Kraftantrieb für ein elektrisches Schaltgerät mit elastischer Übertragung der Antriebskraft

Abstract

 Es wird ein Kraftantrieb für elektrische Schaltgeräte, bei dem durch eine elastische Übertragung der Antriebskraft auf ein Betätigungsorgan, z. B. einen Handgriff, für einen Toleranzausgleich gesorgt ist, beschrieben, um einen Auslauf eines Antriebsmotors in den Endstellungen zu ermöglichen. Als Mittel zur elastischen Übertragung der Antriebskraft dient eine reine Biegefeder (5), die quer zur Bewegungsrichtung eines die Antriebskraft auf das Schaltgerät übertragenden Schiebers angeordnet ist. Diese Biegefeder kann mit dem Schieber verbunden sein. Anstelle einer einzelnen als Blattfeder ausgebildeten Biegefeder können auch zwei parallel liegende Blattfedern vorgesehen sein, die zu einer U-förmigen Blattfeder (50) vereinigt sind. Diese Blattfeder kann in dem Schieber entweder an beiden Enden abgestützt sein oder die Schenkel können in einem Montagekörper (52) befestigt sein.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kraftantrieb für elektrische Schaltgeräte mit elastischer Übertragung der Antriebskraft auf ein Betätigungsorgan, insbesondere einen Betätigungshandgriff.

[0002] Ein Kraftantrieb dieser Art ist durch die US-PS 31 71 920 bekanntgeworden. Als Mittel zur elastischen Übertragung der Antriebskraft besitzt der bekannte Kraftantrieb Schraubenfedern, gegen deren Vorspannung ein Motor und ein mit diesem verbundener Rahmen in einem Gehäuse verschiebbar sind.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kraftübertragung mit wesentlich einfacheren Mitteln, d.h. unter Vermeidung einer aufwendigen Führung, zu erreichen.

[0004] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Mittel zur elastischen Übertragung der Antriebskraft eine reine Biegefeder dient, die quer zur Bewegungsrichtung eines die Antriebskraft auf das Schaltgerät übertragenden Schiebers angeordnet ist. Federn mit reiner Biegebeanspruchung, d. h. langgestreckte Federn mit beliebiger Querschnittsform, sind vielseitiger als Schraubenfedern einsetzbar und bieten daher die Möglichkeit zu einer wesentlichen Vereinfachung der Konstruktion des Kraftantriebes. In Verbindung mit der Anordnung einer solchen Biegefeder quer zur Bewegungsrichtung des Schiebers gelangt man dabei zu einer äußerst raumsparenden Ausführung einer elastischen Kraftübertragung.

[0005] Ein Schieber als Übertragungsglied der Antriebskraft auf das Betätigungsorgan eines Schaltgerätes ist z. B. durch die US-PS 33 28 731 bekanntgeworden. Ein Motor und der Schieber sind dabei allerdings starr durch einen Kurbeltrieb gekuppelt.

[0006] Es empfiehlt sich, die Biegefeder mit dem Schieber zu verbinden. Beide Teile bilden dann eine leicht montierbare Baugruppe. Die Biegefeder kann dabei als einzelne Blattfeder ausgebildet sein. Für die Einleitung der Antriebskraft, die z. B. von einem Getriebemotor geliefert werden kann, erweist es sich jedoch als vorteilhaft, zwei parallel liegende Blattfedern vorzusehen, zwischen die ein Kurbelzapfen eines Kurbelarmes eingreift.

[0007] Während man im Prinzip zwei einzelne Blattfedern in paralleler Anordnung vorsehen kann, hat es sich als günstiger erwiesen, die beiden Blattfedern zu einer U-förmigen Blattfeder zu vereinigen. Auf diese Weise wird nicht nur die Anzahl der Teile verringert, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, mit ein und derselben Feder unterschiedliche Federkennlinien zu erreichen. Wird z.B. die Anordnung so getroffen, daß die Enden der beiden Schenkel der U-förmigen Blattfeder an Lagerstellen im Schieber abgestützt sind, so wirken beide Schenkel als unabhängige Blattfedern, die an beiden Enden gestützt sind. Eine gemeinsame Befestigung ist dennoch im Rahmen der Erfindung dadurch möglich, daß wenigstens das Ende eines der Schenkel der U-förmigen Blattfeder abgewinkelt ausgebildet und in eine taschenartige Ausnehmung des Schiebers einrastbar ist.

