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"Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Motorschutz-
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schalter mit manuellem Drehhebelantrieb" Die Erfindung betrifft ein
elektrische Schaltgerät, insbesondere Motorschutzschalter, mit manuellem Drehhebelantrieb,
mit einem den Scllaltereinsatz aufnehmenden Unterteil und einen; Abdeckoberteil
aus transparentem Material, welches im Bereich des Drchhebels eine nicht transparente
Platte aufweist, wobei bewegliche ICon-tnkLc mit dem Drehhebelantrieb über einen
Winkelhebel gekuppelt sind.
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Handbetätigte Motorschutzschalter besitzen häufig einen Einschalt-
und einen Ausschaltknopf, mit dem die beweglichen Kontakte in die Einschalt- bzw.
Ausschaltstellung gebracht werden können. Die Verbindung zwischen dem Einschaltknopf
und den beweglichen Kontakten, welche als Kontaktbrücken ausgebildet sind, erfolgt
mit-tels eines Winkelhebels, dessen einer Schenkel mit dem Einschaltknopf und dessen
anderer Schenkel mit den beweglichen Kontakten verbunden ist.
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Es besteht auch die Möglichkeit, ein derartiges Schaltgerät
mit
einem Drehhebelantrieb auszurüsten; zu diesem Zwecke wird auf das Schaltgerät ein
Zusatzmechanismus aufgebracht, mit dem die Drehbewegung eines Drehknopfes umgelenkt
wird in eine lineare Bewegung zur Betätigung der Ein- bzw. Ausschaltknöpio.
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Bei derartigen Motorschutzschaltern darf gemäß VDE-Vorschrift 0113
die Aus-Stellung erst dann angezeigt werden, wenn zwischen allen Schaltstücken die
vorgeschriebenen Luftstrecken nach VDE 0110 erreicht sind. Bei einer Kontaktverschweißung
kann der Einschaltknopf bei den bekannten Motorschutzschaltern auf nahezu seine
Ausgangsstellung herausspringen oder an beliebiger Stelle stehenbleiben, was dazu
führt, daß der Drehhebelantrieb bzw.
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der Drehhebel selbst in seinc Ausschaltstellung verdreht wird, obwohl
die Kontakte noch verschweißt sind. Da Itotorschutzschalter oft als sogenannte Hauptschalter
eingesetzt werden, und da derartige Hauptschalter Schalter mit Trenneroigenschaften
sind, müssen zwangläufig Müßnahmen getreffen werden, die ein Verschweißen der Kontakte
anzeigen.
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Ein solche Verschweißanzeige ist in der Patentanmeldung P 27 05 330.1
vorgeschlagen worden. Diese Verschweißanzeige ist jedoch nicht ohne weiteres verwendbar
bei Notorschutz schaltern mit manuellen Drehhebelantrieben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltstellungsanzeige zu schaffen,
die in einen Schalter der eingangs genannten Art einfach eingebaut werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich
des Winkelhebels ein Zeigerelement aus elastischem Kunststoff angebracht ist, daß
der Winkelhebel im eingeschalteten Zustand das Zeigerelement aus dem Bereich der
Platte herausdrückt, so daß dieses sichtbar ist.
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Damit das Zeigerelement verbiegbar i st, besitzt es vorteilhafterweise
einen Abschnitt verringerten Querschnitts, der z.B. durch eine lnglochartige Ausnehmung
bzw. durch ein Filmscharnier gebildet sein kann.
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Zur Befestigung des Zeigereleinentes am Gehäuse bzw. im Inneren des
Motorschutzschalters wird vorteilhafterweise ein Spalt gebildet, z. B. durch eine
Seitenwand eines Innengehäuses und eine Halteplatine, in den das Zeigereleinent
einschiebbar ist.
