WO2009043718A1 - Schockfeste auslöseeinrichtung zur auslösung eines schalters, insbesondere eines leistungsschalters - Google Patents

Schockfeste auslöseeinrichtung zur auslösung eines schalters, insbesondere eines leistungsschalters Download PDF

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arm
drive unit
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Gerd Ahlf
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • Shock-resistant tripping device for triggering a switch, in particular a circuit breaker
  • the invention relates to a shock-resistant release device for triggering a switch, in particular a circuit breaker, with a lever pivotable about an axis with a first arm having a trigger element which causes a triggering of the switch in a movement in a triggering direction.
  • These tripping devices usually comprise a drive device in the form of an electromagnet with a movable armature, which moves a trigger element via a drive mechanism, whereby a switching or locking mechanism of the switch is actuated and causes a switching or locking of the circuit breaker.
  • the control of the electromagnet can be done remotely via an electrical signal, for example.
  • such tripping devices are subject to particular shock resistance requirements.
  • shock resistance requirements e.g. For naval vessels particularly high shock strengths of 22g for 20 ms in a semi-sinus impact shape required.
  • the shock resistance can be increased by means of springs, which make it difficult to move the lever in the release direction. However, this requires in the case that a release is actually desired, a higher force for the movement of the lever arm and thus higher drive power.
  • the pivotable lever has a second arm arranged with respect to the first arm such that when the force is applied to the axle in a direction opposite to the triggering direction via the first arm, a first torque and a second torque through the second arm acting on the lever, wherein the first torque and the second torque are oppositely directed.
  • the two torques at least partially compensate, so that a movement of the triggering element in the triggering direction can be at least reduced in the event of a shock, which increases the shock resistance.
  • the increase in the shock resistance is thus possible without the use of additional springs or other, the movement of the trigger element in the triggering aggravating components, so that no significant increase in the drive power for the movement of the lever in the release direction is required.
  • the first and the second torque are approximately equal in magnitude, the two torques compensate completely and a movement of the trigger element in the triggering direction can be avoided particularly reliably in the event of a shock.
  • the second arm may also be coupled to a second drive unit for moving the triggering element in the triggering direction.
  • the two drive units can then be used for different functionalities, e.g. a drive unit for the operational switching off of the switch and the other drive unit for locking against unintentional switching on.
  • the two drive units can then act via a common trigger element.
  • the switch mechanism can be simplified on the side of the switch and thus made particularly shock resistant.
  • the first and the second drive unit are preferably independently controllable.
  • the coupling of the first drive unit to the first arm and the coupling of the second drive unit to the second arm is designed such that a third torque can be exerted on the lever by the first drive unit and a fourth torque can be exerted by the second drive unit, wherein the third torque and the fourth torque are the same direction.
  • Both drive units can then work together on a tripping operation, i. a movement of the trigger element in the release direction, cooperate, whereby the triggering process can be accelerated.
  • a maximum acceleration is achieved here when the third and the fourth torque can be exercised simultaneously on the lever.
  • the third and then fourth torque can be exerted on the lever in chronological succession. With the third torque, the switch can be triggered and then locked by means of the fourth torque against inadvertent switching on.
  • the third and the fourth torque and then only the fourth torque can be exercised on the lever in temporal succession first together.
  • the lever can then be moved in the first time phase with maximum acceleration in the triggering direction and then locked by means of the fourth torque against accidental switching on.
  • the third torque is preferably greater in magnitude than the fourth torque.
  • the first drive unit may then be designed for a short-time operation with a first power and the second drive unit for a continuous operation with a second power, wherein the first power is greater than the second power.
  • the first drive unit or each of the drive units comprises an electromagnet with an excitation coil and a movable armature, which is coupled to the lever.
  • an electromagnetic drive is characterized by high reliability with small size and easy controllability.
  • other electromagnetic drives e.g. Electric motors, or non-electromagnetic drives, e.g. hydraulic drives or pneumatic drives are used.
  • a good coupling between the armature and the lever is possible in that the armature is pivotally mounted in the lever.
  • a special compactness of the triggering device is thereby achieved, that the armature is at least partially disposed in a cavity formed by the coil.
