NL1020126C2 - Bekrachtigingsinrichting voor schakelaar. - Google Patents

Description

Bekrachtiginginrichting voor schakelaar

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een bekrachtiginginrichting voor het bedienen van een schakelelement met een bedienorgaan, waarbij het 5 schakelelement op afstand is gelegen van het bedienorgaan. Dergelijke bekrachtiginginrichtingen worden bijvoorbeeld gebruikt bij het bedienen van schakelaars in een schakelkast, bijvoorbeeld lastscheiders, vermogensschakelaars, enz.

Vaak worden dergelijke schakelaars bediend door een draaibeweging met een knop of hendel, waarbij de knop of hendel met de schakelaar is verbonden via een 10 starre as. Indien de schakelaars zijn ingebouwd in een verdeelsysteem met meerdere schakelaars, vertonen deze starre-asverbindingen een aantal nadelen.

De gewenste of vereiste bedieningsplaats dicteert in dat geval de positie en oriëntatie van de schakelaar, of andersom dicteert de positie van een schakelaar de mogelijke plaats van de knop of hendel op het bedieningspaneel. Verder is een 15 assortiment aan starre assen nodig om nog enige vrijheid te behouden met betrekking tot de inbouwdiepte van de schakelaar. Wanneer meerdere schakelaars met starre assen aanwezig zijn, is de ruimte tussen het bedieningspaneel en de bedieningspunten van de schakelaars niet meer flexibel te gebruiken. Vaak zal de knop of hendel op een deurtje gemonteerd worden, wat een precieze uitlijning van deur en kast vereist. Om 20 esthetische of bedrijfstechnische redenen worden knoppen vaak recht onder elkaar of naast elkaar geplaatst. Hierdoor moeten de bedieningspunten van de schakelaars ook met dezelfde opbouw geplaatst worden, hetgeen tot problemen kan leiden wanneer de schakelaars verschillende afmetingen hebben. Indien kleine schakelaars gebruikt worden, moeten deze toch op grote onderlinge afstand worden geplaatst indien de 25 knoppen/ hendels grotere afmetingen hebben (wat vaak voor een goede bediening vereist is). Deze grote afmetingen zijn soms nodig in verband met de relatief grote kracht die het bedienen van een schakelaar vraagt.

De onderhavige uitvinding tracht een bekrachtiginginrichting voor een schakelaars te verschaffen, die het mogelijk maakt dat de bedienorganen, zoals 30 knoppen en hendels, willekeurig ten opzichte van de bijbehorende schakelaars geplaatst kunnen worden. Verder dienen de hierboven genoemde nadelen vermeden te worden.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een bekrachtiginginrichting van de bij aanhef gedefinieerde soort verschaft, waarbij de bekrachtiginginrichting een flexibel ·: · ·;. O ' ' i C> t. c'·. „ Λ ζ overbrengingselement omvat. Onder flexibel overbrengingselement wordt hierin verstaan een element dat over (een gedeelte) van zijn lengte flexibel is, waardoor het ruimtelijke pad tussen bedienorgaan en schakelaar niet recht hoeft te verlopen.

Hierdoor is het mogelijk om de plaatsing van het bedienorgaan onafhankelijk te maken 5 van de plaats van de bijbehorende schakelaar, of vice versa. Dezelfde bedieningshandeling kan verricht worden als bij een verbinding met een starre as, maar er ontstaat een veel grotere inbouwvrijheid voor de schakelaars. Optimale plaatsing en oriëntatie van zowel de bedienorganen (ergonomisch en esthetisch verantwoord) als de schakelaars (optimale ruimtebenutting) wordt hiermee mogelijk. Zo kan bijvoorbeeld 10 een knop op een voorpaneel worden geplaatst, en de schakelaar op een zijpaneel (onderlinge oriëntatie van negentig graden). Ook is een veel hogere tolerantie bij plaatsing van de verschillende delen mogelijk. Verder is het mogelijk door een juiste padkeuze van het flexibele overbrengingselement de ruimte tussen het bedienpunt van de schakelaar(s) en de bijbehorende knop(pen) te gebruiken voor andere doeleinden.

15 In een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het flexibel overbrengingselement ingericht om een fysieke verplaatsing en/of een kracht over te brengen van het bedienorgaan naar het schakelelement. Bij het bedienorgaan kan dit bijvoorbeeld gaan om een rotatiebeweging over bijvoorbeeld 90°, of een verschuiving over een aantal centimeter. Ook bij het schakelelement kan het gaan om een 20 rotatiebeweging of een schuifbeweging. In andere gevallen kan het gaan om het overbrengen van een kracht om bijvoorbeeld een contact tot stand te brengen in de schakelaar.

