Motorantrieb für Niederspannungs-Schutzschalter

Abstract

 Die Erfindung betrifft Motorantriebe für Niederspannungs-Schutzschalter, die zum Ein- und Ausschalten von Hand mit einem aus dem Gehäuse herausragenden Betätigungshandgriff versehen sind. Der Motorantrieb (5) umfaßt hierzu eine Tragplatte (12) und einen daran geführten Schieber (27), der mit einer fensterartigen, durch herausgedrückte Lappen (31) begrenzte Öffnung (28) einen zylindrischen Körper (32) übergreift, der auf das Ende des Betätigungshandgriffes (5) des Schutzschalters (1) aufgesteckt ist. Eine Führungsbahn (34) der Tragplatte (12) verhindert ein radiales Entweichen des zylindrischen Körpers (32). Die Kraftübertragung von einer Motorgetriebeenheit (36) auf den Schieber (27) geschieht mittels eines Kurbelarmes (41), dessen Kurbelzapfen (42) zwischen die Schenkel (43) einer an dem Schieber (27) befestigten U-förmigen Blattfeder (44) eingreift. Endschalter (47, 48) dienen in Verbindung mit einem Ansatz (46) des Schiebers (27) zur Abschaltung der Motorgetriebeeinheit (36) in den Endstellungen des Betätigungshandgriffes (5).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Motorantrieb für Niederspannungs-Schutzschalter mit einem Betätigungshandgriff sowie mit einer an dem Gehäuse des Schutzschalters befestigten Tragplatte für einen den Betätigungshandgriff mit einer fensterartigen Öffnung übergreifenden Schieber, der hin- und hergehend antreibbar ist.

[0002] Ein Motorantrieb dieser Art ist durch die US-PS 33 28 731 bekannt geworden. Bei diesem steht der Schieber mit den Flanken des Betätigungshandgriffes in linienhafter Berührung, um die Flächenpressung an dem aus einem Kunststoff bestehenden Betätigungshandgriff gering zu halten. Es bedeutet jedoch einen erheblichen Aufwand bei der Herstellung des Schiebers, eine Formgebung und Oberflächengüte der mit dem Betätigungshandgriff des Schutzschalters in Berührung tretenden Flächen des Schiebers zu erreichen, daß der Betätigungshandgriff auch bei häufiger Beanspruchung durch den Schieber nicht beschädigt wird. Dieser Aufwand wird um so größer, je höher die zu beherrschenden Kräfte sind. Dies hat bereits dazu geführt, daß bei einem Frontdrehantrieb der Kipphebel mit einer Rolle versehen worden ist, der mit weiteren Rollen eines Schwenkhebels zusammenwirkt (US-PS 37 52 947).

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auch für höhere Betätigungskräfte geeigneten Motorantrieb für Niederspannungs-Schutzschalter zu schaffen, der beim Anbau keine besondere Justierung oder eine Umrüstung der normalen Schalter erfordert, der ferner aus einfachen Teilen herstellbar ist und insbesondere das Problem einer Überbeanspruchung des Betätigungshandgriffes vermeidet.

[0004] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Motorantrieb der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen dem Betätigungshandgriff und der Öffnung des Schiebers ein das Ende des Betätigungshandgriffes umgreifender zylindrischer Körper angeordnet ist, dessen Zylinderachse parallel zu der Ebene des Schiebers verläuft und der durch eine Führungsbahn gegen radiales Entweichen gesichert ist. Der zylindrische Körper ist als Kunststoff-Form- oder -Spritzteil preiswert herstellbar. Andererseits genügen als Gegenflächen des Schiebers einfache,.z. B. rechtwinklig aus der Ebene des Schiebers herausgedrückte Lappen.

[0005] Eine vorteilhafte Zuordnung des Schiebers, der Tragplatte und der Führungsbahn ist dadurch zu erreichen, daß der Schieber an der dem Betätigungshandgriff zugewandten Seite der Tragplatte geführt und die FUhrungsbahn in die Tragplatte eingeformt ist. Hierbei lassen sich die Tragplatte und die Führungsbahn einstückig herstellen.

[0006] Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0007] Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Motorantrieb entlang der Linie I-I in Fig. 2.

[0008] Die Figur 2 ist eine Ansicht des Motorantriebes in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1.

[0009] In der Figur 3 ist der Motorantrieb in einem Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 gezeigt.

