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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für einen
Schaltungsunterbrecher. Das Dokument
US
3179759 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Betätigungsvorrichtungen
(oder Betätiger) werden
häufig
verwendet, beispielsweise bei Steuersystemen für Industrieanlagen, um Schaltoperationen
(Öffnen
und Schließen)
des Schaltungsunterbrechers unter Verwendung einer anderen Energie
als einer manuellen Energie durchzuführen. Typischerweise verwenden
Betätigungsvorrichtungen
einen elektrischen Motor, um ansprechend auf ein geeignetes externes
Befehlssignal ein Treiberelement, das mit einem Bedienhebel des
Schaltungsunterbrechers verbunden ist, von einer Öffnungsstellung
in eine Schließstellung
und umgekehrt zu bewegen.
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Gewöhnlich umfasst
die Betätigungsvorrichtung
ein Sperrelement, das zwischen einer Ruhestellung, in der dasselbe
eine Bewegung des Treiberelements ermöglicht, und einer Arbeitsstellung
bewegbar ist, in der dasselbe eine Bewegung des Treiberelements
verhindert. Dieses Sperrelement wird verwendet, um einen Missbrauch
des Schaltungsunterbrechers zu verhindern; beispielsweise verhindert dasselbe
in dem Fall, in dem der Schaltungsunterbrecher aufgrund einer Fehlfunktion
einer Schaltung, in der der Schaltungsunterbrecher angeordnet ist,
geöffnet
wurde, dass ein störendes
Befehlssignal ein Schließen
des Schaltungsunterbrechers bewirkt, oder verhindert, dass der Schaltungsunterbrecher unbeabsichtigt
manuell geschlossen wird.
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Die
Betätigungsvorrichtung
ist ferner mit einem Loch zum Verriegeln des Sperrelements beispielsweise
mittels eines Vorhängeschlosses
versehen. Die Sperrelemente der bekannten Betätigungsvorrichtungen sind mit
einem zusätzlichen
Loch versehen, das, wenn das Sperrelement sich in der Arbeitsstellung
befindet, dem oben erwähnten
Loch zugewandt ist, um so ein Verriegeln des Sperrelements in dieser
Stellung zu ermöglichen.
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Ein
Nachteil der bekannten Betätigungsvorrichtungen
besteht in der Tatsache, dass, wenn das Sperrelement sich in der
Ruhestellung befindet, es möglich
ist, auf das Loch zuzugreifen, das an der Betätigungsvorrichtung gebildet
ist; deshalb kann das Sperrelement unbeabsichtigt in der Ruhestellung verriegelt
werden. Dies macht es unmöglich,
das Sperrelement in die Arbeitsstellung zu verschieben; beispielsweise
ist es in dem Fall einer Fehlfunktion der Schaltung, in der der
Schaltungsunterbrecher angeordnet ist, nicht möglich, ein Schließen des
Schaltungsunterbrechers zu verhindern, bei einem hohen Risiko einer
Beschädigung
an dem Schaltungsunterbrecher und den angeschlossenen Vorrichtungen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Nachteile
zu überwinden.
Um diese Aufgabe zu lösen,
ist eine Betätigungsvorrichtung
für einen
Schaltungsunterbrecher, wie oben beschrieben, vorgesehen, bei der
das Sperrelement in der Ruhestellung einen Zugriff auf das Loch
behindert, das an der Betätigungsvorrichtung
gebildet ist.
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Die
Betätigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ermöglicht,
dass das Sperrelement lediglich verriegelt wird, wenn sich dasselbe
in der Arbeitsstellung befindet. Diese Betätigungsvorrichtung stellt deshalb
eine größere Sicherheit
des gesamten Systems sicher, innerhalb dessen dieselbe verbunden ist.
