DE3643473A1 - Elektrische schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung mit wenigstens zwei handbetätigten Schaltern, insbe­ sondere Drehschaltern mit Schaltnocken, bei denen die Schaltbewegung des einen Schalters in einer bestimmten Schalt­ stellung des anderen Schalters gesperrt ist. Derartige Schalter dienen dazu, daß die einzelnen Schalter nur in einer bestimmten Reihenfolge ein- bzw. ausge­ schaltet werden können.

Zur Sperrung ist ein mechanisches Gestänge vorgesehen, durch das sichergestellt wird, daß über den einen Schalter der andere verriegelbar ist, also nicht in seine weiteren Schaltstellungen überführt werden kann. Derartige Schalteinrichtungen haben den Nachteil, daß die beiden Schalter in unmittelbarer Nähe zueinander ange­ bracht werden müssen, da sonst das Verriegelungsgestänge zu groß wird und somit aufgrund der erforderlichen Toleranzen über größere Strecken eine sichere Verriegelung nicht mehr stattfindet. Weiter sind derartige Schalteinrichtungen ungünstig, wenn sie zur Steuerung von Drehstrommotoren mit einer elektrischen Bremsschaltung verwendet werden. Bei einer solchen Verwendung wäre der eine Schalter der Schalteinrichtung ein Betriebsschalter und der andere ein Hauptschalter, der ein- oder ausgeschaltet wird. Bei Ausschaltung des Betriebsschalter könnte bei einer rein mechanischen Verriegelung sofort der Hauptschalter ausgeschaltet werden, ohne daß die elektrische Bremsung beendigt ist. Hierdurch besteht die Gefahr von Zerstörungen und gegebenenfalls von ernsthaften Verletzungen, da nach Ausschalten die Funktion der elektrischen Bremse außer Kraft gesetzt, wodurch die Maschine noch weiter­ läuft.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Schalteinrichtung so zu gestalten, daß mehrere Schalter voneinander entfernt angeordnet werden können, trotzdem aber die beiden Schalter der Schalteinrichtung nur in einer bestimmten Reihenfolge ausgeschaltet werden können.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Schaltbewegung wenigstens eines Schalters durch ein über einen Elektromagneten betätigbares Sperrglied blockierbar ist. Hierbei erfolgt die zur Betätigung des Elektromagneten erforderliche Stromversorgung über wenigstens einem weiteren Schalter. Durch die Verwendung eines Elektromagneten ist es nunmehr in ein­ facher Weise möglich, auch eine größere räumliche Trennung zwischen zwei Schaltern vorzunehmen, trotzdem aber eine sichere und einfache Blockiermöglichkeit zu erhalten. Dadurch, daß die Stromversorgung des Elektromagneten über wenigstens einen weiteren Schalter erfolgt, ist außerdem sicher­ gestellt, daß erst wenn dieser eine oder die weiteren Schalter ausgeschaltet ist, tatsächlich das Sperr­ glied die Schaltbewegung des anderen Schalters ist dann frei gibt. Darüber hinaus kann durch die Verwendung des weiteren zusätzlichen Schalters sichergestellt werden, daß die elektrische Bremsung des elektrischen Motores sicher durchgeführt werden kann. Da selbst, wenn einer der weiteren Schalter ausgeschaltet ist, die Stromver­ sorgung für den Elektromagneten über einen zusätzlichen Schalter noch erfolgen kann, der beispielsweise selbständig erst dann öffnet, wenn die Bremsung abgeschlossen ist.

Zur Bremsung von Drehstromasynchronmotoren wird beispiels­ weise auf die DE-OS 34 07 561 verwiesen. In dem dort gezeigten Falle würde die Stromversorgung des Elektromag­ neten einerseits über einen Nockenschalter erfolgen und andererseits bei der Bremsung über die Ansteuerung der Spule eines Hauptschaltschützes. Erst nach Öffnen des Hauptschaltschützes würde die Stromversorgung des Elektro­ magneten unterbrochen, so daß dann ein Hauptschalter ausgeschaltet werden könnte.

