DE2500155C2 - Bistabiler Schnappmechanismus mit geradliniger Bewegung - Google Patents

Description

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20a und 206 nach innen gedrückt Außerdem ist eine als Kraftspeicher wirkende Feder 22 zwischen dem Eingangsschieber 14 und dem Ausgangsschieber 16 auf einer Stange 23 angeordnet

Aus den F i g. 1 und 2 ist auch ersichtlich, daß der Eingangsschieber 14 mit der Schaltstange 24 über einen Winkel 26 verbunden ist Der Winkel 26 ist starr mit dem unteren Ende der Schaltstange 24, beispielsweise durch Schweißen, verbunden. Der andere Schenkel des Winkels 26 ist am Eingangsschieber 14 mit Befestigungsmittel 28 befestigt Die Befestigungsmittel 28 bestehen aus einer Mutter, einer Schraube, einer Abstandsscheibe und einer Rolle, wobei letztere so angeordnet ist daß sie sich zwischen den Rahmenteilen 12c und 12c/ bewegen kann.

Der Ausgangsschieber 16 des Schnappmechanismus 10 ist mit einer Querstange 30 Ober Befestigungsmittel 32a und 326 verbunden. Die Befestigungsmittel 32a und 326 bestehen aus einer Mutter, einer Schraube, einer Abstandsscheibe und einer Rolle, die sjch zwischen den Rahmenteilen 12a und 126 bewegen kann. Die Schaltstange 24 ist drehbar mit einem Arm 32 verbunden, der in Laschen 34 drehbar ist Das andere Ende des Armes 32 ist mit einem Betätigungshebel 36 verbunden. Die Querstange 30 der F i g. 1 und 2 ist mit »Strömungs«-Schaltern 38,40 und 42 mittels Schellen 44 verbunden.

Der Schnappmechanismus 10 nach den F i g. 1 und 2 wird betätigt, in dem die Schaltstange 24 dadurch abwärts bewegt wird, daß der Betätigungshebel 36 um seinen Drehpunkt in den Laschen 34 gedreht wird. Die Bewegung der Stange 24 bewirkt daß sich der Eingangsschieber 14 solange abwärts bewegt bis die Anschrägung 14a auf den Sperrstift 18a trifft wodurch der Sperrstift 18a nach außen bewegt wird und zwar von einem unteren Schlitz 16a des Ausgangsschiebers ίό und innerhalb des Schlitzes zwischen den Rahmenteil 12a und 12c. Von diesem Punkt an kann sich der Ausgangsschieber 16 frei nach unten bewegen. Die Antriebskraft hierzu ist die Energie, die in der Feder 222 gespeichert wurde, ehe der Stift 18a durch die Anschrägung 14a ausgehoben wurde. Der Ausgangsschieber 16 und die Querstange 30 bewegen sich abwärts, solange, bis der Ausgangsschieber 16 auf eine erste Endstange 46 trifft; gleichzeitig fällt ein Sperrstift >:>86 in den oberen Schlitz 166 des Ausgangsschiebers 16 ein. Die Bewegung der Querstange 30 bewirkt die Unterbrechung der Schaltstrecken der Strömungsschalter 38 bis 42. Der Schnappmechanismus wirkt in umgekehrte!· Weise, wenn der Betätigungshebel 36 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung zurückgebracht wird. Das bedeutet, daß durch Drehung des Betätigungshebels 36 in die Anfangsstellung die Stange 24 veranlaßt wird, sich nach oben zu bewegen, so lange, bis die Anschrägung 146 des Eingangsschiebers 14 auf den Sperrstift 186 trifft Zu diesem Zeitpunkt kehrt der Ausgangsschieber 16 und damit die Querstange 30 schnell in die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Anfangsstellung zurück.