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Zur Halterung kann dabei das Zeigerelement einen zapfenartigen Vorsprung
aufweisen, der quer zur Längsrichtung des Anzeigeelementcs verschiebbar ist, so
daß im eingedrückten Zustand der zapfenartige Vorsprung mit den beiden sich gegenüberliegenden
Seitefliic%chen des Anzeigeelementes fluchtet. Dann ist es lediglich noch erforderlich,
eine Bohrung entweder an der Seitenwand des Innengehäuses oder in der Platine vorzusehen,
in die der zapfenartige Vorsprung im montierten Zustand einrasten kann.
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Von sämtlichen innerhalb des Schalters befindlichen beweglichen Elementen
ist der Winkelhebel das einzige Element, das sich linear mit den bewegJ i chen Kontaktstücken
bewegt. Damit wird der Winkelhebel dazu benutit, das Zeigerelement zu verformen.
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Zwecks ToleranzavJsgleichsis-t es nun erforderlich, ein federndes
Element zwischen den Winkelhebel und das Anzeigeelement anzuordnen; dies kann z.B.
eine Blattfeder sein, die mit dem Anzeigeelement bzw. Zeigerelement verbunden ist,
oder ein federnder hr, der am Teigerelement angeformt ist.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, das Zeigerelement imifler gegen den Winkelhebel
zu drücken. Dies wird mittels einer Feder erreicht, welche ebenfalls als Blattfeder
ausgebildet sein kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird auf einfache Weise eine Anzeige
der Stellung der be!eglichen Kontaktstücke geliefert, welche erforderlich ist, um
feststellerl zu können, ob die Kontakte in die Ausschaltstellung gegangen sind oder
ob ein Verschweißen der Kontaktstbcke erfolgt ist. Das Zeigerelement selbst ist
als leicht herzustellendes Spritzteil ausgebildet; aufgrund der federnden Eigentschften
des Kunststoffes, der verwendet wird, ist eine Zerstörung an der Biegestelle nicht
möglich.
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Festzuhalten ist noch, daß die Anordnung dann optimal arbeitet, wenn
die Federsteifigkeit der zur Toleranzausgleich dienenden Blattfeder erheblich größer
ist als die Federsteifigkeit des Anzeigeelementes bzw. Zeigerelernentes an der Schwachstelle
plus die Federsteifigkeit der Rückstellfeder. Wenn die bewegbarren Kontakte aus
der Ausschaltstellung in dic Einschaltsteilting gelangen, dann wiid die Bewegung
dcs Vinkell,lebels über die den Toleranzausgleich diener!de Blattfeder auf das Zeigerelement
übertragen, weil in diesem halle die J3lattieder zum Toleranzausgleich praktisch
starr ist. Frist dann, wen der abbiegbare Bereich gegen einen Anschlag anzuliegen
kommt, verformt sich die Toleranzen ausgleichende Blattfeder, da die auf sie vom
Winkeihebel einwirkende Kraft erhcblich größer ist als ihre eigene Gegen-Federkraft.
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Weitere Ausstaltungen, weitere Vorteile sowie die Erfindung selbst
sollen anhand eines Ausführungsbeispieles, in dem die Erfindung verkörpart ist,
näher erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Motorschutzschalter
in Ausschalterstellung, Fig. 2 den Motorschutzschalter gemäß der Fig. 1, be dem
dio Kontakte verschweißt sind, Fig. 3 drei verschiedene Ausgestaltungen eines Anzeigebis
elementes für Schaltstellungsanzeige.
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Fig. 7 Ein Motorchutzschalter gemäß der vorliegenden Erfindung ist
in ein Gehäuse 10 eingebaut, welches aus einem Gehäuseunterteil 12 und einem Gehäuseoberteil
14 besteht, welche unter Zwischenfügung einer Dichtung 16 miteinander verbunden
sind.
