DE4003744A1 - Drehschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschalter mit einem mechanischen Betätigungselement und mit einer bei Spannungsausfall auslösenden Abschalteinrichtung, die eine Auslöse-Magnetspule mit einem Anker aufweist, der durch die Auslöse-Magnetspule in einer Selbsthaltestellung gehalten wird und bei Spannungsausfall in der Einschaltstellung des Drehschalters durch eine Auslösefeder in eine Abschaltstellung gebracht wird.

Derartige Drehschalter dienen zum Schalten der Stromversorgung für Geräte und Maschinen. Aus Sicherheitsgründen muß dafür gesorgt werden, daß nach einem Spannungsausfall ein selbsttätiges Einschalten der Geräte oder Maschinen verhindert wird.

Bei Schaltern mit elektromagnetischer Selbsthaltung, die üblicherweise als Drucktastenschalter ausgeführt sind, wird dies dadurch erreicht, daß der Schalter nur durch die magnetische Wirkung seiner Selbsthaltespule im eingeschalteten Zustand gehalten wird. Fällt der Anker dieser Selbsthaltespule infolge eines Spannungsausfalls ab, so kann der Schalter nur durch eine erneute Betätigung eingeschaltet werden.

Im Gegensatz dazu verbleibt bei Drehschaltern der genannten Art das Betätigungselement, beispielsweise ein Drehknopf, auch dann in der Einschaltstellung, wenn ein Spannungsausfall eintritt. Deshalb muß eine bei Spannungsausfall ansprechende Abschalteinrichtung vorgesehen werden, die den Schalter in seine Ausschaltstellung bringt, auch wenn das Betätigungselement in seiner Einschaltstellung bleibt. Erst durch erneutes Ausschalten und Wiedereinschalten darf es möglich sein, das angeschlossene Gerät oder die Maschine wieder einzuschalten.

Die bisher üblichen, bei Spannungsausfall auslösenden Abschalteinrichtungen weisen eine größere Anzahl von beweglichen Teilen auf und sind konstruktiv verhältnismäßig aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Drehschalter der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß eine sichere Abschaltfunktion bei Spannungsausfall mit konstruktiv einfachen, insbesondere platzsparenden Mitteln erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein federbelasteter Ankerrückhaltehebel in seinem Ruhezustand den Anker in seiner Selbsthaltestellung hält und durch das Betätigungselement gegen Federkraft in eine den Anker freigebende Stellung gebracht wird, und daß sowohl die am Ankerrückhaltehebel angreifende Federkraft als auch die von der Auslöse-Magnetspule auf den Anker ausgeübte Magnetkraft jeweils größer als die Kraft der Auslösefeder ist.

Beim Einschalten des Betätigungselements gibt der Ankerrückkhaltehebel den Anker frei. Da zugleich die Auslöse-Magnetspule eingeschaltet wird, hält sie den Anker jedoch gegen die Kraft der schwächeren Auslösefeder in der Ausgangsstellung, in der der Schalter nicht ausgelöst wird. Wenn ein Spannungsausfall oder ein wesentlicher Spannungsabfall eintritt, fällt die auf den Anker ausgeübte Magnetkraft ab, und die Auslösefeder bewegt den Anker in seine Auslösestellung, so daß der Schalter abgeschaltet wird. Ein erneutes Einschalten ist nur dadurch möglich, daß das Betätigungselement zunächst in seine Abschaltstellung gebracht wird. Dadurch wird der Ankerrückhaltehebel freigegeben; die am Ankerrückhaltehebel angreifende Feder, die stärker als die entgegengesetzt gerichtte Auslösefeder ist, bringt den Anker in seine Ausgangsstellung und gibt ihn erst dann für einen erneuten Einschaltvorgang frei, wenn das mechanische Betätigungselement wieder in seine Einschaltstellung gebracht wird. Außer dem ohnehin vorhandenen Anker und dem Betätigungselement ist der Ankerrückhaltehebel das einzige bewegliche Bauteil der Abschalteinrichtung, die somit von konstruktiv einfachem Aufbau ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anker mit einem entlang der Außenseite der Auslöse-Magnetspule bewegbaren Schieber verbunden ist und daß der Ankerrückhaltehebel an dem dem Anker abgekehrten Ende der Auslöse-Magnetspule angeordnet ist. Damit wird eine besonders platzsparende Bauweise erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 einen Drehschalter in einem senkrechten Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 die Stellung der in Fig. 2 gezeigten Teile im eingeschalteten Zustand,

