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Dokumentenidentifikation DE69931147T2 08.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001053553
Titel FERNAUSLÖSER FÜR EINE SCHALTVORRICHTUNG
Anmelder ABB Oy, Helsinki, FI
Erfinder MATTLAR, Harri, FIN-65760 Iskmo, FI;
MÄENPÄÄ, Ilmari, FIN-65320 Vaasa, FI
Vertreter Viering, Jentschura & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69931147
Vertragsstaaten AT, DE, ES, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.01.1999
EP-Aktenzeichen 999009103
WO-Anmeldetag 29.01.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/FI99/00065
WO-Veröffentlichungsnummer 1999040595
WO-Veröffentlichungsdatum 12.08.1999
EP-Offenlegungsdatum 22.11.2000
EP date of grant 03.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.02.2007
IPC-Hauptklasse H01H 9/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine gesicherte Schaltervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die Vorrichtung einen Satz von Flächen aufweist, die einen von einem Gleitelement geführten elektrischen Kontakt bilden, und wobei die Vorrichtung ferner eine Federspannplatte, eine dieselbige betätigende Steuerwelle und federähnliche Elemente aufweist zum Übertragen der Bewegung der Federspannplatte an das Gleitelement und von dort weiter an die Kontaktflächen.

Aus der Patent-Offenlegungsschrift FI 93502 und aus WO 35/05673 ist eine Schaltervorrichtung bekannt, bei welcher der Steuerhebel jederzeit in einer klaren und eindeutigen Weise von einer Position aus in eine andere Position bewegbar ist und die Konstruktion der Vorrichtung die Möglichkeit ausschließt, dass die elektrischen Kontaktflächen eine Zwischenposition annehmen können. Diese Anordnung verhindert das Auftreten von übermäßig langen Lichtbögen, die durch ein zu langsames Öffnen oder Schließen der Kontaktflächen verursacht werden, wodurch die Schaltervorrichtung gegen eine Beschädigung infolge von Lichtbogenbildung geschützt ist. Die Schaltervorrichtung ist in der Offen-Position und in der Schließ-Position sowohl mechanisch als auch mittels Federkräften verriegelt, womit eine sichere Verriegelung der Schaltervorrichtung in der gewünschten Position gewährleistet ist. Die Schaltervorrichtung weist ferner ein Mechanisch-Kraft-Separierungsmittel auf, das die Kontaktflächen separiert, sollte ein miteinander Verschweißen dieser auftreten. In dem Fall, in dem ein Kontaktverschweißen so intensiv war, dass es nicht möglich ist, dass die Kontaktflächen voneinander separiert werden, kehrt der Steuerhebel der Schaltervorrichtung in die „Schließ-"Position zurück. Folglich kann keine Unklarheit über den Schalterzustand auftreten.

Die Funktion dieser Art Schaltervorrichtung ist realisiert, indem wenigstens ein linear bewegbares Gleitelement mit Kontakten daran, die angepasst sind zum Zusammenwirken mit den stationären Kontakten des Schalters, in das Schaltergehäuse montiert ist. Mit dem Gleitelement ist über wenigstens ein Element vom Federtyp eine Federspannplatte gekuppelt, die so angepasst ist, dass sie sich parallel zu dem Gleitelement bewegt. Die Federspannplatte ist so aufgebaut, dass während der Bewegung der Federspannplatte die Federelemente bewirken, dass sich das Gleitelement dementsprechend bewegt. Einer der Vorteile dieser Konstruktion besteht darin, dass die Federspannplatte den Schaltvorgang in einer bedienerunabhängigen Weise und immer mit einer hohen Geschwindigkeit steuert, wodurch sich die elektrischen Kontakte schnell schließen und öffnen und die Zeitdauer einer Lichtbogenbildung minimiert ist. Der tatsächliche Verbindungsschritt wird daher jederzeit mit einer von den gespannten Federn erzwungenen, konstanten Geschwindigkeit und unabhängig von einer Drehgeschwindigkeit des Schalter-Steuerhebels durchgeführt. Solch ein Schalter kann nicht versehentlich in einer unkorrekten Weise betätigt werden.