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Innerhalb des Gehäuseunterteils ist mit dem Gehäuseboden 18 eine Grundplatte
20 verbunden, auf der selbst wiederum eine Halteplatine 22 befestigt ist. Diese
Halteplatine dient zur Führung und Halterung eines Innengehäuses 24, dessen Seitenwände
26 von der Halteplatine 22 im Abstand D voneinander entfernt sind. Das Innengehäuse
dient zur Aufnahme und Führung bzw. Halterung von Festkontakten 28, welche mittels
Kontaktbrücken 30 überbrückt werden können. Diese Kontaktbrücken 30, von denen in
der Figur 1 lediglich eine zu sehen ist, von denen aber bei einem dreipoligen $Motorschutzschalter
insgesamt drei vorhanden sind, sind innerhalb eines Kontaktbrückenträgers 32 unter
dem Druck einer Feder 34 gehalten; die Feder 34 wirkt in Einschltrichtung. Die Art
der Halterung der Kontaktbrücke im Kontaktbrückenträger ist beispielsweise durch
die
DT-AS 17 65 223 beschrieben azorden.
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Der Kontaktbrükenträger 32 ist mit einem in einer Achse 36 ortsfest
gelagertcn Winkelhobel 38 über eine Betätigungs.
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stange 40 verbunden und zwar greift die Betätigungsstange am freien
Ende des längeren Hebelarmes 42 des Winkelhebels an.
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Der kürzere Hcbeiarm 44 dcs WirRelhebels 38 ist gelenkig mit einer
ersten Lasche 46 verbunden; zwischen einem ortfesten Gelenkpunkt 50 und dem freien
Ende der erstcn Lasche ist eine zweite Lasche 48 angeordnet. Die ert und zweite
Lasche sowie der Winkelhebel bilden miteinander das Schaltwerk. Im eingeschalteten
Zustand (nicht gezeigt) befindet sich dieses Schaltwerk in einer Liege, die als
erste stabile Lage bezeichnet ist.
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Aus dieser ersten stabilen Lage gelangt das Schaltwerk über eine Totpunktiage
in eine zweite stabile Lage, die in der Figur 1 dargestellt ist. An dem Verbindungsgelenk
52 der beiden Laschen ,6 und 48 greift eine crtsfest geführte Verlängerung eines
Einschaltknopfes 54 an. Dieser Ein.chaltknopS 54 ragt durch eine Abdeckplatine 56,
welche der Halterung eines Umlenkmechanismus dient, der in der Gesamtheit mit der
Bezugsziffer 58 bezeichnet ist. Dieser Umlenkmechanismus dient dazu, die Drehbewegung
einer Übertragungsstange 60 in Pfeilrichtung F zur zulenken in eine lineare Bewegung;
diese ist durch den Doppelpfeil G angedeutet. Am Ende dieser Übertragungsstange
ist ein Betätigungshebel angeordnet (nicht gezeigt).
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Der Ausgangshebel 62 des Umlenkmechanismus 58 wirkt auf einen Betätigungshebel
64 und der wiederum auf den Einschaltknopf 54, Der gleiche Mechanismus din selbstverständlich
auch zur Betätigung des Ausschaltknopfes; dies ist jedoch nicht weiter dargestellt,
da im vorliegenden Zusammenhang nicht wichtig.
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In der Figur 1 ist auch ein Anzeigehebel 80, auch Zeigerelement 80
genannt, dargestellt, der der Schaltstellungsanzeige dient. Dieser Anzeigehebel
80 ist in den zwischen der Wand 26 und der Halteplatine 22 gebildeten Raum 82 eingesteckt,
wobei die Art, wie dieses erfolgt, anhand der Figur 3 näher erläutert
wird.
Dieser Anzeigehobcl befindet sich im ausgeschalteten Zustand gemäß der Figur 1 in
der Stellung, in der er von einer Abdeckplatte 84 auf der Oberseite des Gehäuseoberteils
14 verdeckt ist. Wenn eine Schalthandlung erfolgt, dabei aber die Kontakte geschlossenen
bleiben, kann sich das Schaltwerk bewcgen; dor Anzeigehebel 80 jedoch verbleibt
in der in der Figur 2 dargestellten Stellung, bei der er von oben her neben der
Abdeckplatte 54 sichtbar ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß er von dem Winkelhrjbel
38 in dieser Stellung, die die Einschaltstellung ist, nicht freigegeben wird. Der
Winkelhebel 38 ist das einzige Bauelement innerhalb des Motorschutzschaltern, welches
sich direkt linear mit den beweglichen Kontakten bewegt. Wenn die beweglichen Kontakte
geschlossen sind bzw. bleiben, z.B. wegen einer Verschießung, dann verbleibt der
Winkelhebel in seiner Stllung, obwohl sich dar.