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Weitere
charakteristische Merkmale und Vorteile der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der unten gegebenen Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
derselben, mittels eines nichteinschränkenden Beispiels vorgesehen,
mit Bezug auf die zugehörigen
Figuren, bei denen:
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1a und 1b eine
perspektivische Ansicht der Betätigungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung bei verschiedenen Betriebsbedingungen zeigen.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf 1a ist
eine Betätigungsvorrichtung 100 für einen
Schaltungsunterbrecher (in der Fig. nicht gezeigt) dargestellt,
die typischerweise als ein Servomotor bei einem Steuersystem mit
geschlossener Kette verwendet wird; die Betätigungsvorrichtung 100 ist
jedoch auch für
eine Verwendung bei unterschiedlichen Anwendungen geeignet, beispielsweise
für einen
einfachen entfernten Betrieb des Schaltungsunterbrechers.
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Die
Betätigungsvorrichtung 100 weist
einen isolierenden Körper 103 auf,
bei dem an einer lateralen Flanke ein Anschlussstreifen 106 zum
Verbinden der Betätigungsvorrichtung 100 mit
einem elektrischen Versorgungsnetz vorgesehen ist. Der Anschlussstreifen 106 wird
auch zum Anlegen von geeigneten (Öffnungs- und Schließ-) Befehlssignalen, die
durch eine entfernte Steuervorrichtung (in den Fig. nicht gezeigt)
zugeführt
werden, an die Betätigungsvorrichtung 100 verwendet.
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Die
Betätigungsvorrichtung 100 ist
mit einer Stange 109 (oder einem anderen äquivalenten
Treiberelement) versehen, die in einer Stufe 110 angeordnet
ist, die in einer vorderen Wand des isolierenden Körpers 103 gebildet
ist. Das Treiberelement 109 ist schwenkbar an dem isolierenden
Körper 103 befestigt,
um in der Lage zu sein, sich um eine Achse 115 zu drehen,
die im Wesentlichen senkrecht zu dieser vorderen Wand ist. Eine
untere Oberfläche
des Treiberelements 109 ist mit einem longitudinalen Kanal 121 für eine Ineingriffnahme
eines Bedienbauglieds des Schaltungs unterbrechers (in der Fig. nicht gezeigt)
versehen. Wenn die Betätigungsvorrichtung 100 ein
Schließ-
oder Öffnungsbefehlssignal
empfängt,
wird das Treiberelement 109 durch einen geeigneten elektrischen
Motor (in der Fig. nicht gezeigt) gedreht; insbesondere bewegt sich
das Treiberelement 109 von einer Öffnungsstellung 109', die in durchgezogenen
Linien gezeigt ist, in eine Schließstellung 109'', die in gestrichelten Linien gezeigt
ist, oder umgekehrt, wobei die Bewegung desselben ferner eine Verschiebung
des Schaltungsunterbrecherbedienbauglieds bewirkt, um so den Schaltungsunterbrecher
zu schließen
oder zu öffnen.
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Die
Betätigungsvorrichtung 100 umfasst
ein Element 124 zum Sperren der Bewegung des Treiberelements 109,
das aus einem Körper 125 (beispielsweise
aus einem Kunststoff hergestellt) in der Form eines Parallelepipeds
besteht, der (wie es unten detailliert beschrieben ist) in eine
Betriebsrichtung 126 senkrecht zu der Drehachse 115 bewegbar ist.
Der Körper 125 ist
an der Stufe 110 befestigt, die in der vorderen Wand des
isolierenden Körpers 103 gebildet
ist, und weist eine Größe auf,
die im Wesentlichen die gleiche wie diese der Stufe 110 ist.
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Eine
zusätzliche
Stufe 127 ist mit Bezug auf die Stufe 110 senkrecht
an einer linken Seitenwand des isolierenden Körpers 103 gebildet.
Die Stufe 110 und die Stufe 127 sind voneinander
durch einen Flansch 128 getrennt, in dem ein Loch 129 (mit
Bezug auf die Betriebsrichtung 126 senkrecht) gebildet ist,
wobei das Loch ein Vorhängeschloss
(oder eine andere äquivalente
Verriegelungseinrichtung) aufnimmt, wie es unten detailliert beschrieben
ist. Ein Kanal 130 ist ebenfalls an einer linken Seitenwand des
Körpers 125 zum
Erleichtern eines Zugriffs auf dieses Loch 129 vorgesehen.
