EP0317784B1 - Schaltknebel für elektrische Schaltgeräte - Google Patents

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EP0317784B1
EP0317784B1 EP88117911A EP88117911A EP0317784B1 EP 0317784 B1 EP0317784 B1 EP 0317784B1 EP 88117911 A EP88117911 A EP 88117911A EP 88117911 A EP88117911 A EP 88117911A EP 0317784 B1 EP0317784 B1 EP 0317784B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch actuator
lever arm
casing
arm
lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88117911A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0317784A1 (de
Inventor
Michael Pabst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lindner Fabrik Elektrischer Lampen und Apparate GmbH
Original Assignee
Lindner Fabrik Elektrischer Lampen und Apparate GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lindner Fabrik Elektrischer Lampen und Apparate GmbH filed Critical Lindner Fabrik Elektrischer Lampen und Apparate GmbH
Priority to AT88117911T priority Critical patent/ATE76534T1/de
Publication of EP0317784A1 publication Critical patent/EP0317784A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0317784B1 publication Critical patent/EP0317784B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/04—Levers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/54—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts
    • H01H3/58—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts using friction, toothed, or other mechanical clutch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/10—Adaptation for built-in fuses
    • H01H9/104—Adaptation for built-in fuses with interlocking mechanism between switch and fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H2003/0286—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch having a weak point breaking or uncoupling on abnormal external force

Definitions

  • the invention relates to a shift knob with the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such a switch toggle is known for example from DE-PS 34 45 285. It has the shape of a two-armed lever with an outer and inner lever arm. The outer lever arm carries an operating handle. The lever arm inside the housing is connected to a drive element for the switching mechanism of the switch and is provided with a bearing part for the pivotable mounting of the switching knob.
  • a special feature of the switching knob according to the aforementioned prior art is a between Actuating handle and housing-internal lever arm arranged, spring-loaded joint, with which a violent closure of the switch toggle locked in the off position is prevented.
  • the joint comes into action.
  • the handle can be pivoted against the spring action in the switch-on direction without the lock being forcibly released and the switching mechanism being actuated.
  • the design of the spring loading of the joint in the opening direction represents a limit force lock, since the joint is locked with the preload force of the spring.
  • This limit force is set in such a way that it is greater than the maximum actuation force on the lever arm on the housing which is necessary for actuating the switching mechanism in the unlocked state.
  • the activation of the handle is thus transmitted without delay to the lever arm inside the housing and further to the rear derailleur.
  • the limit force is, however, less than the holding force acting on the lever arm inside the housing in the switched-off position, which is given by the stability of the locking and switching mechanism.
  • the shift knob consists of at least two articulated individual parts, the hinge axis and the Feather. The associated assembly and manufacturing effort is obvious.
  • the invention is based on creating a switch toggle of the type mentioned at the outset, which can be produced with less manufacturing effort.
  • the limit force locking mechanism is designed as a locking mechanism arranged at a distance from the hinge axis between the outer and inner lever arms.
  • This locking mechanism replaces the spring in the shift knobs according to the prior art. If the shift knob is not locked, the joint between the actuating handle and the lever arm inside the housing remains inactive due to the locking mechanism, so the actuating force on the handle is transmitted without delay to the lever arm inside the shift knob. However, if this is locked in the off position and an attempt is nevertheless made to close the shift knob, the locking mechanism is released as soon as the operating force acting on the operating handle exceeds the limit force of the locking mechanism.
  • the actuating handle and the outer lever arm pivot relative to the inner lever arm around the joint in the switch-off direction, without this movement being transmitted to the inner lever arm and the switching mechanism of the switching device.
  • the two lever arms of the shift knob are formed as separate components. However, they engage with one another in the manner of a hinge joint with their bearing ends facing one another, the hinge joint axis being formed by the pivot bearing axis of the shift knob itself according to claim 3.
  • This therefore fulfills a double function, since it forms the swivel axis for the shift knob with lever arms locked against each other, but also the hinge axis for pivoting the actuating handle and the outer lever arm relative to the lever arm inside the housing when the shift knob is locked.
  • a drastic manufacturing and assembly simplification for the switching knob can be achieved by its design according to the characterizing feature of claim 4.
  • the switch toggle is formed in one piece, its hinge being formed as a film hinge between the outer and inner lever arm.
  • the shift knob according to the invention in this embodiment can be made, for example, from a corresponding plastic material as an extruded profile part with the longitudinal section of the shift knob corresponding to the profile cross section. To produce each individual toggle, the profile only needs to be cut to the desired width of the toggle. Further assembly steps for assembling the shift knob are no longer necessary.
  • the articulated movement made possible by the film hinge between the two lever arms is very smoothly possible. This also means that the film hinge as a predetermined bending point has no influence on the limiting force of the locking mechanism.
  • the dimensioning of the locking mechanism and the choice of materials mean that the latter can be set very precisely during manufacture and kept within the narrowest tolerances.
  • Claim 6 indicates an advantageous embodiment of the locking mechanism between the bearing part and the outer lever arm.
  • the arrangement of the locking lug on a locking projection and its defined rebound behavior achieve an extremely precise adjustment of the limiting force of the locking mechanism.
  • the locking mechanism and in particular its locking lug are only slightly deformed, which results in low wear and a long service life.
  • the approximately L-shaped design of the actuating handle together with the outer lever arm and the arrangement of the joint and the locking mechanism characterized in more detail in claim 7 bring structural advantages with it.