[0010] Einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 zeigt die Figur 4.

[0011] Eine Einzelheit der Verbindung des Schutzschalters mit dem Motorantrieb ist in der Figur 5 dargestellt.

[0012] Eine Einzelheit der Befestigung einer Kappe an einer Tragplatte des Motorantriebes zeigt die Figur 6.

[0013] Die Figur 7 zeigt einen Drehgriff zur Handbetätigung des Motorantriebes in Notfällen.

[0014] In der Figur 1 ist strichpunktiert der Umriß eines zur Bauart der Kompaktschalter gehörenden Niederspannungs-Schutzschalters 1 in der Ausführung mit Isolierstoffgehäuse und Kipphebelantrieb dargestellt. Der Schutzschalter 1 umfaßt ein Gehäuse 2, dessen Oberteil durch je eine Stufe 3 abgesetzt ist und das eine mittige Erhebung 4 besitzt, die einen Betätigungshandgriff 5 umgibt. Dieser ist auf einen Kipphebel 6 aufgesetzt, der um ein Drehlager 7 schwenkbar ist. Die übrigen Bestandteile des Schutzschalters 1 sind nicht dargestellt. Sie können z. B. so ausgebildet und angeordnet sein, wie dies der DE-PS 28 11 441 zu entnehmen ist. Auf dem Oberteil des Schutzschalters 1 ist ein erhabenes Bezeichnungsschild 10 (Fig. 5) angebracht, das fast bis zum Rand des Oberteiles 23 des Gehäuses 2 reicht. Eine gleichfalls dort verlaufende seitliche Abwinklung 11 einer aus Blech bestehenden Tragplatte 12 ist mit einer Ausnehmung 13 versehen, während die gegenüberliegende Abwinklung 14 (Fig. 4) ohne Ausnehmung ausgeführt ist. Daher läßt sich die Tragplatte 12 nur in der gezeigten, nicht dagegen in einer um 180 gedrehten Stellung auf dem Schutzschalter anbringen. Zur Befestigung an dem Gehäuse 2 des Schutzschalters 1 ist die Tragplatte 12 noch mit quer zu ihrer Längsrichtung stehenden Winkelstücken 15 und 16 versehen, die auf dem Oberteil des Gehäuses 2 aufliegende Schenkel 17 und 18 mit Aussparungen 20 und 21 besitzen. Die Aussparungen sind zum Durchtritt von Schrauben 22 bestimmt, die bei entsprechender Länge nicht nur die Tragplatte 12 an dem Gehäuse des Schutzschalters 1 befestigen, sondern zugleich auch das.Oberteil 23 und das Unterteil 24 des Schutzschalters 1 (Fig. 5) miteinander verbinden. Anstelle von angeschweißten Winkeln sind auch angeformte Winkel oder Abstandsstücke verwendbar.

[0015] Die Tragplatte 12 ist Bestandteil eines als Ganzes mit 25 bezeichneten Motorantriebes. Aus der parallel zu der Frontseite des Schutzschalters 1 liegenden Fläche sind insgesamt vier Führungslappen 26 herausgedrückt, die einen Schieber 27 an seinen Rändern umgreifen und dadurch an der Tragplatte 12 längsverschiebbar führen, wie dies durch einen Doppelpfeil 30 in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist. Der Schieber 27 besitzt eine fensterartige Öffnung 28, aus der zwei senkrecht zur Längserstreckung des Schiebers 27 stehende Lappen 31 rechtwinklig herausgedrückt sind. Zwischen diesen Lappen 31 befindet sich ein aus einem Kunststoff bestehender zylindrischer Körper 32, dessen Zylinderachse parallel zu der Ebene des Schiebers 27 und der Achse des Drehlagers 7 des Kipphebels 6-liegt. Der zylindrische Körper 32 besitzt eine Ausnehmung, deren Form dem Ende des Betätigungshandgriffes 5 entspricht, so daß der zylindrische Körper 32 auf den Betätigungshandgriff 5 aufgesteckt werden kann. Die flächenhafte Berührung zwischen dem zylindrischen Körper 32 und dem Betätigungshandgriff 5 sorgt für eine niedrige spezifische Beanspruchung des Werkstoffes des Betätigungshandgriffes. An seinen bei den Schaltvorgängen nicht mit den Lappen 31 in Berührung tretenden Flächen ist der zylindrische Körper 32 abgeflacht. Der oberen Abflachung 33 steht mit einem geringen Abstand eine Führungsbahn 34 gegenüber, die durch einen Stanzvorgang auf der Tragplatte 12 herausgedrückt ist. Der Figur 2 ist zu entnehmen, daß beidseitig der Führungsbahn 34 längliche Durchbrüche 35 vorhanden sind. Diese werden zuerst aus der Tragplatte 12 ausgestanzt, um dann den verbleibenden Streifen so formen zu können, daß die Führungsbahn mit einem Radius entsprechend dem Abstand des Drehlagers 7 des Kipphebels 6 entsteht.