Fig. 5 die Stellung der in Fig. 3 gezeigten Teile im eingeschalteten Zustand,

Fig. 6 die Stellung der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Teile nach einer Auslösung bei Spannungsabfall,

Fig. 7 die Stellung der in den Fig. 3 und 5 gezeigten Teile nach Auslösung bei einem Spannungsausfall und

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Drehschalter weist ein Gehäuse 1 auf, aus dessen Vorderseite eine Schalterwelle 2 herausragt, die das mechanische Betätigungselement des Drehschalters bildet. Das Gehäuse 1 ist in drei übereinanderliegende Bereiche unterteilt. In einem oberen Bereich ist eine Einrichtung 3 für den Überstromschutz angeordnet.

Ein mittlerer Bereich des Gehäuses 1 bildet eine Schaltkammer 4, während sich im unteren Bereich eine Kontaktkammer 5 und eine Spulenkammer 6 befindet.

Die Fig. 2, 4 und 6 zeigen die in der Schaltkammer 4 angeordneten Teile. Ein auf der Welle 2 angebrachter Betätigungskörper 7 ist über ein Schubglied 8 gelenkig mit einem Langloch 9 in einem Schalthebel 10 verbunden. Der Schalthebel 10 ist an seinem einen Ende über ein Gelenk 11 an einem in der Kontaktkammer 5 angeordneten, nicht näher dargestellten Kontaktschieber 11b gelagert.

Das andere Ende des Schalthebels 10 bildet einen Zahn 12, mit dem es sich an einer Stufe 13 eines Auslösehebels 14 abstützen kann, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Der Betätigungskörper 7 ist über einen Lenker 15 mit einem Kontaktarm 16 eines Schaltkontakts 17 verbunden, über den eine in der Spulenkammer 6 angeordnete Auslöse-Magnetspule 18 eingeschaltet werden kann.

Wenn sich der Schalthebel 14, der an einer Lagerung 19 im Gehäuse 1 schwenkbar gelagert ist, unter der Wirkung einer Feder 20 in der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Stellung befindet und der Betätigungskörper 7 durch Drehen der Welle 2 aus seiner Ausschaltstellung (Fig. 2) in seine Einschaltstellung (Fig. 4) gebracht wird, bewegt sich das Schubelement 8 zunächst entlang dem Langloch. Sobald es dort zur Anlage kommt, schwenkt es den Schalthebel 10 aus der in Fig. 2 gezeigten Ausgangsstellung zunächst im Uhrzeigersinn, bis sein Zahn 12 mit der Stufe 13 in Eingriff tritt und dort festgelegt wird. Bei einer weiteren Verdrehung des Betätigungskörpers 7 im Uhrzeigersinn wird der Schalthebel 10 nunmehr um seinen Anlagepunkt an der Stufe 13 entgegen dem Uhrzeigersinn bis in die in Fig. 4 gezeigte Stellung geschwenkt, wobei der Kontaktschieber 12 bewegt und die Schaltkontakte geschlossen werden. Zugleich wird über den Schaltkontakt 17 die Auslöse-Magnetspule 18 eingeschaltet.

Die Auslöse-Magnetspule 18 weist einen in Längsrichtung verschiebbaren Anker 21 auf, der durch eine Auslösefeder 22 (Fig. 8) nach rechts in den Fig. 3, 5 und 7 bzw. nach oben in Fig. 8 gedrückt wird. Der Anker 21 ist mit einem entlang der Außenseite der Auslöse-Magnetspule 18 längs verschiebbaren Schieber 23 verbunden, der an seinem dem Anker 21 abgekehrten Ende ein Langloch 24 aufweist, das sich in Bewegungsrichtung der Magnetspule 18 erstreckt. In dieses Langloch 24 greift ein Mitnahmezapfen 25, der an einem Ankerrückhaltehebel 26 angebracht ist, der in einem Gelenk 27 im Gehäuse 1 schwenkbar gelagert ist. Eine Feder 28 zieht den Ankerrückhaltehebel 26 in seine in Fig. 3 gezeigte Ausgangsstellung, in der er den Schieber 23 und den Anker 21 gegen die Kraft der Auslösefeder 22 hält, weil die Kraft der Feder 28 größer als die der Auslösefeder 22 ist.

