EP1382049A1 - Schaltschloss zum verklinken eines federspeichers - Google Patents
Schaltschloss zum verklinken eines federspeichersInfo
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- EP1382049A1 EP1382049A1 EP02732358A EP02732358A EP1382049A1 EP 1382049 A1 EP1382049 A1 EP 1382049A1 EP 02732358 A EP02732358 A EP 02732358A EP 02732358 A EP02732358 A EP 02732358A EP 1382049 A1 EP1382049 A1 EP 1382049A1
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- EP
- European Patent Office
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- pawl
- lever
- auxiliary
- auxiliary pawl
- lever system
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using spring motor
- H01H3/3031—Means for locking the spring in a charged state
Definitions
- the invention is in the field of electrical switches which are equipped with a spring force drive for actuating contacts, and is to be used in the structural design of a switch lock for latching a spring accumulator.
- a known switch lock for a spring force drive in which the associated spring accumulator is tensioned by means of a rotary drive and an extendable toggle lever system, the extendable toggle lever system is arrested when the spring accumulator is tensioned by means of a support element, an auxiliary pawl and a main pawl as well as a stop assigned to the main pawl.
- the support element designed as a lever in which the support element designed as a lever is articulated on the one hand on the knee joint of the toggle lever system and on the other hand on the auxiliary pawl, the auxiliary pawl can be pivoted by stretching the lever system.
- auxiliary pawl and the main pawl have mutually assigned working surfaces, via which the position of the main pawl can be influenced when the auxiliary pawl is pivoted (DE 44 16 088 Cl).
- a first working surface of the auxiliary pawl is formed by a semicircular section of the peripheral edge of the auxiliary pawl, which rests on a working surface of the main pawl designed as a roller and holds the main pawl in a first position against the force of a return spring assigned to it. In this first position, a half-wave forming the stop is locked under spring tension by the main pawl.
- the tolerance range of the force under which the main pawl rests against the stop and the tolerance range of the force required to release the latch must be matched to the tolerance range of the return spring. If the return spring assigned to the main pawl breaks, it is not possible to latch the tensioned spring accumulator.
- auxiliary pawl and the main pawl each have at least two
- Such a configuration ensures that the main pawl is pivoted at the end of the tensioning process in such a way that when the lever system is decoupled from the rotary drive it safely comes into contact with the stop under the force of the spring accumulator. Since no high restoring forces have to be taken into account in the design of the lock mechanism, especially when the spring energy store is high, both a small tolerance range of the force under which the main pawl rests on the stop and a small tolerance range of the triggering force can be provided.
- Auxiliary pawl are formed and that on the other hand the first working surface of the main pawl from a nose of the main pawl and the second working surface is formed by a roller held on the main pawl.
- a small stroke that is transmitted from the rotary drive to the lever system can be converted into a wide and thus sudden pivoting movement of the auxiliary pawl, regardless of the pivoting movement of the support element coupled to the lever system, if in a further embodiment of the invention for controlling the pivoting movement of the Auxiliary pawl a driver coupled to the lever system and a two-armed pivotable control lever are provided, the first lever arm of the control lever protruding into an end section of the movement path of the driver and the second lever arm being assigned to a driving surface of the auxiliary pawl.
- a second driver coupled to the lever system can be provided in addition to the first driver and the control lever, which driver lies against a second driving surface of the auxiliary pawl when the lever system is stretched over a section of its movement path.
- the first driver Mer is formed by the hinge pin of the lever system, wherein the hinge pin is assigned a nose-like extension of the control lever as its first lever arm and wherein a pin is formed on the second lever arm of the control lever, which engages in an elongated hole formed near the pivot point of the auxiliary pawl, the inner edge of which forms the first driving area.
- the second driver can be designed as a bolt, which forms the knee joint of a toggle lever connection coupled to the lever system, the second driving surface being formed by a further section of the peripheral edge of the auxiliary pawl.
- FIG. 1 shows the key switch with the spring accumulator fully relaxed
- FIGS. 2 to 6 the switch lock in five different phases of the tensioning process and FIG. 7 the switch lock with the spring mechanism fully tensioned and latched.
- Figures 1 to 7 show a switch lock integrated in a drive device for a low-voltage circuit breaker.
- the drive device which is used to actuate a switch contact arrangement (not shown in the figures), has a spring accumulator 1 designed as a helical compression spring to provide the actuation energy.
- a lever system that can be extended by means of a rotary drive is provided in this drive device, and the switching lock is used to lock it.
- the lever system is composed of a roller lever 3 carrying a scanning roller 2, one on the spring Memory 1 articulated clamping lever 4 and a roller lever
- the roller lever 3 is rotatably arranged on a first bearing pin 6 and the tensioning lever 4 on a second bearing pin 7.
- the roller lever 3 and the coupling member 5 are connected by means of a first hinge pin 8 and the tensioning lever 4 and the coupling member 5 are connected by means of a second hinge pin 9.
- the tensioning lever 4 is designed as a two-armed lever, one arm being articulated on the coupling member 5 and the other arm on the spring mechanism 1.
