Fernsteuerbare Antriebsvorrichtung für Schutzschalter mit einem Elektromagneten

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine fernsteuerbare Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schutzschalter mit einem Elektromagneten und einem durch den Anker des Elektromagneten über einen Hebelmechanismus bewegbaren Antriebsschieber für den Betätigungshandgriff des Schutzschalters.

[0002] Eine bekannte Antriebsvorrichtung dieser Art (US-A-3 893 050) besitzt zwei durch jeweils einen Hebelmechanismus mit dem Antriebsschieber verbundene Elektromagnete, die zum Ein- bzw. Ausschalten des Schutzschalters abwechselnd erregt werden. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für den gleichen Anwendungszweck zu schaffen, die bei verringerten Abmessungen, verringertem Gewicht und geringeren Kosten mit nur einem Elektromagneten arbeitet.

[0003] Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsvorrichtung nach der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:

a) ein zweiarmiger, an seinem einen Ende mit dem Antriebsschieber zusammenwirkender Hebel trägt beidseitig eines ortsfesten Drehlagers je ein Kupplungsteil;

b) ein mit dem Anker des Elektromagneten gelenkig verbundener Treiber, an dem eine an der Magnetspule befestigte Übertotpunktfeder angreift, besitzt einen derart verbreiterten Mittelteil zur Führung an den Kupplungsteilen des zweiarmigen Hebels, dass der Treiber bei der Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage über den Totpunkt geführt wird und dadurch der Treiber nach Ausführung einer Schalthandlung bei der Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage selbsttätig zur Vorbereitung der entgegengerichteten Schalthandlung von dem einen Kupplungsteil getrennt und mit dem anderen Kupplungsteil in Eingriff gebracht wird;

c) der Treiber besitzt an seinem freien Ende zwei nach entgegengesetzten Seiten hin offene hakenartige, mit den Kupplungsteilen zusammenwirkende Enden.

[0004] Die Erfindung macht in veränderter Form von Merkmalen Gebrauch, die bereits als Umkehrmechanismus in lnstallationsschaltern (Stromstoss-Fernschalter) benutzt wurden. Diese Geräte gestatten wie die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung das abwechselnde Öffnen und Schliessen von Kontakten durch aufeinanderfolgende kurzzeitige Erregung eines Elektromagneten. Während aber bekannte Vorrichtungen dieser Art (US-A-2 046 401 und FR-A-605 918) zusammen mit den Kontakten und deren Stromzuführungen einheitliche Geräte bilden, handelt es sich bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung um ein von dem eigentlichen Schutzschalter getrenntes Gerät, das im Bedarfsfall verwendet und an dem Schutzschalter befestigt wird.

[0005] Die bekannten Umkehrmechanismen lassen sich als Antriebsvorrichtung für Schutzschalter nicht ohne weiteres einsetzen. Während nämlich bei lnstallationsfernschältern nur vergleichsweise geringe Ströme zu schalten und demzufolge auch nur geringe Betätigungskräfte erforderlich sind, liegt der bei der Betätigung von Schutzschaltern zu überwindende Bewegungswiderstand in einer anderen Grössenordnung. Es treten somit mechanische Beanspruchungen auf, denen die bekannten Umkehrmechanismen nicht gewachsen sind und denen durch eine blosse Vergrösserung der Abmessungen nicht beizukommen ist. Insbesondere werden hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Umsteuerung des Hebelmechanismus gestellt, damit sichergestellt ist, dass nach jeder Schalthandlung bei erneuter Erregung des Elektromagneten die entgegengesetzte Schalthandlung stattfindet und nicht z. B. ein Leerhub. Durch die Erfindung werden diese Anforderungen mit nur wenigen und einfach gestalteten Teilen erreicht.

[0006] Die Erfindung wird nun ausführlich anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

[0007] Die Figuren 1 bis 5 sind Draufsichten, die die Konstruktion und die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung für einen Schutzschalter zeigen. Insbesondere zeigt die Fig. 1 die Ausschaltstellung zu Beginn des Einschaltvorganges.

