WO2017055053A1 - Doppelrollensperre für einen auslösemechanismus für ein schaltgerät - Google Patents

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WO2017055053A1
WO2017055053A1 PCT/EP2016/071246 EP2016071246W WO2017055053A1 WO 2017055053 A1 WO2017055053 A1 WO 2017055053A1 EP 2016071246 W EP2016071246 W EP 2016071246W WO 2017055053 A1 WO2017055053 A1 WO 2017055053A1
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roller
lever
switching device
triggering mechanism
locking element
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PCT/EP2016/071246
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Bettina Kleinig
Ludvik Godesa
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H2235/00—Springs
    • H01H2235/016—Preloading

Definitions

  • the invention relates to a trigger mechanism for a
  • Switchgear in particular for low voltage apparatus and installations, medium voltage apparatus and installations and / or high voltage apparatus and installations.
  • the drive lever In the switch position "on", the drive lever is blocked by a bolt, which is part of a lever, which is held in the latched position by means of a spring and the spring force resulting from it.
  • the lock consisting of bolt and lever can be actuated by a solenoid (trigger magnet ) and its magnetic ⁇ field are pulled out of the latched position 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.
  • a trigger mechanism for a Weg ⁇ advises with a drive lever, a mechanical Energyspei ⁇ cher, which is adapted to act on the drive lever and discloses a locking device.
  • the locking device preferably has a first locking element on the drive lever, a He ⁇ bel with a first roller and a second roller, a two ⁇ tes locking element and a triggering element.
  • the first roller and the second roller are rotatably mounted on or on the lever.
  • the second locking element acts in a locked position in such a manner on the first roller, that is locked to the lever against a BEWE ⁇ supply in the direction of the second locking element, thus also in the direction of the third pivot point, the pivot point of the second locking 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 release element, the ⁇ style movable that moves the second locking element from the locked position of the first roller and the lever with the first roller and the second roller from the locked position in which the first locking element against movement is moved away from the mechanical energy storage or the mechanical energy storage, moved away, so that the first locking element can roll over the second roller and the drive lever is stored by the energy stored in the mechanical energy ⁇ energy from the mechanical Energyspei ⁇ cher or on these to move or can be moved.
  • Verklingung is unlatched by a triggering element, so a lock is released and ent ⁇ locked.
  • a trigger mechanism for a switching device is given before ⁇ 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 the first locking ⁇ element releases, so that the drive lever by the spring ⁇ or mechanical spring Energy storage is placed in a rotational movement about the first pivot point.
  • a trigger mechanism for a Weg ⁇ advises wherein the second locking element is biased by a torsion spring with a mechanical force.
  • Another embodiment is a trigger 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, a restoring force on the locking element in the direction verrie ⁇ apply position causes the unlocked position itself characterized in that the lever is not locked against a BEWE ⁇ tion in the direction of the second locking element and that the first locking elements is not locked against movement away from the mechanical energy storage or on the mechanical energy storage.
  • a trigger mechanism for a Weg ⁇ advises wherein the second roller is offset relative to the first roller in the direction of the drive lever on the lever.
  • a trigger mechanism for a switching device is before Trains t ⁇ , wherein the second locking element in the locked posi tion ⁇ , on the side facing away from the first roller in order, so the long axis of 0.2 ° to 0.5 ° from a vertical axis of the second blocking element in a vertical orientation, tilted in the direction of the stop.
  • the axis of the pawl and / or the second locking element is in Verrie ⁇ apply position in which the pawl and / or the second blocking element abuts the stop, tilted by 0.2 ° to 0.5 ° in such a way in that the side of the locking element facing away from the first roller from the third pivot point is in
  • 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 Wegge ⁇ advises 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 trigger mechanism for a switching device is forthcoming Trains t, in which the release element is a release magnet, insbeson ⁇ particular an electromagnet or a coil, in particular a solenoid.
  • a trigger mechanism for a Heidelbergge- wherein the trigger magnet is both mechanically and electrically actuated.
  • a triggering mechanism for a switching ⁇ device in which the force required to trigger the mechanical ⁇ cal unlocking on the trigger element on the second blocking element less than 50N, preferably less than 30N, preferably less than 25N, more preferably 20N (+/-) 2N is.
  • the second blocking element is a pawl or half-wave.
  • Figure 1 sectional view of a latch from the prior
  • Figure 2 Schematic drawing of the levers and forces for ei ⁇ ne latching according to Figure 1
  • Figure 3 section through a latch according to the invention