Mit seinem dem Gelenk 27 abgekehrten freien Ende 29 ragt der Ankerrückhaltehebel 26 in den Bewegungsbereich eines Nockens 30, der am Betätigungskörper 7 angebracht ist.

Der Schieber 23 weist eine im Winkel zur Bewegungsrichtung des Ankers 21 verlaufende Schräge 31 auf, an der ein quer dazu bewegbarer Auslösestift 32 anliegt.

Wie man besonders aus Fig. 8 erkennt, ist dieser Auslösestift 32 mit dem freien Ende des Auslösehebels 14 verbunden. Wenn der Anker 21 und somit der Schieber 23 aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung nach rechts bewegt werden, wird der Auslösestift 32 und damit auch der Auslösehebel 14 nach oben in Fig. 3 bzw. Fig. 2 bewegt, so daß die Stufe 13 außer Eingriff mit dem Zahn 12 gelangt.

Wenn der Drehschalter durch eine Drehung der Welle 2 im Uhrzeigersinn in der bereits beschriebenen Weise eingeschaltet wurde, hat der Nocken 30 das Ende 29 des Ankerrückhaltehebels 26 mitgenommen, so daß der Ankerrückhaltehebel in die in Fig. 5 gezeigte Stellung geschwenkt wird. Da die Magnetspule 18 über den Schaltkontakt 17 eingeschaltet ist und da die Magnetkraft der Magnetspule 18 größer gewählt ist als die Federkraft der Auslösefeder 22, bleiben der Anker 21 und der Schieber 23 aber noch in der ursprünglichen Stellung, wie in Fig. 5 gezeigt, so daß der Auslösestift 32 nicht bewegt wird. Wie in Fig. 4 gezeigt, behält der Auslösehebel 14 seine ursprüngliche Stellung; der Drehschalter befindet sich gemäß den Fig. 4 und 5 in seinem normalen Einschaltzustand.

Wenn in diesem Zustand ein Spannungsausfall oder wesentlicher Spannungsabfall eintritt, bleiben der Betätigungskörper 7 und damit auch der Ankerrückhaltehebel 26 in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Stellung. Wegen des Spannungsausfalls fällt aber die Magnetkraft der Magnetspule 18 ab, so daß die Auslösefeder 22 jetzt den Anker 21 und den Schieber 23 nach rechts in die in Fig. 7 gezeigte Auslösestellung bewegen kann. Dadurch wird der Auslösestift 32 und mit ihm der Auslösehebel 14 nach oben verschoben, wie in Fig. 6 gezeigt. Dadurch wird der Zahn 12 von der Stufe 13 freigegeben; der Schalthebel 10 wird im Uhrzeigersinn verschwenkt, weil gleichzeitig der Kontaktschieber 11 unter der Wirkung seiner Kontaktfedern nach links in Fig. 6 verschoben wird, wobei die Schaltkontakte geöffnet werden; der Schalter ist ausgeschaltet, obwohl sich der Betätigungskörper 7 noch in der Einschaltstellung befindet.

Wenn in dieser Stellung nach einem Spannungsausfall wieder eine Netzspannung angelegt wird, bleibt der Kontaktschieber 11b ausgeschaltet. Deshalb besteht keine Gefahr, daß ein angeschlossenes Gerät oder eine Maschine unerwartet und unkontrolliert anläuft, was zu Beschädigungen oder Unfällen führen könnte.

Erst wenn über die Welle 2 der Betätigungskörper 7 wieder in seine Ausgangsstellung gemäß den Fig. 2 und 3 zurückbewegt wird, wird der Ankerrückhaltehebel 26 freigegeben. Seine Feder 28, die stärker als die Auslösefeder 22 ist, bewegt den Schieber 23 und den Anker 21 nach links in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 3, wobei auch der Auslösestift 32 und damit auch der Auslösehebel 14 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Erst danach kann durch eine erneute Drehung des Betätigungskörpers 7 ein erneutes Einschalten in der früher beschriebenen Weise erfolgen.

Wie man aus Fig. 8 erkennt, ragt ein mit dem Auslösehebel 14 verbundener Schutzauslösestift 33 nach oben in den Bereich der Abschalteinrichtung in der Kammer 3, die beispielsweise ein bimetallbestückter Überstromschalter ist. Wenn dieser Überstromschalter infolge zu hoher Erwärmung seiner Bimetallelemente ausgelöst wird, bewegt er den Auslösestift 33 und damit den Auslösehebel 14 in gleicher Weise wie der Auslösestift 32 nach außen, so daß es ebenfalls zu einem Auslösevorgang in der beschriebenen Weise kommt.