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Schaltwerk, welches gebildet ist aus den beiden Laschen 46 und 48,
durchaus aus seiner ersten stabilen Lage aufgrund irgandwelcher im System befindlicher
Toleranzen verlagert haben kann. Die Wirkungsweise der Anordnung wird dann weiter
unten dargestellt, nachdem der Anzeigehebel selbst beschrieben wurde.
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Der Anzeigehebel kann, ic aus den Figuren 3 bis. 7 zu ersehen ist,
verschiedene Formen aufweisen. In allen Fällen ist er aus einem verhältnismäßig
starren Kunststoff gefertigt, der allerdings, wie weiter unten ersichtlich, an einer
bestimmten Stelle so geschwächt ist, daß er dort verbiegbar ist.
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Der Anzeigebebel bzw. das Zeigerelement gemäß der Figur 3, der bzw.
das mit der Bezugsziffer 80 bezeichnet ist, besitzt zwei relativ steife Abschnitte
86 und 88, welche miteinander über eine Schwachstelle 90 verbunden sind, so daß
die beiden Abschnitte 86 und 88 gegeneinander knickbar sind. Der Abschnitt 86 endet
nach oben in eine Anzeigefläche 92, welche an ihrer Oberseite 94 rot gefärbt sein
kann. Etwa im mittleren Bereich des ersten Abschnittes ist der Anzeigehebel abgekröpft,
wobei hier eine Ausnehmung oder Öffnung 96 vorgesehen ist, die
beidseitig
durch Wandteile 98 begrenzt ist. In der Figur sieht man lediglich das hintere Wandteil
98. Dieses hintere Wand teil 98 se-tzt sich fort bis zur Anzeigefläche und dient
der Verstärkung. In dem Bereich der Ausnehmung 96 besitzt, wie eben enahnt, der
erste Abschnitt eine Abkröpfung, so daß hierdurch ein konvexer Bogen 100 gebildet
ist. Dieser konvexe Bogen ist viertelkreisartig ausgebildet und besitzt 3uf der
konvexen Seite weitere Wandteile 102, von denen ebenfalls wiederum das hintere Wandteil
sichtbar ist. Die Wandteil 102 und 98 befinden sich auf entgegengsetzen Seiten des
ersten Abschnittes 86. Die weiteren Wandteile 102 besitzen im mittleren Bereich
zwischen der Abkröpfung und der Schwachstelle 90 einen dreieckförmigen Wandvorsprung
104; beide Vorsprünge sind, ebenso wie die weiteren Wandteile voneinander um einen
bestimmten Betrag entfernt, der der Breit einer Blattfeder 108 (s. unten) entspricht
Sie sind an ihrer Ende mit einem Zapfen 106 miteinander verbunden. Auf diese Weise
wird, ausgehend von der Ausnehmung 96 ein führungsbereich zur Führung und Halterung
einer Blattfeder 108 gebildet. Diese Blattfedcr ragt durch die Ausnehmung 96 hindurch,
stützt sich an ihrem einen Ende von innen gegen die eine Begrenzungsfläche der Ausnehmung
96 und an ihrem anderen Ende von innen gegen den Za:äfen 106 ab; da die Verbindungslinie
dieser beiden Ab:'tützflachen quasi unterbrochen wird durch den konvexen Bogen,
der somit als eine Art Vorsprung dicnt, wird die Blattfeder innert halb der Ausnehmung
an dieser Stelle abgebogen, wie aus der Figur 3 zu ersehen ist. An der Innenfläche
der Ausnohjaung 96, an der sich d* Blattfeder abstützt, ist weiterhin noch ein Nocken
110 vorgesehen, der in eine Ausnehmung 112 an der Blattfeder 108 eingreift, und
so der Fixierung der Blattfeder dient.