- the rotary drive which can be operated, for example, by an electric motor and / or by means of a hand lever, only one clockwise rotating tension shaft 10 and one cam plate 11 arranged on the tension shaft 10 are shown in FIGS. 1 to 7.
- the cam plate 11 and the lever system 3, 4 and 5 are coupled to transmit the driving force of the rotary drive as soon as the scanning roller 2 carried by the roller lever 3 bears against the circumferential edge of the cam plate 11.
- the key switch on the one hand has a support element designed as a roller 12 for locking the lever system, an auxiliary pawl 14 which can be pivoted about a third bearing pin 13, a main pawl 16 which can be pivoted about the first bearing pin 6 and a stop 17 assigned to the main pawl 16 and on the other hand for controlling the pivoting movement of the auxiliary pawl 14 a first driver formed by the first hinge pin 8 of the lever system - which engages with a first driving surface 20 of the auxiliary pawl 14 via a two-armed control lever 19 - and a second driver 22 - which forms the knee joint of a toggle lever connection 21 coupled to the lever system - the directly engages a second driving surface 23 of the auxiliary pawl 14 - on.
- a support element designed as a roller 12 for locking the lever system
- an auxiliary pawl 14 which can be pivoted about a third bearing pin 13
- a main pawl 16 which can be pivoted about the first bearing pin 6 and a stop 17 assigned to the
- the main pawl 16 When pivoting the auxiliary pawl 14 in a clockwise direction (ie under the force of the rotary drive 10 and 11), the main pawl 16 is rotated counterclockwise as soon as the pin 24 and the nose 26 and later the first concavely shaped section 25 grips like a gear circumferential edge of the auxiliary pawl and the roller 27 abut each other.
- the lever system 3, 4 and 5 is locked as soon as the roller 12 forming the support element, which is arranged on the first hinge pin 8 of the lever system, on a second concavely shaped section 28 of the peripheral edge of the auxiliary pawl, the first concavely shaped
- Section 25 of the auxiliary pawl abut on the roller 27 of the main pawl and the main pawl 16 on the stop 17 designed as a half-shaft.
- a display element 29 is coupled to the main pawl and signals the state of the spring-loaded mechanism.
- a pin 30 formed on the main pawl engages in a curved slot 31 of the display member 29 such that the display member pivots when the auxiliary pawl 16 is pivoted.
- FIG. 1 shows the key switch before the start of the tensioning process.
- the cam 11 is in its initial position and the scanning roller 2 carried by the roller lever 3 lies on the circumferential edge of the cam 11 on.
- the lever system 3, 4 and 5 is in a first position in which the spring accumulator 1 is completely relaxed.
- the main pawl 16 is supported on a stop bolt 32, the auxiliary pawl 14 by means of a straight portion 33 of its circumferential edge lying against the roller 27 of the main pawl 16 on the main pawl 16 and the one coupled to the lever system 3, 4 and 5 , the support element forming roller 12 from a third concavely shaped portion 34 of the peripheral edge of the auxiliary pawl.
- a section 35 of the circumferential edge of the main pawl 16 lies below the half-shaft 17 in such a way that the half-shaft 17 - which can be rotated against the force of a return spring (also not shown) by means of trigger mechanisms (not shown) - is held under spring preload.
- the display element 29 coupled to the main pawl 16 and provided with a display surface 36 is in a first position in which a first partial area 39 of the display surface 36 of the display element lies opposite a viewing window (not shown).
- This first section 37 signals that the spring accumulator 1 is not fully tensioned.
- a suitable symbol is, for example, a pressure spring that is shown relaxed.
- the second driver 22 comes into contact with the second driving surface 23 of the auxiliary pawl and pivots the auxiliary pawl 14 clockwise around the third bearing pin 13 until, according to FIG. 3, the one formed on the auxiliary pawl 14 is perpendicular to the Pivot plane of the auxiliary pawl protrudes from the auxiliary pawl 24 against the nose 26 formed on the main pawl 16.
- the first driver 20 runs against a first arm 41, which projects into an end section of its movement path and is designed as a nose-like extension of the control lever, and pivots the control lever counterclockwise about its pivot point formed by the first bearing pin 6. This pivoting movement is transmitted to the auxiliary pawl via the second arm 42 of the control lever, which is longer than the first arm.
- a control pin 43 projecting transversely to the pivoting direction of the control lever from the control lever is arranged at the end of the longer arm 42 of the control lever 19.
- This control pin 43 protrudes into a second curved elongated hole 44 formed near the third bearing pin 13 (pivot point of the auxiliary pawl), the inner edge of which forms the second driving surface of the auxiliary pawl.
- FIG. 7 which shows the switch lock when the spring accumulator 1 is fully tensioned and latched
- the lever system decoupled from the rotary drive is supported under the force of the spring accumulator 1 via the support element 12 coupled to the lever system on the third concavely shaped section 34 of the circumferential edge Auxiliary pawl, the auxiliary pawl 14 via the second working surfaces 25 and 27 on the main pawl 16 and the main pawl on the stop 17.