[0008] Für die Aufrechterhaltung dieser formschlüssigen Verbindung auch bei starker Beanspruchung kann durch einen Stützkörper gesorgt werden, der zwischen die beiden Schenkel eingefügt ist.

[0009] Zu den Vorteilen der Anordnung zweier paralleler Blattfedern gehört ferner die Möglichkeit, den Abstand beider Blattfedern örtlich geringer als den Durchmesser des Zapfens des Kurbelarmes zu bemessen. An einer gewünschten Stelle kann dadurch der Bewegungswiderstand für den Kurbelzapfen so weit erhöht werden, daß der ihn antreibende Motor beschleunigt zum Stillstand kommt.

[0010] Wie bereits erwähnt, läßt sich durch die Anordnung von zwei parallelen Blattfedern, die durch die Schenkel einer U-förmigen Blattfeder gebildet sind, auch die Federkennlinie beeinflussen. Im Unterschied zu der schon beschriebenen unabhängigen Wirkung beider Federschenkel können auch beide Schenkel gemeinsam zur Wirkung gebracht werden, d. h. es wird eine steilere Federkennlinie erzielt. Dies kann dadurch geschehen, daß die Enden der Schenkel der U-förmigen Blattfeder in einem Montagekörper befestigt sindo Der Montagekörper kann z. B. ein Gußkörper sein, in den die Enden der Schenkel eingegossen sindo Die Schenkelenden können aber auch in Schlitzen des Montagekörpers durch einen Klemmsitz gehalten sein. Dieser läßt sich gegenüber den im Betrieb des Kraftantriebes auftretenden Kräften durch einen Niet, einen Stift, eine Schraube o. dgl. aufrechterhalten, der bzw. die den Montagekörper und die Schenkelenden durchsetzt.

[0011] Ein zuverlässiger Klemmsitz kann aber auch dadurch erreicht werden, daß an den Mündungen von Schlitzen des Montagekörpers an ihrer einem Übertragungsorgan zugewandten Seite beim Einsetzen der Blattfeder verdrängbares Material angeordnet ist. Dieses kann am einfachsten einstückig mit dem Montagekörper als Verengung der Schlitze vorgesehen sein. Beim Einsetzen der Blattfeder in die Schlitze wird die Materialanhäufung verformt bzw. verdrängt, wodurch unabhängig von unvermeidbaren Toleranzen eine feste Einspannung der Blattfeder erzielt wird.

[0012] Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0013] Die Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht einen Motorantrieb für einen Niederspannungs-Schutzschalter mit einer U-förmigen Blattfeder einer ersten Ausführungsform.

[0014] Die Fig. 2 zeigt als Einzelteil eine gegenüber der Fig.1 abweichend geformte Blattfeder.

[0015] In der Fig. 3 ist im Schnitt ein anderer Motorantrieb mit einer weiteren Ausführungsform einer Blattfeder und ihrer Befestigung.

[0016] Eine Ansicht des Motorantriebes in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3 zeigt die Fig. 4.

[0017] Zwei weitere Ausführungsformen eines in den Fig. 3 und 4 gezeigten Montagekörpers zeigen die Fig. 5 und 6.

[0018] Der in der Fig. 1 dargestellte Kraftantrieb ist als Motorantrieb ausgebildet. Der Motorantrieb 1 weist eine Tragplatte 2 auf, an der eine Motorgetriebeeinheit 3 befestigt ist. Eine senkrecht zu der Tragplatte 2 stehende Getriebewelle 4 trägt einen Kurbelarm 5 mit einem Kurbelzapfen 6. Unterhalb der Tragplatte 2 und daher im Zwischenraum zwischen dieser und der Frontseite eines nicht dargestellten Niederspannungs-Schutzschalters, z. B. eines Schalters der Kompaktbauart, befindet sich ein Schieber 7, der eine fensterartige Öffnung 10 zum Durchtritt eines Betätigungshandgriffes 8 des erwähnten Schutzschalters besitzt. In dem Schieber 7 ist eine U-förmige Blattfeder 11 befestigt, zwischen deren Schenkel 12 und 13 der Kurbelzapfen 6 des Kurbelarmes 5 eingreift.

[0019] Wie man erkennt, weist der Schieber 7 eine etwa rechteckige Grundform auf und besitzt zur Führung auf der Frontseite des Schutzschalters Seitenwände 14 und 15. Die Seitenwand 14 weist eine Öffnung 16 mit einer anschließenden taschenartigen Ausnehmung 17 auf. Ferner besitzt die gegenüberliegende Seitenwand 15 eine entsprechende Öffnung 20. Diese ist zum Durchtritt des geschlossenen Endes der U-förmigen Blattfeder 11 vorgesehen, während sich durch die Öffnung 16 die Schenkelenden der Blattfeder erstrecken. Der eine Schenkel besitzt ein abgerundet gebogenes Ende 21, für das in der taschenartigen Ausnehmung 17 ein entsprechend abgerundetes Widerlager 22 vorgesehen ist.