Während die in der Patent-Offenlegungsschrift FI 93502 offenbarte Schaltervorrichtung höchst vorteilhaft ist, kann sie insofern nicht universell bei allen Anwendungen eingesetzt werden, dass ihr eine Fernsteuerfunktion fehlt. Heute gibt es einen großen Bedarf für eine Schaltervorrichtung, die mit einer Fernsteuereinrichtung ausgerüstet ist. Solch eine Schaltervorrichtung sollte Wünschenswerterweise die guten manuellen Steuer-und-Schalt-Eigenschaften der oben beschriebenen Vorrichtung aus dem Stand der Technik aufweisen und um Einrichtungen ergänzt sein, die die folgenden Anforderungen erfüllen:

  • – Die Fernauslösefunktion der Vorrichtung darf nicht die Manuell-Steuereigenschaften der Vorrichtung beeinträchtigen, was bedeutet, dass mit einer Fernauslöseeinrichtung ausgerüstete Schaltervorrichtungen in der gleichen Weise nutzbar sein müssen wie Schaltervorrichtungen, die nicht mit einer Fernauslöseoption versehen sind.
  • – Die Schaltervorrichtung muss beispielsweise durch Betätigen eines Hebels am Schaltergehäuse mittels eines Solenoids von ihrer I (Schließ-) -Position in eine Auslöseposition fernsteuerbar sein, die einen mechanischen Zwischenzustand mit einem elektrisch offenen Schaltkreis zwischen der I- und der O- (Offen-) Position des Schalters repräsentiert.
  • – Die Schaltervorrichtung muss einen Hilfskontakt aufweisen, der dazu dient, den Auslösezustand anzuzeigen.
  • – Die Schalterkonstruktion soll kein direktes Steuern des Schalters aus seinem Auslösezustand in die Position I ermöglichen, jedoch kann ein Versuch dies zu tun es ermöglichen, dass sich der Manuellsteuerhebel bewegt, wobei die elektrischen Kontaktflächen unbewegt verbleiben müssen.
  • – Ein erneutes Spannen der Schaltervorrichtung aus ihrem Auslösezustand heraus muss über einen Rücksetzvorgang stattfinden. Wenn es so gewünscht ist, kann die O-Position auch als die Rücksetz-Position dienen.

Ein Ziel der Erfindung ist es, die Unzulänglichkeiten der oben beschriebenen Vorrichtungen aus dem Stand der Technik zu beseitigen und eine völlig neue Art einer Schaltervorrichtung bereitzustellen, die die oben genannten Anforderungen erfüllen kann.

Das Ziel der Erfindung wird mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.

Genauer gesagt ist die erfindungsgemäße Schaltervorrichtung durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.

Die Erfindung bietet signifikante Vorteile: eine erfindungsgemäße Schaltervorrichtung bietet einen zuverlässigen, langlebigen und sicheren Betrieb. Ein schnelles Umschalten zwischen Positionen wird in der Schaltervorrichtung mittels mechanischer Mittel gewährleistet, und erfindungsgemäß kann die Schaltervorrichtung ferner in ferngesteuerter Weise betätigt werden. Eine manuelle Verwendung der Schaltervorrichtung nach einem ferngesteuerten Betätigen erfordert einen obligatorischen Spann-(Rücksetz-) Vorgang, und die Freiposition des Betätigungshebels zeigt immer den tatsächlichen Zustand der Anordnung der Kontaktflächen der Schaltervorrichtung zueinander an. Diese Eigenschaften reduzieren das Risiko einer Fehlinterpretation des Schaltervorrichtungszustandes.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe beispielhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren behandelt, von denen:

1 eine in der Erfindung behandelte Schaltervorrichtung zeigt, wobei der erfindungsgemäße, Fernsteuerungs-Auslösemechanismus davon weggelassen ist,

2 einen Verriegelungsmechanismus für das Gleitelement der in 1 dargestellten Schaltervorrichtung zeigt,

3 in einer Teilschnittansicht einen erfindungsgemäßen Fernsteuerungs-Auslösemechanismus in einer Position O zeigt,

4 den in 3 dargestellten Mechanismus in seiner Position O und für ein Auslösen gespannt zeigt zu einer Position I hin,

5 den in 3 dargestellten Mechanismus in seiner Position Auslösung zeigt,

6 den in 3 dargestellten Mechanismus zeigt, wobei sich das Gleitelement in seiner Position Auslösung befindet und der Steuerhebel in die Position I geschaltet ist,

7 den in 3 dargestellten Mechanismus in der Position I zeigt, und

8 den in 3 dargestellten Mechanismus in der Position I und für ein Auslösen gespannt zeigt zu der Position O hin.