- the display member 29 coupled to the main pawl is in a second position, in which a second partial area 38 of the display surface 36 is opposite the viewing window.
- This second section 38 signals that the spring accumulator 1 is fully tensioned.
- a suitable symbol is, for example, a tension spring shown under tension.
- a spring engaging, for example, on the main pawl can be provided.
- First bearing pin (bearing pin of the roller lever of the main pawl and the two-armed control lever)
- Second bearing pin bearing pin or pivot point of the tensioning lever
Landscapes
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Chairs For Special Purposes, Such As Reclining Chairs (AREA)
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltschloss zum Verklinken eines mittels eines Drehantriebes (10 und 11) und eines streckbaren Hebelsystems (2, 3 und 4) gespannten Federspeichers (1) eines elektrischen Schaltgerätes, bei dem das streckbare Hebelsystem bei gespanntem Federspeicher mittels eines Stützelementes (12), einer Hilfsklinke (14) und einer Hauptklinke (16) sowie eines der Hauptklinke (16) zugeordneten Anschlages (17) arretiert ist, wobei die Hilfsklinke (14) durch Strecken des Hebelsystems schwenkbar und die Stellung der Hauptklinke (16) beim Schwenken der Hilfsklinke (14) über einander zugeordnete Arbeitsflächen beeinflussbar ist. Um den Verklinkungsmechanismus so zu gestalten, dass zum Schwenken der Hauptklinke (16) die Verwendung einer an der Hauptklinke angreifenden Rückstellfeder nicht erforderlich ist, weisen die Hilfsklinke (14) und die Hauptklinke (16) jeweils zumindest zwei Arbeitsflächen (24, 25 bzw. 26, 27) auf, wobei in einer ersten Schwenkphase der Hilfsklinke jeweils erste der beiden Arbeitsflächen (24 und 26) aneinander anliegen und wobei in einer zweiten Schwenkphase der Hilfsklinke die zweiten Arbeitsflächen (25 und 27) zahnradartig nachgreifend aneinander anliegen.
Description
Schaltschloss zum Verklinken eines Federspeichers
Beschreibung
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter, die mit einem Federkraftantrieb zum Betätigen von Kontakten ausgerüstet sind, und ist bei der konstruktiven Gestaltung eines Schaltschlosses zum Verklinken eines Federspeichers anzuwenden.
Bei einem bekannten Schaltschloss für einen Federkraftantrieb, bei dem der zugehörige Federspeicher mittels eines Drehantriebes und eines streckbaren Kniehebelsystemes gespannt ist, ist das streckbare Kniehebelsystem bei gespanntem Federspeicher mittels eines Stützelementes, einer Hilfsklinke und einer Hauptklinke sowie eines der Hauptklinke zugeordneten Anschlages arretiert. Bei diesem Schaltschloss, bei dem das als Hebel ausgebildete Stützelement zum einen an dem Kniegelenk des Kniehebelsystems und zum anderen an der Hilfs- klinke angelenkt ist, ist die Hilfsklinke durch Strecken des Hebelsystems schwenkbar. Hierbei weisen die Hilfsklinke und die Hauptklinke einander zugeordnete Arbeitsflächen auf, über die die Stellung der Hauptklinke beim Schwenken der Hilfsklinke beeinflussbar ist (DE 44 16 088 Cl) . Dabei ist eine erste Arbeitsfläche der Hilfsklinke von einem halbkreisförmigen Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke gebildet, die an einer als Rolle ausgebildeten Arbeitsfläche der Hauptklinke anliegt und die Hauptklinke entgegen der Kraft einer ihr zugeordneten Rückstellfeder in einer ersten Stellung hält. In dieser ersten Stellung wird eine den Anschlag bildende Halbwelle von der Hauptklinke unter Federvorspannung arretiert. Eine zweite als rückspringende Kante ausgebildete Arbeitsfläche, die ebenfalls der Rolle zugeordnet ist, gibt
die Hauptklinke am Ende des Spannvorganges frei, so dass einerseits die Hauptklinke unter der Kraft der ihr zugeordneten Rückstellfeder in Überhub hinter die Halbwelle und andererseits die freigegebene Halbwelle aufgrund ihrer Federvorspan- nung in die Bewegungsbahn der Hauptklinke schwenken. Beide Schwenkvorgänge müssen ablaufen, bevor die Hauptklinke durch Entkopplung des Hebelsystems von dem Drehantrieb unter der Krafteinwirkung des Federspeichers in umgehrter Richtung schwenkt. Da an der Hauptklinke üblicherweise ein Anzeigeor- gan für den Zustand des Federspeichers angekoppelt ist, ist es im Hinblick auf die Anzeigesicherheit zugleich zweckmäßig, dass die Hauptklinke erst kurz vor der Entkopplung des Hebel- Systems von dem Drehantrieb in Überhub hinter die Halbwelle schwenkt. Dazu sind vor allem bei einem hohen Energieinhalt des Federspeichers schnelle Bewegungen der Schaltschlossmechanik erforderlich. - Bei dem genannten Schaltschloss muss daher die der Hauptklinke zugeordnete Rückstellfeder eine entsprechend hohe Rückstellkraft bereitstellen. Diese Rückstellkraft ist dann wiederum bei der Ausgestaltung der Schaltschlossmechanik in Hinblick auf ihre Kraftuntersetzung und bei der Ausgestaltung der die Auslösekraft zur Freigabe der Verklinkung bereitstellenden Mechanismen zu berücksichtigen.
