EP3332411B1 - Doppelrollensperre für einen auslösemechanismus für ein schaltgerät - Google Patents

Doppelrollensperre für einen auslösemechanismus für ein schaltgerät Download PDF

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EP3332411B1
EP3332411B1 EP16766889.6A EP16766889A EP3332411B1 EP 3332411 B1 EP3332411 B1 EP 3332411B1 EP 16766889 A EP16766889 A EP 16766889A EP 3332411 B1 EP3332411 B1 EP 3332411B1
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EP
European Patent Office
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roller
blocking element
lever
switching device
triggering
Prior art date
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Active
Application number
EP16766889.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3332411A1 (de
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Bettina Kleinig
Ludvik Godesa
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP3332411B1 publication Critical patent/EP3332411B1/de
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    • H01H2235/00—Springs
    • H01H2235/016—Preloading

Definitions

  • the invention relates to a triggering mechanism for a switching device, in particular for low voltage devices and installations, medium voltage devices and installations and / or high voltage devices and installations.
  • the existing bolt and lever lock can be pulled out of the latched position via a magnetic coil (trigger magnet) and its magnetic field and thus release the drive lever, or the lever and the bolt are mechanically pulled over a rod from the latched position to release the drive lever ,
  • the US20090201109A1 discloses a trigger mechanism for circuit breakers, with a simple locking mechanism.
  • the DE29507811U1 discloses a latching device for a circuit breaker.
  • a release mechanism for a switching device with a drive lever, a mechanical energy storage, which is adapted to act on the drive lever and a locking device
  • the locking device preferably has a first locking element on the drive lever, a lever with a first roller and a second roller, a second locking element and a triggering element.
  • the first roller and the second roller are rotatably mounted on or on the lever.
  • the second blocking element acts in a locked position on the first roller in such a way that the lever is locked against movement in the direction of the second blocking element, ie also in the direction of the third pivot point, the pivot point of the second blocking element.
  • the second roller acts on the first blocking element such that the first blocking element prevents movement away from the first blocking element mechanical energy storage or locked to the mechanical energy storage.
  • locked position refers to both the lock of the lever against movement in the direction of the second locking element, as well as the lock of the first locking element against movement away from the mechanical energy storage or on the mechanical energy storage.
  • the second blocking element is movable by means of the triggering element such that the second blocking element moves away from the first roller from the locked position and the lever with the first roller and the second roller moves away from the locked position, in which the first blocking element is against movement is away from the mechanical energy storage or locked to the mechanical energy storage, moved away, so that the first locking element can roll over the second roller and the drive lever by the energy stored in the mechanical energy storage away from the mechanical energy storage or on these is or moves can be.
  • a trigger mechanism for a switching device is preferred in which the drive lever is rotatably mounted at a first pivot point, and the lever is rotatably mounted at a second pivot point and the second roller between the second pivot point and the first roller is arranged.
  • the second blocking element is rotatably mounted at a third pivot point.
  • the second locking element is located on the side of the third pivot point, which faces away from the first roller and the side which faces the trigger element, on a stop, which is a rotational movement of the side of the second locking element, which faces the first roller in the direction that faces away from the second roll prevents.
  • the second blocking element can be set in a rotational movement by the triggering element in such a way that the side of the second blocking element facing the first roller moves away from the first roller and toward the second roller, viewed from the third pivot point, and also on the second roller moved further past the second roller, so that the lever moves in the direction of the third pivot point, and the first locking element rolls over the second roller and so releases the first locking element, so that the drive lever by the compression spring or the mechanical energy storage in a rotational movement about the first pivot point is offset.
  • a triggering mechanism for a switching device wherein the second blocking element is biased by a torsion spring with a mechanical force.
  • Another embodiment is a triggering mechanism for a switching device, wherein the second locking element is additionally secured by a torsion spring with a mechanical force against rotation and in a unlocked position causes a restoring force on the locking element in the direction of the locked position, wherein the unlocked position is characterized thereby in that the lever is not locked against movement in the direction of the second blocking element and that the first blocking element is not blocked against movement away from the mechanical energy store or onto the mechanical energy store.
  • a triggering mechanism for a switching device wherein the second roller is offset from the first roller in the direction of the drive lever on the lever.
  • a trigger mechanism for a switching device wherein the second locking element in the locked position, on the side facing away from the first roller, by 0.2 ° to 0.5 ° against a vertical axis, ie the long axis of the second locking element in vertical Alignment, tilted towards the stop.
  • the axis of the pawl and / or the second locking element is in the locked position, in which the pawl and / or the second locking element abuts the stop, tilted by 0.2 ° to 0.5 ° in such a way that the side of the locking element, which faces away from the first roller from the third pivot point, is rotated in the direction of the second roller.
  • the axis against which the second blocking element is tilted can also be formed by the axis through the third pivot point and the pivot point of the first roller.
  • a trigger mechanism for a switching device wherein the edges of the second locking element, which face in the locked position of the first roller, are rounded.