[0008] Die Fig. 2 zeigt den Zustand während des Schaltvorganges unmittelbar nach der Einschaltung.

[0009] Die Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung während des Überganges zur Vorbereitung der Ausschaltung, nachdem die Einschalthandlung vollendet ist.

[0010] Die Fig. 4 zeigt den Einschaltzustand zu Beginn der Ausschaltung und

[0011] die Fig. 5 zeigt den Zustand am Ende des Ausschaltvorganges.

[0012] Die Fig. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1 für einen nicht gezeigten Schutzschalter, dessen Betätigungshandgriff 2 durch einen Antriebsschieber 4 auf- und abwärts bewegbar ist. Eine Führungsstange 3 dient zur geradlinigen Führung des Antriebsschiebers 4, der den Betätigungshandgriff gabelartig übergreift und an seinem Ende einen Kupplungsschlitz 4a besitzt. Ein Elektromagnet 5 des Tauchankertyps umfasst eine Magnetspule 6, einen feststehenden Kern 7, einen beweglichen Anker 8 und ein Joch 9. Die Magnetspule 6 trägt einen Befestigungsstift 10 als Widerlager einer Übertotpunktfeder 16. Ferner ist auf einer feststehenden Welle 11 ein zweiarmiger Hebel 17 schwenkbar gelagert. Die Welle 11 befindet sich oberhalb des Elektromagneten 5 in dem Gehäuse, in dem die Antriebsvorrichtung 1 untergebracht ist.

[0013] Ein Treiber 12, dessen Mittelteil 12c verbreitert bzw. erweitert ist und der hakenartige Enden 12a und 12b auf beiden Seiten aufweist, ist schwenkbar an dem oberen Endteil des Ankers 8 mittels einer Welle 13 gelagert. Zwischen dieser Welle 13 und der feststehenden Welle 11 ist unter Spannung eine Rückstellfeder 14 derart angebracht, dass sie ständig den Anker 8 nach oben in seine Ruhelage zieht. Der Treiber 12 trägt in seinem oberen Teil einen Stift 15 als Widerlager der Übertotpunktfeder.

[0014] Als Steuerglieder sind zwischen dem Antriebsschieber 4 und dem Anker 8 der Treiber 12 und der zweiarmige Hebel 17 angebracht. Ein erster Kupplungsbolzen 17a überträgt die Schwenkbewegungen des zweiarmigen Hebels 17 auf den Antriebsschieber 4 durch Eingreifen in dessen Kupplungsschlitz 4a. Ein weiterer Kupplungsbolzen 17b befindet sich zwischen dem ersten Kupplungsbolzen 17a und der feststehenden Welle 11, also links von dieser, während ein dritter Kupplungsbolzen 17c rechts von der Welle 11 an dem zweiarmigen Hebel 17 angebracht ist. Die drei Kupplungsbolzen 17a, 17b und 17c sind in einer Linie angeordnet. Die Kupplungsbolzen 17b und 17c des Hebels 17 werden abwechselnd durch die hakenartigen Enden 12a und 12b des Treibers 12 erfasst und durch die Wirkung des Elektromagneten 5 so getrieben, dass der Hebel 17 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt geschwenkt wird, um den Antriebsschieber 4 aufwärts oder abwärts zu schieben und dadurch den nicht gezeigten Schutzschalter ein-oder auszuschalten.