  • the triggering device according to the invention is preferably used for switching off, preferably also for locking against unintentional restarting of circuit breakers on ships, in particular Navy ships.
  • FIG. 1 shows a triggering device according to the invention in the rest position
  • FIG 2 shows the triggering device of FIG 1 in the release position.
  • a triggering device 1 shown schematically in FIG. 1 for a ship's circuit breaker, not shown, comprises a movable triggering element 2 for triggering a disconnection of the circuit breaker and for subsequent locking of the circuit breaker against being switched on again.
  • the triggering element 2 is in this case designed as a rotatable roller, which, for example, with a switch mechanism, e.g. a trip shaft of the switch is coupled.
  • a drive device 3 moves the triggering element 2 in a triggering direction 20 from a rest position shown in FIG. 1 into a triggering position shown in FIG.
  • the drive device 3 comprises two drive units 4, 5, each of which comprises an electromagnet with an excitation coil 6, which is only hinted at in section, and an associated movable armature 7, which at least partially disposed in a cavity 9 formed by the exciting coil 6.
  • a drive mechanism 8 connects the armatures 7 of the electromagnets with the triggering element 2 and converts the movements of the armatures 7 of the electromagnets into a movement of the triggering element 2.
  • the drive mechanism 8 comprises a lever 10 having a first arm 11 and a second arm 12, the two arms 11, 12 being rigidly and in line with each other.
  • the lever 10 is pivotally mounted about an axis 13 in a holder 16 which is connected via a bottom plate 15 rigidly connected to the exciter coils 6 and the switch not shown in detail.
  • the switch and the triggering device 1 form a structural unit, which in turn is connected via shock-absorbing intermediate elements fixed to the ship structure of the ship.
  • the drive units 4, 5 can be surrounded by a common housing not shown here.
  • the armature 7 of the first drive unit 4 is pivotable about an axis 14 in the first arm 11 and the armature 7 of the second drive unit 5 is pivotally mounted about an axis 14 in the second arm 12.
  • roller-shaped release element 2 is rotatably mounted in the first arm 11, and that on the bracket 16 remote from the end of the first arm eleventh
  • a spring 17 fastened on the armature 7 of the drive unit 4 and on the bottom plate 15 serves to hold the lever 10 in the rest position shown in FIG.
  • a shock effect on the triggering device 1 opposite to the triggering direction 20 leads to a movement of the holder 16, the exciter coils 6 and the bottom plate 13 in the direction of the shock. This movement works the pivot axis 13 of the lever 10 a force in the direction of the shock, whereby the lever 10 is moved in the direction of the shock action. Due to the inertia of the masses of the armature 7 and the trigger element 2 and by the spring 17, however, forces now act on the arms 11, 12.
  • the forces acting on the arm 11 thereby exert a total of a first torque Ml, the direction of rotation in FIG is illustrated by a designated Ml arrow, the lever 10 from.
  • This torque would move the lever 10 about the axis 13 in the release direction 20 and lead to a triggering of the switch.
  • the torque M1 is compensated by a second torque M2 whose direction of rotation is illustrated in FIG. 1 by an arrow labeled M2, which is exerted on the lever 10 by the forces acting on the arm 12.
  • the torque Ml and the torque M2 are directed opposite.
  • the arrangement of the armature 7 and the triggering element 2 on the lever 10 and their masses are in this case selected such that the torques Ml and M2 are approximately equal in terms of their amount.
  • the triggering device 1 is thus shock-resistant to a high degree.
  • the first drive unit 4 is used for operational triggering of the switch and is designed for a short-term operation at high power (eg 100 - 200 W).
  • the second drive unit 5 serves to lock against unintentional switching on and is designed for continuous operation at low powers (eg 10-20 W).
  • the first drive unit 4 and the second drive unit 5 are independently controllable for this purpose.
  • a third torque M3 the direction of rotation is illustrated in FIG 1 using the arrow marked M3
  • a fourth torque M4 whose rotation in FIG 1 using the M4 indicated arrows, exercisable on the lever 10, wherein the third and the fourth torque M3 and M4 are the same direction.