[0020] Zur Montage wird die Blattfeder 11 zunächst mit ihrem geschlossenen Ende durch die Öffnung 20 hindurchgesteckt; dann werden die Schenkelenden so weit zusammengedrückt, daß sie sich durch die Öffnung 16 in die taschenartige Ausnehmung 17 einführen lassen. Beim Loslassen legt sich das gebogene Ende 21 gegen das entsprechend gebogene Widerlager 22. Damit ist die Blattfeder ausreichend fest mit dem Schieber 7 verbunden. Ein unerwünschtes Lösen der Blattfeder 11 von dem Schieber 7 kann auch bei starker Beanspruchung durch ein Füllstück vermieden werden, das z. B. durch eine Schraube 23 gebildet sein kann, die sich durch ein Loch des Schiebers erstreckt. Die Öffnungen 16 und 20 des Schiebers 7 wirken als Auflager für die Schenkel 12 und 13 der Blattfeder 11, wobei die Biegelinie jedes Schenkels für sich derjenigen eines beidseitig abgestützten Balkens entspricht.

[0021] Die Blattfeder 24 in Fig. 2 ist ähnlich wie die Blattfeder 11 in Fig. 1 geformt und besitzt dementsprechend Schenkel 25 und 26 sowie ein abgebogenes Ende 27 zur formschlüssigen Befestigung. Außerdem ist der Schenkel 25 der Blattfeder 24 mit einem in Richtung des anderen Schenkels 26 gebogenen Abschnitt 28 versehen, durch den der Abstand der Schenkel somit örtlich verringert ist. Beim Durchlaufen des Kurbelzapfens 6 (Fig. 1) tritt daher eine zusätzliche Biegung der Schenkel 25 und 26 auf, durch die eine erwünschte Klemmwirkung auf die Kurbel 5 und damit den nicht gezeigten Motor des Kraftantriebes ausgeübt wird.

[0022] Der gleichfalls für einen Niederspannungs-Schutzschalter vorgesehene Kraftantrieb gemäß den Fig.3 und 4 ist wie der Kraftantrieb in Fig. 1 als Motorantrieb 30 ausgebildet. Der Kraftantrieb 30 besitzt wiederum eine Tragplatte 31, die mit Abstand von der Frontseite eines strichpunktiert gezeigten Schutzschalters 32 an diesem befestigt ist. Ein aus Blech bestehender Schieber 33 ist an der der Frontseite des Schutzschalters 32 zugewandten Seite in Richtung des Doppelpfeiles 34 an Lappen 38 verschiebbar geführt. Mit einer fensterartigen Öffnung 35 und Abwinklungen 39 übergreift der Schieber 33 einen zylindrischen Körper 36, der auf das Ende eines Betätigungshandgriffes 37 aufgesetzt ist. Dieser Betätigungshandgriff ist mit einem Kipphebel des Schutzschalters 32 verbunden, der um ein Drehlager zum Ein- und Ausschalten des Schutzschalters 32 schwenkbar ist.

[0023] Auf der Tragplatte 31 ist durch Schrauben 40 eine Motorgetriebeeinheit -42 befestigt, deren Getriebe 43 eine senkrecht zu der Tragplatte 31 und damit zu der Frontseite des Schutzschalters 32 stehende Welle 44 besitzt. Mit dieser ist ein Kurbelarm 45 verbunden, der mit einem Kurbelzapfen 46 zwischen die Schenkel 47 einer U-förmigen Blattfeder 50 eingreift. Einzelheiten der Blattfeder 50 sind der Fig. 4 zu entnehmen, die den Motorantrieb in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in der Fig. 3 zeigt. Dabei ist zu erkennen, daß die Enden 51 der Schenkel 47 der Blattfeder 50 in einem Montagekörper 52 befestigt sind. Der Montagekörper ist seinerseits mittels zweier Schrauben, Niete oder angeformter Nietzapfen 53 an dem Schieber 33 befestigt. Der Montagekörper 52 kann z. B. ein Gußkörper sein, in den die Schenkelenden eingegossen sind. Jedoch kann der Montagekörper auch ein mit Schlitzen versehener Metallklotz sein, in dem die Blattfeder mit ihren Schenkelenden 51 durch Klemmung gehalten ist. Diese kann dadurch bewirkt sein, daß an der Mündung 54 von Schlitzen 55 eines in der Fig. 5 als Einzelteil gezeigten Montagekörpers 56 eine Verengung durch Materialanhäufungen 57 vorgesehen ist. Diese werden beim Einsetzen der Blattfeder verdrängt bzw. verformt, wodurch unvermeidliche Toleranzen unwirksam gemacht und in jedem Fall ein fester Sitz der Blattfeder erzielt wird. In Einschubrichtung der Blattfeder ist auf dem Verbindungssteg 58 des Montagekörpers 56 eine gleichartige Materialanhäufung 59 als Toleranzausgleich in der Höhe angebracht.