  • first roller and the second roller have different diameters.
  • a triggering mechanism for a switching device is preferred in which the triggering element is a triggering magnet, in particular an electromagnet or a coil, in particular a magnetic coil.
  • a triggering mechanism for a switching device wherein the triggering magnet is both mechanically and electrically actuated.
  • a triggering mechanism for a switching device in which the force required to trigger the mechanical unlocking via the triggering element to the second blocking element is less than 50N, preferably less than 30N, preferably less than 25N, more preferably 20N (+/-) 2N.
  • the second blocking element is a pawl or half-wave.
  • FIG. 1 shows a latch and the associated release mechanism from the prior art, for example, the 3TLG Siemens vacuum contactor.
  • the drive lever 2 with the pivot point of the drive lever 1 is pressed via a compression spring 5 in the direction of the switching position "off". To keep the drive lever 2 and thus the switching device in the switching position "on", the drive lever 2 is mechanically latched.
  • This latching takes place via a latch block 8 fastened to the drive lever 2. This latch block 8 is blocked by the bolt 12 in the switch position "on”.
  • the bolt 12 is part of the lever 3, wherein the lever 3 is held by means of the spring force of the torsion spring 6 in the latched position.
  • the rod 10 is guided to reduce undesirable forces in a bearing 11.
  • FIG. 2 shows in the upper portion of the schematic and basic structure of the tripping device according to the prior art.
  • the drive lever 20 is rotatably supported at the pivot point of the drive lever 1.
  • the compression spring 50 engages the drive lever 20.
  • the drive lever 20 is held by the bolt 120 in the "on” position, provided that the switch is in the latched switch position "on”.
  • the bolt 120 is mounted on the lever 30 and the lever 30 is rotatably mounted at the pivot point 40, and by the torsion spring 60, the lever is held in the latched position, or pressed into this.
  • the lever 30 can be moved out of the locked position either by means of the rod 100 or the solenoid 70, so that the drive lever 20 is released and can be moved by the compression spring 50.
  • FIG. 2 also shows the drive lever 20 in the locked position, showing the lever arm of the bolt 130, the lever arm of the spool 140, the lever arm of the rod 150, and the lateral force 160.
  • FIG. 3 shows a section through a trigger mechanism according to the invention.
  • the drive lever 112 is rotatably supported at a pivot point of the drive lever 111.
  • the drive lever 112 is locked by the second roller 1110 via the first blocking element 1116, which may be designed as a pawl, with respect to a movement away from the mechanical energy store, here a compression spring 115.
  • the locking element 1116 is fixedly connected to the drive lever 112.
  • the second roller 1110 is rotatably mounted on the lever 113.
  • the lever 113 itself is rotatably supported at the fulcrum of the lever 113, the second fulcrum 114.
  • the lever 113 In the locked position, that is, in the latched switch position "on" of the switch, the lever 113 is prevented from moving from the first blocking element 1116 via the first roller 1111 rotatably mounted on the lever 113 by a second blocking element 118.
  • the second blocking element 118 is located below the third pivot point 119, on which the second blocking element 118 is rotatably mounted, and on the side, which faces the pivot point of the lever 113, ie the second pivot point 114, against a stop 1119.
  • the stop 1119 can in principle (not shown here) also above the third pivot point 119, on which the second locking element 118 is rotatably mounted, and on the side of the second locking element 118, the pivot point of the lever 113, ie the second pivot point 114, facing away , be provided.
  • the triggering element 117 can either mechanically or electronically set the second blocking element 118 in motion or rotation.
  • the second locking member 118 is moved away from the first roller 1111 and thus releases the lever 113.
  • the end of the second locking member 118 facing the first roller 1111 may move away from the first roller 1111 and onto the second roller 1110 and, if necessary, may also move past the second roller 1110.
  • the released lever 113 is moved in the direction of the second locking member 118 and thus allows the rolling of the first locking member 1116 via the second roller 1110 of the lever 113.
  • the thus released, unlatched or unlocked drive lever 112 can now by the mechanical energy storage 115, here a compression spring 115 are rotated about the pivot point of the drive lever 111 and so move the switch in an "off" position.
  • the upper part of the FIG. 4 schematically shows the structure of FIG. 3 ,
  • the drive lever 112 is rotatably mounted at the pivot point of the drive lever 111.
  • the drive lever 112 is locked by the second roller 1110 and the spring 115 is prevented from pressing the drive lever 112 from the locked position.
  • the second roller 1110 is connected via the lever arm 113 'to the pivot point of the lever 113, ie the second pivot point 114.
  • the first roller 1111 is fixed, and the lever 113 is prevented by the second Sperrlemente 118, which acts on the first roller 1111, from moving in the direction of the second locking member 118.
  • the second locking element 118 is rotatable with the compression spring 116 and the pivot point of the second locking element 118, the third pivot 119, rotatably mounted.