[0016] Auf der Tragplatte 12 ist ferner eine Motorgetriebeeinheit 36 angeordnet, wobei ein Motor 37 mit parallel zu der Tragplatte 12 verlaufender Achse und das Getriebe 38 mit senkrecht zu der Tragplatte 12 stehender Drehachse eines Kurbelarmes 41 angeordnet ist. Schrauben 40 (Fig. 2) dienen zur Befestigung der Motorgetriebeeinheit 36 an der Tragplatte 12. Ein Kurbelzapfen 42 des Kurbelarmes 41 greift zwischen die Schenkel 43 einer mit dem Schieber 27 verbundenen U-förmigen Blattfeder 44 ein. Die Schenkel 43 sind an einem Montagekörper 45 befestigt, der seinerseits mit dem Schieber starr, z. B. durch Schrauben, Niete oder Nietzapfen, verbunden ist. Der Montagekörper 45 kann z. B. ein Gußstück sein, bei dessen Herstellung die Enden der Schenkel 43 der Blattfeder 44 eingegossen werden. Statt dessen kann als Montagekörper auch ein Metallklotz dienen, in dem die Blattfeder durch Klemmung oder durch einen Stift befestigt ist. Neben einer starren Befestigung kommt auch eine begrenzt bewegliche Einspannung der Schenkelenden der Blattfeder 44 in Betracht.

[0017] Zur Steuerung des Motors 37, d. h. zur Abschaltung des Motorantriebes in den Umschaltpunkten des Schutzschalters 1, dient ein an den Schieber 27 angeformter Ansatz 46 in Verbindung mit zwei Endschaltern 47 und 48. Wie insbesondere die Figuren 1 und 2 zeigen, dienen als Endschalter Mikroschalter, deren Betätigungsstößel 50 bzw. 51 durch an den Gehäusen der Mikroschalter schwenkbar gelagerte Hebel 52 und 53 betätigbar sind. Durch eine winklige Stellung der Endschalter 47 und 48 ist dafür gesorgt, daß der Ansatz 46 bei der Bewegung des Schiebers 27 in seine Endlagen entsprechend dem Doppelpfeil 30 in Fig. 2 abwechselnd mit dem Hebel 52 des Endschalters 47 oder dem Hebel 53 des Endschalters 48 in Berührung tritt und die Betätigungsstößel 50 bzw. 51 dieser Endschalter beaufschlagt.

[0018] Wie die Figur 1 zeigt, ist der Ansatz 46 mit einer Stufe 49 versehen, durch die zwei gegeneinander versetzte Arbeitsflächen für die Betätigungshebel 52 und 53 entstehen. Durch die Lage der Stufe an dem Ansatz 46 kann der Schalthub trotz unveränderter Stellung der Endschalter 47 und 48 bestimmt werden.

[0019] Zugleich ermöglicht diese Anordnung bei ausreichender Länge des Ansatzes einen Überlauf, d. h. der Ansatz.46 kann die Hebel 52 und 53 nicht beschädigen, wenn er sich nach der Berührung mit den Hebeln infolge des Auslaufes des Motors 37 und damit des Schiebers 27 noch etwas weiter bewegt. Die erwünschte Winkelstellung der Endschalter 47 und 48 ist zugleich mit dernach entgegengesetzten Richtungen weisenden Anordnung der Hebel 52 und 53 auf einfache Weise dadurch gewährleistet, daß zwei gleiche Endschalter um 180° gedreht aufeinandergelegt und dann mit zwei Schrauben 54 an der Tragplatte 12 befestigt sind, die sich durch bezüglich der Rechteckform der Endschalter diagonal angeordnete Befestigungslöcher erstrekken.