In F i g. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie Hl-III nach Fig.2 des Schnappmechanismus 10 gezeigt Fig.3 zeigt deutlich die Befestigungsmittel 28, 32a und 32b. Die Befestigungsmittel 28 bestehen beispielsweise aus einer Senkungsschraube 28a, einer Mutter 286 und einer Rolle mit Abstandsscheibe 28c. Die Befestigungsmittel 32a und 326 sind ähnlich. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Befer<^:gungsmittel es ermöglichen, daß sich der Eingangsschieber 14 und der Ausgangsschieber 16 im Rahmen 12a bis XId bewegen können.

F i g. 3 zeigt außerdem, wie die Rahmenteile 12a bis 12c/ miteinander zu einem Rahmen verbunden sind. Die Rahmenteile 12a bis 12</ sind mit einer Endstange 46, beispielsweise durch Schweißen, verbunden. Eine zweite Endstange 48 ist am Deckel des Behälters des Schalters befestigt und mit den Rahmenteilen 12a bis 12c/mit Befestigungsmitteln 50 befestigt Schließlich sieht man aus F i g. 3 auch, daß die Schieber 14 und 16 im Rahmen 12a bis 12c/ mittels der Rollen 52 und 28c, 54, 54a und

ίο 546 zwangsgeführt sind.

F i g. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 nach F i g. 3. Man sieht daß zu den Sperrstiften 18a und 186 je ein Paar axial befestigter Wälzlager 56 und 58 gehört. Die Wälzlager 56 und 58 erleichtern das Anheben und das Einfallen der Sperrstifte 18a und 186 in die entsprechenden Schlitze des Ausgangsschiebers 16 und den Eingriff in die Anschrägungen des Eingangsschiebers 14. Die Lager 56 und 58 und die Federn 20a und 206 sind vorzugsweise mit Sprengringen 60 und 62 an den Sperrstiften 18a und 186 befestigt

Fig.5 ist eine vereinfachte Zeichnung, anhand der sich die Wirkungsweise des Schnappmechanismus leicht erklären läßt Der Aufbau des Mechanismus 10' nach F i g. 5a ist ähnlich wie der Aufbau des Mechanismus 10 nach de;» F i g. 1 und 2. Infolgedessen sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch zusätzlich mit einem hochgestellten Strich. Der Rahmen 12' hat erste und zweite Querschlitze, in denen Sperrstifte 18a' und 186' gleiten. Die Federn W drücken die Stifte 18a' und 186' nach innen. Eine als Kraftspeicher wirkende Feder 22' befindet sich auf einer Stange 23'. Die Stange 23' ist mit ihren Enden am Rahmen 12' befestigt Ein Ausgangsschieber 16' gleitet im Rahmen 12' in Längsrichtung. Dasselbe gilt für einen Eingangsschieber 14'. Der Eingangsschieber 14' hat erste und zweite Anschrägungen 14a' und 146'. Der Ausgangsschieber 16' hat erste und zweite Schlitze 16a' und 166'. Auf der Stange 23' befinden sich erste und zweite Scheiben?22a' und 226'. Die Scheiben 22a'und 226'und die Feder 22' liegen zwischen seitlichen Verlängerungen der Schieber 14' und 16'. Aufgrund dieser Anordnung bewirkt eine Relativbewegung zwischen dem Eingangsschieber 14' und dem Ausgangsschieber 16', daß die Feder 22' zusammengedrückt wird.Fig. 5bzeigteipenQuerschnitt des Mechanismus 10' entlang der Linie 5-5 nach F i g. 5a. Der Mechanismus 10' arbeitet wie folgt: Der Sperrstift 18a' befindet sich im Schlitz 16a' des Ausgangsschiebers 16' und verhindert auf diese Weise eine Längsbewegung des Ausgangsschiebers 16'. Der Sperrstift 186' befindet sich jedoch am Außenrand des Ausgangsschiebers 16' und behindert daher die Bewegung des Ausgangsschiebers 36' nicht. Wird nun der Eingangsjehieber 14' in Fig.5a nach links bewegt dann wird die Feder 22' zwischen den seitlichen Verlängerungen der Schieber 16' und 14' zusammengedrückt. Die Bewegung des Eingangsschiebers 14' bewirkt so lange ein Zusammendrücken der Feder 22', bis die Anschrägung 14a'auf defi Sperrstift 18a'trifft. Bei weiterer Bewegung des Eingangsschiebers 14' wird der Sperrstift 18a' aus dem Schlitz 16a' ausgehoben. Sobald sich der Sperrstift 18' genügend weit vom Schlitz 16ff'entfernt hat, schnappt der Ausgangsschieber 16' schnell nach links, angetrieben durch die in der Feder 22' gespeicherte Energie. Der Austangsschieber 16' wird solange verschoben, bis sich der Schlitz 166'oberhalb des Sperrstiftes 186' befindet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Sperrstift 186' durch die Feder 20' in den Schlitz 166' gedruckt. Der Vorgang läuft entsprechend ab, wenn die