  • the pivoting force acting on the actuating handle is broken down into sub-components when the switching knob is locked, so that the main component in the apex area - that is to say at the inner end of the actuating handle - is transmitted to the locking mechanism parallel to the direction in which it is triggered. This results in a flawless triggering.
  • the design of the shift knob according to claim 8 increases the stability and robustness of the shift knob in its normal locking position. Due to the form-fitting system on the inside of the outer lever arm on the outer circumferential surface of the bearing part results in a mutual support effect, which has a stabilizing effect on the shift knob. This does not affect the triggering properties, since the two adjacent surfaces are swung apart.
  • the engagement recess for the locking recess of the locking mechanism is continuously widened in the direction of its opening. This makes it easier to reinsert the latching lug or the latching projection into the latching or engagement recess after the release, since the engagement recess acts like a funnel for the latching projection.
  • the actuating handle In normal operation, that is to say when the locking mechanism is in the locked position, the actuating handle is supported at its fastening end by a support projection which projects radially outward from the locking projection of the bearing part in the switch-off direction (claim 11). This turns the actuator handle when it is switched off effective force is transferred to the lever arm inside the housing and the locking mechanism is relieved.
  • the support projection has a further function. This is because it is supported with its side facing away from the actuating handle in the switched-off position of the switching knob on the device housing. This thus forms a stop for the movement of the lever arm inside the housing in the switch-off direction. After the locking mechanism has been released by incorrect operation, the lever arm inside the housing is thus fixed relative to the lever arm when the actuating handle and the housing lever arm are returned, thus ensuring that the locking lever can be properly re-engaged.
  • multi-pole switching devices are often modular, ie they are composed of identical single-pole switching devices. Between these single-pole switching devices are housing walls, which also carry the bearings for the respective switching knob. The latter are connected outside the housing by a one-piece, cross-pole operating handle. Now, with a single-pole blocking of a multi-pole switching device, there is a risk that a non-locked pole can be brought into the switch-on position by means of the cross-pole actuating handle.
  • the shift lever is formed from a more or less elastic material and in particular also torsionally elastic.
  • An embodiment according to claims 15 and 16 is structurally particularly simple, since the cross strut is integrally formed on the lever arms inside the housing and also uses the space in the area of the externally arranged locking mechanism. Since the latching and, in particular, the support projections of the switching toggles project outwards (see claim 10) and thus protrude beyond the housing outline, these parts are particularly suitable for forming the cross strut. Due to the approximately L-shaped cross section, the cross struts designed in this way are additionally stiffened, as a result of which a very torsionally stable connection is established between the lever arms inside the housing of the individual switch poles.
  • the switching knob (1) can be used, for example, in a safety switch, not shown, as is known from DE-PS 34 45 285 and DE-GM 86 11 082. It is functionally constructed in the manner of a two-armed lever, the outer lever arm (2) carrying the actuating handle (3). Both components together are approximately L-shaped, the actuating handle (3) forming the L vertical leg and the outer lever arm (2) forming the L horizontal leg.
  • the lever arm (4) inside the housing has on its side facing away from the actuating handle (3) a groove (5) in which, for example, a pressure tappet (not shown) rests with one end.
  • the pressure plunger is the drive element for the contact bridge of the fuse switch.
  • the lever arm (4) inside the housing is additionally provided with an approximately cylindrical bearing part (9), through the bearing eye (10) of which the bearing shaft (not shown) in the housing of the safety switch engages.
  • the shift knob (1) is formed in one piece.
  • the outer (2) and inner lever arm (4) are articulated to each other via a lateral film hinge (11).
  • the hinge axis is parallel to the swivel axis (S) of the shift knob (1).
  • the limit force locking mechanism between the actuating handle (3) and the lever arm (4) inside the housing is formed by the locking mechanism (12) on the side radially opposite the film hinge (11).
  • the locking mechanism (12) consists of a locking recess (13) which is open towards the lever arm (4) inside the housing in the apex area between the lever arm (2) and the operating handle (3) and a locking lug (15) on the lever arm (4) inside the housing.
  • the locking recess (13) is approximately triangular in longitudinal section and points with its tip approximately radially in the direction of the pivot axis of the switching knob (1).
  • the engagement opening (14) of the locking recess (13) for the locking lug (15) of the locking mechanism (12) widens outwards - that is, in the direction of the lever arm (4) inside the housing - continuously.
  • the locking lug (15) itself is arranged at the free end of a locking projection (16) running approximately tangentially parallel to the circumference of the bearing part (9).
  • the locking lug (15) and the locking recess (13) correspond in their shape, so that in the locking position shown in FIG. 1 the two parts lie in a form-fitting manner.
  • locking recesses (13) and locking lug (15) are triangular.
  • the tip angle ( ⁇ ) is obtuse-angled, but can also have a right-angled or acute-angled configuration. Its angular amount, together with the elastic properties of the locking projection (16), determines the limiting force of the locking mechanism (12).
  • the actuating handle (3) is in the locking position of the locking mechanism (12) shown in FIG. 1 at its inner fastening end (20) by a support projection (21) projecting radially outward from the locking projection (16) in the switch-off direction - that is, counter to the switch-on direction (8 ) - supported.