  • the triggering element 117 is provided such that it can engage the second blocking element 118 and can release the lever 113 and thus the drive lever 112 via an initiated rotational movement of the second blocking element 118.
  • lever arms are shown on the side of the lever 113 and the second locking member 118.
  • the lever arm 1113 of the first roller 1111 and the lever arm 1112 of the second roller 1110 are also characterized as the lever arm 1114 of the second locking member 118 and the lever arm 1115 of the trigger member 117th
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of the latched state of the second locking element 118, which is tilted or "overstretched" for self-locking by 0.2 ° to 0.5 °. Shown are the axis 1121 of the lever 113 and the pivot point of the lever 113, that is, the second pivot point 114, and the first roller 1111, which is held by the second locking element 118 in the latched or latched position.
  • the second locking element 118 is tilted at the third pivot point 119 of the second locking element 118 such that a self-locking results.
  • This self-locking is achieved by the fulcrum of the first roller 1111 is located on an axis with the third pivot 119 of the second locking member 118, and the stop 1119 of the second locking member 118 is provided so that in the latched position, the axis of the pawl 0.2 ° to 0.5 ° with respect to the common axis of the first roller 1111 and the third pivot 119 of the second locking member 118 is rotated. The rotation takes place on the side of the second locking member 118 from the third pivot 119, which faces the first roller 1111, in the direction opposite to the pivot point 114 of the lever 113. Shown is also the force vector 1130, which results from the twist and is responsible for the self-locking, that is, "hyperextension".

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, insbesondere für Niederspannungsgeräte und - anlagen, Mittelspannungsgeräte und -anlagen und/oder Hochspannungsgeräte und -anlagen.
  • Aus dem Stand der Technik sind Einfachverklinkungen, zum für Beispiel Vakuumschütze, bekannt. Bei diesen wird ein Antriebshebel über eine Druckfeder in die Schaltstellung "aus" gedrückt. Um das Schaltgerät in der Schaltstellung "ein" leistungsfrei zu halten, wird der Antriebshebel mechanisch verklinkt, also gesperrt. Dazu ist an dem Antriebshebel ein Klinkenblock befestigt. In der Schalterstellung "ein" wird der Antriebshebel von einem Bolzen blockiert. Der Bolzen ist Bestandteil eines Hebels, der mittels einer Feder und der daraus resultierenden Federkraft in der verklinkten Stellung gehalten wird. Die aus Bolzen und Hebel bestehende Sperre kann über eine Magnetspule (Auslösemagnet) und deren Magnetfeld aus der verklinkten Position gezogen werden und so den Antriebshebel freigeben, oder aber der Hebel und der Bolzen werden mechanisch über eine Stange aus der verklinkten Stellung gezogen um den Antriebshebel freizugeben.
  • Ein solches System lässt nur sehr geringe Toleranzen zu, um ein ungewolltes Entklinken, also Entsperren des Antriebshebels, zu vermeiden.
  • Bereits geringe Toleranzen führen bei einem solchen System zu hohen Reibungen, insbesondere zwischen Klinkenblock und Bolzen.
  • Die US20090201109A1 offenbart einen Auslösemechanismus für Leistungsschalter, mit einem einfachen Sperrmechanismus.
  • Aus der US2011073446A1 ist ebenfalls ein Auslösemechanismus für Leistungsschalter bekannt.
  • Die DE29507811U1 offenbart eine Verklinkungseinrichtung für einen Leistungsschalter.
  • Insgesamt sind bei den bekannten Systemen für die mechanische Auslösung, also Entklinkung, hohe Auslösekräfte erforderlich, zum Beispiel in der beschriebenen Ausführungsform etwa 100 N.
  • Auch für die elektromagnetische Auslösung, bzw. Entklinkung, sind hohe Kräfte nötig, weswegen teure Sonderanfertigungen für die Auslösemagnete, Elektromagnete, notwendig sind. Die hohen Auslösekräfte bedingen eine massive Bauweise der Bauteile und starke Federn. Auch muss der Hebel der Verklinkung aufgrund der hohen Kräfte geschweißt werden, was zu einem aufwändigen Herstellungsverfahren führt.
  • Da an der Stange zum mechanischen Auslösen Querkräfte auftreten, ist eine zusätzliche Lagerung notwendig, um zusätzliche Reibekräfte zu verhindern oder zu minimieren.
  • Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen einfacher herzustellenden und kostengünstigeren Auslösemechanismus bereit zu stellen, der gleichzeitig ein ungewolltes Entklinken, also Auslösen, durch zum Beispiel Erschütterung verhindert.
  • Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 und die von ihm abhängigen Ansprüche gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, mit einem Antriebshebel, einem mechanischen Energiespeicher, der geeignet ist auf den Antriebshebel zu wirken und einer Sperrvorrichtung offenbart. Die Sperrvorrichtung weist bevorzugt ein erstes Sperrelement am Antriebshebel, einen Hebel mit einer ersten Rolle und einer zweite Rolle, eine zweites Sperrelement und ein Auslöseelement auf. Die erste Rolle und die zweite Rolle sind drehbar am oder auf dem Hebel gelagert.