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5

Schieber 14' und 16' in die in F i g. 5a gezeigte Stellung zurückgebracht werden sollen.

Aus der vorhergehenden Beschreibung sieht man, )

daß bei dem erfindungsgemäßen Schnappmechanismus " "

alle Bewegungen geradlinig verlaufen, nämlich die Be- s :,,

wegung der Eingangs- und Ausgangsschieber, als auch :,

die Richtung der in der federgespeicherten Energie. y_t

Man sieht außerdem, daß die Achse der Feder immer |i

parallel zu den Achsen der Eingangs- und Ausgangs- M

schieber sind. Dies bedeutet, daß die Energie direkt an die Last abgegeben wird, die an den Ausgangsschieber angeschlossen ist. Im Gegensatz hierzu verwenden die bekannten Schnappmechanismen nur eine Komponente

des Vektors der Federkraft. Auch ist erkennbar, daß '

jede Kraft, die in der Endstellung auf den Ausgangs- is - ■

schieber ausgeübt wird, über die Stifte zum Gehäuse gelangt; infolgedessen ist die Feder nicht erforderlich, >;;!

um (Jen Aüsgängäschicbcr in der Enaäieüüiig Zu halten, r

wie dies bei den bekannten Mechanismen der Fall ist ;;<j

Aus der Fig.5a ist ersichtlich, daß man die Bewegungsrichtung des Mechanismus 10' umkehren kann, ehe der Ausgangsschieber 16' seine andere Endstellung erreicht hat. Dies bedeutet, daß es theoretisch möglich ist, in der Zeit, während der Ausgangsschieber 16' durch die Federenergie bewegt wird, die Bewegungsrichtung des Eingangsschiebers umzukehren. Bei bestimmten Anwendungen des Mechanismus 10' gemäß der Erfindung ist dies unerwünscht Um dies zu vermeiden, sind nun, wie anhand der F i g. 6 bis 9 erläutert wird, zusätzliche Sperrfinger am Eingangsschieber 14' vorgesehen, die sicherstellen, daß der Mechanismus in die eine Endstellung gelangt ist, ehe eine Bewegungsumkehr mög- ' lieh ist.

Die F i g. 6 und 7 zeigen eine Seitenansicht und eine Draufsicht des Eingangsschiebers 14 des bevorzugten ,α usführungsbeispisles der Erfindung nach den Fig.! bis 4.

Entsprechend zeigen die F i g. 8 und 9 eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Ausgangsschiebers 16. In der F i g. 7 sind die erwähnten Sperrfinger mit 14c und 14t/ bezeichnet Die Sperrfinger 14c und 14</ arbeiten mit Schlitzen 16c und 16c/des Ausgangsschiebers 16 zusammen, wie nun beschrieben wird.