  • Figure 4 Schematic representation of the latching and release and the lever arms of Figure 3
  • FIG. 1 shows a latch and the corresponding release mechanism from the prior art, for example the 3TLG Siemens vacuum contactor.
  • the drive lever 2 with the rotation ⁇ point of the drive lever 1 is pressed via a compression spring 5 in the direction of the switching position "off.”
  • To the drive lever 2 and thus the switching device in the switch position "on” to hold 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 in the switch position "on” by the bolt 12.
  • the bolt 12 is part of the lever 3, wherein the lever 3 is moved by means of the spring force of the torsion spring 6 in FIG the latched position is held.
  • the rod 10 is guided to reduce undesirable forces in a bearing 11.
  • FIG. 2 shows in the upper section the schematic and basic structure of the tripping device according to the prior art.
  • the drive lever 20 is rotatably mounted at the pivot point of Antriebhe ⁇ 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 rotary ⁇ 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.
  • the lower part of Figure 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 triggering mechanism according to the invention.
  • the drive lever 112 is rotatably mounted on a pivot point ⁇ the drive lever 111. In the switching ⁇ position "on" is the drive lever 112 on the first
  • Locking element 1116 which may be designed as a pawl, by the second roller 1110 with respect to a movement away from the mecha ⁇ African energy storage, here a compression spring 115, locked.
  • the locking member 1116 is fixed ver ⁇ connected to the drive lever 112th
  • 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 on the on the lever 113 rotatably mounted first roller 1111 is prevented by a second locking member 118 from moving away from ers ⁇ th locking element 1116th
  • the second locking member 118 is located below the third pivot point 119 at which the two ⁇ te locking element 118 is rotatably mounted, and on the side facing the pivot of the lever 113, so the second pivot point 114, against a stop 1119 to.
  • 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 Sperrele- element 118, the pivot point of the lever 113, ie the second pivot point 114, facing away is to be provided.
  • the triggering element 117 can either mechanically or electronically set the second blocking element 118 in motion or rotation. By this movement, the second locking member 118 is moved away from the first roller 1111 and thus releases the lever 113.
  • Insbesonde ⁇ re itself, the end of the second locking member 118 which faces the first roller 1111 to move from the first roller 1111 and onto the second roller 1110 and - if he ⁇ conducive - also on the second roller 1110 by further move.
  • the released lever 113 is moved in the direction of the two ⁇ th locking element 118 and thus allows the Abrol ⁇ len of the first locking member 1116, the second roller 1110 of the lever 113.
  • the thus released, unlatched or entrie ⁇ applies drive lever 112 can now flow through 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.
  • a torsion spring 116 at the pivot point of the second locking member 118, thus the third pivot point 119, causes that in the case of a transfer of the switch in the "on" position, the second locking member 118 is rotated back into the latched or ge ⁇ locked position, the lever 113 for locking the first locking member 1116 enabled or moved.
  • the upper part of Figure 4 shows schematically the structure of Figure 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 pushing 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.
  • On the lever 113 and the first roller 1111 is fixed, and the lever 113 is replaced by the second
  • the second locking element 118 which acts on the first roller 1111, hindered ei ⁇ ner movement in the direction of the second locking element 118.
  • the second locking element 118 is rotatable with the pressure ⁇ spring 116 and the pivot point of the second locking element 118, the third pivot 119, rotatably mounted.
  • the Ausletteele ⁇ element 117 is provided such that it can engage the second Sperrele ⁇ ment 118 and 118 to lever 113 and thus release the drive-lever 112 may be initiated by a rotary movement of the second locking element.
  • 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 element 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 °, showing the axis 1121 of the lever 113 and the pivot point of the lever 113, that is, the second fulcrum 114, and the first roller 1111 held in the latched position by the second latch member 118.
  • the second latch member 118 is tilted at the third pivot 119 of the second latch member 118 to provide self-locking.
  • 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 point 119 of the second locking element 118 ve is turned.
  • Rotation takes place at the side of the second locking member 118 from the third pivot point 119, which is facing the first roller 1111 to ⁇ , instead of in the direction facing away from the pivot point 114 of the lever 113th Also shown is the force vector 1130, resulting from the rotation and for the self-locking ⁇ , that is "over-stretching" is responsible.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, insbesondere für Niederspannungsgeräte und - anlagen, Mittelspannungsgeräte und -anlagen und/oder Hochspannungsgeräte und -anlagen, wobei der der Hebel zum Sperren zwei Rollen aufweist.