    Das zweite Sperrelement wirkt in einer verriegelten Position derart auf die erste Rolle, dass der Hebel gegen eine Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements, also auch in Richtung des dritten Drehpunktes, dem Drehpunkt des zweiten Sperrelementes gesperrt ist.
    Die zweite Rolle wirkt derart auf das erste Sperrelement, dass das erste Sperrelement gegen eine Bewegung weg von dem mechanischen Energiespeicher oder auf den mechanischen Energiespeicher zu gesperrt ist.
    Die Bezeichnung "verriegelte Position" bezieht sich sowohl auf die Sperre des Hebels gegen einen Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements, als auch auf die Sperre des ersten Sperrelementes gegen eine Bewegung vom mechanischen Energiespeicher weg oder auf den mechanischen Energiespeicher zu. Das zweite Sperrelement ist mittels des Auslöseelements, derart bewegbar, dass sich das zweite Sperrelement aus der verriegelten Position von der erste Rolle wegbewegt und sich der Hebel mit der ersten Rolle und der zweiten Rolle aus der verriegelten Position, in der das erste Sperrelement gegen eine Bewegung weg von dem mechanischen Energiespeicher oder auf den mechanischen Energiespeicher zu gesperrt ist, wegbewegt, so dass das erste Sperrelement über die zweite Rolle abrollen kann und der Antriebshebel durch die im mechanischen Energiespeicher gespeicherte Energie vom mechanischen Energiespeicher weg oder auf diesen zu bewegbar ist bzw. bewegt werden kann.
  • Mit einem derartigen Auslösemechanismus ist es möglich, dass ein Schalter in einer "ein" Stellung sicher gehalten wird, aber durch den mit Energie beladenen mechanischen Energiespeicher schnell und sicher in eine "aus" Stellung überführbar ist, indem die Verklingung durch eine Auslöseelement entklinkt wird, also eine Verriegelung gelöst und entriegelt wird.
  • Bevorzugt wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, bei dem der mechanische Energiespeicher ein Federelement, weiter bevorzugt eine Druckfeder ist.
  • Auch wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät bevorzugt, bei dem der Antriebshebel an einem ersten Drehpunkt drehbar gelagert ist, und der Hebel an einem zweiten Drehpunkt drehbar gelagert ist und die zweite Rolle zwischen dem zweiten Drehpunkt und der ersten Rolle angeordnet ist. Das zweite Sperrelement ist an einem dritten Drehpunkt drehbar gelagert. Das zweite Sperrelement liegt auf der auf der Seite des dritten Drehpunktes, die der ersten Rolle abgewandt ist und der Seite die dem Auslöseelement zugewandt ist, an einem Anschlag an, der eine Drehbewegung der Seite des zweiten Sperrelements, die der ersten Rolle zugewandt ist, in die Richtung, die der zweiten Rolle abgewandt ist, verhindert. Das zweite Sperrelement ist durch das Auslöseelement derart in eine Drehbewegung versetzbar, dass sich die der ersten Rolle zugewandte Seite des zweiten Sperrelements, vom dritten Drehpunkt aus gesehen, von der ersten Rolle weg und zu der zweiten Rolle hinbewegt und - wenn erforderlich - auch an der zweiten Rolle vorbei weiter bewegt, so dass sich der Hebel in Richtung des dritten Drehpunktes bewegt, und das erste Sperrelement über die zweite Rolle abrollt und so das erste Sperrelement freigibt, so dass der Antriebshebel durch die Druckfeder oder den mechanischen Energiespeicher in eine Drehbewegung um den ersten Drehpunkt versetzt wird.
  • Bevorzugt wird auch ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, wobei das zweite Sperrelement durch eine Drehfeder mit einer mechanischen Kraft vorgespannt ist.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, wobei das zweite Sperrelement durch eine Drehfeder mit einer mechanischen Kraft zusätzlich gegen Verdrehen gesichert ist und in einer entriegelten Position eine Rückstellkraft auf das Sperrelement in Richtung der verriegelten Position bewirkt, wobei die entriegelte Position sich dadurch auszeichnet, dass der Hebel nicht gegen einen Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements gesperrt ist und dass das erste Sperrelemente nicht gegen eine Bewegung vom mechanischen Energiespeicher weg oder auf den mechanischen Energiespeicher zu gesperrt ist.
  • Bevorzugt ist auch ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, wobei die zweite Rolle gegenüber der ersten Rolle in Richtung des Antriebhebels auf dem Hebel versetzt ist.