Um den gespannten Federspeicher sicher zu verklinken müssen vor allem die Toleranzweite der Kraft, unter der die Haupt- klinke an dem Anschlag anliegt, und die Toleranzweite der Kraft, die zum Lösen der Verklinkung notwendig ist, an die Toleranzweite der Rückstellfeder angepasst sein. Bei einem Bruch der der Hauptklinke zugeordneten Rückstellfeder ist ein Verklinken des gespannten Federspeichers nicht möglich. Ausgehend von einem Schaltschloss mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 (DE 44 16 088 Cl) liegt der Erfin-
düng die Aufgabe zugrunde, den Verklinkungsmechanismus so zu gestalten, dass zum Schwenken der Hauptklinke die Verwendung einer an der Hauptklinke angreifenden Rückstellfeder nicht erforderlich ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hilfsklinke und die Hauptklinke jeweils zumindest zwei
Arbeitsflächen aufweisen, wobei in einer ersten Schwenkphase der Hilfsklinke jeweils erste der beiden Arbeitsflächen an- einander anliegen und wobei in einer zweiten Schwenkphase die zweiten Arbeitsflächen zahnradartig nachgreifend aneinander anliegen.
Aufgrund einer derartigen Ausgestaltung ist sichergestellt, dass die Hauptklinke am Ende des Spannvorganges zwangsgesteuert soweit geschwenkt wird, dass sie bei Entkopplung des Hebelsystems von dem Drehantrieb unter der Krafteinwirkung des Federspeichers sicher in Anlage an den Anschlag gelangt. Da bei der Ausgestaltung der Schlossmechanik vor allem bei einem hohen Energiegehalt des Federspeichers keine hohen Rückstell- kräfte zu berücksichtigen sind, kann sowohl eine geringe Toleranzweite der Kraft, unter der die Hauptklinke an dem Anschlag anliegt, als auch eine geringe Toleranzweite der Auslösekraft vorgesehen werden.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des neuen Schaltschlosses sieht vor, dass zum einen die erste Arbeitsfläche der Hilfsklinke von einem quer zur Schwenkebene abragenden Zapfen der Hilfsklinke und die zweite Arbeitsfläche der Hilfsklinke von einem konkav geformten Abschnitt der umlaufenden Kante der
Hilfsklinke gebildet sind und dass zum anderen die erste Arbeitsfläche der Hauptklinke von einer Nase der Hauptklinke
und die zweite Arbeitsfläche von einer an der Hauptklinke gehaltenen Rolle gebildet sind.
Um beim Spannen des Federspeichers einen Teil der Kraft des Drehantriebes und beim Entspannen des Federspeichers einen Teil der Kraft des Federspeichers auf möglichst kleinem Bauraum gleichmäßig auf die Hilfsklinke überzuleiten, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass bei arretierter Stellung des Hebelsystems eine das Stützelement bildende Rolle, die auf einem Gelenkbolzen des Hebelsystems angeordnet ist, an einem zweiten konkav geformten Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke anliegt.
Weiterhin kann am Ende der Spannphase ein geringer vom Dreh- antrieb auf das Hebelsystem übertragender Hub unabhängig von der Schwenkbewegung des an das Hebelsystem angekoppelten Stützelementes in eine weite und damit sprungartige Schwenkbewegung der Hilfsklinke umgesetzt werden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zur Steuerung der Schwenkbewegung der Hilfsklinke ein an das Hebelsystem angekoppelter Mitnehmer und ein zweiarmiger schwenkbarer Steuerhebel vorgesehen sind, wobei der erste Hebelarm des Steuerhebels in einen Endabschnitt der Bewegungsbahn des Mitnehmers hineinragt und der zweite Hebelarm einer Mitnahmefläche der Hilfsklinke zugeord- net ist. - Zur Steuerung der Hilfsklinke kann zusätzlich zu dem ersten Mitnehmer und dem Steuerhebel ein zweiter an das Hebelsystem angekoppelter Mitnehmer vorgesehen sein, der beim Strecken des Hebelsystems über einen Abschnitt seiner Bewegungsbahn an einer zweiten Mitnahmefläche der Hilfsklinke an- liegt.