Wenn die / nschrägung 14a den Sperrstift 18a aus dem Schlitz 16a abhebt, kann sich der Ausgangsschieber 16 frei in seine andere Endstellung bewegen. Während der Bewegung des Ausgangsschiebers 16 wird der Sperrstift 18a zwischen dem Finger 14c und der Anschrägung 14a festgehalten. Sobald der Sperrstift 186 in den Schlitz 166 gelangt ist, ist der vorher festgehaltene Sperrstift 18a frei, so daß er in den Schlitz 16c einfallen kann. Man erkennt hieraus, daß der Mechanismus 10 einen Hub vollständig beendet haben muß, ehe eine Umkehr möglich ist

Fn F i g. 10 ist eine Draufsicht auf den Rahmen 12a bis 12c/nachden Fig. 1 bis 4 gezeigt F i g. 11 ist ein Schnitt entlang der Linie 11-11 nach F i g. 10.

Fig. !2 zeigt schließlich eine Explosionszeichnung des Schnappmechanismus nach den F i g. 1 bis 4.

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Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

25 OO 155 1 2 zur Fixierung der erstgenannten Hülse in ihrer Betäti- Patentansprüche: gungsstellung dient, bis die Stange annähernd in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt ist Obwohl ein solcher

1. Bistabiler Schnappmechanismus mit geradlinig Mechanismus durch seine ausschließlich geradlinig be- und zueinander parallel beweglich gerührten Ein- 5 wegten Ein- und Ausgangsglieder und die daran linear und Ausgangsgliedern, dazwischen eingeschalteten wirksamen Federkräfte Vorteile bietet, ist er doch verfederelastischen Kraftspeichermitteln sowie durch hältnismäßig kompliziert und vor allem durch seine Nockenflächen seitens des Eingangsgliedes automa- Klauen Verschleißerscheinungen unterworfen, die viine tisch auslösbaren Verriegelungselementen zum einwandfreie Funktion in Frage stellen können.
Festhalten des Ausgangsgliedes in der einen bzw. io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abanderen seiner beiden Endsteliungen während eines hilfe zu schaffen, d. h. einen Schnappmechanismus gatwesentlichen Teiles des Hubes des Eingangsgliedes, tungsgemäßer Art so auszubilden, daß er mit weniger dadurch gekennzeichnet, daß die Verrie- und zudem weniger verschleißanfälligen Teilen ausgelungselemente aus zwei in ortsfesten Querschiit- kommt

zen (13a, 13Oj geführten und unter Federbelastung in 15 Diese Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen entsprechende Querschlitze (16a, 16b) des Aus- Schnappmechanismus erfindungsgemäß durch die gangsgliedes (16) einfallenden Stiften (18a, ISb) be- kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gestehen und daß als Kraftspeicher für beide Be we- löst

gungsrichtungen eine einzige Druckfeder (22) zwi- Während die Verwendung einer einzigen Feder und sehen Eingangsglied (14) und Ausgangsglied (16) 20 der Wegfall eines Zwischengliedes selbstredend eine derart eingespannt ist, daß sie mit jeder gegenseiti- Vereinfachung bedeuten, bilden die mit entsprechengen Verschiebung der beiden Glieder gegenüber ei- dem Hub in Schlitzen beweglichen Stifte weit zuverläsner Ausgangsstellung eine Kompression erfährt sigere und dauerhaftere Verriegelungselemente als die

2. Schnappmechanismus nach Anspruch 1, da- bekannten Klauen.

durch gekennzeichnet, daß Eingangsglied (14). und 25 Die Unteransprüche geben darüber hinausgehende Ausgangsglied (16) als aufeinanderliegend in einem vorteilhafte Ausgestaltttngsmöglichkeiten der Erfin-Rahmen (12a—12f>, 46,48) geführte flache Schieber dung an, wie sie genauer noch aus der nachfolgenden ausgebildet sind und die Druckfeder (22) auf einer Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausdaneben angeordneten Führungsstange (23) gela- führungsbeispiels hervorgehen. Dabei zeigen
gertist. 30 Fig. 1 und 2 eine Rück- bzw. eine Seitenansicht des