  • the entire shift toggle acts as a single component. If the actuating handle (3) is pivoted, this movement is transmitted without delay to the lever arm inside the housing (4) and the switch mechanism of the safety switch connected to it is actuated. If the switch toggle (1) is blocked in its switch-off position by locking the lever arm (4) inside the housing by means of the locking lamella (6) and an attempt is nevertheless made to move the switch toggle (1) to its switch-on position, the locking mechanism (12) is released as soon as the force acting on the actuating handle (3) exceeds the limit force of the locking mechanism (12). The locking lug (15) springs with the locking projection (16) radially outwards into the free space (25) and slides out of the locking recess (13). The film hinge (11) acts as a joint, so that the actuating handle (3) can be pivoted in the switch-on direction (8) without any harmful influences would act on the locking between the locking slat (6) and the housing-internal lever arm (4).
  • the locking mechanism (12) can be closed again by pivoting the actuating handle (3) counter to the switch-on direction (8), as a result of which the switch toggle assumes the locking position shown in FIG. 1.
  • the support projection (21) is supported on the device housing (23). Its silhouette is indicated in the figures by dashed lines.
  • a switching knob (1 ') is shown, which is intended for a multi-pole switching device. Essentially, this switching knob (1 ') matches the single-pole switching knob (1) shown in Figs. 1 and 2. Corresponding parts are provided with the same reference numerals; for a description, reference is made to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2. In the following only the essential differences will be discussed.
  • the actuating handle (3 ') overlaps all switch poles and is integrally connected to the outer lever arms (2).
  • the lever arms (4) inside the housing are coupled by an integrally formed cross strut (22) which runs in its longitudinal direction parallel to the pivot axis (S) of the switching devices.
  • the cross strut (22) is formed by the support projections (21) formed across the poles and by an integrally molded attachment (24) on the latching projections (16) of the lever arms (4) inside the housing. It is approximately L-shaped in cross-section, so it has a high stability against lateral deflection.
  • the cross strut (22) is indicated in Fig. 3 by the close hatching.

Landscapes

  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Control Devices For Change-Speed Gearing (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaltknebel mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
  • Ein derartiger Schaltknebel ist beispielsweise aus DE-PS 34 45 285 bekannt. Er weist die Form eines zweiarmigen Hebels mit einem gehäuseäußeren und -inneren Hebelarm auf. Der gehäuseäußere Hebelarm trägt eine Betätigungshandhabe. Der gehäuseinnere Hebelarm ist mit einem Antriebselement für das Schaltwerk des Schalters verbunden und mit einem Lagerteil zur schwenkbaren Lagerung des Schaltknebels versehen.
  • Elektrische Schaltgeräte und insbesondere Sicherungs-, Überstromschutzschalter o.dgl. weisen oft einen Verriegelungsmechanismus auf, der den Schaltknebel bzw. dessen gehäuseinneren Hebelarm in Ausschaltstellung verriegelt. Bei dem Sicherungsschalter gemäß der obengenannten Patentschrift beispielsweise ist ein Verriegeln des Schaltknebels in Ausschaltstellung sicherheitstechnisch notwendig, um ein Wiedereinschalten des Sicherungsschalters bei herausgenommenem Sicherungseinsatz zu verhindern. In diesem Falle würde nämlich die offen im Sicherungsschacht liegende Fußschiene des Sicherungsschalters am Versorgungsstromnetz anliegen.
  • Eine Besonderheit des Schaltknebels nach dem vorgenannten Stand der Technik stellt ein zwischen Betätigungshandhabe und gehäuseinnerem Hebelarm angeordnetes, federbelastetes Gelenk dar, mit dem eine gewaltsame Schließung des in Ausschaltstellung verriegelten Schaltknebels verhindert wird. Bei der Einschaltbetätigung der Handhabe tritt nämlich das Gelenk in Aktion. Die Handhabe kann entgegen der Federbeaufschlagung in Einschaltrichtung verschwenkt werden, ohne daß die Verriegelung gewaltsam aufgehoben und der Schaltmechanismus betätigt wird.
  • Die Federbeaufschlagung des Gelenks in Ausschaltrichtung stellt vom konstruktiven Prinzip her ein Grenzkraftgesperre dar, da das Gelenk mit der Vorspannkraft der Feder gesperrt ist. Diese Grenzkraft ist so eingestellt, daß sie größer ist als die maximal zur Einschaltbetätigung des Schaltwerkes in nicht verriegeltem Zustand notwendige Betätigungskraft am gehäuseäußeren Hebelarm. Die Einschaltbetätigung der Handhabe wird also verzögerungslos auf den gehäuseinneren Hebelarm und weiter auf das Schaltwerk übertragen. Die Grenzkraft ist jedoch geringer als die in Ausschaltstellung auf den gehäuseinneren Hebelarm wirkende Haltekraft, die durch die Standfestigkeit der Verriegelungs- und Schaltwerkmechanik gegeben ist. Wird somit bei verriegeltem Schaltknebel auf die Betätigungshandhabe eine Kraft ausgeübt, die die Grenzkraft - die Vorspannkraft der Feder also - übersteigt, so knickt das Gelenk ein und die Verriegelung wird lediglich mit der Grenzkraft belastet. Eine gewaltsame Zerstörung der Verriegelung und das Schließen des Schalters ist somit ausgeschlossen.
  • Nachteilig bei den Schaltknebeln nach dem Stande der Technik ist der hohe konstruktive Aufwand zur Verwirklichung des Grenzkraftgesperres. Der Schaltknebel besteht nämlich mindestens aus zwei gelenkig verbundenen Einzelteilen, der Gelenkachse und der Feder. Der damit verbundene Montage- und Herstellungsaufwand ist offensichtlich.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung zugrunde, einen Schaltknebel der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit geringerem Herstellungsaufwand zu fertigen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Demnach ist das Grenzkraftgesperre als von der Gelenkachse beabstandet angeordnetes Rastgesperre zwischen dem gehäuseäußeren und gehäuseinneren Hebelarm ausgebildet.