Bezugnehmend auf die 1 und 2 wird zuerst die Basiskonstruktion einer Schaltervorrichtung beschrieben, die eine zu dem Konzept der Erfindung kompatible Gestaltung aufweist. Bei dieser Ausführungsform weist das Gehäuse der Schaltervorrichtung ein Trägerkörperelement 15 und eine Kontaktbrücke 16 auf, wobei die Letztere über eine schräge Gleitfläche mit einem unteren Gleitelement 14 in Verbindung steht. Die Kontaktbrücke 16 ist über Federn 27 mit einem Gehäuse 28 verbunden. Der elektrische Kontakt wird erzielt durch die Wirkung eines Bewegens des unteren Gleitelements 14, welches über die schräge Fläche 24 die bewegbaren Kontakte 25 der Kontaktbrücke 16 in Bezug auf die stationären Kontakte 26 bewegt. Schalterbetätigungsfedern 10 sind in die Räume eingepasst, die an beiden Seiten um die Öffnung in der Mitte des unteren Gleitelements 14 herum verbleiben, wobei die Federenden von Zapfen 12 einer Federspannplatte 11 gehalten sind. Über der Federspannplatte 11 ist ein oberes Gleitelement 8 montiert, welches mittels zweier Befestigungsklipps 20 mit dem unteren Gleitelement 14 verbunden ist. Eine Schaltersteuerwelle 4 erstreckt sich durch Öffnungen des unteren Gleitelements 14, der Federspannplatte 11 und des oberen Gleitelements 8 hindurch. An beiden Seiten der Steuerwelle 4 sind Arretierungsfedern 3 eingepasst, die so angeordnet sind, dass sie an einer an der Welle 4 ausgebildeten Arretierungskurvenscheibe anliegen. Das untere Ende der Steuerwelle 4 ist mit Nockenspitzen 6 versehen, und Übertragungszähne 7 und 23 sind an dem Wellenabschnitt zwischen den Nockenspitzen 6 und der Arretierungskurvenscheibe 5 ausgebildet.

Der Montageraum des Trägerkörperelements 15 ist mit einer Abdeckung 2 verschlossen, und der Manuellsteuerhebel 1 der Schaltervorrichtung ist an dem oberen Ende der sich durch die Abdeckung 2 hindurch erstreckenden Steuerwelle 4 angebracht. Arretierungsschultern 18 sind in den Verriegelungsschlitzen vorgesehen, die in dem Boden des Montageraums des Trägerkörperelements 15 ausgebildet sind. Die Arretierungsschultern 18 dienen dazu, durch Ineingriffbringen der Federfinger 22 des unteren Gleitelements 14 die Bewegung des unteren Gleitelements 14 zu blockieren. Die Funktion der Finger 22 wird mittels der an der Steuerwelle 4 ausgebildeten Nockspitzen 6 gesteuert. Die Innenfläche der Öffnung in der Mitte der Federspannplatte 11 ist mit Zähnen 13 versehen, die eine Teilung aufweisen, welche zu den Übertragungszähnen 7 kompatibel ist, die an der Steuerwelle 4 ausgebildet sind. Die Öffnung in dem oberen Gleitelement 8 ist zu einer Innen-Kraftsteuerungs-Kurvenfläche 9 konturiert, die angepasst ist zum Zusammenwirken mit dem äußersten Zahn 23 der Übertragungszähne 7, die an der Steuerwelle 4 ausgebildet sind, welche sich durch die Öffnung erstreckt.

Die Funktion des Schalters ist im Wesentlichen wie folgt. In 2 ist der Schalter in seiner (Offen-) Position O gezeigt. In diesem Zustand haben die Übertragungszähne 7 der Steuerwelle 4 die Federspannplatte 11 zur rechten Seite des Montageraums hin bewegt. Die Schalterbetätigungsfedern 10 drücken das untere und das obere Gleitelement 8 und 14 zur gleichen Seite hin. Der erste Arretierungsfinger 22 des unteren Gleitelements 14 liegt anstoßend an der Arretierungsschulter 18 an und arretiert auf diese Weise sowohl das untere Gleitelement 14 als auch das daran mittels der Befestigungsklipps 20 befestigte obere Gleitelement 8 in einer Stationär-Position. Wenn die Steuerwelle 4 im Uhrzeigersinn gedreht wird, drücken die Übertragungszähne 7 die Federspannplatte 11 nach links, wodurch die Schalterbetätigungsfedern 10 gespannt werden. Nachdem der Manuellsteuerhebel 1 fast seine Schließ-Position erreicht hat, beginnt die Nockenspitze 6 der Steuerwelle 4 Druck auf den ersten Arretierungsfinger 22 auszuüben, so dass der Finger 22 aus dem Schlitz der Arretierungsschulter 18 herausgehoben wird. Die Gleitelemente 8 und 14 können sich nun unter der von den Schalterbetätigungsfedern 10 ausgeübten Kraft zur anderen Seite des Montageraums hin bewegen. Der elektrische Kontakt wird gleichzeitig mit der Verlagerung des unteren Gleitelements 14 erzielt, und der Schalter wird in der Schließ-Position (Position I) verriegelt. Wenn sich das untere Gleitelement 14 zur anderen Seite des Montageraums hin bewegt, verriegelt der andere Arretierungsfinger 22, welcher dem ersten Arretierungsfinger 22 gegenüberliegt, das untere und das obere Gleitelement 14 und 8 in Position. Ein Zurückstellen aus der Position I in die Position O findet in analoger Weise statt.