In een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de bekrachtiginginrichting verder een eerste overdrachtelement dat verbonden is met het 25 bedienorgaan en een tweede overdrachtelement dat verbonden is met het schakelelement, waarbij het flexibele overbrengingselement is verbonden met het eerste en tweede overdrachtelement voor het overbrengen van een verplaatsing en/of een kracht in een eerste richting. Dit maakt het mogelijk om bestaande bedienorganen en bestaande schakelelementen te gebruiken en de bekrachtiginginrichting daaraan toe 30 te voegen. Omdat geen verdere aanpassingen van bedienorgaan en schakelelement nodig is, is deze uitvoeringsvorm eenvoudig en goedkoop te gebmiken.

Het eerste en/of tweede overdrachtelement kan een wikkellichaam omvatten. Onder wikkellichaam worden ook equivalente lichamen verstaan, zoals excentrische « 3 lichamen of roterende armlichamen. Het overbrengingselement kan dan een met een op een punt van de omtrek van het wikkellichaam verbonden kabel omvatten. Hierdoor is het mogelijk een roterende beweging van een as van het bedienorgaan en/of het schakelelement om te zetten in een verplaatsing van de kabel in de eerste richting.

5 Als alternatief kan het eerste en/of tweede overdrachtelement een schuiflichaam omvatten. Het overbrengingelement kan dan een met het schuiflichaam verbonden kabel omvatten, zodat een schuivende beweging van het bedienorgaan en/of het schakelelement in een verplaatsing van de kabel in de eerste richting wordt omgezet. Vermogensschakelaars worden in de praktijk vaak met een schuifbeweging bediend, en 10 kunnen in deze uitvoeringsvorm met voordeel gebruikt worden.

Het eerste en tweede overdrachtelement kunnen een verschillende overbrengverhouding hebben. Dit kan bijvoorbeeld geïmplementeerd worden door twee ronde wikkellichamen te gebruiken met een verschillende straal. Dit kan een aanpassing betekenen van het schakelelement aan een standaard bedienbeweging, 15 bijvoorbeeld een schakelelement met een bekrachtiging over 120° kan met deze uitvoeringsvorm bediend worden door een draaiing over 90° door een juiste keuze van het eerste en tweede overdrachtelement. Ook kan deze uitvoeringsvorm gebruikt worden om de benodigde kracht voor het bekrachtigen van een schakelaar aan te passen. Meestal wordt een grote bedieningskracht opgevangen door een 20 bedieningsorgaan toe te passen met een grote arm, waardoor met een relatief lage kracht toch een groot moment kan worden overgebracht. Bedieningsorganen met een grote arm zijn echter ongewenst vanwege de grote onderlinge afstand die dan nodig is. Door bijvoorbeeld een wikkellichaam met een grote straal te gebruiken bij het bedienorgaan en een wikkellichaam met een kleinere straal bij het schakelelement, is 25 het mogelijk om het schakelelement te op afstand te bedienen met een veel lagere kracht (of beter moment). Bij sommige schakelaars worden vaak mechanismen gebruikt waarin een of meerdere veren worden voorgespannen. Dit leidt vaak tot een stijgend bedieningskoppel bij het roteren/transleren van de knop of hendel van het bedienorgaan. Aan het eind van de bedieningsslag kan het koppel zeer hoog zijn, wat 30 ongewenst is voor een gebruiker. Door een juiste keuze van de vorm van het eerste en/of tweede overdrachtelement (bijvoorbeeld een ellipsvorm) kan het koppelverloop aangepast worden zodat een meer gelijkmatig bedieningskoppel benodigd is voor de bedieningsslag, zonder extremen.

10 2 0 i B

4

In een verdere uitvoeringsvorm omvat het eerste en/of tweede overdrachtelement een veerelement voor het in een aan de eerste richting tegengestelde tweede richting bekrachtigen van het eerste en/of tweede overdrachtelement. Als alternatief kan het overbrengingselement een tweede kabel omvatten voor het in een aan de eerste richting 5 tegengestelde tweede richting bekrachtigen van het eerste en/of tweede overdrachtelement. Bij voorkeur worden de gebruikte kabels uitgevoerd als Bowden-kabels, waarbij een stijve snaar wordt omgeven door een mantel waarin de snaar heen en weer kan bewegen. Deze Bowden-kabels worden veel toegepast, zijn eenvoudig verkrijgbaar en hebben een lange levensduur.