Bei Verwendung von mehreren Schaltern, die dann einzeln zusätzlich die Stromversorgung des Elektromagneten übernehmen, ist es außerdem möglich, daß bei Maschinen mit mehreren Motoren erst alle abgeschaltet werden müssen, ehe der eine blockierbare Schalter zur Hauptab­ schaltung in seiner Freigabestellung kommt. Es sei hier der Vollständigkeit halber erwähnt, daß solche Maschinen beispielsweise mehrere einzelne über Schalter abschalt­ bare Aggregate aufweisen, wobei erst alle diese zusätzlichen Aggregate abgeschaltet werden müssen, um den blockier­ baren Schalter bestätigen zu können.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel trägt der in seiner Schaltbewegung blockierbare Schalter eine mit seiner Drehschaltachse drehfest verbundene Sperrscheibe, die eine Ausnehmung aufweist, in die das Sperrglied des Elektromagneten zur Sperrung der Schaltbewegung des Schalters eingreift. Durch die drehfest mit der Dreh­ schalterachse verbundene Sperrscheibe mit ihrer Ausnehmung ist eine sichere Blockierung des Drehschalters möglich, so daß sichergestellt ist, daß der Schalter in der ge­ wünschten Schaltstellung blockierbar ist. Vorteilhafter­ weise ist das Sperrglied des Elektromagneten durch eine Feder in seine Freigabestellung überführbar, um so auch sicherzustellen, daß bei Stromausfall der blockierbare Schalter in seine Freigabestellung überführt wird und in seine Ausschaltstellung weitergeschaltet werden kann.

Bei einem besonderem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt bei mehreren über jeweils ein Sperrglied eines Elektromagneten in ihren Schaltbewegungen blockierbaren Schaltern die Stromversorgung des Elektromagneten für den einen Schalter jeweils über die anderen Schalter. Durch diese Anordnung ist es möglich, daß mehrere Motoren einer Maschine, die nicht gleichzeitig laufen dürfen, je­ weils mittels des zuerst betätigten Schalters die anderen Schalter in der Ausschaltstellung über das Sperrglied blockieren.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt und zwar zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Drehschalter mit Sperrscheibe in seiner Ausschaltstellung,

Fig. 2 den Drehschalter nach Fig. 1 in seiner Einschaltstellung,

Fig. 3 die Schaltungsanordnung bei Blockierung eines Drehschalters und

Fig. 4 die Schaltungsanordnung bei gegenseitiger Blockierung mehrerer Schalter.

Von dem blockierbaren Drehschalter 10 ist in der Zeichnung nur sein Gehäuse 11, seine Schaltachse 13 und sein Betätigungsglied 12 schematisch dargestellt. Das Betätigungsglied ist mit der Schaltachse 13 drehfest verbunden. Über die Schaltachse 13 werden ebenfalls nicht dargestellte Nocken gesteuert.

Die Schaltachse 13 trägt drehfest eine Sperrscheibe 14, die eine Ausnehmung 15 aufweist.

Am Gehäuse 11 des Drehschalters 10 ist mit seinem Magnetjoch 18 ein Elektromagnet 16 befestigt. Dieser besteht aus einer Magnetspule 17, einem Magnetjoch 18 sowie einem Magnetanker 19, der verschiebbar in der Magnetspule 17 angeordnet ist. Der Magnetanker 19 ist außerdem mit einem Sperrglied 20 versehen, das an seinem freien Ende so ausgestaltet ist, daß es in die Ausnehmung 15 der Sperrscheibe 14 eingreifen kann. Schließlich weist der Elektromagnet noch einen Magnetkern 21 auf, der zur Führung des stiftartigen Sperrgliedes dient.

Im Magnetanker 19 ist eine zylinderartige Vertiefung 22 vorgesehen, die eine Rückholfeder 23 aufnimmt. Die Rück­ holfeder liegt mit ihrem einen Ende an dem Magnetanker an und mit ihrem anderen Ende an dem Magnetkern.

Um die Bewegung des Magnetankers zu begrenzen, ist an seinem freien Ende ein Anschlag 24 vorgesehen.

In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung befindet sich der Drehschalter in seinerAusschaltstellung.

Wird nun der Drehschalter in seine weitere Schaltstellung gedreht, gelangt die Ausnehmung 15 der Sperrscheibe 14 vor das freie Ende des stiftartigen Sperrgliedes 20. So­ bald nun der Elektromagnet mit Strom beaufschlagt wird, kann über den Magnetanker das Sperrglied in die Ausnehmung der Sperrscheibe eingefahren werden, so daß eine weitere Drehbewegung oder eine Rückdrehbewegung des Drehschalters verhindert ist. Erst bei Stromunterbrechung kann über die Rückholfeder 23 das Sperrglied 20 in seine Freigabe­ stellung überführt werden, um so den Drehschalter wieder bewegen zu können.