  • Auch wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät bevorzugt, wobei das zweite Sperrelement in der verriegelten Position, auf der der ersten Rolle abgewandten Seite, um 0,2° bis 0,5° gegen eine vertikale Achse, also die lange Achse des zweiten Sperrelementes in vertikaler Ausrichtung, in Richtung des Anschlags verkippt ist. Mit anderen Worten: die Achse der Klinke und/oder des zweiten Sperrelements ist in der verriegelten Position, in der die Klinke und/oder das zweite Sperrelement am Anschlag anliegt, um 0,2° bis 0,5° verkippt und zwar derart, dass die Seite der des Sperrelements, die vom dritten Drehpunkt aus der ersten Rolle abgewandt ist, in Richtung der zweiten Rolle verdreht ist. Insbesondere kann die Achse, gegen die das zweite Sperrelement verkippt ist, auch durch die Achse durch den dritten Drehpunkt und den Drehpunkt der ersten Rolle gebildet werden.
  • Bevorzugt wird auch ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, wobei die Kanten des zweiten Sperrelements, die in der verriegelten Position der ersten Rolle zugewandt sind, abgerundet sind.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weisen die erste Rolle und zweite Rolle unterschiedliche Durchmesser auf.
  • Auch wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät bevorzugt, bei dem das Auslöseelement ein Auslösemagnet, insbesondere ein Elektromagnet oder eine Spule, insbesondere eine Magnetspule ist.
  • Bevorzugt wird auch ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, wobei der Auslösemagnet sowohl mechanisch als auch elektrisch betätigbar ist.
  • Weiter bevorzugt wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, bei dem die notwendige Kraft zum Auslösen der mechanische Entriegelung über das Auslöseelement auf das zweite Sperrelement kleiner 50N , bevorzugt kleiner 30N, bevorzugt kleiner 25N, weiter bevorzugt 20N (+/-) 2N ist.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel für einen Auslösemechanismus für ein Schaltgerät ist das zweite Sperrelement eine Klinke oder Halbwelle.
  • Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von einzelnen Abbildungen und Figuren näher erläutert:
    • Figur 1:
    Schnittansicht einer Verklinkung aus dem Stand der Technik
    Figur 2:
    Schematische Zeichnung der Hebel und Kräfte für eine Verklinkung gemäß Figur 1
    Figur 3:
    Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verklinkung und Auslösevorrichtung
    Figur 4:
    Schematische Darstellung der Verklinkung und Auslösung und der Hebelarme gemäß Figur 3
    Figur 5:
    Schematische Darstellung der Verkippung des zweiten Sperrelementes.
  • Die Figur 1 zeigt eine Verklinkung und den dazugehörigen Auslösemechanismus aus dem Stand der Technik, beispielweise der 3TLG Siemens Vakuumschütz. Der Antriebshebel 2 mit dem Drehpunkt des Antriebshebels 1 wird über eine Druckfeder 5 in Richtung der Schaltstellung "aus" gedrückt. Um den Antriebshebel 2 und somit das Schaltgerät in der Schaltstellung "ein" zu halten, wird der Antriebshebel 2 mechanisch verklinkt.
  • Diese Verklinkung erfolgt über einen am Antriebshebel 2 befestigten Klinkenblock 8. Dieser Klinkenblock 8 wird in der Schaltstellung "ein" von dem Bolzen 12 blockiert.
  • Der Bolzen 12 ist Bestandteil des Hebels 3, wobei der Hebel 3 mittels der Federkraft der Drehfeder 6 in der verklinkten Stellung gehalten wird.
  • Zum Entklinken, also zum Auslösen des Schalters, damit dieser in die Schaltstellung "aus" gelangen kann, wird entweder die Magnetspule 7 bestromt, wobei das Magnetfeld der Magnetspule 7 den Hebel 3 aus der verklinkten Position zieht und so den Antriebshebel 2 freigibt, oder aber der Hebel 3 durch die Stange 10 mechanisch aus der Verriegelungsstellung gezogen, so dass der Bolzen 12 wiederum den Klinkenblock 8 und damit den Hebel 3 freigibt.
  • Die Stange 10 wird zur Verringerung von unerwünschten Kräften in einem Lager 11 geführt.
  • Auch gezeigt ist ein Unterlegblech 9 unterhalb der Magnetspule.
  • Die Figur 2 zeigt im oberen Abschnitt den schematischen und prinzipiellen Aufbau der Auslösevorrichtung nach dem Stand der Technik.
  • Der Antriebshebel 20 ist drehbar am Drehpunkt des Antriebhebels 1 gelagert. Die Druckfeder 50 greift am Antriebshebel 20 an. Der Antriebshebel 20 wird durch den Bolzen 120 in der "ein" Stellung gehalten, sofern sich der Schalter in der verklinkten Schalterstellung "ein" befindet.
  • Der Bolzen 120 ist auf dem Hebel 30 befestigt und der Hebel 30 ist am Drehpunkt 40 drehbar gelagert, und durch die Drehfeder 60 wird der Hebel in der verklinkten Position gehalten, beziehungsweise in diese gedrückt.