[0015] Die Fig. 1 zeigt den Zustand der Teile, wenn der Schutzschalter ausgeschaltet ist. In diesem Fall ist der Antriebsschieber 4 nach unten bewegt und der Anker 8 befindet sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 14 in seiner Ruhelage. Der Kupplungsbolzen 17a nimmt seine untere Stellung ein, während der Treiber 12 zusammen mit dem Anker 8 aufwärtsbewegt ist und dort verbleibt, während das hakenartige Ende 12b den Kupplungsbolzen 17c des Hebels 17 erfasst. Wird nun die Magnetspule 6 erregt, so wird der Anker 8 durch den feststehenden Kern 7 angezogen entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14. Dann zieht das hakenartige Ende 12b des Treibers 12 entsprechend der Fig. 2 den Kupplungsbolzen 17c und damit das rechte Ende des Hebels 17 abwärts. Als Ergebnis wird der Hebel 17 im Uhrzeigersinn um die feststehende Welle 11 geschwenkt, so dass sein Kupplungsbolzen 17a den Antriebsschieber 4 entlang der Führungsstange 3 aufwärts schiebt und dadurch den Betätigungshandgriff 2 in seine Einschaltstellung anhebt. Der nicht gezeigte Schutzschalter wird nun eingeschaltet. Wird in diesem Augenblick die Magnetspule 6 abgeschaltet, dann kehren sowohl der Treiber 12 als auch der Anker 8 unter der Wirkung der Rückstellfeder 14 nach oben zurück. Dabei gelangt der Treiber 12 mit seinem hakenartigen Ende 12b ausser Eingriff mit dem Kupplungsbolzen 17c und wird bei der weiteren Aufwärtsbewegung mit seinem erweiterten Mittelteil 12c durch den Kupplungsbolzen 17c geführt. Wie die Fig. 3 zeigt, wird der Treiber 12 dabei zu einer Schwenkung in Richtung des Kupplungsbolzens 17b veranlasst, wenn die Achse der Übertotpunktfeder 16 die Achse der Rückstellfeder 14 überquert. Dann gelangt das hakenartige Ende 12a mit dem Kupplungsbolzen 17b in Eingriff, wie dies die Fig. 4 zeigt.

[0016] Ausgehend von dieser Stellung der Teile wird dann bei erneuter Erregung der Magnetspule 6 der Hebel 17 mittels des Kupplungsbolzens 17b durch das hakenartige Ende 12a des Treibers 12 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Daher treibt der Kupplungsbolzen 17a den Antriebshebel 4 abwärts, bis der Betätigungshandgriff 2 des nicht gezeigten Schutzschalters zu seiner unteren Ausschaltstellung gedrückt wird, wie dies die Fig. 5 zeigt. Wird die Erregung der Magnetspule 6 unterbrochen, so kehrt der Treiber 12 nach oben zurück, während sein Mittelteil 12a an dem Kupplungsbolzen 17b entlang durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 14 geführt wird. Wenn die Achse der Übertotpunktfeder 16 in eine Stellung an der rechten Seite der Rückstellfeder 14 gelangt, wird der Treiber 12 zurückgeschwenkt zu der Seite des Kupplungsbolzens 17c, wodurch die in der Fig. 1 gezeigte Lage der Teile wiederhergestellt wird.

[0017] Wie vorstehend beschrieben, ist bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ein Treiber vorgesehen, der mit seinen hakenartigen Enden bei der Rückstellung des Ankers eines Elektromagneten abwechselnd mit zwei Kupplungsbolzen eines zweiarmigen Hebels zusammenwirkt, so dass ein Schutzschalter unter Verwendung eines einzigen Elektromagneten ein- und ausgeschaltet werden kann. Daher kann die Antriebsvorrichtung bei einfachem Aufbau und geringer Grösse preiswert hergestellt werden.

Ansprüche

Fernsteuerbare Antriebsvorrichtung (1) zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schutzschalter mit einem Elektromagneten (5) und einem durch den Anker (8) des Elektromagneten (5) über einen Hebelmechanismus bewegbaren Antriebsschieber (4) für den Betätigungshandgriff (2) des Schutzschalters, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) ein zweiarmiger, an seinem einen Ende mit dem Antriebsschieber (4) zusammenwirkender Hebel (17) trägt beidseitig eines ortsfesten Drehlagers (11) je ein Kupplungsteil (Kupplungsbolzen 17b, 17c);