Es sei hier erwähnt, daß an der Sperrscheibe auch mehrere Ausnehmungen vorgesehen sein könnten, bei­ spielsweise dann, wenn verschiedene Schaltstellungen des Drehschalters blockiert werden sollen. Dies könnte dann der Fall sein, wenn der Drehschalter als Vorwahl­ schalter benutzt wird, um unterschiedliche Drehzahl­ einstellungen für Motoren vorzunehmen oder aber Rechts- und Linkslauf des Motors einzustellen. Bei einem solchen Schalter wird die gewünschte Stellung eingestellt. Bei Betätigen des Betriebs­ schalters ist dann automatisch der Vorwahlschalter blockiert und die eingestellte Schaltstellung bleibt erhalten. Erst dann, wenn die Stromversorgung wieder unterbrochen wird und der Betriebsschalter ausgeschaltet wird, ist eine Änderung der Schaltstellung möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, in der eine Schaltungsanordnung für einen Hauptschalter Q 1 sowie einem Betriebsschalter Q 2 dargestellt ist, sind beide Schalter als Nockenschalter ausgebildet. Hierbei weist der Hauptschalter Q 1 an seiner Schaltachse 13 die Sperrscheibe 14 auf. Der Elektromagnet liegt zum einen über Steuerschalter S 1 und S 2 am Stromnetz. Hierbei wird bei einer Schaltbewegung des Haupt­ schalters Q 1 der Steuerschalter S 1 ein- oder ausge­ schaltet, während bei einer Drehung des Betriebs­ schalters Q 2 der Steuerschalter S 2 seine Schalt­ stellung ändert. Es sei hier erwähnt, daß der Haupt­ schalter lediglich als Ein- und Ausschalter dient, während mit dem Betriebsschalter über bestimmte Schalt­ nocken unterschiedliche Schaltkreise angesteuert werden können.

Zunächst wird nun der Hauptschalter Q 1 in seine Ein­ schaltstellung geführt. Diese ist so gekennzeichnet, daß der Elektromagnet mit seinem Sperrglied 20 in die Ausnehmung 15 der Sperrscheine eingreifen kann. Zugleich wird der Steuerschalter S 1 in seine Einschaltstellung gebracht. Sobald nun der Betriebsschalter Q 2 in eine andere Schaltstellung überführt wird, schließt der Steuerschalter S 2 an und der Elektromagnet 16 liegt am Stromnetz, so daß das Sperrglied über die Kraft des Magneten in die Ausnehmung 15 bewegt wird, wie durch einen Pfeil angedeutet ist. Der Betriebsschalter Q 2, der als Nockenschalter ausgebildet ist, kann, wie schon erwähnt, unterschiedliche Stromkreise ansteuern. Der Steuerschalter S 2 ist dabei so ausgestattet, daß er bei jeder weiteren Schaltstellung in seiner Einschaltstellung verbleibt. Während dieser Stellungen ist eine Drehbewegung des Hauptschalters Q 1 nicht möglich, so daß der Steuerschalter S 1 immer in seiner geschlossenen Stellung verbleibt. Wird der Betriebsschalter Q 2 in seiner Ausschaltstellung über­ führt, öffnet der Steuerschalter S 2 und das Sperr­ glied 20 des Elektromagneten 16. Rückt aus der Aus­ nehmung 15 der Hauptschalter Q 1, kann in eine andere Schaltstellung überführt werden. Hierdurch öffnet der Steuerschalter S 1. Es sei hier bemerkt, daß parallel zum Steuerschalter S 2 noch ein weiterer Steuerschalter für den Elektromagneten vorgesehen sein könnte, der in einer anderen Schaltstellung des Betriebsschalters Q 2 die Stromversorgung des Elektromagneten übernimmt. Bei­ spielsweise könnte ein solcher weiterer Steuer­ schalter erforderlich sein, um eine ordnungsgemäße Bremsung eines Drehstromasynchronmotors vorzunehmen. Während dieser Bremsung würde dann der weitere Steuer­ schalter des Betriebsschalters Q 2 eingeschaltet bleiben und der Elektromagnet 16 am Hauptschalter 1 in seiner Sperrstellung verbleiben. Erst bei Beendigung der elektrischen Bremsung würde dann der weitere Steuer­ schalter im Betriebsschalter Q 2 öffnen, so daß dann, wie bereits vorgetragen, das Sperrglied in seine Freigabe­ stellung überführbar ist, wodurch der Hauptschalter Q 1 ausgeschaltet werden könnte.