  • the two drive units 4, 5 can then, for example, be controlled such that they simultaneously exert their respective torque M3 or M4 on the lever 10, the two torques M3, M4 being the same.
  • the triggering operation i. the movement of the triggering element 2 in the release direction 20, be accelerated.
  • the two drive units 4, 5 can also be controlled in such a way that they exert a torque on the lever 10 one behind the other. With the third torque M3 then the switch can be triggered and then locked by means of the fourth torque M4 against accidental switching on.
  • the third torque M3 exerted by the first drive unit 4 on the lever 10 is preferably larger in magnitude than the fourth force exerted by the second drive unit 5 on the lever 10 Torque M4.
  • the two drive units 4, 5 can also be controlled in such a way that, in chronological succession, they first jointly apply the third and the fourth torque and then only the fourth torque to the lever. This allows the switch to be locked after a particularly rapid release against a restart. By additional weights on the arms 11, 12 can be adjusted specifically the desired torques.
  • the triggering device 1 is characterized by using a lever 10 with two arms 11, 12 in comparison to a lever with only one arm by a particularly high shock resistance.
  • a particularly fast release of the switch can be achieved by the triggering device 1 and a subsequent locking against reclosing be enabled. Since these two functions act on the switch via only a single, common triggering element 2, the triggering device 1 can be made particularly compact and on the side of the switch the switch mechanism actuated by the triggering element 2 can be made particularly simple and thus also particularly shock-resistant.
  • the triggering device 1 is preferably suitable for switching off, preferably also for locking against unintentional restarting of circuit breakers on ships, in particular naval ships.

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Abstract

Bei einer Auslöseeinrichtung (1) zur Auslösung eines Schalters, insbesondere eines Leistungsschalters, mit einem um eine Achse (13) schwenkbaren Hebel (10) mit einem ersten Arm (11), der ein Auslöselement (2) aufweist, das bei einer Bewegung in einer Auslöserichtung (20) ein Auslösen des Schalters bewirkt, kann ohne wesentliche Erhöhung der Antriebsleistung die Schockfestigkeit dadurch verbessert werden, dass der schwenkbare Hebel (10) einen zweiten Arm (12) aufweist, der in Bezug auf den ersten Arm (11) derart angeordnet ist, dass bei einer auf die Achse (13) einwirkenden Kraft in einer Richtung entgegengesetzt zur Auslöserichtung (20) über den ersten Arm (11) ein erstes Drehmoment (M1) und über den zweiten Arm (12) ein zweites Drehmoment (M2) auf den Hebel (10) wirkt, wobei das erste Drehmoment (M1) und das zweite Drehmoment (M2) entgegengesetzt gerichtet sind.

Description

Beschreibung
Schockfeste Auslöseeinrichtung zur Auslösung eines Schalters, insbesondere eines Leistungsschalters
Die Erfindung betrifft eine schockfeste Auslöseeinrichtung zur Auslösung eines Schalters, insbesondere eines Leistungsschalters, mit einem um eine Achse schwenkbaren Hebel mit einem ersten Arm, der ein Auslöselement aufweist, das bei einer Bewegung in einer Auslöserichtung ein Auslösen des Schalters bewirkt .
Zum betriebsmäßigen Ausschalten und Verriegeln gegen unbeabsichtigtes Einschalten von Schaltern, insbesondere von Leis- tungsschaltern, werden Auslöseeinrichtungen verwendet, die bei einer entsprechenden Ansteuerung ein Ausschalten oder Verriegeln des Schalters bewirken.
Diese Auslöseeinrichtungen umfassen üblicherweise eine An- triebseinrichtung in Form eines Elektromagneten mit einem beweglichen Anker, der über einen Antriebsmechanismus ein Auslöseelement bewegt, wodurch eine Schalt- oder Verriegelungsmechanik des Schalters betätigt wird und ein Schalten bzw. Verriegeln des Leistungsschalters bewirkt. Die Ansteuerung des Elektromagneten kann hierbei beispielsweise fernbetätigt über ein elektrisches Signal erfolgen.
In manchen Anwendungen unterliegen derartige Auslöseeinrichtungen besonderen Schockfestigkeitsanforderungen. So werden z.B. für Marineschiffe besonders hohe Schockfestigkeiten von 22g für 20 ms bei einer Halbsinus-Stoßform gefordert.