  • Der Hebel 30 kann entweder mittels der Stange 100 oder der Magnetspule 70 aus der verriegelten Position bewegt werden, so dass der Antriebshebel 20 freigegeben wird und von der Druckfeder 50 bewegt werden kann.
  • Der untere Teil der Figur 2 zeigt ebenfalls den Antriebshebel 20 in der verriegelten Position, wobei der Hebelarm des Bolzens 130, der Hebelarm der Spule 140, der Hebelarm der Stange 150 und die Querkraft 160 gezeigt sind.
  • Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Auslösemechanismus. Der Antriebshebel 112 ist an einem Drehpunkt des Antriebshebels 111 drehbar gelagert. In der Schaltstellung "ein" ist der Antriebshebel 112 über das erste Sperrelement 1116, das als Klinke ausgeführt sein kann, durch die zweite Rolle 1110 bezüglich einer Bewegung weg vom mechanischen Energiespeicher, hier einer Druckfeder 115, gesperrt. Das Sperrelement 1116 ist fest mit dem Antriebshebel 112 verbunden. Die zweite Rolle 1110 ist auf dem Hebel 113 drehbar gelagert. Der Hebel 113 selbst ist drehbar am Drehpunkt des Hebels 113, dem zweiten Drehpunkt 114, gelagert.
  • In der verriegelten Position, das heißt in der verklinkten Schaltstellung "ein" des Schalters, wird der Hebel 113 über die auf dem Hebel 113 drehbar gelagerte erste Rolle 1111 von einem zweite Sperrelement 118 an einer Bewegung weg vom ersten Sperrelement 1116 gehindert. Das zweite Sperrelement 118 liegt unterhalb des dritten Drehpunktes 119, an dem das zweite Sperrelement 118 drehbar gelagert ist, und auf der Seite, die dem Drehpunkt des Hebels 113, also dem zweiten Drehpunkt 114, zugewandt ist, an einem Anschlag 1119 an. Der Anschlag 1119 kann prinzipiell (hier nicht gezeigt) auch oberhalb des dritten Drehpunktes 119, an dem das zweite Sperrelement 118 drehbar gelagert ist, und auf der Seite des zweiten Sperrelements 118 die dem Drehpunkt des Hebels 113, also dem zweiten Drehpunkt 114, abgewandt ist, vorgesehen sein.
  • Zum Auslösen, bzw. Entklinken, kann das Auslöseelement 117 entweder mechanisch oder elektronisch das zweite Sperrelement 118 in Bewegung, bzw. Rotation, versetzen. Durch diese Bewegung wird das zweite Sperrelement 118 von der ersten Rolle 1111 wegbewegt und gibt somit den Hebel 113 frei. Insbesondere kann sich das Ende des zweite Sperrelements 118, das der ersten Rolle 1111 zugewandt ist, von der ersten Rolle 1111 weg und auf die zweite Rolle 1110 zu bewegen, und - falls erforderlich - auch an der zweiten Rolle 1110 vorbei weiter bewegen. Der freigegebene Hebel 113 wird in Richtung des zweiten Sperrelements 118 bewegt und ermöglicht somit das Abrollen des ersten Sperrelements 1116 über die zweite Rolle 1110 des Hebels 113. Der so freigegebene, entklinkte oder entriegelte Antriebshebel 112 kann nun durch den mechanischen Energiespeicher 115, hier eine Druckfeder 115, um den Drehpunkt des Antriebshebels 111 gedreht werden und so den Schalter in eine "aus" Stellung bewegen.
  • Eine Drehfeder 116 am Drehpunkt des zweiten Sperrelements 118, also dem dritten Drehpunkt 119, bewirkt, dass im Falle einer Überführung des Schalters in die "Ein" Stellung das zweite Sperrelement 118 wieder in die verklinkte oder gesperrte Position zurückgedreht wird, was den Hebel 113 zum Sperren des ersten Sperrelements 1116 befähigt bzw. bewegt.
  • Der obere Teil der Figur 4 zeigt schematisch den Aufbau der Figur 3. Der Antriebshebel 112 ist am Drehpunkt des Antriebshebels 111 drehbar gelagert. Der Antriebshebel 112 wird durch die zweite Rolle 1110 gesperrt und die Feder 115 daran gehindert, den Antriebshebel 112 aus der gesperrten Position zu drücken. Die zweite Rolle 1110 ist über den Hebelarm 113' mit dem Drehpunkt des Hebels 113, also dem zweiten Drehpunkt 114 verbunden. Auf dem Hebel 113 ist auch die erste Rolle 1111 befestigt, und der Hebel 113 wird durch das zweite Sperrlemente 118, das auf die erste Rolle 1111 wirkt, an einer Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements 118 gehindert. Das zweite Sperrelement 118 ist drehbar mit der Druckfeder 116 und dem Drehpunkt des zweiten Sperrelements 118, dem dritte Drehpunkt 119, drehbar gelagert. Das Auslöseelement 117 ist derart vorgesehen, dass es am zweiten Sperrelement 118 angreifen kann und über eine initiierte Drehbewegung des zweiten Sperrelements 118 den Hebel 113 und damit den Antriebshebel 112 freigeben kann.