Die Einhaltung einer möglichst kleinen Bauform des Schalt- Schlosses ist hierbei dadurch möglich, dass der erste Mitneh-
mer von dem Gelenkbolzen des Hebelsystems gebildet ist, wobei dem Gelenkbolzen ein nasenartiger Ansatz des Steuerhebels als dessen erster Hebelarm zugeordnet ist und wobei an dem zweiten Hebelarm des Steuerhebels ein Zapfen ausgebildet ist, der in ein nahe dem Drehpunkt der Hilfsklinke ausgebildetes Langloch eingreift, dessen Innenkante die erste Mitnahmefläche bildet. - Der zweite Mitnehmer kann als Bolzen ausgebildet sein, der das Kniegelenk einer an das Hebelsystem angekoppelten Kniehebelverbindung bildet, wobei die zweite Mitnahmeflä- ehe von einem weiteren Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke gebildet ist.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Schaltschlosses ist in den Figuren 1 bis 7 dargestellt. Dabei zeigen:
Figur 1 das Schaltschloss bei vollständig entspanntem Federspeicher,
Figuren 2 bis 6 das Schaltschloss in fünf verschiedenen Phasen des Spannprozesses und Figur 7 das Schaltschloss bei vollständig gespanntem und ver- klinktem Federspeicher.
Die Figuren 1 bis 7 zeigen ein in eine Antriebsvorrichtung für einen Niederspannungs-Leistungsschalter integriertes Schaltschloss. Die Antriebsvorrichtung, die zur Betätigung einer in den Figuren nicht dargestellten Schaltkontaktanordnung dient, weist dabei zur Bereitstellung der Betätigungs- energie einen als Schraubendruckfeder ausgebildeten Federspeicher 1 auf. Zum Spannen des Federspeichers 1 ist bei die- ser Antriebsvorrichtung ein mittels eines Drehantriebes streckbares Hebelsystem vorgesehen, zu dessen Arretierung das Schaltschloss dient. - Das Hebelsystem ist dabei von einem eine Abtastrolle 2 tragenden Rollenhebel 3, einem am Feder-
Speicher 1 angelenkten Spannhebel 4 und einem den Rollenhebel
3 mit dem Spannhebel 4 verbindenden Koppelglied 5 gebildet. Der Rollenhebel 3 ist auf einem ersten Lagerbolzen 6 und der Spannhebel 4 auf einem zweiten Lagerbolzen 7 drehbar angeord- net. Hierbei sind der Rollenhebel 3 und das Koppelglied 5 mittels eines ersten Gelenkbolzens 8 und der Spannhebel 4 und das Koppelglied 5 mittels eines zweiten Gelenkbolzens 9 verbunden. Der Spannhebel 4 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei der eine Arm am Koppelglied 5 und der andere Arm am Federspeicher 1 angelenkt ist. Von dem Drehantrieb, der beispielsweise elektromotorisch und/oder über einen Handhebel betrieben sein kann, ist in den Figuren 1 bis 7 jeweils nur eine im Uhrzeigersinn drehbare Spannwelle 10 und eine fest auf der Spannwelle 10 angeordnete Kurvenscheibe 11 gezeigt .
Die Kurvenscheibe 11 und das Hebelsystem 3, 4 und 5 sind zur Übertragung der Antriebskraft des Drehantriebes gekoppelt, sobald die vom Rollenhebel 3 getragenen Abtastrolle 2 an der umlaufenden Kante der Kurvenscheibe 11 anliegt.
Das Schaltschloss weist einerseits zum Arretieren des Hebelsystems ein als Rolle 12 ausgebildetes Stützelement, eine um einen dritten Lagerbolzen 13 schwenkbare Hilfsklinke 14, eine um den ersten Lagerbolzen 6 schwenkbare Hauptklinke 16 sowie einen der Hauptklinke 16 zugeordneten Anschlag 17 und andererseits zur Steuerung der Schenkbewegung der Hilfsklinke 14 einen von dem ersten Gelenkbolzen 8 des Hebelsystems gebildeten ersten Mitnehmer - der über einen zweiarmigen Steuerhebel 19 an einer ersten Mitnahmefläche 20 der Hilfsklinke 14 an- greift - und einen das Kniegelenk einer an das Hebelsystem angekoppelten Kniehebelverbindung 21 bildenden zweiten Mitnehmer 22 - der direkt an einer zweiten Mitnahmefläche 23 der Hilfsklinke 14 angreift - auf. Um die Schwenkbewegung der
Hauptklinke 16 beim Schwenken der Hilfsklinke 14 zu beeinflussen, sind zum einen an der Hilfsklinke 14 eine von einem Zapfen 24 gebildete erste Arbeitsfläche und eine von einem ersten konkav geformten Abschnitt 25 der Hilfsklinke gebilde- te zweite Arbeitsfläche und zum anderen an der Hauptklinke 16 eine dem Zapfen 24 zugeordnete, von einer Nase 26 der Haupt- klinke gebildete erste Arbeitsfläche und eine dem ersten konkav geformten Abschnitt 25 zugeordnete, von einer an der Hauptklinke gehaltenen Rolle 27 gebildete zweite Arbeitsflä- ehe vorgesehen. Dabei wird beim Schwenken der Hilfsklinke 14 im Uhrzeigersinn (d. h. unter der Krafteinwirkung des Drehantriebes 10 und 11) die Hauptklinke 16 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, sobald zunächst der Zapfen 24 und die Nase 26 und später zahnradartig nachgreifend der erste konkav geform- te Abschnitt 25 der umlaufenden Kante der Hilfsklinke und die Rolle 27 aneinander anliegen. Das Hebelsystem 3, 4 und 5 ist arretiert, sobald die das Stützelement bildende Rolle 12, die auf dem ersten Gelenkbolzen 8 des Hebelsystems angeordnet ist, an einem zweiten konkav geformten Abschnitt 28 der um- laufenden Kante der Hilfsklinke, der erste konkav geformte
Abschnitt 25 der Hilfsklinke an der Rolle 27 der Hauptklinke und die Hauptklinke 16 an dem als Halbwelle ausgebildeten Anschlag 17 anliegen. An die Hauptklinke ist ein Anzeigeorgan 29 angekoppelt, das den Zustand des Federspeichers signali- siert. Hierzu greift ein an der Hauptklinke ausgebildeter Stift 30 in ein gebogenes Langloch 31 des Anzeigeorgans 29 derart ein, dass das Anzeigeorgan bei Schwenken der Hilfsklinke 16 mitschwenkt.