  • Dieses Rastgesperre ersetzt die Feder bei den Schaltknebeln nach dem Stande der Technik. Ist der Schaltknebel nicht verriegelt, so bleibt das Gelenk zwischen der Betätigungshandhabe und dem gehäuseinneren Hebelarm durch das Rastgesperre inaktiv, die Betätigungskraft an der Handhabe wird also verzögerungslos auf den gehäuseinneren Hebelarm des Schaltknebels übertragen. Ist dieser jedoch in Ausschaltstellung verriegelt, und es wird trotzdem versucht, den Schaltknebel zu schließen, so löst sich das Rastgesperre, sobald die an der Betätigungshandhabe angreifende Betätigungskraft die Grenzkraft des Rastgesperres übersteigt. Die Betätigungshandhabe und der gehäuseäußere Hebelarm schwenken gegenüber dem gehäuseinneren Hebelarm um das Gelenk in Ausschaltrichtung, ohne daß diese Bewegung auf den gehäuseinneren Hebelarm und das Schaltwerk des Schaltgerätes übertragen wird.
  • Die beiden Hebelarme des Schaltknebels und das sie verbindende Gelenk kann analog dem Gegenstand der obengenannten Patentschrift aufgebaut sein. Es sind jedoch weitere konstruktive Vereinfachungen realisierbar, wie sie insbesondere in den Ansprüchen 2-4 näher gekennzeichnet sind.
  • Nach Anspruch 2 sind die beiden Hebelarme des Schaltknebels als getrennte Bauteile ausgebildet. Sie greifen jedoch mit ihren einander zugewandten Lagerenden scharniergelenkartig ineinander, wobei nach Anspruch 3 die Scharniergelenkachse von der Schwenklagerachse des Schaltknebels selbst gebildet ist. Diese erfüllt damit eine Doppelfunktion, da sie zum einen die Schwenkachse für den Schaltknebel mit gegeneinander verrasteten Hebelarmen, zum anderen aber auch die Gelenkachse für die Verschwenkung der Betätigungshandhabe und des gehäuseäußeren Hebelarmes gegenüber dem gehäuseinneren Hebelarm bei verriegeltem Schaltknebel bildet.
  • Eine drastische Fertigungs- und Montagevereinfachung für den Schaltknebel ist durch dessen Ausgestaltung gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 4 erzielbar. Demnach ist der Schaltknebel einstückig ausgebildet, wobei sein Gelenk als Filmscharnier zwischen dem gehäuseäußeren und -inneren Hebelarm gebildet ist. Der erfindungsgemäße Schaltknebel in dieser Ausführungsform kann beispielsweise aus einem entsprechenden Kunststoffmaterial als stranggepreßtes Profilteil mit dem Längsschnitt des Schaltknebels entsprechend dem Profilquerschnitt gefertigt werden. Zur Herstellung jedes einzelnen Schaltknebels braucht das Profil lediglich entsprechend der gewünschten Breite des Schaltknebels abgelängt zu werden. Weitere Montageschritte zum Zusammenbau des Schaltknebels sind nicht mehr notwendig. Darüber hinaus ist die durch das Filmscharnier ermöglichte Gelenkbewegung zwischen den beiden Hebelarmen sehr leichtgängig möglich. Dies bedeutet auch, daß das Filmscharnier als Sollbiegestelle keinen Einfluß auf die Grenzkraft des Rastgesperres ausübt. Letztere kann also durch die Dimensionierung des Gesperres und die Wahl der Materialien bereits bei der Herstellung sehr genau eingestellt und innerhalb engster Toleranzen gehalten werden.
  • Durch die radial gegenüberliegende Anordnung von Rastgesperre und Filmscharnier beiderseits des etwa walzenförmigen Lagerteils des Schaltknebels (Anspruch 5) wird ein besonders langer Hebelarm für die Sperrkraft des Rastgesperres wirksam. Dies bedeutet, daß bei einer festgelegten Grenzkraft die Verrastung geringer dimensioniert werden kann. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Kompaktheit des Rastgesperres und damit des Schaltknebels aus.
  • Anspruch 6 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausgestaltung des Rastgesperres zwischen Lagerteil und gehäuseäußerem Hebelarm. Insbesondere wird durch die Anordnung der Rastnase an einem Rastvorsprung und dessen definiertem Ausfederverhalten eine äußerst genaue Einstellung der Grenzkraft des Rastgesperres erzielt. Zudem wird durch die Ausfederung des Rastvorsprunges das Rastgesperre und insbesondere seine Rastnase nur wenig deformiert, was geringen Verschleiß und hohe Lebensdauer mit sich bringt.
  • Die etwa L-förmige Ausbildung der Betätigungshandhabe gemeinsam mit dem gehäuseäußeren Hebelarm und die im Anspruch 7 näher gekennzeichnete Anordnung des Gelenks und des Rastgesperres bringen konstruktive Vorteile mit sich. Die an der Betätigungshandhabe angreifende Schwenkkraft wird bei verriegeltem Schaltknebel so in Teilkomponenten zerlegt, daß die Hauptkomponente im Scheitelbereich - also am Innenende der Betätigungshandhabe - parallel zur Auslöserichtung des Rastgesperres auf dieses übertragen wird. Damit ergibt sich eine einwandfreie Auslösung.