  • Im unteren Teil der Figur 4 sind die Hebelarme auf Seiten des Hebels 113 und des zweiten Sperrelements 118 dargestellt. Der Hebelarm 1113 der ersten Rolle 1111 und der Hebelarm 1112 der zweiten Rolle 1110 sind ebenso gekennzeichnet wie der Hebelarm 1114 des zweiten Sperrelements 118 und der Hebelarm 1115 des Auslöseelements 117.
  • Die Figur 5 zeigt eine Prinzipskizze des verklinkten Zustands des zweiten Sperrelements 118, das für eine Selbsthemmung um 0,2° bis 0,5° verkippt oder "überstreckt" ist. Gezeigt wird die Achse 1121 des Hebels 113 und der Drehpunkt des Hebels 113, also des zweiten Drehpunktes 114, und die erste Rolle 1111, die durch das zweite Verriegelungselement 118 in der verriegelten bzw. verklinkten Stellung gehalten wird. Das zweite Sperrelement 118 ist am dritten Drehpunkt 119 des zweiten Sperrelements 118 derart verkippt, dass sich eine Selbsthemmung ergibt. Erreicht wird diese Selbsthemmung, indem der Drehpunkt der ersten Rolle 1111 auf einer Achse mit dem dritten Drehpunkt 119 des zweiten Sperrelements 118 liegt, und der Anschlag 1119 des zweiten Sperrelements 118 so vorgesehen ist, dass in der verklinkten bzw. verriegelten Stellung die Achse der Klinke 0,2° bis 0,5° gegenüber der gemeinsamen Achse der ersten Rolle 1111 und des dritten Drehpunkts 119 des zweiten Sperrelements 118 verdreht ist. Die Verdrehung findet an der Seite des zweiten Sperrelements 118 vom dritten Drehpunkt 119 aus, die der ersten Rolle 1111 zugewandt ist, in der Richtung statt, die dem Drehpunkt 114 des Hebels 113 abgewandt ist. Gezeigt ist auch der Kraftvektor 1130, der aus der Verdrehung resultiert und für die Selbsthemmung, das heißt "Überstreckung", verantwortlich ist.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Drehpunkt des Antriebshebels 2
    2, 20
    Antriebshebel
    3
    Hebel
    4, 30
    Drehpunkt des Hebels
    5, 50
    mechanischer Energiespeicher, Feder, Druckfeder
    6, 60
    Drehfeder
    7, 70
    Magnetspule
    8
    Klinkenblock
    9
    Unterlegblech
    10, 100
    Stange
    11
    Lager
    12, 120
    Bolzen
    130
    Hebelarm des Bolzen
    140
    Hebelarm Magnetspule
    150
    Hebelarm Stange
    160
    Querkraft
    111
    Drehpunkt des Antriebshebels 112, erster Drehpunkt
    112
    Antriebshebel
    113
    Hebel
    114
    Drehpunkt des Hebels 113, zweiter Drehpunkt
    115
    mechanischer Energiespeicher, Feder, Druckfeder
    116
    Drehfeder am Drehpunkt des Hebels 113
    117
    Auslöseelement, Auslösemagnet, Elektromagnet
    118
    zweites Sperrelement, Klinke
    119
    Drehpunkt des zweiten Sperrelementes, dritter Drehpunkt
    1110
    zweite Rolle
    1111
    erste Rolle
    1112
    Hebelarm der ersten Rolle
    1113
    Hebelarm der zweiten Rolle
    1114
    Hebelarm des zweiten Sperrelementes, der Klinke
    1115
    Hebelarm des Auslöseelementes
    1116
    erstes Sperrelement
    1119
    Anschlag des zweiten Sperrelementes, der Klinke
    1120
    Achse des zweiten Sperrelementes, der Klinke
    1130
    resultierender Kraftvektor
    A
    Verkippung um 0,2° bis 0,5°, Überstreckung für Selbsthemmung
    B
    Richtung für das mechanische Auslösen, Entklinken

Claims (13)

  1. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, mit
    einem Antriebshebel (112),
    einem mechanischen Energiespeicher (115), der geeignet ist, auf den Antriebshebel (112) zu wirken, und einer Sperrvorrichtung, wobei die Sperrvorrichtung ein erstes Sperrelement (1116) am Antriebshebel (112) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung einen Hebel (113) mit einer ersten Rolle (1111) und einer zweite Rolle (1110), ein zweites Sperrelement (118) und ein Auslöseelement (117) aufweist, wobei
    die erste Rolle (1111) und die zweite Rolle (1110) drehbar am oder auf dem Hebel (113) gelagert sind,
    das zweite Sperrelement (118) in einer verriegelten Position derart auf die erste Rolle (1111) wirkt, dass der Hebel (113) gegen eine Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements (118) gesperrt ist,
    die zweite Rolle (1110) derart auf das erste Sperrelement (1116) wirkt, dass das erste Sperrelement (1116) gegen eine Bewegung weg von dem mechanischen Energiespeicher (115) oder auf den mechanischen Energiespeicher (115) zu gesperrt ist, und wobei
    das zweite Sperrelement (118) mittels des Auslöseelements (117) derart bewegbar ist, dass sich das zweite Sperrelement (118) aus der verriegelten Position von der erste Rolle (1111) wegbewegt und sich der Hebel (113) mit der ersten Rolle (1111) und der zweiten Rolle (1110) aus der verriegelten Position, in der das erste Sperrelement (1116) gegen eine Bewegung weg von dem mechanischen Energiespeicher (115) oder auf den mechanischen Energiespeicher (115) zu gesperrt ist, wegbewegt, so dass das erste Sperrelement (1116) über die zweite Rolle (1110) abrollt und der Antriebshebel (112) durch die im mechanischen Energiespeicher (115) gespeicherte Energie vom mechanischen Energiespeicher (115) weg oder auf diesen zu bewegt wird.