Figur 1 zeigt das Schaltschloss vor Beginn des Spannprozesses. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Kurvenscheibe 11 in ihrer Ausgangslage und die vom Rollenhebel 3 getragene Abtastrolle 2 liegt an der umlaufenden Kante der Kurvenscheibe
11 an. Das Hebelsystem 3, 4 und 5 befindet sich in einer ersten Stellung, bei der der Federspeicher 1 vollständig entspannt ist. Dabei stützt sich die Hauptklinke 16 an einem An- schlagbolzen 32, die Hilfsklinke 14 mittels eines an der Rol- le 27 der Hauptklinke 16 anliegenden gerade verlaufenden Abschnittes 33 ihrer umlaufenden Kante an der Hauptklinke 16 und die an das Hebelsystem 3, 4 und 5 angekoppelte, das Stützelement bildende Rolle 12 an einem dritten konkav geformten Abschnitt 34 der umlaufenden Kante der Hilfsklinke ab. Ein Abschnitt 35 der umlaufenden Kante der Hauptklinke 16 liegt dabei derart unterhalb der Halbwelle 17, dass die Halbwelle 17 - die mittels nicht weiter dargestellter Auslöse- Mechanismen entgegen der Kraft einer ebenfalls nicht dargestellten Rückstellfeder drehbar ist - unter FedervorSpannung gehalten ist. Das an die Hauptklinke 16 angekoppelte, mit einer Anzeigefläche 36 versehene Anzeigeorgan 29, befindet sich dabei in einer ersten Stellung, bei der einem nicht dargestellten Sichtfenster ein erster Teilbereich 39 der Anzeigefläche 36 des Anzeigeorgans gegenüberliegt. Dieser erste Teilbereich 37 signalisiert, dass der Federspeicher 1 nicht vollständig gespannt ist. Ein dafür geeignetes Symbol ist beispielsweise eine entspannt dargestellte Druckfeder. Zu dem in Figur 1 dargestellten Zeitpunkt liegt weder der erste Mitnehmer 18 an dem Steuerhebel 19 noch der zweite Mitnehmer 22 an der zweiten Mitnahmefläche 23 der Hilfsklinke an.
Gemäß der Figuren 2 bis 6, die das Schaltschloss während verschiedener Phasen des Spannprozesses zeigen, wird die von dem Rollenhebel 3 und dem Koppelglied 5 gebildete Hebelverbindung des Hebelsystems dadurch gesteckt, dass bei zunehmenden Abstand der umlaufenden Kante der Kurvenscheibe 11 vom Drehpunkt 39 der Kurvenscheibe der die Abtastrolle tragende Bolzen 40 und damit auch der Rollenhebel 3 entgegen dem Uhrzei-
gersinn schwenken. Die Bewegung des Rollenhebels 3 wird mittels des Koppelgliedes 5 auf den Spannhebel 4 übertragen, so dass der am Federspeicher 1 angelenkte Arm des Spannhebels um den zweiten Lagerbolzen 7 im Uhrzeigersinn geschwenkt und da- mit der Federspeicher 1 gespannt wird. Zu dem in Figur 1 dargestellten Zeitpunkt kommt der zweite Mitnehmer 22 in Anlage mit der zweiten Mitnahmefläche 23 der Hilfsklinke und schwenkt die Hilfsklinke 14 um den dritten Lagerbolzen 13 im Uhrzeigersinn soweit, bis gemäß Figur 3 der an der Hilfsklin- ke 14 ausgebildete, senkrecht zur Schwenkebene der Hilfsklinke von der Hilfsklinke abragende Zapfen 24 gegen die an der Hauptklinke 16 ausgebildete Nase 26 läuft. Zu diesem Zeitpunkt läuft der erste Mitnehmer 20 gegen einen in einen Endabschnitt seiner Bewegungsbahn ragenden, als nasenartiger An- satz des Steuerhebels