Bei einer derartig hohen Schockeinwirkung auf die Achse des Hebels in einer Richtung entgegengesetzt zur Auslöserichtung wirken auf den Hebelarm aufgrund seiner Trägheit bzw. der
Trägheit der an dem Hebelarm befestigten Massenteile Kräfte, die auf den Hebel ein derartiges Drehmoment ausüben, dass sich der Hebel in Auslöserichtung um die Achse dreht und es somit zu einem unbeabsichtigten Auslösen des Schalters kommen kann. Die Grenze der Schockfestigkeit ist somit schnell erreicht .
Die Schockfestigkeit kann mit Hilfe von Federn erhöht werden, die eine Bewegung des Hebels in Auslöserichtung erschweren. Dies erfordert jedoch im Fall, dass eine Auslösung tatsächlich gewünscht ist, eine höhere Kraft für die Bewegung des Hebelarmes und damit auch höhere Antriebsleistungen.
Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, bei einer Auslöseeinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Schockfestigkeit zu erhöhen, ohne dass dies eine wesentliche Erhöhung der Antriebsleistung erfordert.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine Auslöseeinrichtung gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 14. Eine besonders vorteilhafte Verwendung ist Gegenstand des Patentan- spruchs 15.
Erfindungsgemäß weist der schwenkbaren Hebel einen zweiten Arm auf, der in Bezug auf den ersten Arm derart angeordnet ist, dass bei einer auf die Achse einwirkenden Kraft in einer Richtung entgegengesetzt zur Auslöserichtung über den ersten Arm ein erstes Drehmoment und über den zweiten Arm ein zweites Drehmoment auf den Hebel wirkt, wobei das erste Drehmoment und das zweite Drehmoment entgegengesetzt gerichtet sind. Hierdurch kompensieren sich die beiden Drehmomente zu- mindest teilweise, so dass eine Bewegung des Auslöseelementes in Auslöserichtung bei einer Schockeinwirkung zumindest reduziert werden kann, wodurch sich die Schockfestigkeit erhöht. Die Erhöhung der Schockfestigkeit ist somit ohne Einsatz zusätzlicher Federn oder sonstiger, die Bewegung des Auslöse- elementes in Auslöserrichtung erschwerender Komponenten möglich, so dass keine wesentliche Erhöhung der Antriebsleistung für die Bewegung des Hebels in Auslöserichtung erforderlich ist . Wenn das erste und das zweite Drehmoment hinsichtlich ihres Betrages in etwa gleich groß sind, kompensieren sich die beiden Drehmomente vollständig und eine Bewegung des Auslöseelementes in Auslöserichtung kann bei einer Schockeinwirkung be- sonders zuverlässig vermieden werden.
Von Vorteil ist zur Bewegung des Auslöseelementes in die Auslöserichtung der erste Arm mit einer ersten Antriebseinheit gekoppelt .
Zusätzlich kann auch noch der zweite Arm mit einer zweiten Antriebseinheit zur Bewegung des Auslöseelementes in die Auslöserichtung gekoppelt sein. Die beiden Antriebseinheiten können dann für unterschiedliche Funktionalitäten genutzt werden, z.B. eine Antriebseinheit für das betriebsmäßige Ausschalten des Schalters und die andere Antriebseinheit zum Verriegeln gegen unbeabsichtigtes Einschalten. Die beiden Antriebseinheiten können dann über ein gemeinsames Auslöseelement wirken. Hierdurch kann auf Seite des Schalters die Schaltermechanik vereinfacht und dadurch besonders schockfest ausgeführt werden. Bevorzugt sind hierzu die erste und die zweite Antriebseinheit unabhängig voneinander steuerbar.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kopplung der ersten Antriebseinheit mit dem ersten Arm und die Kopplung der zweiten Antriebseinheit mit dem zweiten Arm derart ausgebildet, dass durch die erste Antriebseinheit ein drittes Drehmoment und durch die zweite Antriebseinheit ein viertes Drehmoment auf den Hebel ausübbar ist, wobei das dritte Drehmoment und das vierte Drehmoment gleich gerichtet sind. Beide Antriebseinheiten können dann gemeinsam an einem Auslösevorgang, d.h. einer Bewegung des Auslöseelementes in Auslöserichtung, mitwirken, wodurch der Auslösevorgang beschleunigt werden kann.