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Der zweite Abschnitt BS des Anzeigeelementes ist ebenfa]ls versteift
ausgeführt und dient zur Halterung des Anzeigeeleujentes 80 zwischen der Seitenwand
2G und der Platine 22.
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Dabei ist die Dicke des Anzeigeelementes gleich dem Abstand von Seitenwand
zu Platine, so daß das Anzeigeelement satt in den Zwischenraum 82 hineinl)asst.
Im untern Bereich ist das Anzeigeelement 80 druckknopfartig ausgebildet. Es besitzt
dabei einen Ausschitt 114, der zur Verringerung der Wandstärke in diesem Bereich
dient:, wobei allerdings die Wandung in diesem Bereich zapfenartig über die eine
Seitenfläclie in der Zeichnung die hinausragt. Dieser zapfenartige Vorsprung besitzt
die Bezugsziffer 11G. Fr ist mit dem Anzeigeelement über einen dünnen Wandabschnitt
118 verbunden, der, wie hier, kreisringförmig ausgebildet sein und in seinem Querschnitt
eine Halbkreisform aufwisch kann. Auf diese Weise lässt sich der zapfenartige Vorsprung
quer zur Mittellinie des Anzeigeelementes verformen, so daß die äußere Fläche des
zapfenai-tigen Vorsprunges 116 praktisch völlig nach innen in das Anzeigeelement
versenkt werden kann und dann mit den seitlichen Flächen fluchtet. Auf diese Weise
ist es möglich, daß Anzeigeelement ohne weiteres in den Zwischenraum zwischen der
Seitenwand und der Platine einzuschieben und es so Z0t befestigen.
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Weiterhin besitzt die Platine in dem Bereich, in dem das Anzeigeelement
gehaltert werden soll, eine Bohrung 120, in die der zapfenartige Vorsprung 116 in
tnontierten Zustand eingreift.
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Zur Montage wird zunächst der zapfenartige Vorsprung 116 nach innen
gedrückt, so daß er gerade Ini-t den Seitenflächen des Anzeigeeleittentes bzw. Zeigerelernentes
80 fluchtet. Sodann schiebt man das Zeigerelement in den Spalt zwischen Seitenwand
26 des Innengehäuses 24 und Platine 22, bis der zapfenar-tige Vorsprung 116 in den
Bercich der Bohrung 120 gelangt.
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Dann schnappt der Vorsprung 116 glatt in die Bohrung 120, Auf diese
Weise wird eine unverrückbare Halterung des Anzeigeelementes
80
zwischen der Seitenwand des Innengehäuses ur.d der Halteplatine 22 erzielt. Es ist
nun notwendig, das Anzeigeelement bzw. die obere Fläche 94 des Anzeigeelementes
80 immer in der sogenannten Aussciaitstellung zu halten. Dies wird erreicht durch
eine weitere düc Blattfeder 122, welche die Schwachstelle 90 überragt und den eisten
Abschnitt 8G nach rechts zu drücken versucht. Dabei ist die Blattfeder 122 im zweiten
Abschnitt 88 zwischen zwei Stegen 124 und 126 sowie einer Brücke 128 verklemmt.
Diese Brücke besitzt dabei auf der zu den Stegen hiweisenden Seite einen Nocken
150, der die Blattfeder an dieser Stelle zu verbiegen versucht. In ihren mittleren
Bcreich, also etwa in dem Bereich der Schwachstelle 90 ist die Blattfeder ebenfalls
abgebogen, so Üf3 sie dauernd den zweiten Abschnitt 88 nach links zu verdrehen sucht.
