DE2515949A1

DE2515949A1 - Vorrichtung zur entkupplung einer schalterantriebswelle

Info

Publication number: DE2515949A1
Application number: DE19752515949
Authority: DE
Inventors: Gottfried Ing Alsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1975-11-13
Also published as: ATA342174A; FR2269179A1; SE398571B; FR2269179B1; FI750975A; CA1016775A; IT1032754B; JPS5922330B2; JPS51106065A; US4002088A; AU499331B2; DE2515949C2; SE7504557L; AT339417B; ZA752253B; FI59179C; BE828301A; AU8028975A; NL7504775A; NL178731C

Description

PH 9172

Hubert Laurenz Naimer in Wien (Österreich) 1181 Wien, Schumanngasse 53-37

Vorrichtung zur Entkupplung einer Schalterantriebsvrelle

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entkupplung einer Antriebswelle eines elektrischen Schalters von dem den Ein- bzw. Ausschaltvorgang auslösenden Betätigunselement/ etwa einem Drehgriff/ insbesondere zur Rückstellung und Freiauslösung von Drehschaltern.

Es sind verschiedene Schaltgeräte bekannt, welche bei Vorliegen eines Fehlers in der dazugehörigen Anlage bzw. im einzuschaltenden Gerät, wie z.B. Unterspannung, überstrom, Ausfall der Spannung etc. selbständig ausschalten, bzw. ein Einschalten des Gerätes verhindern. Diese Schaltgeräte sind meistens mit einem Kniehebelsystem ausgerüstet und haben den Nachteil, daß die drehende Bewegung des Betätigungselementes in eine geradlinige Bewegung des Kniehebels und dann wieder in eine drehende Bewegung des Schalters umgelenkt werden muß. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtungen ist, daß durch die mehrmalige Umlenkung der Kräfte und die Vielzahl der Lagerungen große Reibungen auftreten und die Vorrichtung nur für eine bestimmte Kontaktanordnung geeignet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs ausgeführten Art zu schaffen, die es erlaubt, Kontaktelemente in verschiedener Variation, sowohl in bezug auf die Größe des Schaltwinkels, der Zahl der Kontakte und deren Schaltprogramme, wie sie z.B. mit Nockenschaltern ausgeführt werden, ankuppeln zu können, ohne die Funktion der Vorrichtung störend zu beeinflussen und außerdem mehrstufige Kontaktelemente zu betätigen, die dann in einer beliebigen Stellung ausgelöst werden können.

Dies wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs ausgeführten Art dadurch erreicht, daß zwischen der Antriebswelle des Schalters und der Welle des Betätigungselementes ein um seine Achse drehbares Ausgleichsgetriebe, etwa ein Differentialoder Planetengetriebe angeordnet ist, wobei das Ausgleichsgehäuse, etwa die Ausgleichstrommel des Differentialgetriebes bzw. der Lagertrommel des Planetengetriebes mit einer lösbaren und die Drehung des Ausgleichsgehäuses verhindernden Sperre versehen ist.

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Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung besteht darin, daß das Ausgleichsgehäuse durch eine Feder in Richtung gegen .die Sperre verdrehbar ist, wobei diese Feder vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet ist und zwischen dem Ausgleichsgehäuse und dem Außengehäuse der Vorrichtung angeordnet ist.

Bei Vorliegen eines Auslöseimpulses wird das Kontaktsystem in die Nullstellung gebracht, während das Betätigungselement völlig unabhängig von Kontaktsystem nach der Freigabe durch den Betätigenden sich in eine Auslösestellung bewegt. Das Festhalten des Betätigungselementes in der Einschaltstellung bei Vorhandensein eines Auslöseimpulses verhindert in keiner Weise das Auslösen des Schalters (Freiauslösung). Ferner kann die in der Nullstellung bereits in der Vorrichtung gespeicherte Rückzugkraft die Vorrichtung bei Vorliegen eines Auslöseimpulses nur bei eingeschalteter Stellung und nicht bei Nullstellung des Betätigungselementes auslösen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnung, die ein Ausftihrungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Hiebei zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung eines Differentialgetriebes, teilweise im Schnitt, Fig.2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig.l, Fig. 3 eine Draufsicht auf den linken Teil der Vorrichtung nach Abhebung des Dekels des Gehäuses 4 und Entfernung der Griffwelle 2, Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich jener gemäß Fig. 3, wobei jedoch zusätzlich die Steuerscheibe 7, das obere Kegelzahnrad δ und der Hilfsstößel 22 entfernt wurden, Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß der Linie V-V in Fig. 2 und Fig. 6 eine Schnittansicht in schematischer Form durch eine andere Ausführungs-brm der Erfindung unter Verwendung eines* Planetengetriebes.