Im Folgenden wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die zur Verwendung mit der in den

1 und 2 dargestellten Basiskonstruktion der Schaltervorrichtung geeignet ist.

In den 38 sind die Schaltervorrichtungs-Komponenten gezeigt, die äquivalent zu jenen der Basiskonstruktion sind: Steuerwelle 4, Schalterbetätigungsfedern 10, Federspannplatte 11, unteres Gleitelement 14 und Schalter-Trägerkörperelement 15. Hinzufügungen bei dieser Ausführungsform im Vergleich zur Basiskonstruktion sind: ein Auslösehebel 30, Auslösebetätigungsfedern 31, eine Sperrklaue 32, ein Verriegelungsschlitz 33, ein Auslösehemmer 34 und ein geschrägter Vorsprung 35.

Der Auslösehebel 30 ist ein längliches Element, das durch das Schalter-Trägerkörperelement 15 hindurch verläuft und dessen distales Ende sich in das Innere des Schaltermechanismus hinein erstreckt und zum Zusammenwirken mit dem Arretierungsfinger 22 (2) verbunden ist, der den Schalter in seiner Position I hält. Der Auslösehebel 30 ist so in den Schalterkörper eingepasst und in Bezug auf den Arretierungsfinger 22 angeordnet, dass das Schwenken des Auslösehebels 30 den Arretierungsfinger 22 verbiegt und somit in ähnlicher Weise, wie die Drehung der Steuerwelle 4 mittels des Manuellsteuerhebels 1 in Richtung zur Position O des Schalters hin, das untere Gleitelement 14 entriegelt. Für einen Fernsteuerungsbetrieb kann der Auslösehebel 30 mittels eines Solenoids betätigt werden. Die Auslösebetätigungsfedern 31, welche den Schalterbetätigungsfedern 10 ähnlich sind, jedoch kleiner und weniger steif sind, sind in dem Raum zwischen der äußeren Abdeckung 15 des Schaltergehäuses und der Federspannplatte 11 angeordnet. Die Funktion der Auslösebetätigungsfedern 31 ist die, solch eine Kraft auf die Federspannplatte 11 in Bezug auf das Trägerkörperelement 15 auszuüben, die darauf abzielt, die Federspannplatte 11 in Richtung zu einer Position der Platte zu verlagern, die der Schalterposition O entspricht.

Eine funktionelle Einheit des Schalters wird durch die Kombination gebildet: Sperrklauen 32 und geschrägter Vorsprung 35 am Rand der Federspannplatte 11, am unteren Gleitelement 14 ausgebildeter Verriegelungsschlitz 33 und in das Trägerkörperelement 15 eingepasstes Auslöse-Hemmteil 34. Der Auslösehemmer 34 ist von einem geeigneten Hemmteil gebildet, und federähnliche Elemente dienen dazu, das äußerste Ende des Hemmteils gegen die Seitenfläche des unteren Gleitelements 14 zu drücken. Das äußerste Ende des Hemmteils und der Verriegelungsschlitz 33 an der Seitenfläche des unteren Gleitelements 14 sind so geformt und so angeordnet, dass, wenn sich das untere Gleitelement 14 im Wesentlichen in der Mitte seiner Bewegung befindet, das äußerste Ende des Hemmteils in den Verriegelungsschlitz 33 eindringen kann und auf diese Weise die Bewegung des unteren Gleitelements 14 (5) blockiert. Eine Vorbedingung für diese Funktion besteht darin, dass der Betrieb des Auslösehemmers 34 nicht blockiert ist.

Das Eintreten des Auslösehemmers 34 in den Verriegelungsschlitz 33 kann mittels der Sperrklaue 32 oder alternativ mittels eines Vorsprungs mit einer schrägen Fläche 35 blockiert werden, wobei beide Sperrelemente sich am Rand der Federspannplatte 11 an der gleichen Seite des Schaltergehäuses wie der Auslösehemmer 34 und der Verriegelungsschlitz 33 befinden. Die Sperrklaue weist einen länglichen Abschnitt, der parallel zum Rand der Federspannplatte 11 ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der dazu dient, den ersten Abschnitt mit der Federspannplatte 11 zu verbinden. Der Außenrand des länglichen Abschnitts ist in die Breitenrichtung des unteren Gleitelements 14 eingepasst, so dass er mit dem Rand des Elements 14 übereinstimmt, und in dessen Dickenrichtung eingepasst, so dass der längliche Abschnitt im Wesentlichen in der Mitte des äußersten Endes des Auslösehemmers 34 angeordnet ist. Der geschrägte Vorsprung 35 ist dementsprechend angeordnet. Die Abschnitte 32 und 35 sind so angeordnet, dass, wenn sie entlang des Randes der Federspannplatte 11 in die Richtung, die zum Bewegen des unteren Gleitelements 14 von der Position O in die Position I der Platte 14 (Richtung O-I) erforderlich ist, betrachtet werden, das erste Element der Befestigungspunkt der Sperrklaue 32 ist, dem deren länglicher Abschnitt folgt. Als nächstes ist, angeordnet in einem Abstand, der geringfügig länger als die Breite des äußersten Endes des Auslösehemmers 34 ist, der die schräge Fläche aufweisende Vorsprung 35 positioniert.