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In der Figur 5 ist das freie Ende des ktirzeren liebelarmes 44 des
Winkelhebels 38 zu schen, in der Stellung, in der es gerade gegen die Blattfeder
108 anliegt Dies ist die in dcr Figur 1 dargestellte Ausschaltstellung. Sowie nun
der Schalter eingeschaltet wird, d.h. die Kontaktbrücken 30 gegen die Festkontakte
28 gezogen werden, verschwenkt der Winkelhebel 5') in Uhrzeigersinn und drückt über
die Blattfeder 108 den ers-ten Abschnitt 86 des Anzeigeeleinentes nach rechts, so
daß die obere Fläche unter der Abdeckung 84 hervorkommt und, da das Gehäuseoberteil
14 des Gehäuses 10 in dem Bereich der oberen Abdeckplatte durchsichtig ist, sichtbar
wird. Die Federsteifigkeit der Blattfeder 108 ist dabei ein erhebliches größer als
die Federsteifigkeit der Schwachstelle und der Blattfeder 122, so daß sich die Blattfeder
108 zunächst nicht verformt, sondern den ersten Abschnitt 86 des Anzeigeelementes
80 bis zu einem an der Platine 22 angeordneten Anschlag 23 drückt. Damit ist aber
die Einschaltbewegung noch nicht beendet; die Feder 108 gestattet es aber dem Winkelhebel
sich noch weiter zu verdrehen.
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Wenn die beweglichen Kontakte an den festen Kontakten verschweißt
sind, dann verbleibt der Winkelhebel in der in der Figur 2 dargestellten Stellung;
dies hat zur Folge, daß auch das Anzeigeelement 80 in der in der Figur 2 dargestellten
Stellung bleibt. Damit ist eine klarc Anzeige dcr Schaltstellung bzw. eines eventuellen
Verschweißung gegeben.
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In den Figuren 4 bis 7 sind weitere Ausgestltungen der Erfindung zu
ersehen. Das Auzeigeelement, das in den Figuren 4 und 5 die Bezugsziffer 180 trägt,
ist im Prinzip in der gleichen Ilclse aufgebaut, wie das Anzeigeelement 80. Anstatt
der Blattfeder 108 ist direkt am Anzeigeelement im Bereich der Abkröpfung eine als
Blattfeder wirkende Zunge 182 vorgesehei, 1 die ebenso wie die Blattfeder 108 elastische
verformbar ist.
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Diese Zunge ist einstückig am Anzeigeelement angebracht, kann also
bei spi cl sweise sc}ioi cihrend des pritzvorgange 5 angeformt sein. Der Querschnitt,
der geschwächt ist, besitzt in der Ausführung gemäß der Figur 4 und 5 ein Langloch
184; dieses Langloch 184 dient zur Schwächung des Querschnitts und somit zur Verbiegung.
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In deii Figuren 6 und 7 ist eine weitere Ausgestaltung des Anzeigeelementes
gezeichnet; die Variante bezieht sich hierbei lediglich aui die Verbindung des zapfenartigen
Vorsprunges 116 mit dem übrigen Bereich des zweiten Abschnittes des Anzeigeelementes.
Zur Bildung des zapfenartigen Vorsprungs bzw. um ihn verformen zu können, ist eine
durchgehende Öffnung 186 vorgeseheii; der zapfenartige Vorsprung 116 ist mit dem
übrigen Bereich mittels sternartig einander zugeordneter Streifen 188 verbunden.
Das innere Ende der Streifen 188 ist am zapfenartigen Vorsprung 116 angeformt, während
das äußere Ende der Streifen mit dem zweiten Abschnitt des Anzeigeclementes im Bereich
des Randes der Öffnung angeformt sind.
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Es sind eine Reihe von Varianten der Erfindung möglich, die hier nich-t
näher dargestellt werden sollen. Zum Beispiel könnte das Gehäuseoberteil aus nicht
durchsichtiger; Material hergestellt sein. Man wird dann einen der Anzeigefläche
des Zeigerelenientes entsprechenden Bereich durchsichtig rachen, unter dem des Zeigorelement
sichtbar wird, wenn der Schalter in Einschaltstellung ist, bzw. wenn die Kontakte
verschweißt sind.