10 In een alternatieve uitvoeringsvorm kan het flexibel overbrengingselement een torsiekabel omvatten, een met het eerste overdrachtelement verbonden koppeling aan een eerste zijde van de torsiekabel, en een met het tweede overdrachtelement verbonden koppeling aan een andere zijde van de torsiekabel. Torsiekabels worden ook algemeen toegepast voor het overbrengen van een roterende beweging, en zijn 15 uitermate geschikt voor de onderhavige uitvinding. Omdat een torsiekabel een rotatie in beide richtingen kan overdragen, is een tweede kabel of een veer voor de teruggaande beweging niet nodig.

Het eerste overdrachtelement en/of tweede overdrachtelement kan in verdere uitvoeringsvormen een verder overbrengmechanisme omvatten, zoals een 20 tandwieloverbrenging of een snaaroverbrenging. Hiermee kan de bekrachtiginginrichting in hoge mate aangepast worden aan specifieke vereisten voor bepaalde typen bedienorganen en/of schakelelementen en/of combinaties daarvan.

De onderhavige uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van enkele voorbeelduitvoeringsvormen, met verwijzing naar de bij gevoegde tekeningen, waarin 25 Fig. 1 een perspectiefaanzicht toont van een schakelelement en een bedienorgaan met een daartussen geplaatste bekrachtiginginrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 2 een perspectiefaanzicht toont van een gedeelte van een bekrachtiginginrichting volgens een tweede uitvoeringsvorm; 30 Fig. 3 een perspectiefaanzicht toont van een gedeelte van een bekrachtiginginrichting volgens een derde uitvoeringsvorm;

Fig. 4 een perspectiefaanzicht toont van een gedeelte van een bekrachtiginginrichting volgens een vierde uitvoeringsvorm; en ,*'**· « 5

Fig. 5 een perspectiefaanzicht toont van een gedeelte van een bekrachtiginginrichting volgens een vijfde uitvoeringsvorm.

Een schakelelement 4, zoals een schakelaar met een viertal aansluitingen 5, is in Fig. 1 in perspectiefaanzicht getoond, samen met een bedienorgaan 2 dat een knop 3 5 omvat voor het met een rotatiebeweging bekrachtigen of in-/uitschakelen van de schakelaar 4. In bekende installaties wordt het bedienorgaan 2 bijvoorbeeld op een voorwand of deur van een kast gemonteerd, en de schakelaar 4 op een bepaalde afstand daarvan op de achterwand van de kast. Het bedienorgaan 2 en de schakelaar 4 worden dan met een starre as met elkaar verbonden. Het nadeel hiervan is dat de onderlinge 10 oriëntatie van bedienorgaan 2 en schakelaar 4 in hoge mate vastligt: alleen in de diepterichting kan door het variëren van de lengte van de starre as enige vrijheid worden aangehouden.

Deze problemen worden in de onderhavige uitvinding opgelost door het aanbrengen van een flexibel overbrengingselement tussen het bedienorgaan 2 en de 15 schakelaar 4. In de in Fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm bestaat het overbrengingselement uit een eerste overdrachtelement 6 dat met het bedienorgaan 2 is verbonden, een tweede overdrachtelement 7 dat verbonden is met de schakelaar 4 en twee zich daartussen bevindende Bowden-kabels met twee snaren 8,9 en respectieve bijbehorende mantels 10,11. De werking van het overbrengingselement zal nu in meer 20 detail worden uitgelegd met verwijzing naar de overige figuren.

In Fig. 2 is een eerste uitvoeringsvorm getoond van het eerste overdrachtelement

6. In samengebouwde toestand steekt een as 15 van het bedienorgaan in het eerste overdrachtelement 6. Aan de as is een wikkellichaam 17 bevestigd dat geschikt is voor het koppelen van een snaar 8, 9 van de Bowden-kabels, bijvoorbeeld door middel van 25 een met de snaar 8, 9 verbonden stift 14, die in een uitsparing aan de omtrek van het wikkellichaam 17 valt. Bij het roteren van het wikkellichaam 17 zal de kabel 8, 9 in een eerste richting getrokken worden en gedeeltelijk op een zich aan de omtrek van het wikkellichaam 17 bevindende groef wikkelen. De mantel 10,11 van de Bowden-kabels worden tegengehouden door de behuizing van het eerste overdrachtelement, waardoor 30 door het draaien van de as 15, een verschuiving resulteert van de kabel 8, 9 in de mantel 10, 11. Het tweede overdrachtelement 7 kan hetzelfde zijn uitgevoerd als het hier beschreven eerste overdrachtelement 6. De as 15 is dan verbonden met de as van de schakelaar 4, die na een bepaalde roterende beweging de schakelaar in- of O

6 uitschakelt. Door de getoonde uitvoering met twee Bowden-kabels 8,10, respectievelijk 9,11, is het mogelijk om in twee richtingen een bekrachtiging uit te voeren.