Die Längen und die Positionen der Sperrklaue 32 und des Vorsprungs 35 in Längsrichtung der Federspannplatte 11 sind so bestimmt, dass das Auslösen des Auslösehemmers 34 nur möglich ist, wenn die gegenseitige Anordnung der Federspannplatte 11 und des unteren Gleitelements 14 mit einer guten Genauigkeit ihrer gegenseitigen Anordnung in der Position I des Schalters (5 und 7) entspricht. Folglich kann das äußerste Ende des Auslösehemmers 34 nur in den Verriegelungsschlitz 33 eindringen, wenn die Federspannplatte 11 sich im Wesentlichen in dem Mittelbereich ihrer Bewegung in Bezug auf das untere Gleitelement 14 befindet.

In einer Ebene, die senkrecht zur Längsrichtung der Federspannplatte 11 und des länglichen Abschnitts der Sperrklaue 32 ist, ist das äußerste Ende des Auslösehemmers 34 mit solch einem Loch oder einer Öffnung versehen, durch welche hindurch das längliche, äußerste Ende der Sperrklaue 32 eindringen kann, wenn sich der Auslösehemmer 34 in einer Sperrposition für die Bewegung des unteren Gleitelements 14 befindet. Dies bedeutet, dass das Betätigen des Auslösehemmers 34 die Bewegung des unteren Gleitelements 14, jedoch nicht die Bewegung der Federspannplatte 11 sperren wird. Während der Bewegung der Federspannplatte 11 in die Schalterzustands-Umschaltrichtung Auslösung-I wird das äußerste Ende der Sperrklaue 32 in das oben genannten Loch oder die Öffnung eindringen, und die Federspannplatte 11 bewegt sich in Bezug auf das untere Gleitelement 14, wodurch mechanische Energie in den Schalterbetätigungsfedern 10 (6) gespeichert wird. Jedoch wird in dem Schalter kein Zustandsumschalten stattfinden. Im Gegensatz dazu wird sich, wenn sich die Federspannplatte 11 in Schalterzustands-Umschaltrichtung I-O bewegt, ferner der Vorsprung 35 in Richtung zu dem Auslösehemmer 34 hin bewegen, wodurch während dieser Bewegung die schräge Fläche des Vorsprungs 35 den Auslösehemmer 34 aus dem Verriegelungsschlitz 33 herausheben wird und auf diese Weise das untere Gleitelement 14 entriegelt.

Demgemäß weist die Schaltervorrichtung drei Positionen auf, nämlich die Position O, die Position I und die Position Auslösung. Im Folgenden wird das Zustandsumschalten zwischen diesen Positionen beschrieben.

In 3 ist die Schaltervorrichtung in der Position O gezeigt, wobei der mittels des Schalters gesteuerte, elektrische Schaltkreis geöffnet ist. Aus der Position O heraus kann der Schalter nur in die Position I gestellt werden. Dies findet statt mittels Drehens des Manuellsteuerhebels 1, wodurch die Federspannplatte 11 bewegt wird und die Schalterbetätigungsfedern 10 gespannt werden. Die Sperrklaue 32 der Federspannplatte 11 bewegt sich in eine Position vor dem Auslösehemmer 34 (4), welcher zu diesem Zeitpunkt an dem Rand des unteren Gleitelements 14 anliegt.

Bei einer weiteren Drehung des Manuellsteuerhebels 1 wird der Schaltermechanismus aktiviert und das untere Gleitelement 14 bewegt sich in die Position I (7). Die Sperrklaue 32 blockiert den Betrieb des Auslösehemmers 34 zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Verriegelungsschlitz 33 des unteren Gleitelements 14 hinter das äußerste Ende des Auslösehemmers 34 bewegt.