  2. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der mechanische Energiespeicher (115) eine Druckfeder (115) ist.
  3. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebshebel (112) an einem ersten Drehpunkt (111) drehbar gelagert ist, und wobei
    wobei der Hebel (113) an einem zweiten Drehpunkt (114) drehbar gelagert ist und die zweite Rolle (1110) zwischen dem zweiten Drehpunkt (114) und der ersten Rolle (1111) angeordnet ist, wobei
    das zweite Sperrelement (118) an einem dritten Drehpunkt (119) drehbar gelagert ist, wobei
    das zweite Sperrelement (118) auf der Seite des dritten Drehpunktes (119), die der ersten Rolle (1111) abgewandt ist, an einem Anschlag anliegt, der eine Drehbewegung der Seite des zweiten Sperrelements (118), die der ersten Rolle (1111) zugewandt ist, in die Richtung, die der zweiten Rolle (1110) abgewandt ist, verhindert, wobei das zweite Sperrelement (118) durch das Auslöseelement (117) derart in eine Drehbewegung gesetzt werden kann, dass sich die der ersten Rolle (1111) zugewandte Seite des zweiten Sperrelements (118) von der ersten Rolle (1111) wegbewegt und zu der zweiten Rolle (1110) hinbewegt, so dass sich der Hebel (113) in Richtung des dritten Drehpunktes (119) bewegt, und
    das erste Sperrelement (1116) über die zweite Rolle (1110) abrollt und so das erste Sperrelement (1116) freigibt, so dass der Antriebshebel (112) durch die Druckfeder oder den mechanischen Energiespeicher (115) in eine Drehbewegung um den ersten Drehpunkt (111) versetzbar ist.
  4. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Sperrelement (118) durch eine Drehfeder (116) mit einer mechanischen Kraft vorgespannt ist.
  5. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 3
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Sperrelement (118) durch eine Drehfeder (116) mit einer mechanischen Kraft zusätzlich gegen Verdrehen gesichert ist und in einer entriegelten Position eine Rückstellkraft auf das Sperrelement (118) in Richtung der verriegelten Position bewirkt, wobei die entriegelte Position sich dadurch auszeichnet, dass der Hebel (113) nicht gegen einen Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements (1118) gesperrt ist und dass das erste Sperrelemente (1116) nicht gegen eine Bewegung vom mechanischen Energiespeicher (115) weg oder auf den mechanischen Energiespeicher (115) zu gesperrt ist.
  6. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zweite Rolle (1110) gegenüber der ersten Rolle (1111) in Richtung des Antriebhebels (112) auf dem Hebel (113) versetzt ist.
  7. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der Ansprüche 3 bis 6
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Sperrelement (118) in der verriegelten Position, auf der der ersten Rolle (1111) abgewandten Seite um 0,2° bis 0,5 ° gegen eine vertikale Achse in Richtung des Anschlags (1119) verkippt ist.
  8. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das die Kanten des zweiten Sperrelements (118), die in der verriegelten Position der ersten Rolle (1111) zugewandt sind, abgerundet sind.
  9. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste Rolle (1111) und zweite Rolle (1110) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
  10. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Auslöseelement (117) ein Auslösemagnet (117), insbesondere ein Elektromagnet, ist.
  11. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 10
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Auslösemagnet (117) sowohl mechanisch als auch elektrisch betätigbar ist.
  12. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 11
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die notwendige Kraft zum Auslösen der mechanische Entriegelung über das Auslöseelement (117) auf das zweite Sperrelement (118) kleiner 50N, bevorzugt kleiner 30N, bevorzugt kleiner 25N, weiter bevorzugt 20N (+/-) 2N ist.
  13. Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Sperrelement (118) eine Klinke (118) oder Halbwelle ist.
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