Door de straal van de wikkellichamen 17 van het respectieve eerste en tweede overdrachtelement 6,7 onderling te variëren, is het mogelijk om een bepaalde 5 overdrachtverhouding te verkrijgen. Zo kan bijvoorbeeld een schakelaar 2 die met een rotatie van 120° wordt bekrachtigd via de bekrachtiginginrichting van de onderhavige uitvinding worden bediend met een bedienorgaan 2 dat slechts roteert over een hoek van 90°. Ook is het mogelijk om door een juiste keuze van de overdrachtsverhouding het noodzakelijke koppel voor het bedienorgaan 2 te verlagen of juist te verhogen.

10 Het is ook mogelijk om de bekrachtiginginrichting volgens de onderhavige uitvinding te laten werken met slechts één kabel 8,10. Voor de tegengestelde beweging kan dan bijvoorbeeld een veermechanisme worden gebruikt, dat de as van het bedienorgaan 2 of de schakelaar 4 weer naar zijn oorspronkelijke positie terugduwt. In dit geval omvat het bedienorgaan 2 of de bekrachtiginginrichting ook een 15 vergrendelelement om de schakelaar 4 in zijn bekrachtigde toestand te houden.

In Fig. 3 is een verder uitvoeringsvorm getoond, waarbij het eerste overdrachtelement 6 een wikkellichaam 16 omvat dat niet een ronde vorm heeft (zoals het in Fig. 2 getoonde wikkellichaam 17) maar een enigszins elliptische vorm. Deze uitvoeringsvorm heeft een bijzonder voordeel bij het bekrachtigen van schakelaars 4 20 die een voorspanmechanisme hebben, waarbij een stijgend bedieningskoppel nodig is over het bekrachtigingtraject van de as 15 van de schakelaar 4. De gewijzigde vorm van het wikkellichaam 16 maakt een aanpassing van de krachten mogelijk die worden overgebracht door de Bowden-kabels, waardoor een meer gelijkmatige bekrachtiging van het bedienorgaan 2 mogelijk wordt, waardoor het bedieningsgemak voor de 25 gebruiker verhoogd wordt. Door de juiste keuze van de vorm van het wikkelichaam 16 van het eerste overdrachtelement 6 en die van het tweede overdrachtelement 7 is een verscheidenheid van (niet-lineaire) overdrachtsaanpassingen mogelijk.

In Fig. 4 is een verdere uitvoeringsvorm getoond van een overbrengelement 6 (of 7) waarbij een translatiebeweging van een bedienorgaan 2 of een schakelaar 4 wordt 30 omgezet en overgedragen via een stel Bowden-kabels. Deze uitvoeringsvorm omvat een schuiflichaam 12, dat een opening 13 omvat voor het daarin opnemen van een bedienelement van het bedienorgaan 2 of de schakelaar 4. Het schuiflichaam 12 heeft een opneemholte voor het opnemen van een met de snaren 8, 9 verbonden stift. De % schuifbeweging van het schuiflichaam 12 wordt in deze uitvoeringsvorm dus omgezet in een verschuiving van de snaar 8,9 ten opzichte van de met het overdrachtelement verbonden mantels 10,11. Als deze uitvoeringsvorm wordt gebruikt als tweede overdrachtelement 7, wordt de heen en weer gaande beweging van de snaren 8, 9 5 omgezet in een heen en weer gaande beweging van het schuifelement 12, waardoor de schakelaar 4 in of uit wordt geschakeld. Deze uitvoeringsvorm heeft met name voordeel bij vermogensschakelaars 4 die vaak zijn uitgerust met een lineaire bekrachtigingbeweging

In Fig. 5 is een nog verdere uitvoeringsvorm getoond van een overdrachtelement 10 6 volgens de onderhavige uitvinding. In deze uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een torsiekabel, waarbij een snaar 20 roteert in een mantel 21. Het uiteinde van de snaar 20 is verbonden met een eerste tandwiel 22, waarvan de tanden ingrijpen in een tweede tandwiel 23. Het tweede tandwiel 23 is verbonden met de as 15. Een roterende beweging van de as 15 wordt nu via de tandwieloverbrenging overgedragen naar een 15 roterende beweging van de snaar 20 in de torsiekabel. Het tweede overdrachtelement 7 kan identiek aan het eerste overdrachtelement 6 zijn uitgevoerd. De roterende beweging van de snaar 20 wordt dan weer omgezet in een roterende beweging van de as 15 van de schakelaar 4. Door de straal van de eerste en tweede tandwielen 22, 23 te variëren kunnen verschillende overdrachtsverhoudingen tussen bedienorgaan 2 en schakelaar 4 20 verkregen worden. In een (niet getoonde) variant van de uitvoeringsvorm volgens Fig.