In 7 ist der Schalter in der Position I gezeigt. In Abhängigkeit von der Aktivierungsart kann der Schalter aus diesem Zustand in die Position Auslösung oder in die Position O wechseln. Um den Schalter in die Position O zu stellen, muss der Manuellsteuerhebel 1 dementsprechend in eine Richtung gedreht werden, welche nun entgegengesetzt zu jener ist, die im Obigen zum Wechseln des Schalterzustands in die Richtung O-I erforderlich war. Ferner wird in diesem Zustand die Sperrklaue 32 den Betrieb des Auslösehemmers 34 blockieren (8). Der Schalter kann in die Position Auslösung gesteuert werden, indem mittels Betätigens des Auslösehebels 30 die Arretierung des unteren Gleitelements 14 gelöst wird. Dann wird die in den Auslösebetätigungsfedern 31 gespeicherte, mechanische Energie freigegeben, wenn die Federn 31 die Federspannplatte 11 und mittels der damit gekuppelten, steiferen Schalterbetätigungsfedern 10 ferner das untere Gleitelement 14 in die Richtung I-O drücken. Während dieser Bewegung bleiben sowohl die Länge der Schalterbetätigungsfedern 10 als auch gleichzeitig die gegenseitige Anordnung des unteren Gleitelements 14 und der Federspannplatte im Wesentlichen unverändert. Folglich kann, wenn der Verriegelungsschlitz 33 des unteren Gleitelements 14 den Auslösehemmer 34 passiert, das äußerste Ende des Hemmers 34 in den Verriegelungsschlitz 33 eindringen, wodurch das untere Gleitelement in der Position Auslösung arretiert wird, wie in 5 gezeigt.

Demgemäß ist die Schalterposition Auslösung ein Zwischenzustand zwischen der Position O und der Position I, wobei sich das untere Gleitelement 14 und der Manuellsteuerhebel 1 beispielsweise auf halbem Wege zwischen ihren Positionen O und I befinden. In diesem Zustand ist der Schalter, wenn er in die Position Auslösung gesteuert ist, offen, jedoch kann, wenn der Schalter mit einem separaten Kontakt versehen ist, der Auslösezustand des Schalters dem Fernsteuerungssystem angezeigt werden. Der Auslösezustand ist in 5 dargestellt.

Unter Verwendung des Manuellsteuerhebels 1 ist es möglich zu versuchen, einen in der Position Auslösung befindlichen Schalter in die Position I zu bewegen. Dann wird sich die Federspannplatte 11 unter der von den Übertragungszähnen 7 der Steuerwelle 4 ausgeübten Kraft in die Richtung O-I bewegen. Die Schalterbetätigungsfedern 10 werden gespannt und das äußerste Ende der Sperrklaue 32 wird in das Loch oder die Öffnung eindringen, die in dem äußersten Ende des Auslösehemmers 34 ausgebildet ist. Jedoch bleibt das untere Gleitelement 14 mittels des Auslösehemmers 34 arretiert und die Kontaktflächen des Schalters verbleiben unbewegt. Der Schalter ist in diesem Zustand in 6 gezeigt. Demgemäß ist es möglich, den Manuellsteuerhebel 1, ohne ein Zustandsumschalten des Schalters zu bewirken, in normaler Weise in die Position I zu drehen. Wenn jedoch der so gedrehte Manuellsteuerhebel 1 freigegeben wird, wird die in den Schalterbetätigungsfedern 10 gespeicherte, mechanische Energie freigegeben und der Manuellsteuerhebel 1 wird zurückgestellt, so dass der fernaktivierte Auslösezustand angezeigt wird. Folglich wird der Schalterzustand in eindeutiger Weise angezeigt werden.

Das Rücksetzen des Schalters aus der Position Auslösung (5) findet statt mittels Drehens des Manuellsteuerhebels 1 in die Position O. Dann wird sich die Federspannplatte 11 in die Umschaltrichtung I-O bewegen und die schräge Fläche des an der Federspannplatte 11 ausgebildeten Vorsprungs 35 hebt den Auslösehemmer 34 aus dem Verriegelungsschlitz 33 heraus. Anschließend wird das untere Gleitelement 14 unter der von den Schalterbetätigungsfedern 10 ausgeübten Kraft der Bewegung der Federspannplatte 11 folgen und der Schalter wird mit seinen Kontaktflächen in der Position O arretiert.