ausgebildeten ersten Arm 41 und schwenkt den Steuerhebel um seinen von dem ersten Lagerbolzen 6 gebildeten Drehpunkt entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Schwenkbewegung wird über den zweiten Arm 42 des Steuerhebels, der länger als der erste Arm ausgebildet ist, auf die Hilfsklinke übertragen. Hierzu ist an dem Ende des länger ausgebildeten zweiten Armes 42 des Steuerhebels 19 eine quer zur Schwenkrichtung des Steuerhebels von dem Steuerhebel abragender Steuerzapfen 43 angeordnet. Dieser Steuerzapfen 43 ragt in ein nahe dem dritten Lagerbolzen 13 (Drehpunkt der Hilfsklinke) ausgebildetes zweites gebogenes Langloch 44, dessen Innenkante die zweite Mitnahmefläche der Hilfsklinke bildet. Da die Abstände der an der Hilfsklinke 14 ausgebildeten Arbeitsflächen 24 und 25 zu dem Drehpunkt der Hilfsklinke 13 größer sind als der Abstand des Steuerzapfens 43 des Steu- erhebeis zu dem Drehpunkt der Hilfsklinke 13 und da weiterhin die Abstände der Arbeitsflächen der Hauptklinke 26 und 27 zum ersten Lagerbolzen 6 (Drehpunkt der Hauptklinke) geringer sind als der Abstand eines dem Anschlag 17 zugeordneten Ab-
Schnittes 45 der umlaufenden Kante der Hilfsklinke zum Drehpunkt der Hauptklinke, wird gemäß der Figuren 3 bis 6 am Ende des Spannprozesses eine geringe Bogenlänge der Schwenkbewegung des ersten Mitnehmers 8 in eine große Bogenlänge der Schwenkbewegung des dem Anschlag zugeordneten Abschnittes 45 der umlaufenden Kante der Hauptklinke übersetzt. Hierzu liegen in einer ersten Schwenkphase gemäß der Figuren 3 und 4 jeweils die ersten Arbeitsflächen 24 und 26 der Hilfsklinke und der Hauptklinke aneinander an. Sie werden beim Übergang in eine zweite Schwenkphase der Hilfsklinke - bei der gemäß der Figuren 5 und 6 die zweiten Arbeitsflächen 25 und 27 zahnradartig nachgreifend aneinander anliegen - voneinander entkoppelt. In dieser zweiten Schwenkphase der Hilfsklinke gelangt der dem Anschlag zugeordnete Abschnitt 45 der umlau- fenden Kante der Hauptklinke in Überhub hinter den Anschlag 17 kurz bevor die Abtastrolle 2 des Rollenhebels 3 von der umlaufenden Kante der Kurvenscheibe 11 entkoppelt wird.
Gemäß der Figur 7, die das Schaltschloss bei vollständig ge- spanntem und verklinktem Federspeicher 1 zeigt, stützt sich das vom Drehantrieb entkoppelte Hebelsystem unter der Kraft des Federspeichers 1 über das am Hebelsystem angekoppelte Stützelement 12 an dem dritten konkav geformten Abschnitt 34 der umlaufenden Kante der Hilfsklinke, die Hilfsklinke 14 über die zweiten Arbeitsflächen 25 und 27 an der Hauptklinke 16 und die Hauptklinke an dem Anschlag 17 ab. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das an der Hauptklinke angekoppelte Anzeigeorgan 29 in einer zweiten Stellung, bei der dem Sicht- fenster ein zweiter Teilbereich 38 der Anzeigefläche 36 gege- nüberliegt. Dieser zweite Teilbereich 38 signalisiert, dass der Federspeicher 1 vollständig gespannt ist. Ein dafür geeignetes Symbol ist beispielsweise eine gespannt dargestellte Druckfeder.