[0020] Wie insbesondere die Figur 3 zeigt, ist auf der Tragplatte 12 etwa neben dem Getriebe 38 eine Klemmleiste 55 mit Schrauben 56 befestigt. An diese sind Anschlußleitungen 57 und 58 für den Motor 37 und weitere Anschlußleitungen 60 bis 63 der beiden Endschalter 47 und 48 angeschlossen. Wie man erkennt, führt somit die Anbringung der beiden Endschalter 47 und 48 auch zu einer kurzen und einfachen Leitungsführung.

[0021] Alle auf der Tragplatte 12 angeordneten Teile sind durch eine aus isolierendem Kunststoff bestehende Kappe 64 nach außen abgedeckt. Diese ist durch eine Schnappbefestigung an der Tragplatte 12 befestigt. Hierzu übergreift die Kappe 64 mit ihren Seitenwänden 65 und 66 die seitlichen Abwinklungen 11 und 14 der Tragplatte 12. Diese besitzt kantig herausgedrückte Lappen 67 und 68, hinter die Vorsprünge 70 und 71 der Seitenwände 65 bzw. 66 greifen. Dabei ist der Vorsprung 71 scharfkantig ausgebildet, während der gegenüberliegende Vorsprung 70 abgerundet ist. Eine sich an den Vorsprung 71 anschließende schräge Fläche 72 gestattet es, die Kappe zur Montage auf die Tragplatte 12 aufzudrücken, bis die Vorsprünge 70 und 71 hinter die Lappen 67 und 68 gelangen und einschnappen.

[0022] Zum Lösen der Kappe 64 ist an der einen Stirnseite 73 eine kleine Öffnung 74 vorgesehen, durch die sich ein längliches Hilfswerkzeug, z. B. ein dafür vorgesehener Stab oder ein passender Schraubendreher, einführen läßt. Mit diesem Hilfswerkzeug kann die Seitenwand 65 elastisch so weit nach außen gedrückt werden, daß der Vorsprung 71 von dem Lappen 68 der Tragplatte 12 gelöst wird und die Kappe dann abgenommen werden kann.

[0023] Wie insbesondere die Figur 4 zeigt, ist die Breite der Kappe 64 um ein geringes Maß kleiner als die Breite des Schutzschalters 1 gewählt, und entsprechend schmaler ist die Tragplatte 12, damit die Kappe 64 mit ihren Seitenwänden 65 und 66 die Abwinklungen 11 und 13 der Tragplatte 12 überdecken kann. Das Untermaß der Kappe 64 gegenüber dem Schutzschalter 1 gestattet es, in der angegebenen Weise die Kappe von dem Motorantrieb auch dann abzunehmen, wenn mehrere Schutzschalter ohne Zwischenraum nebeneinander montiert sind. Es genügt hierbei ein geringer Zwischenraum von 1 oder 2 mm, um die eine Seitenwand der Kappe mit ihrem Vorsprung außer Eingriff mit dem zugeordneten Lappen der Tragplatte zu bringen.

[0024] Der Schieber 27 erfüllt neben den bereits beschriebenen Funktionen, nämlich der Betätigung des Schutzschalters 1 und der Steuerung des Motors 37, noch eine weitere Funktion, nämlich die Anzeige der jeweiligen Schaltstellung des Schutzschalters 1. Hierzu sind an seinem einen Ende auf der dem Schutzschalter abgewandten Seite Kennzeichnungen 75 und 76 angebracht, z. B. "0" für die Ausschaltstellung und "I" für die Einschaltstellung. Diese Kennzeichnungen können aufgedruckte, aufgeklebte oder eingeprägte Symbole mit oder ohne farbliche Hervorhebung sein. In der Tragplatte 12 befindet sich oberhalb der Kennzeichnungen eine Öffnung 77, um die Kennzeichnungen sichtbar zu machen. Eine weitere Öffnung 80, die oberhalb der Öffnung 77 liegt, befindet sich in einem Teil 81 der Kappe 64, der bis auf einen geringen Abstand 82 von der Tragplatte herabgezogen ist, um eine gute Sichtbarkeit der jeweils unter der Öffnung 80 stehenden Kennzeichnung 75 oder 76 zu gewährleisten.