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Vorteilhafterweise
weist der Körper 125 mit Bezug
auf die Betriebsrichtung 126 eine Breite auf, die im Wesentlichen
gleich den Abmessungen eines Fingers ist, so dass das Sperrelement 124 einfacher gehandhabt
werden kann; vorzugs weise ist diese Breite größer als 1 cm, beispielsweise
zwischen 1 cm und 2 cm. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist eine obere Oberfläche
des Körpers 125 ferner
mit einer gerändelten
Zone 131 versehen, die Rillen senkrecht zu der Betriebsrichtung 126 aufweist, um
so ein Greifen des Sperrelements 124 zu verbessern.
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Eine
vordere Oberfläche
des Körpers 125 weist,
in derselben gebildet, eine im Wesentlichen eiförmige Ausnehmung 132 auf,
die das Treiberelement 109 teilweise häust; die Ausnehmung 132 weist eine
Breite auf, die größer als
der Abstand ist, der durch das Treiberelement entlang der Bahn desselben
zwischen der Schließstellung 109' und der Öffnungsstellung 109'' zurückgelegt wird.
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Eine
Zunge 133 erstreckt sich senkrecht von einer Seitenwand
der Ausnehmung 132 an dem linken Ende derselben. Die Zunge 133 weist
eine Höhe auf,
die geringer als die Differenz zwischen der Breite der Ausnehmung 132 und
dem Abstand ist, der durch die Bahn des Treiberelements 109 zurückgelegt
wird. Ein zusammenpassender Hohlraum 136 ist an einer linken
Seitenwand des Treiberelements 109 gebildet.
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Eine
innere Wand der Ausnehmung 132 ist mit einer Führung 139 für das Treiberelement 109 versehen,
die aus einer Vertiefung in der Form eines Kreisbogens mit dem Mittelpunkt
desselben an der Drehachse 115 besteht. Die Vertiefung 139 erstreckt sich
von einer unteren Kante der Ausnehmung 132 in der Nähe des rechten
Endes derselben bis zu dem Treiberelement 109 in der Öffnungsstellung 109'. Die hintere
Oberfläche
des Treiberelements 109 ist mit einer zusammenpassenden
Rille 142 in der Form eines Kreisbogens versehen, die während einer
Drehbewegung des Treiberelements 109 zwischen der Öffnungsstellung 109' und der Schließstellung 109'' an dem Vorsprung 139 gleitet.
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Eine
hintere Wand des Körpers 125 ist
ferner mit einem Hohlraum 145 versehen, der einen Mikroschalter 148 häust, der
von einer zugewandten Wand des isolierenden Körpers 103 vorsteht;
der Mikroschalter 148 umfasst einen Druckknopf, der außerhalb
des isolierenden Körpers 103 durch
eine geeignete Feder (in der Fig. nicht gezeigt) gedrückt wird.
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Wenn
das Sperrelement 124 in der Ruhestellung 124' positioniert
ist, die in der Fig. gezeigt ist, stört die Zunge 133 den
Hohlraum 136 nicht, so dass das Treiberelement 103 frei
ist, um sich um die Achse 115 zwischen der Öffnungsstellung 109' und der Schließstellung 109'' zu drehen, wobei das Treiberelement 109 teilweise
der Konfiguration der Seitenwand der Ausnehmung 132 folgt.
In dieser Situation ist bei der Betätigungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung das Loch 129 durch den Körper 125 blockiert,
um so ein Verriegeln des Sperrelements 124 in dieser Stellung
zu verhindern. Es ist zudem zu beachten, dass das Sperrelement 124 vorteilhafterweise
mit dem isolierenden Körper 103 ausgerichtet
ist, um so einer Bedienperson visuell einen korrekten Betriebszustand
anzugeben. Der Schalter 148 ist in dem Hohlraum 145 gehäust, um
so in einem offenen Zustand gehalten zu werden, der eine Energieversorgung
des Motors ermöglicht,
der das Treiberelement 109 betreibt.