Um das Spiel zwischen den einander zugeordneten Arbeitsflächen der Hilfsklinke und der Hauptklinke möglichst gering zu halten, kann eine beispielsweise an der Hauptklinke angrei- fende Feder vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
1 Federspeicher
2 Abtastrolle 3 Rollenhebel
4 Spannhebel
5 Koppelglied
6 Erster Lagerbolzen (Lagerbolzen des Rollenhebels der Hauptklinke und des zweiarmigen Steuerhebels) 7 Zweiter Lagerbolzen (Lagerbolzen bzw. Drehpunkt des Spannhebels)
8 Erster Gelenkbolzen; bildet den ersten Mitnehmer
9 Zweiter Gelenkbolzen (Gelenkbolzen zwischen Spannhebel und Koppelglied) 10 Spannwelle
11 Kurvenscheibe
12 Rolle, die das Stützelement bildet
13 Dritter Lagerbolzen (Lagerbolzen bzw. Drehpunkt der Hilfsklinke) 14 Hilfsklinke
16 Hauptklinke
17 Anschlag
19 Zweiarmiger Steuerhebel
20 Erste Mitnahmefläche der Hilfsklinke 21 KniehebelVerbindung
22 Zweiter Mitnehmer
23 Zweite Mitnahmefläche
24 Zapfen (erste Arbeitsfläche der Hilfsklinke)
25 Erster konkav geformter Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke (zweite Arbeitsfläche der Hilfsklinke)
26 Nase der Hauptklinke (erste Arbeitsfläche der Hauptklinke)
An der Hauptklinke gehaltene Rolle (zweite Arbeitsfläche der Rolle) Zweiter konkav geformter Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke Anzeigeorgan Erstes gebogenes Langloch des Anzeigeorgans Anschlagbolzen Gerade verlaufender Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke Dritter konkav geformter Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke An der umlaufenden Kante Hauptklinke ausgebildeter
Abschnitt Anzeigefläche des Anzeigeorgans Erster Teilbereich der Anzeigefläche Zweiter Teilbereich der Anzeigefläche Drehpunkt der Kurvenscheibe Bolzen, der die Abtastrolle trägt Erster Arm des zweiarmigen Steuerhebels Zweiter Arm des Steuerhebels Steuerzapfen Zweites gebogenes Langloch, das in der Hilfsklinke ausgebildet ist Dem Anschlag zugeordneter Abschnitt der umlaufenden Kante der Hauptklinke
Claims
1. Schaltschloss zum Verklinken eines mittels eines Drehantriebes (10, 11) und eines streckbaren Hebelsystems (3, 4, 5) gespannten Federspeichers (1) eines elektrischen Schalters,
- bei dem das streckbare Hebelsystem (3, 4, 5) bei gespanntem Federspeicher (1) mittels eines Stützelementes, (12) einer Hilfsklinke (14) und einer Hauptklinke (16) sowie eines der Hauptklinke zugeordneten Anschlages (17) arretiert ist,
- wobei die Hilfsklinke (14) durch Strecken des Hebelsystems schwenkbar ist und wobei die Hilfsklinke und die Hauptklinke einander zu- geordnete Arbeitsflächen aufweisen, über die die Stellung der Hauptklinke beim Schwenken der Hilfsklinke beeinflussbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hilfsklinke und die Hauptklinke jeweils zumin- dest zwei Arbeitsflächen (24, 25; 26, 27) aufweisen,
- wobei in einer ersten Schwenkphase der Hilfsklinke jeweils erste der beiden Arbeitsflächen (24, 26) aneinander anliegen und
- wobei in einer zweiten Schwenkphase die zweiten Ar- beitsflachen (25, 27) zahnradartig nachgreifend aneinander anliegen.
2. Schaltschloss nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Arbeitsfläche (24) der Hilfsklinke (14) von einem quer zur Schwenkebene abragenden Zapfen der Hilfs- klinke und die zweite Arbeitsfläche (25) der Hilfsklinke von einem konkav geformten Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke gebildet sind und dass die erste Arbeitsfläche (26) der Hauptklinke (16) von einer Nase der Hauptklinke und die zweite Arbeitsfläche (27) von einer an der Hauptklinke gehaltenen Rolle gebildet sind.
3. Schaltschloss nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei arretierter Stellung des Hebelsystems (3, 4, 5) eine das Stützelement (12) bildende Rolle, die auf einem Gelenkbolzen (8) des Hebelsystems angeordnet ist, an einem zweiten konkav geformten Abschnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke (28) anliegt.
4. Schaltschloss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Steuerung der Schwenkbewegung der Hilfsklinke (14) ein an das Hebelsystem angekoppelter Mitnehmer (8) und ein zweiarmiger schwenkbarer Steuerhebel (19) vorgesehen sind, wobei der erste Hebelarm (41) des Steuerhebels (19) in einen Endabschnitt der Bewegungsbahn des Mitnehmers (8) hineinragt und der zweite Hebelarm (42) einer Mitnahmefläche (20) der Hilfsklinke (14) zugeordnet ist.
5. Schaltschloss nach einem der Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Steuerung der Schwenkbewegung der Hilfsklinke (14) ein zweiter an das Hebelsystem angekoppelter Mitnehmer (22) vorgesehen ist, der beim Strecken des Hebelsystems über einen Abschnitt seiner Bewegungsbahn an einer zweiten Mitnahmefläche (23) der Hilfsklinke anliegt.
6. Schaltschloss nach einem der Ansprüche 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Mitnehmer von dem Gelenkbolzen (8) des He- belsystems gebildet ist, wobei dem Gelenkbolzen (8) ein nasenartiger Ansatz des Steuerhebels als dessen erster Hebelarm (41) zugeordnet ist, und wobei an dem zweiten Hebelarm (42) des Steuerhebels ein Zapfen (43) ausgebildet ist, der in ein nahe dem Drehpunkt der Hilfsklinke ausgebildetes Langloch (44) eingreift, dessen Innenkante die erste Mitnahmefläche (20) bildet.
7. Schaltschloss nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Mitnehmer (22) als Bolzen ausgebildet ist, der das Kniegelenk einer an das Hebelsystem angekoppelten Kniehebelverbindung (21) bildet und dass die zweite Mitnahmefläche (23) von einem weiteren Ab- schnitt der umlaufenden Kante der Hilfsklinke gebildet ist .
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