Die in den Fig. 1-5 mit 1 bezeichnete Vorrichtung be sitzt eine Betätigungswelle 2, auf welcher am oberen Ende ein Drehgriff (nicht gezeigt) aufgesetzt ist. Die möglichen Stellungen des Drehgriffes und der Betätigungswelle 2¹ sind aus den Diagrammen A und B (Fig.l) ersichtlich. Die Welle 2 ist im Außengehäuse 4

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mittels eines Lagerringes 6 zentriert. Unterhalb des Lagerringes ist eine Steuerscheibe 7 an der Welle 2 befestigt. Zwischen der Betätigungswelle 2 und der Schalterantriebswelle 2' ist ein Differentialgetriebe mit einer Trommel Io angeordnet, wobei das Kegeltellerrad 8 des Getriebes mit der Betätigungswelle 2 und das Kegeltellerrad 9 mit der Schalterantriebswelle drehbar verbunden ist. Die Schaüierantriebswelle 2' besitzt in ihrer Nullstellung einen Anschlag (nicht gezeigt). Der untere Teil der Trommel Io geht in ein rohrartiges Stück ioa über und ist von einer Feder 13 umschlossen, die als Spiralfeder ausgebildet ist und mit einem Ende an der Trommelwand und mit dem anderen Ende am Außengehäuse 4 befestigt ist (siehe insbesondere Fig. 5).

Im Folgenden werden die Einzelheiten der Steuerscheibe© 7 und der Trommel Io beschrieben, wobei insbesondere die Fig. 1 und 2 sowie 3 bzw. 4 zu beachten sind. Die Steuerscheibe 7 ist mit einer viereckigen Ausnehmung an der Welle 2 fix angeordnet. Sie weist einen als Anschlag dienenden nasenartigen Fortsatz 14 sowie zwei Ausnehmungen 15, 16 auf. Unter Bedachtnahme der in den Fig. 1 und 3 mit Pfeil 17 bezeichneten Drehrichtung ist die Ausnehmung 15 an der Auslaufseite und die Ausnehmung 16 an der Zulaufseite mit Abschrägungen 15a bzw. 16a versehen.Der Fortsatz 14 kann in einer kreisbogenförmigen Ausnehmung 18 des Gehäuses 4 bewegt werden. Die Trommel Io weist an ihrem äußeren Umfang einen als Sperrnase dienenden Ansatz 19 und einen als Anschlag dienenden Fortsatz 2o auf. Der Fortsatz 2o kann in der Ausnehmung 18 des Gehäuses 4 verdreht werden. Dabei ist es ohne weiteres denkbar, die Ausnehmungen für den Fortsatz 14 bsw. 2o gesondert im Gehäuse 4 auszubilden. Der als Sperrnase dienende Ansatz 19 der Trommel Io wirkt mit einem Hauptstößel 21, die Steuerscheibe 7 mit einem Hilfsstößel 22 zusammen.

Der Hauptstößel 21 ist ein in einer Führung 24 längsverschiebbar gelagertes Betätigungselement mit etwa viereckigem Querschnitt und einem von der Seite gesehen etwa U-förmigen Sitz 25 mit ungleichlangen Schenkeln, der zur Aufnahme und gleichzeitiger Führung des Hilfsstößels 22 dient. Das vordere Endes des Haupt-

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stößeis 21 ist als ein Anschlag 26 für den Ansatz 19 der Trommel Io ausgebildet. Am anderen Ende des Hauptstößels 21 ist ein kegelstuipfförmiger Bolzen 27 eingesetzt, an dem eine Feder 28 sitzt. Auch das Ende des Hilfsstößels 22 weist einen kegelstumpfförmigen Bolzen 29 mit einer auf diesem sitzenden Feder 3o auf.

Das Außengehäuse 4 der Vorrichtung 1 ist in dem die Stößeln 21, 22 aufnehmenden Bereich länglich verzogen und weist im Inneren eine Führung 24 für den Hauptstößel 21 auf. Quer zum Hauptstößel 21 ist in einer Führung ein Magnetstößel 23 eingesetzt. Der Magnetstößel 23 besteht aus einem quer zum Hauptstößel 21 angeordneten Halter, der im vorliegenden Beispiel mehrteilig ausgebildet ist. Beidseitig zum Hauptstößel 21 sind Haltwände 32, 33 eingesetzt, die mit querverlaufenden Schlitzen 34 bzw. 35 versehen sind, die zur Aufnahme von mit Rollen 36, 37 ausgestatteten Bolzen 38 bzw. 39 dienen. Die Bolzen 38 und 39 sind am Hauptstößel 21 befestigt. Die Haltewände 32, sind an einem Magnetkern 4o befestigt, der-zur Aufnahme einer Magnetspule 41 dient. Anstelle der elektromagnetischen Betätigung des Hauptstößels 21 kann dieser bei Auftreten eines Auslöseimpulses auch mechanisch, hydraulisch bzw. pneumatisch betätigt werden.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt: In der in der Zeichnung in Nullstellung gezeigten Lage ist die Rückzugfeder 13 gespannt, der Magnet im erregten Zustand, wobei der Hauptstößel 21 durch die ihn beaufschlagende Feder 28 mit seinem Anschlag 26 an den Ansatz 19 der Trommel Io gedrückt wird. Die Feder 3o ist in der Nullstellung des Schalters entspannt und der Hilfsstößel 22 ragt mit seinem Vorderteil in die Ausnehmung der Steuerscheibe 7.