3. Schnappmechanismus nach Anspruch 2, da- betreffenden Schnappmechanismus, eingebaut in einen durch gekennzeichnet daä die i.ockenflächen als Leistungsschalter,

schräge Kanten (14a, \4b) öes Eingangsgliedes (14) F i g. 3 eine genauere Rückansicht des Schnappme-

ausgebildetsind. chanismus nach Fig.4 mit einem Schnitt entlang der

4. Schnappmechanismus nach Anspruch3, da- 35 LinieIH-HInachFig.2,

durch gekennzeichnet daß zur Verhinderung einer F i g. 4 einen Schnitt des Schnappmechanismus entvorzeitigen Bewegungsumkehr des Eingangsgliedes lang der Linie IV-IV nach F i g. 3,
(14) den die Nockenflächen bildenden schrägen F i g. 5 und 5b eine vereinfachte Darstellung anhand Kanten (14a, i4b) des Eingangsgliedes Sperrfinger der sich die Wirkungsweise des Schnappmechanismus (14c, Hd) vorgelagert sind und daß das Ausgangs- 40 leicht erklären läßt

glied (16) in einem seiner Hublänge entsprechenden F i g. 6 und 7 den Eingangsschieber in Draufsicht und

Abstand von den erstgenannten Querschlitzen (16a, im Schnitt

i6b) zusätzliche Querschlitze (16c, i6d) aufweist, in F i g. 8 und 9 den Ausgangsschieber in Draufsicht und

die der betreffende Stift (18a, 18b) am Ende des be- im Schnitt

treffenden Hubes wiederum einzufallen vermag, um 45 F i g. 10 eine Draufsicht des Rahmens,

so unter dem Sperrfinger (14c, 14<# hervorzutreten. Fig. 11 einen Schnitt durch den Rahmen nach

5. Schnappmechanismus nach einem der vorher- Fig. 10, entlang der Linie Xi-XI, und

gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß Fig. 12 eine Explosionszeichnung des Schnappme-

die Stifte (18a, iSb) von Wälzlagern (56,58) umge- chanismus nach den F i g. 1 bis 4.

ben sind. 50 Die F i g. 1 und 2 zeigen Rück- und Seitenansichten

eines Schnappmechanismus 10 gemäß der Erfindung.

Der Mechanismus 10 nach den F i g. 1 und 2 ist eine

besonders günstige Ausführungsform der Erfindung, die in Verbindung mit einem gasisolierten Unterfluorlei-

Die Erfindung betrifft einen bistabilen Schnappme- 55 stungsschalter verwendet wird. Die Funktion und der

chanismus mit geradlinig und zueinander parallel be- Aufbau des gasisolierten Leistungsschalters selbst ist

weglich geführten Ein- und Ausgangsgliedern gemäß genauer in der der DE-OS 4 32 064 vom 9.1.74entspre-

Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. chenden deutschen Nachanmeldung beschrieben.

Ein derartiger Schnappmechanismus, wie er mit Vor- Der Schnappmechanismus 10 nach den F i g. 1 und 2 teil beispielsweise für die Betätigung elektrischer Lei- 60 hat einen Rahmen, bestehend aus vier Teilen \2a—\2d. stungsschalter Verwendung findet, ist aus der US-PS In dem Rahmen 12a— \2dgleiten ein als Eingangsschie-80 595 in der Form bekannt, daß das Eingangsglied ber ausgebildetes Eingangsglied 14 und ein als Ausaus einer längsbeweglichen Stange, das Ausgangsglied gangsschieber ausgebildetes Ausgangsglied 16. Der Einaus einer diese umgebenden Hülse, die Verriegelungs- gangsschieber 14 hat erste und zweite Anschrägungen elemente aus zwei federbelasteten Klauen und die 65 14a und 14£>. Die Sperrstifte 18a und 18i> gleiten in er-Kraftspeichermittel aus zwei die Stange bzw. eine zwi- sten und zweiten Führungsschlitze, die auf gegenüberschengeschaltete weitere Hülse umgebenden Wendel- liegenden Seiten des Rahmens 12a—12c/ vorgesehen druckfedern bestehen, wobei die letztgenannte Hülse sind. Die Sperrstifte 18a und 186 werden mittels Federn