Eine maximale Beschleunigung ist hierbei dann erzielbar, wenn das dritte und das vierte Drehmoment zeitgleich auf den Hebel ausübbar sind. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind zeitlich hintereinander zuerst das dritte und danach dass vierte Drehmoment auf den Hebel ausübbar. Mit dem dritten Drehmoment kann der Schalter ausgelöst und anschließend mit Hilfe des vierten Drehmomentes gegen unbeabsichtigtes Einschalten verriegelt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind zeitlich hintereinander zuerst gemeinsam das dritte und das vier- te Drehmoment und danach nur das vierte Drehmoment auf den Hebel ausübbar. Der Hebel kann dann in der ersten Zeitphase mit maximaler Beschleunigung in die Auslöserichtung bewegt und anschließend mit Hilfe des vierten Drehmomentes gegen unbeabsichtigtes Einschalten verriegelt werden.
Da für die Auslösebewegung eine größere Kraft benötigt wird als für das Verriegeln gegen Wiedereinschalten, ist bevorzugt das dritte Drehmoment hinsichtlich seines Betrages größer als das vierte Drehmoment.
Die erste Antriebseinheit kann dann auf einen Kurzzeitbetrieb mit einer ersten Leistung und die zweite Antriebseinheit auf einen Dauerbetrieb mit einer zweiten Leistung ausgelegt sein, wobei die erste Leistung größer ist als die zweite Leistung.
Bevorzugt umfasst die erste Antriebseinheit bzw. jede der Antriebseinheiten einen Elektromagneten mit einer Erregerspule und einen beweglichen Anker, der mit dem Hebel gekoppelt ist. Ein derartiger elektromagnetischer Antrieb zeichnet sich durch hohe Zuverlässigkeit bei kleiner Baugröße und einfacher Ansteuerbarkeit auf. Grundsätzlich können jedoch auch andere elektromagnetische Antriebe, z.B. Elektromotoren, oder nichtelektromagnetische Antriebe, wie z.B. hydraulische Antriebe oder Druckluftantriebe, zum Einsatz kommen.
Eine gute Kopplung zwischen dem Anker und dem Hebel ist dadurch möglich, dass der Anker schwenkbar in dem Hebel gelagert ist. Eine besondere Kompaktheit der Auslöseeinrichtung ist hierbei dadurch erzielbar, dass der Anker zumindest teilweise in einem durch die Spule ausgebildeten Hohlraum angeordnet ist.
Aufgrund der besonders hohen Schockfestigkeit findet die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung bevorzugt Verwendung zum Ausschalten, vorzugsweise auch zum Verriegeln gegen unbeabsichtigtes Wiedereinschalten, von Leistungsschaltern auf Schiffen, insbesondere Navy-Schiffen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
FIG 1 eine erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung in Ruhestellung und
FIG 2 die Auslöseeinrichtung von FIG 1 in Auslösestellung.
Eine in schematischer Darstellung in FIG 1 gezeigte Auslöseeinrichtung 1 für einen nicht näher dargestellten Schiffs- Leistungsschalter umfasst ein bewegliches Auslöseelement 2 zur Auslösung eines Ausschaltens des Leistungsschalters und zum anschließenden Verriegeln des Leistungsschalters gegen ein Wiedereinschalten. Das Auslöseelement 2 ist hierbei als drehbare Rolle ausgebildet, die beispielsweise mit einer Schaltermechanik, z.B. einer Auslösewelle des Schalters, gekoppelt ist.
Eine Antriebseinrichtung 3 bewegt das Auslöseelement 2 in einer Auslöserichtung 20 von einer in FIG 1 gezeigten Ruhestellung in eine in FIG 2 gezeigte Auslösestellung.