Wird nun der an der Welle 2 sitzende Griff in Richtung des Pfeiles 3 verdreht, wird über das Differentialgetriebe, d.h. über die Kegelräder 8 und 11 auch das Kegelrad 9 und damit auch die Schalterantriebswelle in Richtung des Pfeiles 5 verdreht. Dabei bleiben die Trommel Io und die Feder 13 durch den Hauptstößel 21 in ihrer Lage fixiert. Der Hilfsstößel 22 wird jedoch gegen die

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Kraft der Feder 3o mittels der Steuerscheibe 7 nach rückwärts verschoben. Da die Haltekraft der Magneten zusammen mit der Kraft der Feder 28 größer ist als die Kraft der Feder 3o, wird der Hauptstößel 21 nicht betätigt. Die Drehrichtung der Steuerscheibe 7 ist durch den Pfeil 17 angedeutet. Beim Ausschalten wird die Drehrichtung umgekehrt, wobei der Schalterantrieb in gleicher Weise über das Differentialgetriebe betätigt wird.

Wird nun, aus welchem Grund immer, die elektrische Schutzeinrichtung tätig, welche der Anlage, bzw. dem einzuschaltenden Gerät zugeordnet ist, wird der Elektromagnet entregt und damit die Haltekraft des Magneten aufgehroben.

Wird nun der Drehgriff und damit die Griffwelle 2 mit der Steuerscheibe in Richtung der Schaltstellung 1 (im Uhrzeigersinn) bewegt, dreht sich zunächst die Schalterantriebswelle 2¹ in einem kleinem Drehwinkel im Gegenuhrzeigersinn in Richtung der Schaltstellung mit. Nachdem jedoch die Steuerscheibe 7 den Hilfsstößel 22 gegen die Feder 3o bewegt hat, drückt diese den Hauptstößel 21 nach rechts und zwar weg vom Ansatz 19 der Trommel lo. Dies ist deshalb möglich, weil die Feder 3o eine größere Kraft ausübt als die Feder 28. Da nun die Trommel Io freigegeben ist, dreht sich diese unter der Wirkung der Rückzugfeder 13 im Uhrzeigersinn, wodurch die Schalerantriebswelle 2¹ im Uhrzeigersinn zurück in Nullstellung bis zu einem Anschlag (nicht gezeigt) geführt wird. Nach Freigabe des Drehgriffes dreht sich dieser gleichfalls im Uhrzeigersinn über die Schaltstellung 1 hinaus in eine Auslösestellung, in welcher der Fortsatz 14 der Steuerscheibe 7 auf einen Anschlag aufruht. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird somit bei Ansprechen der Schutzeinrichtung auf einfache Weise die Griffwelle 2 von der Schalterbetätigungswelle entkuppelt, wobei der Griff sich von selbst in die Auslösestellung weiterdreht.

Nach Beseitigung des die Schutzeinrichtung auslösenden Fehlers, wird der Elektromagnet wieder erregt und der Hauptstößel 21 und der Hilfsstößel 22 werden wiederum gegen die Trommel Io bzw. gegen die Steuerscheibe 7 gedrückt, da die Summe der Magnethaite-

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kraft und der Kraft der Feder 28 wieder größer ist als die Kraft der Feder 3o. Der Schalter kann erst dann wieder betätigt werden, wenn der Drehgriff entgegen dem Uhrzeigersinn und gegen die Kraft der Rückzugfeder 13 wieder in die Nullstellung zurückgedreht wird und der Hauptstößel 21 am Anschlag 19 der Trommel Io und der Hilfsstößel 22 in der Ausnehmung 15 der Steuerscheibe einrastet. Ist der die Schutzeinrichtung auslösende Fehler nicht behoben, so kann zwar der Drehgriff in die Nullstellung nicht jedoch in eine Schaltstellung zurückgedreht werden. Ist der Fehler nicht behoben, rastet der Drehgriff in der Schaltstellung nicht ein, so daß der Drehgriff bei Freigabe wieder in die Auslösestellung zurückkehrt. Ein Einschalten des Schalters vor Behebung des Fehlers ist daher nicht möglich.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Es sind einige Abwandlungen denkbar, ohne den Rahmen des Schutzumfanges zu verlassen. So können beispielsweise anstelle eines Differentialgetriebes Planetengetriebe oder andere Ausgleichsgetriebe Anwendung finden. Ein solches Ausführungsbeispiel ist schematisch in Fig. 6 dargestellt.