  • Durch die Ausgestaltung des Schaltknebels nach Anspruch 8 wird die Stabilität und Robustheit des Schaltknebels in seiner normalen Verraststellung erhöht. Durch die formschlüssige Anlage der Innenseite des gehäuseäußeren Hebelarmes an die Außenumfangsfläche des Lagerteiles ergibt sich ein gegenseitiger Abstützeffekt, der sich stabilisierend auf den Schaltknebel auswirkt. Die Auslöseeigenschaften werden davon nicht berührt, da dabei die beiden aneinanderliegenden Flächen auseinandergeschwenkt werden.
  • Bedienungs- und sicherheitstechnische Vorteile werden durch die in Anspruch 9 angegebenen Maßnahmen erzielt. Dem Ausrasten des Rastgesperres geht nämlich immer eine Fehlbedienung voraus. Beispielsweise ist bei einem Sicherungsschalter der Schmelzsicherungseinsatz nicht oder nicht stark genug in den Sicherungsschacht eingedreht. Hinweise auf eine Fehlbedienung sind erst notwendig, wenn diese wirklich stattgefunden hat. Demnach ist es besonders geschickt, solche Bedienungs-, Fehler- oder Warnhinweise auf der Außenumfangsfläche des Lagerteiles des Schaltknebelsl anzubringen, die erst nach dem Ausrasten des Rastgesperres und dem Verschwenken des gehäuseäußeren Hebelarmes gegenüber dem Lagerteil von außen einsehbar ist.
  • Nach Anspruch 10 ist die Eingriffsausnehmung für die Rastausnehmung des Rastgesperres in Richtung ihrer Öffnung kontinuierlich verbreitert. Damit wird ein Wiedereinführen der Rastnase bzw. des Rastvorsprunges in die Rast- bzw. Eingriffsausnehmung nach der Auslösung erleichtert, da die Eingriffsausnehmung wie ein Trichter für den Rastvorsprung wirkt.
  • Im Normalbetrieb, also bei Verraststellung des Rastgesperres, ist die Betätigungshandhabe an ihrem Befestigungsende durch einen radial vom Rastvorsprung des Lagerteils nach außen abstehenden Stützvorsprung in Ausschaltrichtung abgestützt (Anspruch 11). Damit wird die beim Ausschalten auf die Betätigungshandhabe wirkende Kraft einwandfrei auf den gehäuseinneren Hebelarm übertragen und das Rastgesperre entlastet.
  • Nach Anspruch 12 hat der Stützvorsprung eine weitere Funktion. Er stützt sich nämlich mit seiner der Betätigungshandhabe abgewandten Seite in Ausschaltstellung des Schaltknebels auf dem Gerätegehäuse ab. Dieser bildet somit einen Anschlag für die Bewegung des gehäuseinneren Hebelarmes in Ausschaltrichtung. Nach dem Lösen des Rastgesperres durch eine Fehlbedienung wird somit der gehäuseinnere Hebelarm beim Zurückführen der Betätigungshandhabe und des gehäuseäußeren Hebelarmes gegenüber diesem festgelegt, womit ein einwandfreies Wiedereinrasten des Rastgesperrres gewährleistet ist.
  • Durch die Ausgestaltung des Filmscharniers nach Anspruch 13 wird dessen Lebensdauer beträchtlich erhöht. Filmscharniere neigen nämlich nach häufiger Beanspruchung zu lokalen Materialermüdungen und beispielsweise Rissbildung. Diese können sich durch die Längsperforation nicht längs des gesamten Filmscharniers fortsetzen.
  • In den Ansprüchen 14-16 sind vorteilhafte Weiterbildungen eines Schaltknebels für mehrpolige elektrische Schaltgeräte mit einer polübergreifenden Betätigungshandhabe angegeben. Mehrpolige Schaltgeräte werden aus wirtschaftlichen Gründen oft modular aufgebaut, d.h. sie sind aus identischen einpoligen Schaltgeräten zusammengesetzt. Zwischen diesen einpoligen Schaltgeräten liegen Gehäusewandungen, die auch die Lager für die jeweiligen Schaltknebel tragen. Letztere sind außerhalb des Gehäuses durch eine einstückige, polübergreifende Betätigungshandhabe verbunden. Nun besteht bei einer einpoligen Sperrung eines mehrpoligen Schaltgerätes die Gefahr, daß mittels der polübergreifenden Betätigungshandhabe ein nicht gesperrter Pol in Einschaltposition verbracht werden kann. Aus Funktionsgründen ist der Schalthebel nämlich aus einem mehr oder weniger elastischen Material geformt und insbesondere auch torsionselastisch.
  • Diese Gefahr wird durch eine Ausgestaltung des Schaltknebels nach Anspruch 14 vermieden. Durch eine polübergreifende Querstrebe zur Verbindung der gehäuseinneren Hebelarme der Schaltknebel sind bei Sperrung eines Poles auch die restlichen Schalterpole zuverlässig blockiert.
