (34) des Verriegelungsgliedes für die Aufnahme des Lagerzapfens (28) aus ein Schlitz (36) zu dem angrenzenden Kantenbereich des Verriegelungsgliedes (22) verläuft.

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5. Elektrisches Steuerorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet/ daß das Verriegelungsglied aus Nylon besteht.

6. Elektrisches Steuerorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5/ mit einer lösbar an einer der Schalteinrichtungen angebrachten elektrischen Verriegelung/ die ein Isoliergehäuse und einen beweglichen Kontaktträger aufweist/ dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliergehäuse mit einem Haken (114) und einer Federklammer (116) an einem stationären Bodenteil (118 bzw. 120) der einen Schalteinrichtung angreift.

7. Elektrisches Steuerorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktträger (136) der elektrischen Verriegelung trennbar mit dem beweglichen Element der einen Schalteinrichtung so gekoppelt ist/ daß er sich im Gleichlauf damit bewegt.

KN/sm 5

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