Description

Beschreibung
Doppelrollensperre für einen Auslösemechanismus für ein
Schaltgerät
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 An¬ triebshebel 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 Magnet¬ feld 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 Antriebshe- bels, zu vermeiden.
Bereits geringe Toleranzen führen bei einem solchen System zu hohen Reibungen, insbesondere zwischen Klinkenblock und Bolzen .
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 Bau¬ teile 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 herzu- stellenden 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 Schaltge¬ rät, mit einem Antriebshebel, einem mechanischen Energiespei¬ cher, der geeignet ist auf den Antriebshebel zu wirken und einer Sperrvorrichtung offenbart. Die Sperrvorrichtung weist bevorzugt ein erstes Sperrelement am Antriebshebel, einen He¬ bel mit einer ersten Rolle und einer zweite Rolle, eine zwei¬ tes Sperrelement und ein Auslöseelement auf. Die erste Rolle und die zweite Rolle sind drehbar am oder auf dem Hebel gela- gert.
Das zweite Sperrelement wirkt in einer verriegelten Position derart auf die erste Rolle, dass der Hebel gegen eine Bewe¬ gung 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, der¬ art bewegbar, dass sich das zweite Sperrelement aus der ver- riegelten 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 Energie¬ speicher gespeicherte Energie vom mechanischen Energiespei¬ cher 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 ent¬ riegelt 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 bevor¬ zugt, 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 Sperr- element über die zweite Rolle abrollt und so das erste Sperr¬ element freigibt, so dass der Antriebshebel durch die Druck¬ feder oder den mechanischen Energiespeicher in eine Drehbewegung um den ersten Drehpunkt versetzt wird. Bevorzugt wird auch ein Auslösemechanismus für ein Schaltge¬ rät, 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 verrie¬ gelten Position bewirkt, wobei die entriegelte Position sich dadurch auszeichnet, dass der Hebel nicht gegen einen Bewe¬ gung 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 Schaltge¬ rät, wobei die zweite Rolle gegenüber der ersten Rolle in Richtung des Antriebhebels auf dem Hebel versetzt ist. Auch wird ein Auslösemechanismus für ein Schaltgerät bevor¬ zugt, wobei das zweite Sperrelement in der verriegelten Posi¬ tion, 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 verrie¬ gelten 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 Schaltge¬ rät, 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 bevor- zugt, bei dem das Auslöseelement ein Auslösemagnet, insbeson¬ dere ein Elektromagnet oder eine Spule, insbesondere eine Magnetspule ist.
Bevorzugt wird auch ein Auslösemechanismus für ein Schaltge- rät, wobei der Auslösemagnet sowohl mechanisch als auch elektrisch betätigbar ist. Weiter bevorzugt wird ein Auslösemechanismus für ein Schalt¬ gerät, bei dem die notwendige Kraft zum Auslösen der mechani¬ sche 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 Auslösemecha¬ nismus für ein Schaltgerät ist das zweite Sperrelement eine Klinke oder Halbwelle.
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von einzel¬ nen Abbildungen und Figuren näher erläutert:
Figur 1 : Schnittansicht einer Verklinkung aus dem Stand der
Technik
Figur 2: Schematische Zeichnung der Hebel und Kräfte für ei¬ ne 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 Aus- lösemechanismus aus dem Stand der Technik, beispielweise der 3TLG Siemens Vakuumschütz. Der Antriebshebel 2 mit dem Dreh¬ punkt 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 be¬ festigten 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 Magnetspu¬ le.
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 Antriebhe¬ bels 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 Dreh¬ feder 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 Dreh¬ punkt des Antriebshebels 111 drehbar gelagert. In der Schalt¬ stellung „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 mecha¬ nischen Energiespeicher, hier einer Druckfeder 115, gesperrt. Das Sperrelement 1116 ist fest mit dem Antriebshebel 112 ver¬ bunden. 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 ers¬ ten Sperrelement 1116 gehindert. Das zweite Sperrelement 118 liegt unterhalb des dritten Drehpunktes 119, an dem das zwei¬ te 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 Sperrele- ments 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. Insbesonde¬ re 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 er¬ forderlich - auch an der zweiten Rolle 1110 vorbei weiter be- wegen. Der freigegebene Hebel 113 wird in Richtung des zwei¬ ten Sperrelements 118 bewegt und ermöglicht somit das Abrol¬ len des ersten Sperrelements 1116 über die zweite Rolle 1110 des Hebels 113. Der so freigegebene, entklinkte oder entrie¬ gelte Antriebshebel 112 kann nun durch den mechanischen Ener- giespeicher 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 ge¬ sperrte 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 Antriebs¬ hebels 111 drehbar gelagert. Der Antriebshebel 112 wird durch die zweite Rolle 1110 gesperrt und die Feder 115 daran gehin- dert, den Antriebshebel 112 aus der gesperrten Position zu drücken. Die zweite Rolle 1110 ist über den Hebelarm 113 λ 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 ei¬ ner Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements 118 gehindert. Das zweite Sperrelement 118 ist drehbar mit der Druck¬ feder 116 und dem Drehpunkt des zweiten Sperrelements 118, dem dritte Drehpunkt 119, drehbar gelagert. Das Auslöseele¬ ment 117 ist derart vorgesehen, dass es am zweiten Sperrele¬ ment 118 angreifen kann und über eine initiierte Drehbewegung des zweiten Sperrelements 118 den Hebel 113 und damit den An- triebshebel 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 Hebel¬ arm 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 Dreh- punkts 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 zu¬ gewandt 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 Selbst¬ hemmung, das heißt „Überstreckung", verantwortlich ist. Bezugs zeichenliste :
I 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
II Lager
12, 120 Bolzen
130 Hebelarm des Bolzen
140 Hebelarm Magnetspule
150 Hebelarm Stange
160 Querkraft
III 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 Dreh¬ punkt
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 Verkippung um 0,2° bis 0,5°, Überstreckung für Selbsthemmung
Richtung für das mechanische Auslösen, Entklinken