  • Eine Ausgestaltung nach den Ansprüchen 15 bzw. 16 ist konstruktiv besonders einfach, da die Querstrebe zum einen einstückig an die gehäuseinneren Hebelarme angeformt ist, zum anderen den Raum im Bereich des extern angeordneten Rastgesperres nützt. Da die Rast-und insbesondere die Stützvorsprünge der Schaltknebel nach außen (siehe Anspruch 10) und damit über die Gehäuseumrisse abstehen, sind diese Teile besonders geeignet, die Querstrebe zu bilden. Durch den etwa L-förmigen Querschnitt sind die derart ausgebildeten Querstreben zusätzlich versteift, wodurch eine sehr torsionsstabile Verbindung zwischen den gehäuseinneren Hebelarmen der einzelnen Schalterpole zustandekommt.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in den beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines Schaltknebels mit verrastetem Rastgesperre,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht in ausgelöster Stellung des Rastgesperres und
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines Schaltknebels für mehrpolige Schaltgeräte mit verrastetem Rastgesperre.
  • Der erfindungsgemäße Schaltknebel (1) kann beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Sicherungsschalter verwendet werden, wie er aus DE-PS 34 45 285 bzw. DE-GM 86 11 082 bekannt ist. Er ist funktional nach Art eines zweiarmigen Hebels aufgebaut, wobei der gehäuseäußere Hebelarm (2) die Betätigungshandhabe (3) trägt. Beide Bauteile sind gemeinsam etwa L-förmig, wobei die Betätigungshandhabe (3) den L-Vertikalschenkel und der gehäuseäußere Hebelarm (2) den L-Horizontalschenkel bilden. Der gehäuseinnere Hebelarm (4) weist auf seiner der Betätigungshandhabe (3) abgewandten Seite eine Nut (5) auf, in der beispielsweise ein (nicht dargestellter) Druckstößel mit seinem einen Ende einliegt. Der Druckstößel ist das Antriebselement für die Kontaktbrücke des Sicherungsschalters.
  • Eine entsprechende Konstruktion ist in DE-GM 86 11 082 offenbart. Wird der mit dem erfindungsgemäßen Schaltknebel (1) versehene Sicherungsschalter geöffnet und der Schmelzsicherungseinsatz herausgenommen, so verschwenkt die unter Federbeaufschlagung stehende Fußschiene des Sicherungsschachtes. Durch diese Schwenkbewegung wird eine Riegellamelle (6) vor den in Einschaltrichtung (8) weisenden Stirnrand (7) der Nut (5) geschwenkt, sodaß der gehäuseinnere Hebelarm (4) und somit der Schaltknebel (1) in Ausschaltstellung verriegelt sind (Fig. 2).
  • Der gehäuseinnere Hebelarm (4) ist zusätzlich mit einem etwa walzenförmigen Lagerteil (9) versehen, durch dessen Lagerauge (10) die im Gehäuse des Sicherungsschalters gegengelagerte Lagerachse (nicht dargestellt) greift.
  • Der erfindungsgemäße Schaltknebel (1) ist einstückig ausgebildet. Gehäuseäußerer (2) und gehäuseinnerer Hebelarm (4) sind über ein seitliches Filmscharnier (11) gelenkig miteinander verbunden. Die Gelenkachse liegt parallel zur Schwenkachse (S) des Schaltknebels (1). Das Grenzkraftgesperre zwischen der Betätigungshandhabe (3) und dem gehäuseinneren Hebelarm (4) ist durch das Rastgesperre (12) auf der dem Filmscharnier (11) radial gegenüberliegenden Seite gebildet. Das Rastgesperre (12) besteht aus einer zum gehäuseinneren Hebelarm (4) hin offenen Rastausnehmung (13) im Scheitelbereich zwischen gehäuseäußerem Hebelarm (2) und Betätigungshandhabe (3) und einer Rastnase (15) am gehäuseinneren Hebelarm (4). Die Rastausnehmung (13) ist im Längsschnitt etwa dreiecksförmig ausgebildet und weist mit ihrer Spitze etwa radial in Richtung zur Schwenkachse des Schaltknebels (1). Die Eingriffsöffnung (14) der Rastausnehmung (13) für die Rastnase (15) des Rastgesperres (12) verbreitert sich nach außen - also in Richtung zum gehäuseinneren Hebelarm (4) - kontinuierlich. Die Rastnase (15) selbst ist am Freiende eines etwa tangentenparallel zum Umfang des Lagerteils (9) verlaufenden Rastvorsprungs (16) angeordnet. Rastnase (15) und Rastausnehmung (13) entsprechen in ihrer Form, sodaß in der in Fig. 1 gezeigten Verraststellung beide Teile formschlüssig ineinander liegen. In der Seitenansicht sind Rastausnehmungen (13) und Rastnase (15) dreieckförmig ausgebildet. Der Spitzenwinkel (α) ist stumpfwinklig, kann jedoch auch recht- oder spitzwinklig ausgebildet sein. Sein Winkelbetrag bestimmt zusammen mit den Elastizitätseigenschaften des Rastvorsprunges (16) die Grenzkraft des Rastgesperres (12).
  • In Verraststellung liegt die dem Lagerteil (9) zugewandte Innenseite (17) des gehäuseäußeren Hebelarmes (2) formschlüssig an der gegenüberliegenden Außenumfangsfläche (18) des Lagerteiles (9) an. Auf dieser Außenumfangsfläche (18) des Lagerteils (9) können Bedienungs-, Warn- oder Fehlerhinweise angebracht werden, die bei ausgerasteter Stellung des Schaltknebels von außen sichtbar sind. Um eine ausreichende Biegelänge für das Filmscharnier (11) zur Verfügung zu stellen, ist seitlich davon zwischen dem gehäuseäußeren (2), dem gehäuseinneren Hebelarm (4) und dem Lagerteil (9) ein Hohlraum (19) gebildet.