Ebenso ist es möglich, diesen Auslösestift durch den Schieber 36 und insbesondere durch einen aus dem Schalter herausragenden Stift 41 von außen mechanisch abzuschalten, z. B. durch einen Not-Aus-Schalter.

Durch ein wie oben beschriebenes Wegdrücken des freien Endes des Hebels 14 nach oben ist es nicht mehr möglich, den Schalter einzuschalten bzw. die Kontakte in Berührung zu bringen. So kann auf einfache Weise ein Not-Aus- Schalter angeschlossen werden. Solange er gedrückt ist, läßt sich der Schalter nicht einschalten. Erst ein Entriegeln des Not-Aus-Schalters ermöglicht wieder, daß der Hebel 14 in die Position schwenken und der Zahn 12 bei der Stufe 13 einklingen kann.

Dieses Nicht-Zusammenbringen der Kontakte bei weggedrücktem Hebel 14 ist wichtig, wenn der Schalter in Zusammenhang mit einer elektronischen Motorbremse benutzt wird. Hier kommt es bei den auf dem Markt erhältlichen Schaltern oft zu einem Kurzschluß zwischen den Öffner- und Schließerkontakten, wenn während der ca. 13 Sekunden dauernden Bremszeit, in der der Bremsstrom über den Öffner fließt, der Schalter wieder eingeschaltet wird. Der Bremsstrom als Gleichstrom reißt bei dem in diesem Moment geöffneten Öffner nicht schnell genug ab, so daß die Schließer schon Kontakt haben, bevor der Funken am Öffner abgerissen ist. Dies führt zur Zerstörung der Bremsplatine.

Durch die oben beschriebene Anordnung des Einschaltmechanismus ist es nun möglich, die elektronische Bremse so auszulegen, daß die Spule keinen 8trom zum Anziehen erhält, solange der Bremsstrom fließt. Dadurch ist ein Kurzschluß in dieser Phase ausgeschlossen.

Claims (7)

1. Drehschalter mit einem mechanischen Betätigungselement und mit einer bei Spannungsausfall auslösenden Abschalteinrichtung, die eine Auslöse-Magnetspule mit einem Anker aufweist, der durch die Auslöse-Magnetspule in einer Selbsthaltestellung gehalten wird und bei Spannungsausfall in der Einschaltstellung des Drehschalters durch eine Auslösefeder in eine Abschaltstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein federbelasteter Ankerrückhaltehebel (26) in seinem Ruhezustand den Anker (21) in seiner Selbsthaltestellung hält und durch das Betätigungselement (7) gegen Federkraft in eine den Anker (21) freigebende Stellung gebracht wird, und daß sowohl die am Ankerrückhaltehebel (26) angreifende Federkraft als auch die von der Auslöse-Magnetspule (18) auf den Anker (21) ausgeübte Magnetkraft jeweils größer als die Kraft der Auslösefeder (22) ist.

2. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (21) mit einem entlang der Außenseite der Auslöse-Magnetspule (18) auf den Anker (21) ausgeübte Magnetkraft jeweils größer als die Kraft der Auslösefeder (22) ist.

3. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (21) mit einem entlang der Außenseite der Auslöse-Magnetspule (18) bewegbaren Schieber (23) verbunden ist und daß der Ankerrückhaltehebel (26) an dem dem Anker (21) abgekehrten Ende der Auslöse-Magnetspule (18) angeordnet ist.

4. Drehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerrückhaltehebel (26) mit einem Mitnahmezapfen (25) in ein sich in Bewegungsrichtung der Auslöse- Magnetspule (18) erstreckendes Langloch (24) des Schiebers (23) greift.

5. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerrückhaltehebel (26) ein an seinem einen Ende gelagerter Klapphebel ist, dessen anderes Ende (29) mit einem Nocken (30) des Betätigungselements (7) in Eingriff tritt.

6. Drehschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (21) bzw. der Schieber (23) eine im Winkel zur Bewegungsrichtung der Auslöse- Magnetspule (18) verlaufende Schräge (31) aufweist, an der ein quer dazu bewegbarer Auslösestift (32) anliegt.

7. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er durch einen aus dem Gehäuse (1) herausragenden Stift (41) von außen mechanisch abschaltbar ist.