Claims

Patentansprüche
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, mit
einem Antriebshebel (112),
einem mechanischen Energiespeicher (115), der geeignet ist, auf den Antriebshebel (112) zu wirken, und einer Sperrvorrichtung,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sperrvorrichtung ein erstes Sperrelement (1116) am Antriebshebel (112), 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) dreh¬ bar am oder auf dem Hebel (113) gelagert sind,
das zweite Sperrelement (118) in einer verriegelten Posi¬ tion 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 Sperrele¬ ment (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 . Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der mechanische Energiespeicher (115) eine Druckfeder (115) ist.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 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) hinbe¬ wegt, so dass sich der Hebel (113) in Richtung des drit¬ ten Drehpunktes (119) bewegt, und
das erste Sperrelement (1116) über die zweite Rolle
(1110) abrollt und so das erste Sperrelement (1116) frei¬ gibt, so dass der Antriebshebel (112) durch die Druckfe¬ der oder den mechanischen Energiespeicher (115) in eine Drehbewegung um den ersten Drehpunkt (111) versetzbar ist . Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zweite Sperrelement (118) durch eine Drehfeder (116) mit einer mechanischen Kraft vorgespannt ist.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 3
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 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 Po¬ sition sich dadurch auszeichnet, dass der Hebel (113) nicht gegen einen Bewegung in Richtung des zweiten Sperrelements (1118) gesperrt ist und dass das erste Sperrele¬ mente (1116) nicht gegen eine Bewegung vom mechanischen Energiespeicher (115) weg oder auf den mechanischen Energiespeicher (115) zu gesperrt ist.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweite Rolle (1110) gegenüber der ersten Rolle (1111) in Richtung des Antriebhebels (112) auf dem Hebel (113) versetzt ist.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der Ansprüche 3 bis 6
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zweite Sperrelement (118) in der verriegelten Positi¬ on, 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.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Kanten des zweiten Sperrelements (118), die in der verriegelten Position der ersten Rolle (1111) zuge wandt sind, abgerundet sind.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Rolle (1111) und zweite Rolle (1110) unter¬ schiedliche Durchmesser aufweisen.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Auslöseelement (117) ein Auslösemagnet (117), insbe¬ sondere ein Elektromagnet, ist.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 10 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Auslösemagnet (117) sowohl mechanisch als auch elekt risch betätigbar ist.
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach Anspruch 11 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die notwendige Kraft zum Auslösen der mechanische Entrie gelung über das Auslöseelement (117) auf das zweite Sperrelement (118) kleiner 50N, bevorzugt kleiner 30N, bevorzugt kleiner 25N, weiter bevorzugt 20N (+/-) 2N ist
Auslösemechanismus für ein Schaltgerät, nach einem der vorstehenden Ansprüche
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zweite Sperrelement (118) eine Klinke (118) oder Halbwelle ist.
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