Zusätzlich zu der im Obigen beschrieben, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Erfindung in einer Mehrzahl von alternativen Weisen realisiert werden. Die Anwendung der Erfindung ist nicht darauf beschränkt, lediglich die in den 1 und 2 gezeigte Schalterkonstruktion zu verbessern, sondern stattdessen kann der erfindungsgemäße, fernsteuerbare Auslösemechanismus auch in vielen anderen Arten von Schaltern verwendet werden, die ihren Schaltmechanismus in Form eines sich hin und her bewegenden Gleitelements realisiert haben. Die Verwendung solch eines Schalters muss nicht notwendigerweise auf das Steuern von elektrischer Energie beschränkt sein. Ferner muss die erfindungsgemäße Implementierungstechnik nicht auf das beschränkt sein, was im Obigen beschrieben wurde.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das ferngesteuerte Auslösen durch die Wirkung des Verwendens eines Auslösehebels 30 zum Steuern eines an einer Arretierungsschulter 18 anliegenden Arretierungsfingers 22 realisiert. Jedoch kann der Auslösevorgang auch unter Verwendung jeder Art eines Stellgliedmechanismus durchgeführt werden, wie beispielsweise eines flexiblen Seils oder alternativ so Konstruierens der Schaltervorrichtung, dass der Verriegelungsfinger beispielsweise direkt von einem Solenoid betätigt werden kann. Im Prinzip ist es ferner möglich, eine Fernsteuerungs-Auslösefunktion mittels direkten Steuerns der Arretierungsschulter zu realisieren, und das erfindungsgemäße Konzept kann ferner bei Schalterkonstruktionen verwendet werden, die einen sich von dem im Obigen beschriebenen unterscheidenden Verriegelungsmechanismus aufweisen.

Die in den 38 gezeigte Schalterkonstruktion weist zwei Auslösefedern 31 auf. Bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann die Anzahl von Federn auch beispielsweise von einer bis vier variieren und ihre Größe, Form und exakte Anordnung in der Schalterkonstruktion kann von jener, die in der exemplarischen Ausführungsform gezeigt ist, abweichen. Die Federn können auch gegen jedes andere Mittel ausgetauscht werden, das in der Lage ist, zu einem gewünschten Zeitpunkt eine ausreichende Menge an Energie zum Durchführen des ferngesteuerten Auslösevorgangs freizugeben.

Alternativ kann der Schalter konstruiert sein für ein ferngesteuertes Auslösen in eine Position Auslösung aus einer Position O heraus. In diesem Fall könnte der Schalter in ferngesteuerter Weise geschlossen werden (in die Position I). Es ist ferner möglich, Schalterkonstruktionen vorzusehen, die sich von jenen, die im Obigen beschrieben wurden, unterscheiden und die beispielsweise Gleitelemente und Federspannplatten aufweisen, die sich entlang von Kreisbahnen bewegen.


Anspruch[de]
Schaltervorrichtung zum Steuern einer elektrischen Einrichtung, wobei die Vorrichtung aufweist:

– ein Schaltergehäuse (28) mit stationären Kontaktflächen (26), die darin eingepasst sind und die zum Bereitstellen eines elektrischen Kontaktes dienen,

– ein Trägerkörperelement (15), das in das Gehäuse (28) eingepasst ist,

– bewegbare Kontaktflächen (25), die geeignet sind zum Inkontaktbringen mit den stationären Kontaktflächen (26), so dass ein elektrischer Kontakt ausgebildet wird,

– wenigstens ein Gleitelement (14), das so in das Trägerkörperelement (15) eingepasst ist, dass es in einer Weise in Bezug auf das Trägerkörperelement (15) hin und her bewegbar ist, so dass bei Bewegung des Gleitelements (14) ein elektrischer Kontakt der bewegbaren Kontaktflächen (25) mit den stationären Kontaktflächen (26) bereitgestellt wird,

– Mittel (6, 18, 22) zum Verriegeln des Gleitelements (14) in entweder einer Schließ-Position des Schalters, d.h. der elektrische Kontakt ist ausgebildet, oder in einer Offen-Position des Schalters, d.h. der elektrische Kontakt ist geöffnet, und ferner zum Entriegeln des Gleitelements (14) aus diesen Positionen,

– wenigstens eine Federspannplatte (11), die so in das Trägerkörperelement (15) eingepasst ist, dass sie parallel zu der Bewegung des Gleitelements (14) bewegbar ist, und

– wenigstens ein Elastikelement (10), das dazu dient, die Bewegung der Federspannplatte (11) an das Gleitelement zu übertragen,

gekennzeichnet durch:

– Mittel (33, 34, 35) zum Verriegeln des Gleitelements (14) in einer dritten Position zwischen der Schließ-Position und der Offen-Position und ferner zum Entriegeln des Gleitelements (14) aus der dritten Position,

– einen anderen Satz von Mitteln (30), die so wirken an den Mitteln (6, 18, 22) zum Verriegeln des Gleitelements (14) in der Schließ-Position oder der Offen-Position des Schalters, dass sie das Gleitelement aus der Schließ-Position oder der Offen-Position fernentriegeln, und

– Mittel (31), die in das Trägerkörperelement (15) eingepasst sind zum Speichern/Freigeben von Energie zum Verlagern des Gleitelements (14) aus der Schließ-/Offen-Position in die dritte Position.
Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (32) zum bedingten Sperren der Funktion der zum in die dritte Position Verlagern des Gleitelements (14) angepassten Mittel (33, 34, 35). Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die angepasst sind zum Verlagern des Gleitelements (14) in die dritte Position, aufweisen:

– einen Verriegelungsschlitz (33), der an dem Gleitelement (14) an dessen Seite ausgebildet ist, die parallel zu seiner Bewegungsrichtung ist,

– ein Hemmteil (34), das so in das Trägerkörperelement (15) eingepasst ist, dass es in Richtung zu der genannten Seite des Gleitelements (14) hin bewegbar ist, wobei das Hemmteil ein äußerstes Ende aufweist, das geeignet ist zum Eindringen in den Verriegelungsschlitz (33), und

– Elastikelemente, wie beispielsweise Federn, die in einen zwischen dem Hemmteil (34) und dem Inneren des Trägerkörperelements (15) verbleibenden Raum eingepasst sind, wobei die Elastikelemente dazu dienen, das äußerste Ende des Hemmteils (34) in den Verriegelungsschlitz (33) hineinzudrücken, um das Gleitelement unter der Voraussetzung, dass das äußerste Ende des Hemmteils (34) und der Verriegelungsschlitz (33) übereinstimmen und der Bewegung des Hemmteils (34) keine mechanische Sperre (32) auferlegt ist, zu verriegeln.
Schaltervorrichtung gemäß den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum bedingten Sperren des Eintretens des Hemmteils (34) in den Verriegelungsschlitz (33) eine Sperrklaue (32) aufweisen, die an der Seite der Federspannplatte (11) angebracht ist, die dem Hemmteil (34) zugewandt ist, wobei die Sperrklaue einen länglichen Abschnitt, der parallel zu der genannten Seite der Platte ausgerichtet ist, und einen anderen Abschnitt aufweist, der dazu dient, den länglichen Abschnitt von der genannten Seite der Platte zu distanzieren. Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass:

– das äußerste Ende des Hemmteils (34) mit einer Öffnung versehen ist, die parallel zu der Seite der Federspannplatte (11) ausgerichtet ist, welche sich am nahesten an dem Hemmteil (34) befindet, und

– der längliche Abschnitt der Sperrklaue (32) so angepasst ist, dass er durch die Öffnung hindurchdringen kann.
Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Herausheben des Hemmteils (34) aus dem Verriegelungsschlitz (33) und zum Entriegeln des Gleitelements (14) einen Vorsprung (35), der an der Seite der Federspannplatte (11) ausgebildet ist, die dem Hemmteil (34) zugewandt ist, und ferner eine schräge Fläche aufweisen, die an dem Vorsprung (35) so ausgebildet ist, dass sie bündig zu der genannten Seite der Federspannplatte (11) beginnt und sich schräg erstreckt, bis sie bündig mit der genannten Seite des Gleitelements (14) ist oder sich geringfügig über dieselbige hinaus erstreckt, wobei die schräge Fläche dazu dient, unter der von einer geeigneten Bewegung der Federspannplatte (11) ausgeübten Kraft das Hemmteil (34) aus seiner Position herauszuheben, in welcher es die Bewegung des Gleitelements (14) sperrt. Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Satz von Mitteln zum Entriegeln des Gleitelements (14) aus der Schließ-/Offen-Position des Schalters einen länglichen Auslösehebel (30) aufweist, welcher partiell sowohl außerhalb als auch innerhalb des Schalter-Trägerkörperelements (15) angeordnet ist und welcher angepasst ist zum Steuern des Mittels (18, 22) zum Sperren der Bewegung des Gleitelements (14), so dass er die Bewegung des Gleitelements (14) entsperrt. Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösehebel (30) angepasst ist für eine elektromagnetische Betätigung mittels eines Solenoids. Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass:

– die Mittel, die angepasst sind zum Speichern/Freigeben von Energie zum Bewegen des Gleitelements (14) aus der Schließ-/Offen-Position in die dritte Position, wenigstens eine Feder (31) aufweisen, die zwischen das Trägerkörperelement (15) und die Federspannplatte (11) montiert ist,

– jede der wenigstens einen Feder (31) durch Bewegen der Federspannplatte (11) gespannt werden kann, und

– die von der wenigstens einen Feder (31) gespeicherte Energie in einer Weise freigegeben werden kann, dass die Bewegung der Federspannplatte (11) bewirkt wird.
Schaltervorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kontakte, die gekoppelt sind mit den Mitteln (33, 34, 35) zum Verriegeln des Gleitelements (14) in der dritten Position, wobei die Kontakte dazu dienen, den Verrieglungszustand des Gleitelements (14) in der dritten Position auf der Basis der Position des Verriegelungsmittels (34) anzuzeigen.






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