Die Antriebseinrichtung 3 umfasst zwei Antriebseinheiten 4, 5, die jeweils einen Elektromagneten mit einer nur andeutungsweise im Schnitt dargestellte Erregerspule 6 und einen zugeordneten beweglichen Anker 7 umfassen, der zumindest teilweise in einem durch die Erregerspule 6 ausgebildeten Hohlraum 9 angeordnet ist.
Ein Antriebsmechanismus 8 verbindet die Anker 7 der Elektro- magnete mit dem Auslöselement 2 und wandelt die Bewegungen der Anker 7 der Elektromagnete in eine Bewegung des Auslöseelementes 2 um.
Der Antriebsmechanismus 8 umfasst einen Hebel 10, der einen ersten Arm 11 und einen zweiten Arm 12 aufweist, wobei die beiden Arme 11, 12 starr und in einer Linie miteinander verbunden sind. Der Hebel 10 ist um eine Achse 13 schwenkbar in einer Halterung 16 gelagert, die über eine Bodenplatte 15 starr mit den Erregerspulen 6 und dem nicht näher dargestell- ten Schalter verbunden ist.
Der Schalter und die Auslöseeinrichtung 1 bilden eine Baueinheit, die wiederum über schockdämpfende Zwischenelemente fest mit der Schiffsstruktur des Schiffes verbunden ist. Die An- triebseinheiten 4, 5 können dabei von einem nicht näher dargestellten gemeinsamen Gehäuse umgeben sein.
Der Anker 7 der ersten Antriebseinheit 4 ist um eine Achse 14 schwenkbar in dem ersten Arm 11 und der Anker 7 der zweiten Antriebseinheit 5 ist um eine Achse 14 schwenkbar in dem zweiten Arm 12 gelagert.
Das rollenförmige Auslöseelement 2 ist drehbar in dem ersten Arm 11 gelagert, und zwar an dem der Halterung 16 abgewandten Ende des ersten Armes 11.
Eine zum einen an dem Anker 7 der Antriebseinheit 4 und zum anderen an der Bodenplatte 15 befestigte Feder 17 dient zum Halten des Hebels 10 in der in FIG 1 gezeigten Ruhestellung. Eine Schockeinwirkung auf die Auslöseeinrichtung 1 entgegengesetzt zur Auslöserichtung 20 führt zu einer Bewegung der Halterung 16, der Erregerspulen 6 und der Bodenplatte 13 in Richtung der Schockeinwirkung. Durch diese Bewegung wirkt auf die Schwenkachse 13 des Hebels 10 eine Kraft in Richtung der Schockeinwirkung, wodurch auch der Hebel 10 in Richtung der Schockeinwirkung bewegt wird. Durch die Trägheit der Massen der Anker 7 und des Auslöseelementes 2 sowie durch die Feder 17 wirken nun jedoch Kräfte an den Armen 11, 12. Die an dem Arm 11 wirkenden Kräfte üben dabei in der Summe ein erstes Drehmoment Ml, dessen Drehsinn in FIG 1 durch einen mit Ml bezeichneten Pfeil veranschaulicht ist, auf den Hebel 10 aus. Dieses Drehmoment würde den Hebel 10 um die Achse 13 in Aus- löserichtung 20 bewegen und zu einer Auslösung des Schalters führen. Das Drehmoment Ml wird jedoch durch ein zweites Drehmoment M2 , dessen Drehsinn in der FIG 1 durch einen mit M2 bezeichneten Pfeil veranschaulicht ist, kompensiert, welches von den an dem Arm 12 wirkenden Kräfte auf den Hebel 10 aus- geübt wird. Das Drehmoment Ml und das Drehmoment M2 sind dabei entgegengesetzt gerichtet.
Die Anordnung der Anker 7 sowie des Auslöseelementes 2 am Hebel 10 sowie deren Massen sind hierbei derart gewählt, dass die Drehmomente Ml und M2 hinsichtlich ihres Betrages in etwa gleich groß sind.
Durch die Kompensation der beiden Drehmomente Ml und M2 kommt es unter Schockeinwirkung zu keiner Drehung des Hebels 10 und somit zu keiner Bewegung des Auslöseelementes 2 in Auslöserichtung. Gleiches gilt für eine Schockeinwirkung in der Auslöserichtung 20. Die Auslöseeinrichtung 1 ist somit in hohem Maße schockfest.