Die Blockierungsmöglichkeiten könnten noch in der Art ausgeweitet werden, daß mittels eines oder mehrerer Nockenschalter Q weitere Steuerschalter parallel zur dem Schalter S 2 geschaltet werden könnten, so daß z.B. die weiteren Nockenschalter Q alle in einer bestimmten Stellung stehen müssen, damit der Elektromagnet von der Stromversorgung getrennt und somit spannungslos wird, um dann den Nockenschalter Q 1 in eine andere Schalt­ stellung überführen zu können.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei Nockenschalter Q 3 und Q 4 vorgesehen, die an ihrer Schaltachse 13 jeweils eine Sperrscheibe 14 einer Ausnehmung 15 ausweisen. Die Nockenschalter Q 3 und Q 4 weisen Steuer­ schalter S 3, S 4 auf. Jedem Nockenschalter Q 3, Q 4 ist nun ein Elektromagnet 16 zugeordnet. Die Strom­ versorgung für den Elektromagneten 16 im Nockenschalter Q 3 erfolgt über den Steuerschalter S 4 des Nockenschalters Q 4, während die Stromversorgung des Elektromagneten 16 des Nockenschalters Q 4 über den Steuerschalter S 3 des Nockenschalters Q 3 erfolgt.

Es sei hier angenommen, daß bei der Drehbewegung des Nockenschalters Q 3 der Steuerschalter S 3 schließt. Dies hat dann zur Folge, daß der Elektromagnet 16 des Nockenschalters Q 4 in seine Sperrstellung überführt wird und somit die Drehbewegung des Nockenschalters verhindert. Der Nockenschalter Q 4 könnte nur dann in eine andere Schaltung bewegt werden, wenn der Steuerschalter S 3 öffnet, da dann der Elektromagnet in seine Freigabe­ stellung kommt. Es sei hier bemerkt, daß die Nockenschal­ ter Q 3, Q 4 unterschiedliche Maschinen ansteuern, die jedoch nicht gleichzeitig laufen sollen.

Es wäre hier möglich, noch weitere Nockenschalter Q vorzusehen. Hierbei würde dann jeder Nocken­ schalter einen Steuerschalter für die anderen Nocken­ schalter aufweisen, so daß bei einer Drehbewegung des ersten Nockenschalters alle anderen Nockenschalter verriegelt würden.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt, vielmehr sind noch mancher­ lei Abänderungen und andere Anwendungen möglich. Beispiels­ weise könnte statt des Drehschalters auch ein Druckknopf­ schalter vorgesehen sein. Dieser würde dann ebenfalls mit Steuerschaltern ausgestattet sein, um so unter­ schiedliche Ansteuerungsmöglichkeiten zu gewährleisten. Das Sperrglied des Elektromagneten würde in einem solchen Falle in die Bewegungsbahn der Schaltachse des Druckknopf­ schalters eingreifen können. Weiter sei noch erwähnt, daß statt der Ausnehmung in der Sperrscheibe auch ein bohrungs­ artiger Durchbruch vorgesehen sein könnte. In diesem Falle würde der Elektromagnet mit seiner Längsachse parallel der Längsachse der Schaltachse liegen.

• Bezugszeichenliste: 10 Drehschalter
  11 Gehäuse
  12 Betätigungsglied
  13 Schaltachse
  14 Sperrscheibe
  15 Ausnehmung
  16 Elektromagnet
  17 Magnetspule
  18 Magnetjoch
  19 Magnetanker
  20 Sperrglied
  21 Magnetkern
  22 Vertiefung
  23 Rückholfeder
  24 Anschlag
  Q Nockenschalter
  Q 1 Hauptschalter
  Q 2 Betriebsschalter
  Q 3, Q 4 Nockenschalter
  S 1-S 4 Steuerschalter

Claims (4)

1. Elektrische Schalteinrichtung mit wenigstens zwei handbetätigten Schaltern, insbesondere Drehschaltern mit Schaltnocken, bei denen die Schaltbewegung des einen Schalters in einer bestimmten Schaltstellung des anderen Schalters gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbewegung wenigstens eines Schalters (Q 1, Q 3, Q 4) durch ein über einen Elektromagneten (16) betätigbares Sperrglied (20) blockierbar ist, hierbei erfolgt die zur Betätigung des Elektromagneten (16) erforderliche Stromversorgung über wenigstens einen weiteren Schalter (S 1, S 2, S 3, S 4).

2. Elektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in seiner Schaltbewegung blockierbare Schalter (10, Q 1, Q 3, Q 4) eine mit seiner Drehschaltachse (13) drehfest verbundene Sperr­ scheibe (14) trägt, die eine Ausnehmung (15) auf­ weist, in die das Sperrglied (20) des Elektromagneten (16) zur Sperrung der Schaltbewegung des Schalters eingreift.

3. Elektrische Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (20) des Elektromagneten (16) durch eine Feder (23) in eine Freigabestellung überführbar ist.

4. Elektrische Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren über jeweils ein Sperrglied (20) eines Elektromagneten (16) in ihren Schaltbewegungen blockierbaren Schaltern (Q 3, Q 4) die Stromversorgung des Elektromagneten für den einen Schalter (Q 3, S 3) jeweils über den anderen Schalter (Q 4, S 4) erfolgt.