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Wenn
das Sperrelement 124 zu der Rechten hin in eine Arbeitsstellung 124'' verschoben wird, wie es in 1b dargestellt
ist (die bereits in 1a gezeigten Elemente sind durch
die gleichen Bezugszeichen angegeben), wobei sich das Treiberelement 109 in
der Öffnungsstellung 109' befindet, gelangt
die Zunge 133 in dem Hohlraum 136 in Eingriff.
Bei dieser Bedingung ist das Treiberelement 109 in der Öffnungsstellung 109' verriegelt,
so dass der Schaltungsunterbrecher nicht geschlossen werden kann. Die
vorliegende Erfindung kann jedoch auch mit unterschiedlichen Systemen
zum Verhindern einer Bewegung des Treiberelements realisiert werden.
Es ist zu beachten, dass das Sperrelement 124 in der Arbeitsstellung
vorteilhafterweise von dem isolierenden Körper 103 vorsteht,
um so einer Bedienperson visuell die Fehlfunktionssituation anzugeben.
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Wenn
sich das Sperrelement 124 in der Arbeitsstellung 124'' befindet, gibt der Körper 125 einen Zugriff
auf das Loch 129 frei; ein Vorhängeschloss (in der Fig. nicht
gezeigt) kann deshalb in das Loch 129 eingebracht werden,
um das Sperrelement 124 so in dieser Stellung zu verriegeln.
Es ist zu beachten, dass der Kanal 130, der an diesem Körper 125 gebildet
ist, vorteilhafterweise einen Zugriff auf das Loch 129 ermöglicht,
bei einer reduzierten Bewegung des Sperrelements 124.
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In
der Arbeitsstellung 124'' befindet sich
der Hohlraum 145 ferner außer Eingriff von dem Mikroschalter 148,
der deshalb durch die hintere Wand des Sperrelements 124 geschlossen
ist, um eine Energieversorgung des Motors zu unterbrechen, der das Treiberelement 109 betreibt.
Dies verhindert vorteilhafterweise, dass irgendein störendes Befehlssignal den
Motor aktiviert, der durch ein Betreiben des Treiberelements 109,
das durch das Sperrelement 104 verriegelt ist, beschädigt werden
könnte.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1a betrachte
man nun eine Situation, bei der das Treiberelement 109 in
der Schließstellung 109'' positioniert ist. Bei dieser Bedingung
verhindert eine Eingriffnahme zwischen dem Vorsprung 139 und
der Rille 142 eine Verschiebung des Sperrelements 124 in
die Betriebsrichtung 126. Deshalb kann das Sperrelement 124 nicht
in die Arbeitsstellung (124'' in 1b)
verschoben werden, wobei ein unbeabsichtigtes Verriegeln des Treiberelements 109 in
der Schließstellung 109'' verhindert ist. Die vorliegende
Erfindung kann jedoch auch mit anderen äquivalenten Mechanismen zum
Verriegeln des Sperrelements realisiert werden.
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Das
Sperrelement, das oben beschrieben ist, ist besonders kompakt, zuverlässig und
wirksam. Zudem ist dasselbe extrem einfach und kann (beispielsweise
mittels eines Gießprozesses)
zu geringen Kosten in Masse produziert werden, so dass dasselbe
die endgültigen
Kosten der gesamten Betätigungsvorrichtung
nicht erhöht.
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Offensichtlich
kann die oben beschriebene Betätigungsvorrichtung
zahlreichen Modifikationen und Variationen unterliegen, die durch
einen Fachmann auf dem Gebiet ausgeführt werden, um mögliche und
spezifische Anforderungen zu erfüllen,
die jedoch alle innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung enthalten
sind, wie es durch die Ansprüche
unten definiert ist.