Die erste Antriebseinheit 4 dient zum betriebsmäßigen Auslösen des Schalters und ist auf einen Kurzzeitbetrieb bei großen Leistungen ausgelegt (z.B. 100 - 200 W) . Die zweite Antriebseinheit 5 dient zum Verriegeln gegen unbeabsichtigtes Einschalten und ist auf einen Dauerbetrieb bei kleinen Leis- tungen (z.B. 10 - 20 W) ausgelegt. Die erste Antriebseinheit 4 und die zweite Antriebseinheit 5 sind hierzu unabhängig voneinander steuerbar. Bei der in FIG 1 gezeigten Ruhestellung ist durch die erste Antriebseinheit 4 ein drittes Drehmoment M3, dessen Drehsinn in FIG 1 anhand des mit M3 bezeichneten Pfeiles veranschaulicht ist, und durch die zweite Antriebseinheit ein viertes Drehmoment M4, dessen Drehsinn in FIG 1 anhand des mit M4 bezeichneten Pfeiles veranschaulicht ist, auf den Hebel 10 ausübbar, wobei das dritte und das vierte Drehmoment M3 bzw. M4 gleich gerichtet sind.
Die beiden Antriebseinheiten 4,5 können dann beispielsweise derart angesteuert werden, dass sie gleichzeitig ihr jeweiliges Drehmoment M3 bzw. M4 auf den Hebel 10 ausüben, wobei die beiden Drehmomente M3, M4 gleich gerichtet sind. Hierdurch kann der Auslösvorgang, d.h. die Bewegung des Auslöseelemen- tes 2 in Auslöserichtung 20, beschleunigt werden.
Die beiden Antriebseinheiten 4, 5 können aber auch derart angesteuert werden, dass sie zeitlich hintereinander ein Drehmoment auf den Hebel 10 ausüben. Mit dem dritten Drehmoment M3 kann dann der Schalter ausgelöst und anschließend mit Hilfe des vierten Drehmomentes M4 gegen unbeabsichtigtes Einschalten verriegelt werden.
Da für eine schnelle Auslösebewegung ein größeres Drehmoment benötigt wird als für das Verriegeln gegen Wiedereinschalten, ist bevorzugt das durch die erste Antriebseinheit 4 auf den Hebel 10 ausgeübte dritte Drehmoment M3 hinsichtlich seines Betrages größer als das von der zweiten Antriebseinheit 5 auf den Hebel 10 ausgeübte vierte Drehmoment M4.
Die beiden Antriebseinheiten 4, 5 können auch derart angesteuert werden, dass sie zeitlich hintereinander zuerst gemeinsam das dritte und das vierte Drehmoment und danach nur das vierte Drehmoment auf den Hebel ausüben. Hierdurch kann der Schalter nach einer besonders schnellen Auslösung gegen ein Wiedereinschalten zu verriegelt werden. Durch Zusatzgewichte an den Armen 11, 12 können gezielt die gewünschten Drehmomente eingestellt werden.
Die Auslöseeinrichtung 1 zeichnet sich durch Verwendung eines Hebels 10 mit zwei Armen 11, 12 im Vergleich zu einem Hebel mit nur einem Arm durch eine besonders hohe Schockfestigkeit aus. Durch die Verwendung jeweils einer Antriebseinheit 4 bzw. 5 für jeden der Arme 11 bzw. 12 kann eine besonders schnelle Auslösung des Schalters durch die Auslöseeinrichtung 1 erzielt und eine anschließende Verriegelung gegen Wiedereinschalten ermöglicht werden. Da diese beiden Funktionen über nur ein einziges, ihnen gemeinsames Auslöseelement 2 auf den Schalter wirken, kann die Auslöseeinrichtung 1 besonders kompakt gestaltet und auf Seite des Schalters die von dem Auslöseelement 2 betätigte Schaltermechanik besonders einfach und dadurch auch besonders schockfest ausgestaltet werden.
Aufgrund der besonders hohen Schockfestigkeit eignet sich die Auslöseeinrichtung 1 bevorzugt zum Ausschalten, vorzugsweise auch zum Verriegeln gegen unbeabsichtigtes Wiedereinschalten, von Leistungsschaltern auf Schiffen, insbesondere Navy-Schiffen .