b) ein mit dem Anker (8) des Elektromagneten (5) gelenkig verbundener Treiber (12), an dem eine an der Magnetspule (6) befestigte Übertotpunktfeder (16) angreift, besitzt einen derart verbreiterten Mittelteil (12c) zur Führung an den Kupplungsteilen (Kupplungsbolzen 17b, 17c) des zweiarmigen Hebels (17), dass der Treiber (12) bei der Rückstellung des Ankers (8) in seine Ruhelage über den Totpunkt geführt wird und dadurch der Treiber (12) nach Ausführung einer Schalthandlung bei der Rückstellung des Ankers (8) in seine Ruhelage selbsttätig zur Vorbereitung der entgegengerichteten Schalthandlung von dem einen Kupplungsteil (z.B. Kupplungsbolzen 17b) getrennt und mit dem anderen Kupplungsteil (z.B. Kupplungsbolzen 17c) in Eingriff gebracht wird;

c) der Treiber (12) besitzt an seinem freien Ende zwei nach entgegengesetzten Seiten hin offene hakenartige, mit den Kupplungsteilen (Kupplungsbolzen 17b, 17c) zusammenwirkende Enden (12a, 12b).

Claims

Remote-controllable actuation device (1) for switching on and off electric protective switches comprising an electromagnet (5) and an actuation slide (4), which can be moved by means of the armature (8) of the electro-magnet (5) via a lever mechanism, for the operating handle (2) of the protective switch, characterised by the following features:

a) a two armed lever (17), which at its one end co-operates with the actuation slide (4), supports a coupling member (coupling bolts 17b, 17c) on each side of a stationary pivot bearing (11);

b) an actuator (12), which is flexibly linked with the armature (8) of the electro-magnet (5) and upon which a past dead centre spring (16) fixed to the magnet coil (6) acts, possesses a central member (12c) which serves for guidance against the coupling members (coupling bolts 17b, 17c) of the two-armed lever (17) and which is widened in such a manner that when the armature (8) is reset into its rest position, the actuator (12) is guided via the dead centre and thus, following the performance of a switching action when the armature (8) is reset into its rest position, the actuator (12) is automatically separated from the one coupling member (e.g. coupling bolz 17b) and brought into engagement with the other coupling member (e. g. coupling bolt 17c) in order to prepare the reverse switching action;

c) at its free end, the actuator (12) possesses two hooklike extremities (12a, 12b) which open towards opposite sides and interact with the coupling members (coupling bolts 17b, 17c).

Revendications

Dispositif d'entraînement télécommandable (1) pour la fermeture et l'ouverture de commutateurs de protection comportant un électroaimant (5) et un organe coulissant d'entraînement (4), pouvant être déplacé par l'armature de l'électroaimant par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier, pour la manette d'actionnement du commutateur de protection, caractérisé par les mesures suivantes:

a) un levier (17) à deux branches, coopérant à une de ses extrémités avec l'organe coulissant d'entraînement (4), supporte respectivement une pièce de couplage (goujon de couplage 17b, 17c) de part et d'autre d'un coussinet de pivotement fixe (11);

b) un élément d'entraînement (12) couplé de façon articulée avec l'armature (8) de l'électroaimant (5), auquel est accroché un ressort (16) de dépassement du point mort fixé sur la bobine d'excitation (6), comporte une partie centrale élargie (12c) pour le guidage sur les pièces de couplage (goujons de couplage 17b, 17c) du levier (17) à deux branches de manière que l'élément d'entraînement (12) soit guidé au-déjà du point mort lors du retour de l'armature (8) dans sa position de repos, et que de ce fait l'élément d'entraînement (12) après avoir effectué une opération de commutation lors du retour de l'armature (8) dans sa position de repos, soit séparé automatiquement d'une des pièces de couplage (par exemple goujon de couplage 17b) pour préparer l'opération de commutation opposée et soit engagé avec l'autre pièce de couplage (par exemple goujon de couplage 17c);

c) l'élément d'entraînement (12) comporte à son extrémité libre deux parties extrêmes (12a, 12b) en forme de crochets ouverts dans des directions opposées et coopérant avec les pièces de couplage (goujons de couplage 17b, 17c).

Zeichnung