  • Die Betätigungshandhabe (3) ist in der in Fig. 1 gezeigten Verraststellung des Rastgesperres (12) an ihrem inneren Befestigungsende (20) durch einen radial vom Rastvorsprung (16) nach außen abstehenden Stützvorsprung (21) in Ausschaltrichtung - also entgegen der Einschaltrichtung (8) - abgestützt.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Verraststellung wirkt der gesamte Schaltknebel als einheitliches Bauteil. Wird die Betätigungshandhabe (3) verschwenkt, wird diese Bewegung verzögerungsfrei auf den gehäuseinneren Hebelarm (4) übertragen und das mit diesem verbundene Schaltwerk des Sicherungsschalters betätigt. Ist der Schaltknebel (1) durch Verriegelung des gehäuseinneren Hebelarmes (4) mittels der Riegellamelle (6) in seiner Ausschaltstellung bewegungsblockiert und es wird trotzdem versucht, den Schaltknebel (1) in seine Einschaltstellung überzuführen, so wird das Rastgesperre (12) gelöst, sobald die an der Betätigungshandhabe (3) angreifende Kraft die Grenzkraft des Rastgesperres (12) übertrifft. Die Rastnase (15) federt dabei mit dem Rastvorsprung (16) radial nach außen in den Freiraum (25) und gleitet aus der Rastausnehmung (13) heraus. Das Filmscharnier (11) wirkt als Gelenk, sodaß die Betätigungshandhabe (3) in Einschaltrichtung (8) verschwenkt werden kann, ohne daß schädliche Einflüsse auf die Verriegelung zwischen der Riegellamelle (6) und dem gehäuseinneren Hebelarm (4) wirksam würden.
  • Durch Verschwenken der Betätigungshandhabe (3) entgegen der Einschaltrichtung (8) kann das Rastgesperre (12) wieder geschlossen werden, wodurch der Schaltknebel wieder die in Fig. 1 gezeigte Verraststellung einnimmt. Dabei stützt sich der Stützvorsprung (21) auf dem Gerätegehäuse (23) ab. Dessen Silhouette ist in den Figuren durch strichlierte Linien angedeutet.
  • In Fig. 3 ist ein Schaltknebel (1′) gezeigt, der für ein mehrpoliges Schaltgerät bestimmt ist. Im wesentlichen stimmt dieser Schaltknebel (1′) mit dem in Fig. 1 und 2 gezeigten einpoligen Schaltknebel (1) überein. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, zur Beschreibung wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 verwiesen. Im folgenden wird nur auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen. Wie durch eine breite Schraffur angedeutet wird, übergreift die Betätigungshandhabe (3′) sämtliche Schalterpole und ist einstückig mit den gehäuseäußeren Hebelarmen (2) verbunden. Die gehäuseinneren Hebelarme (4) sind durch eine einstückig angeformte Querstrebe (22) gekoppelt, die in ihrer Längsrichtung parallel zur Schwenkachse (S) der Schaltgeräte verläuft. Die Querstrebe (22) ist von den polübergreifend ausgebildeten Stützvorsprüngen (21) und durch einen einstückig angeformten polübergreifenden Aufsatz (24) auf den Rastvorsprüngen (16) der gehäuseinneren Hebelarme (4) gebildet. Sie ist im Querschnitt etwa L-förmig, weist also eine hohe Stabilität gegen eine seitliche Ausbiegung auf. Die Querstrebe (22) ist in Fig. 3 durch die enge Schraffur angedeutet.
  • Wird ein gehäuseinnerer Hebelarm (4) durch die Riegellamelle (6) bewegungsblockiert, so sind durch die Querstrebe (22) auch zuverlässig alle gehäuseinneren Hebelarme der danebenliegenden Schalterpole blockiert. Bei einer Betätigung der durchgehenden Betätigungshandhabe (3′) rasten sämtliche Rastgesperre (12) zwischen den gehäuseäußeren (2) und gehäuseinneren Hebelarmen (4) des Schaltknebels (1′) aus.
    • Bezugszeichen:
    • 1,1′
    Schaltknebel
    2
    gehäuseäußerer Hebelarm
    3,3′
    Betätigungshandhabe
    4
    gehäuseinnerer Hebelarm
    5
    Nut
    6
    Riegellamelle
    7
    Stirnrand
    8
    Einschaltrichtung
    9
    Lagerteil
    10
    Lagerauge
    11
    Filmscharnier
    12
    Rastgesperre
    13
    Rastausnehmung
    14
    Eingriffsausnehmung
    15
    Rastnase
    16
    Rastvorsprung
    17
    Innenseite
    18
    Außenumfangsfläche
    19
    Hohlraum
    20
    Befestigungsende
    21
    Stützvorsprung
    22
    Querstrebe
    23
    Gerätegehäuse
    24
    Aufsatz
    25
    Freiraum
    S
    Schwenkachse
    α
    Spitzenwinkel

Claims (16)

  1. Schaltknebel für elektrische Schaltgeräte in Form eines zweiarmigen Hebels mit
    - einem gehäuseäußeren Hebelarm (2), der eine Betätigungshandhabe (3) trägt,
    - einem gehäuseinneren Hebelarm (4), der
    - mit einem Antriebselement für das Schaltwerk verbunden,
    - in Ausschaltstellung des Schaltknebels (1) verriegelbar und
    - mit einem Lagerteil (9) zur schwenkbaren Lagerung des Schaltknebels (1) versehen ist sowie
    - einem zwischen Betätigungshandhabe (3) und gehäuseinnerem Hebelarm (4) angeordneten Gelenk (11),
    - dessen Gelenkachse parallel zur Schwenkachse (S) des Schaltknebels (1) angeordnet ist und
    - das durch ein Grenzkraftgesperre in Einschaltrichtung (8) gesperrt ist, dessen Grenzkraft
    - größer als die maximal bei der Einschaltbetätigung des Schaltknebels (1) auftretende Betätigungskraft am gehäuseäußeren Hebelarm (2) und
    - kleiner als die durch die Standfestigkeit der Verriegelungs- und Schaltwerkmechanik gegebene Haltekraft auf den Schaltknebel (1) in dessen verriegelter Ausschaltstellung ist,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß das Grenzkraftgesperre als von der Gelenkachse beabstandet angeordnetes Rastgesperre (12) zwischen dem gehäuseäußeren (2) und dem gehäuseinneren Hebelarm (4) ausgebildet ist.