5, is het tweede tandwiel 23 vervangen door een schuiflichaam, dat aan een zijde is voorzien van tanden die ingrijpen in de tanden van het eerste tandwiel 22. Hierdoor kan een schuivende beweging van het bedienorgaan 2 worden omgezet in een roterende beweging van de torsiekabel, of de roterende beweging van de torsiekabel in een 25 schuivende beweging van de schakelaar 4.

De in Fig. 5 getoonde uitvoeringsvorm kan als alternatief verdere tandwielen omvatten voor het aanpassen van de overdrachtskarakteristiek. Als verder alternatief kan in plaats van een tandwieloverbrenging gebruik worden gemaakt van een snaaroverbrenging.

30

- , : 'O O

Claims (10)

1. Bekrachtiginginrichting voor het bedienen van een schakelelement (4) met een bedienorgaan (2), waarbij het schakelelement (4) op afstand is gelegen van het 5 bedienorgaan (2) met het kenmerk, dat de bekrachtiginginrichting (1) een flexibel overbrengingselement (8,10; 9, 11; 20, 21) omvat.

2. Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 1, waarbij het flexibel 10 overbrengingselement (8, 10; 9, 11; 20,21) is ingericht om een fysieke verplaatsing en/of een kracht over te brengen van het bedienorgaan (2) naar het schakelelement (4).

3. Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de bekrachtiginginrichting (1) verder een eerste overdrachtelement (6) omvat dat 15 verbonden is met het bedienorgaan (2) en een tweede overdrachtelement (7) dat verbonden is met het schakelelement (4), waarbij het flexibele overbrengingselement (8, 10; 9, 11; 20, 21) is verbonden met het eerste en tweede overdrachtelement (6,7) voor het overbrengen van een verplaatsing en/of een kracht in een eerste richting.

4. Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 1,2 of 3, waarbij het eerste en/of tweede overdrachtelement (6, 7) een wikkellichaam (16,17) omvat en het flexibel overbrengingselement (8,10; 9, 11) een met een op een punt van de omtrek van het wikkellichaam (16, 17) verbonden kabel (8, 9) omvat voor het omzetten van een roterende beweging van een as (15) van het bedienorgaan (2) en/of het schakelelement 25 (4) in een verplaatsing van de kabel (8, 9) in de eerste richting. 1 * ' Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 1,2 of 3, waarbij het eerste en/of tweede overdrachtelement (6, 7) een schuiflichaam (12) omvat en het flexibele overbrengingselement (8,10; 9,11) een met het schuiflichaam (12) verbonden kabel (8, 30 9) omvat voor het omzetten van een schuivende beweging van het bedienorgaan (2) en/of het schakelelement (4) in een verplaatsing van de kabel (8, 9) in de eerste richting. V

6. Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 4 of 5, waarbij het eerste en tweede overdrachtelement (6, 7) een verschillende overbrengverhouding hebben.

7. Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 4, 5 of 6, waarbij het eerste en/of « 5 tweede overdrachtelement (6, 7) een veerelement omvat voor het in een aan de eerste richting tegengestelde tweede richting bekrachtigen van het eerste en/of tweede overdrachtelement (6,7).

8. Bekrachtiginginrichting volgens conclusie 4, 5 of 6, waarbij het flexibele 10 overbrengingselement (8,10; 9,11) een tweede kabel omvat voor het in een aan de eerste richting tegengestelde tweede richting bekrachtigen van het eerste en/of tweede overdrachtelement (6,7).

9. Bekrachtiginginrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 8, waarbij 15 het flexibel overbrengingselement (8,10; 9,11) een Bowden-kabel omvat.

10. Bekrachtiginginrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 5, waarbij het flexibel overbrengingselement een torsiekabel (20,21) omvat, een met het eerste overdrachtelement (6,7) verbonden koppeling (22) aan een eerste zijde van de 20 torsiekabel, en een met het tweede overdrachtelement (6, 7) verbonden koppeling (22) aan een andere zijde van de torsiekabel.

11. Bekrachtiginginrichting volgens een van de conclusies 3 tot en met 10, waarbij het eerste overdrachtelement (6) en/of tweede overdrachtelement (7) een verder 25 overbrengmechanisme (23) omvatten.