[0024] Als weiteres Mittel zur Erzielung eines festen Klemmsitzes der U-förmigen Blattfeder ist in der Fig. 6 bei einem Montagekörper 60 ein Niet oder eine Schraube 61 gezeigt, der bzw. die den Montagekörper und die Schenkelenden der Blattfeder durchsetzt. Man kann aber auch einen Spannstift verwenden und dadurch eine sichere Halterung der Blattfeder mit einer gewissen Relativbewegung der Schenkelenden gegenüber den Wandungen der Schlitze des Montagekörpers erreichen.

[0025] In jedem Fall wird durch die Befestigung der Blattfeder in einem Montagekörper erreicht, daß sich die beiden Schenkel bei der Übertragung der Antriebskraft von dem Kurbelzapfen auf den Betätigungshandgriff des Schutzschalters gemeinsam durchbiegen und sich somit die Federkennlinien addieren. Die Biegelinie der Blattfeder ist dabei etwa S-förmig.

Ansprüche

1. Kraftantrieb für elektrische Schaltgeräte mit.elastischer Übertragung der Antriebskraft auf ein Betätigungsorgan, insbesondere einen Betätigungshandgriff, gekennzeichnet durch eine reine Biegefeder (11, 24, 50) als Mittel zur elastischen Übertragung der Antriebskraft, die quer zur Bewegungsrichtung eines die Antriebskraft auf das Schaltgerät (32) übertragenden Schiebers (7, 33) angeordnet ist.

2. Kraftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Biegefeder (11, 24, 50) mit dem Schieber (7, 33) verbunden ist.

3. Kraftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Biegefeder eine Blattfeder (11, 24, 50) ist.

4. Kraftantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwei parallel liegende Blattfedern (Schenkel 12, 13; 25, 26; 47) vorgesehen sind, zwischen die ein Kurbelzapfen (6, 46) eines Kurbelarmes (5, 45) eingreift.

5. Kraftantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Blattfedern durch die Schenkel (12, 13; 25, 26; 47) einer U-förmigen Blattfeder (11, 24, 50) gebildet sind.

6. Kraftantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der beiden Schenkel (12, 13) der U-förmigen Blattfeder (11) an Lagerstellen (16, 20) im Schieber (7) abgestützt sind.

7. Kraftantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens das Ende (21) eines der Schenkel abgewinkelt ausgebildet und in eine taschenartige Ausnehmung (17) des Schiebers (7) formschlüssig einrastbar ist.

8. Kraftantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die Enden der beiden Schenkel (12, 13) der U-förmigen Blattfeder (11) ein Stützkörper (Schraube 23) eingefügt ist.

9. Kraftantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand der beiden parallel liegenden Blattfedern (Schenkel 25, 26) örtlich geringer (Abschnitt 28) als der Durchmesser des Zapfens (6) des Kurbelarmes (5) bemessen ist.

10. Kraftantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden (51-) der Schenkel (47) der U-förmigen Blattfeder (50) in einem Montagekörper (52, 56, 60) befestigt sind.

11. Kraftantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Montagekörper ein Gußkörper (52) ist, in den die Enden (51) der Schenkel (47) eingegossen sind.

12. Kraftantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden (51) der Schenkel (47) in Schlitzen (55) des Montagekörpers (56) durch einen Klemmsitz gehalten sind.

13. Kraftantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß an den Mündungen (54) von Schlitzen (55) des Montagekörpers (56) bzw. auf dessen Verbindungssteg (58) an ihrer bzw. seiner einem Übertragungsorgan (46) zugewandten Seite beim Einsetzen der Blattfeder (50) verdrängbares Material (57) angeordnet ist.

Zeichnung