  2. Schaltknebel nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die beiden Hebelarme (2,4) des Schaltknebels (1) als getrennte Bauteile mit ihren einander zugewandten Lagerenden scharniergelenkartig ineinandergreifen.
  3. Schaltknebel nach Anspruch 2,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Scharniergelenkachse von der Schwenkachse (S) des Schaltknebels gebildet ist.
  4. Schaltknebel nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß der Schaltknebel (1) einstückig und sein Gelenk als Filmscharnier (11) zwischen gehäuseäußerem (2) und -innerem Hebelarm (4) ausgebildet sind.
  5. Schaltknebel nach Anspruch 4,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rastgesperre (12) und das Filmscharnier (11) im wesentlichen sich radial gegenüberliegend beiderseits des etwa walzenförmigen Lagerteils (9) des Schaltknebels (1) angeordnet sind.
  6. Schaltknebel nach einem der vorgenannten Ansprüche,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß das Rastgesperre (12) zwischen gehäuseinnerem (4) und gehäuseäußerem Hebelarm (2) durch
    - eine über eine zum gehäuseinneren Hebelarm (4) hin offene Eingriffsausnehmung (14) zugängliche Rastausnehmung (13) am gehäuseäußeren Hebelarm (2) und
    - eine in diese formschlüssig eingreifende Rastnase (15) am gehäuseinneren Hebelarm (4) gebildet ist, die an einem etwa parallel zum Umfang des Lagerteils (9) verlaufenden, radial nach außen ausfederbaren Rastvorsprung (16) angeordnet ist.
  7. Schaltknebel nach einem der vorgenannten Ansprüche,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Betätigungshandhabe (3) und der gehäuseäußere Hebelarm (2) etwa L-förmig ausgebildet sind, wobei
    - der L-Horizontalschenkel vom gehäuseäußeren Hebelarm (2) und
    - der L-Vertikalschenkel von der Betätigungshandhabe (3) gebildet sowie
    - das Gelenk (11) am Freiende des L-Horizontalschenkels und
    - das Rastgesperre (12) im Scheitelbereich zwischen L-Horizontal und L-Vertikalschenkel angeordnet sind.
  8. Schaltknebel nach Anspruch 7,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die dem Lagerteil (9) zugewandte Innenseite (17) des gehäuseäußeren Hebelarms (2) in seiner Verraststellung formschlüssig an der gegenüberliegenden Außenumfangsfläche (18) des Lagerteiles (9) anliegt.
  9. Schaltknebel nach Anspruch 8,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die nach dem Ausrasten des Rastgesperres (12) und dem Verschwenken des gehäuseäußeren Hebelarmes (2) gegenüber dem Lagerteil (9) von außen einsehbare Außenumfangsfläche (18) des Lagerteiles (9) mit Bedienungs-, Fehler-, Warnhinweisen o.dgl. beschriftbar ist.
  10. Schaltknebel nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die Eingriffsausnehmungen (14) zu ihrer Öffnung hin kontinuierlich verbreitert.
  11. Schaltknebel nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Betätigungshandhabe (3) in Verraststellung des Rastgesperres (12) an ihrem Befestigungsende (20) durch einen radial vom Rastvorsprung (16) nach außen abstehenden Stützvorsprung (21) in Ausschaltrichtung abgestützt ist.
  12. Schaltknebel nach Anspruch 11,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß der Stützvorsprung (21) auf seiner der Betätigungshandhabe (37 abgewandten Seite in Ausschaltstellung des Schaltknebels (1) auf dem Gerätegehäuse (23) abgestützt ist.
  13. Schaltknebel nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß das Filmscharnier (11) parallel zu seiner Gelenkachse perforiert ist.
  14. Schaltknebel nach einem der vorgenannten Ansprüche für, insbesondere modular aufgebaute, mehrpolige elektrische Schaltgeräte mit einer polübergreifenden Betätigungshandhabe (3′),
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die gehäuseinneren Hebelarme (4) des Schaltknebels (1′) durch eine polübergreifende, im wesentlichen parallel zur Schwenkachse (S) verlaufende Querstrebe (22) verbunden sind.
  15. Schaltknebel nach Anspruch 14,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Querstrebe (22) jeweils im Bereich des Rastgesperres (12) einstückig an die gehäuseinneren Hebelarme (4) angeformt ist.
  16. Schaltknebel nach Anspruch 15,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die im Querschnitt etwa L-förmige Querstrebe (22) zumindest teilweise von den polübergreifend ausgebildeten Rast- (16) und Stützvorsprüngen (21) des gehäuseinneren Hebelarmes (4) gebildet ist.
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