Claims

Patentansprüche
1. Schockfeste Auslöseeinrichtung (1) zur Auslösung eines Schalters, insbesondere eines Leistungsschalters, mit einem um eine Achse (13) schwenkbaren Hebel (10) mit einem ersten Arm (11), der ein Auslöselement (2) aufweist, das bei einer Bewegung in einer Auslöserichtung (20) ein Auslösen des Schalters bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbaren Hebel (10) ei- nen zweiten Arm (12) aufweist, der in Bezug auf den ersten
Arm (11) derart angeordnet ist, dass bei einer auf die Achse (13) einwirkenden Kraft in einer Richtung entgegengesetzt zur Auslöserichtung (20) über den ersten Arm (11) ein erstes Drehmoment (Ml) und über den zweiten Arm (12) ein zweites Drehmoment (M2) auf den Hebel (10) wirkt, wobei das erste Drehmoment (Ml) und das zweite Drehmoment (M2) entgegengesetzt gerichtet sind.
2. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Drehmoment (Ml, M2) hinsichtlich ihres Betrages in etwa gleich groß sind.
3. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (11) mit einer ersten Antriebseinheit (4) zur Bewegung des Auslöseelementes in die Auslöserichtung (20) gekoppelt ist.
4. Auslöseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Arm (11) mit einer zweiten Antriebseinheit (4) zur Bewegung des Auslöseelementes in die Auslöserichtung (20) gekoppelt ist.
5. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Antriebseinheit (4, 5) unabhängig voneinander steuerbar sind.
6. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung der ersten Antriebseinheit (4) mit dem ersten Arm (11) und der zweiten Antriebseinheit (5) mit dem zweiten Arm (12) derart ausgebildet ist, dass durch die erste Antriebseinheit (4) ein drittes
Drehmoment (M3) und durch die zweite Antriebseinheit (5) ein viertes Drehmoment (M4) auf den Hebel (10) ausübbar ist, wobei das dritte Drehmoment (M3) und das vierte Drehmoment (M4) gleich gerichtet sind.
7. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte und das vierte Drehmoment (M3, M4) zeitgleich auf den Hebel (10) ausübbar sind, um eine Auslösung des Schalters zu beschleunigen.
8. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich hintereinander zuerst das dritte und danach dass vierte Drehmoment (M4) auf den Hebel (10) ausübbar sind, um den Schalter auszulösen und nach einer Auslösung gegen ein Wiedereinschalten zu verriegeln.
9. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich hintereinander zuerst gemeinsam das dritte und das vierte Drehmoment (M3, M4) und danach nur das vierte Drehmoment (M4) auf den Hebel (10) ausübbar ist, um den Schalter auszulösen und nach einer Auslösung gegen ein Wiedereinschalten zu verriegeln.
10. Auslöseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Drehmoment (M3) hinsichtlich seines Betrages größer ist als das vierte Drehmoment (M4) .
11. Auslöseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinheit (4) auf einen Kurzzeitbetrieb mit einer ersten Leistung und die zweite Antriebseinheit (5) auf einen Dauerbetrieb mit einer zweiten Leistung ausgelegt ist, wobei die erste Leistung größer ist als die zweite Leistung.
12. Auslöseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinheit (4) bzw. jede der Antriebseinheiten (4, 5) einen Elektromagneten mit einer Erregerspule (6) und einen beweglichen Anker (7), der mit dem Hebel (10) gekoppelt ist, umfasst.
13. Auslöseeinrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) schwenkbar in dem Hebel (10) gelagert ist.
14. Auslöseeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) zumindest teilweise in einem durch die Erregerspule (6) ausgebildeten Hohlraum (9) angeordnet ist.
15. Verwendung der Auslöseeinrichtung (1) nach einem der vor- hergehenden Ansprüche zum Ausschalten, vorzugsweise auch zum
Verriegeln gegen unbeabsichtigtes Wiedereinschalten, von Leistungsschaltern auf Schiffen, insbesondere Navy-Schiffen.
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