In Fig. 6 wurden für korrespondierende Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1-5. Die Griffwelle 2 ist mit dem inneren Zahnrad 41 und die Schalterbetätigungswelle 2' mit dem Hohlrad 43 verbunden. Das Hohlrad 43 ist von einer Lagertrommel 44 umgeben, welche als Lagerung für die Zahnräder 42 dient und eine Sperrnase 19.aufweist Bei Verdrehung der Griffwelle 2 im Uhrzeigersinn wird die Schalterbe tätigung swel Ie 2¹ gegen den Uhrzeigersinn verdreht. Wird durch einen Auslöseimpuls von der Schutzeinrichtung und durch Betätigung des Drehgriffes der Hauptstößel 21 zurückgezogen beginnt sich die Lager trommel 44 unter der Wirkung der Rückzugsfeder 13 zu drehen, cwodurch sich die Schalterantriebswelle 2¹ im Uhrzeigersinn zurück in die Nullstellung bewegt. Die Griffwelle 2 mit dem Drehgriff dreht sich über die Schaltstellung in die Auslösestellung weiter. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform können natürlich die

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Griffwelle 2 und die Schalterbetätigungswelle vertauscht werden. Ferner können auch anders aufgebaute Planetengetriebe mit entsprechenden Abänderungen erfindungsgemäß Verwendung finden.

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Claims

Patentansprüche :

1.. Vorrichtung zur Entkupplung einer Antriebswelle eines elektrischen Schalters von dem den Ein-bzw. Ausschaltvorgang auslösenden Betätigungselement, etwa einem Drehgriff, insbesondere zur Rückstellung und Freiauslösung von Drehschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebswelle des Schalters und der Welle des Betätigungselementes ein um seine Achse drehbares Ausgleichsgetriebe, etwa ein Differential- oder Planetengetriebe angeordnet ist, wobei das Ausgleichsgehäuse, etwa die Ausgleichstrommel (lo) des Differentialgetriebes bzw. die Lagertrommel des Planetengetriebes mit einer lösbaren und die Drehung des Ausgleichsgehäuses verhindernden Sperre versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgehäuse (lo) durch eine Feder (13) in Richtung gegen die Sperre verdrehbar ist, wobei diese Feder (13) vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet ist und zwischen dem Ausgleichsgehäuse (lo) und dem Außengehäuse (4) der Vorrichtung angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgehäuse (lo) an der Außenseite einen Fortsatz, Ansatz od. dgl. (19) als Anschlag für einen Stößel (21) aufweist, welcher zur Lösung der Sperre verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre elektromagnetisch, mechanisch oder hydraulisch bzw.' pneumatisch lösbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Differentialgetriebes am Ausgleichsgehäuse (lo) zwei Kegeltellerräder (8, 9) einander gegenüberliegend gelagert sind, wobei ein Kegeltellerrad (8) mit der Betätigungswelle (2) und das andere Kegeltellerrad (9) mit der Schalterantriebswelle drehbar verbunden ist, und das Ausgleichs-

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gehäuse unter Verwendung mindestens eines weiteren im Ausgleichsgehäuse' angeordneten Kegelrades (11) in einem weiteren das Ausgleichsgehäuse (lo) umschließenden Außengehäuse (4) drehbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Planetengetriebes die Betätigung swelle mit dem innersten Zahnrad (41) und die Schalterantriebswelle (2¹) mit dem Hohlrad (43) verbunden ist, wobei die Lagertrommel (44) gegen Verdrehung durch eine lösbare Sperre (19) gesichert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Betätigungswelle (2) eine Steuerscheibe (7) bis zu einem Anschlag drehbar verbunden ist und die Steuerscheibe eine Ausnehmung (15) aufweist, in welche ein unter dem Druck einer Feder (3o) stehender Hilfsstößel (22) einrastet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hilfsstößel (22) in die Ausnehmung (15) der Steuerscheibe (7) drückende Feder (3o) mit dem Hauptstößel (21) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufseite der Ausnehmung (15) der Steuerscheibe (7) mit einer Abschrägung (15a) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstößel (21) von einem Elektromagneten betätigbar ist, wobei die Kraft der den Hilfsstößel (22) beaufschlagenden Feder (3o) größer als die Kraft der den Hauptstößel beaufschlagenden Feder (28) ist, jedoch kleiner als die Summe der Kraft der schwächeren Feder (28) und der Haltekraft des Magneten und die die den Hilfsstößel (22) beaufschlagende Feder in der Nullstellung des Schalters entspannt ist.

Der Patentanwalt:

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