[0025] In seiner der Kurbel 41 gegenüberliegenden Seite ragt aus dem Getriebe 40 ein mit Abflachungen versehener Wellenstumpf 83 heraus. Auf diesem ist ein Drehgriff 84 zur Betätigung des Schutzschalters 1 bei Ausfall der zum Betrieb des Motorantriebes benötigten Hilfsspannung aufgesetzt. Für den Durchtritt des Drehgriffes 84 durch die Kappe 64 ist diese mit einer entsprechenden Öffnung 85 versehen. Ein Bund 86 des Drehgriffes sichert diesen gegen Abnahme bei aufgesetzterKappe 64. Um die Notbetätigung des Schutzschalters 1 ohne Demontage des Motorantriebes zu erleichtern, enthält das Getriebe 40 eine Freilaufkupplung, die ein Drehen des Kurbelarmes 41 mittels des Drehgriffes 84 ohne gleichzeitiges Mitdrehen des Motors 37 ermöglicht: Freilaufkupplungen sind an sich bekannt und stehen in einer Reihe geeigneter Ausführungen zur Verfügung. Von ihrer Darstellung ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung daher abgesehen worden. Durch eine Besonderheit des Drehgriffes 84 wird jede Gefährdung des Bedienungspersonals vermieden, die ansonsten denkbar wäre, wenn eine Bedienungsperson den Schutzschalter 1 durch Betätigung des Drehgriffes 84 ein- oder ausschalten möchte und gleichzeitig ferngesteuert die Motorgetriebeeinheit 36 in Gang gesetzt wird. Hierzu ist der Drehgriff 84 (Fig. 7) an seiner dem Benutzer zugewandten Seite beidseitig eines mittleren Steges 87 mit gegenläufigen schrägen Flächen 88 versehen. Dadurch sind zwei parallel zur Achse des Wellenstumpfes 83 verlaufende Griffflächen 90 gebildet, über die in den Drehgriff mittels Daumen und Zeigefinger ein Drehmoment eingeleitet werden kann. Wird dagegen der Drehgriff 84 getriebeseitig betätigt, so werden Daumen und Zeigefinger von den Schrägen 87 abgewiesen und können nicht in irgendeiner Weise mitgenommen und verletzt werden. Der Drehgriff 84 in Verbindung mit der erwähnten Freilaufkupplung bewirkt den wesentlichen Vorteil, daß der Motorantrieb 25 bei Ausfall der Hilfsspannung zur Betätigung des Schutzschalters nicht demontiert werden muß und dennoch eine rasche Notbetätigung möglich ist.

[0026] Der beschriebene Motorantrieb wirkt in folgender Weise: Ausgehend von der in den Figuren dargestellten Einschaltstellung wird der Schieber 27 beim Einschalten des Motors 37 mittels der Kurbel 41 und des Kurbelzapfens 42 nach rechts verschoben, wobei die Kraftübertragung von dem Kurbelzapfen 42 über die Blattfeder 44, einen der Lappen 31 und den zylindrischen Körper 32 auf den Betätigungshandgriff 5 des Schutzschalters 1 erfolgt. Beim Erreichen der Ausschaltstellung nach einer Drehung des Kurbelarmes 41 von etwa 180° läuft der Ansatz 46 gegen den Betätigungshebel 52 des Endschalters 47 und unterbricht dadurch den Speisestromkreis des Motors 37. Die Blattfeder 44 ermöglicht dabei einen Toleranzausgleich und verhindert dadurch eine zu starke Beanspruchung des Betätigungshandgriffes 5. Bei dem beschriebenen Schaltvorgang treten im übrigen nennenswerte radiale Kräfte zwischen dem Betätigungshandgriff 5 und dem zylindrischen Körper 32 nicht auf. Die Führungsbahn 34 der Tragplatte 12 unterliegt daher nur einer geringen und zufälligen Beanspruchung durch die obere Abflachung des zylindrischen Körpers 32 und bedarf daher keiner besonderen Oberflächenbehandlung. Dementsprechend steht der zylindrische Körper 32 der Führungsbahn normalerweise mit einem gewissen Abstand gegenüber, so daß auch hinsichtlich der Toleranzen keine besonderen Vorkehrungen erforderlich sind. Zwischen dem zylindrischen Körper 32 und.den Lappen 31 besteht eine Linienberührung in der Form einer ebenen Fläche und einem großen Radius, was in Verbindung mit der gewählten Paarung der Werkstoffe zu einer niedrigen spezifischen Beanspruchung führt. Insbesondere wird aber durch den aufgesteckten zylindrischen Körper 32 jede örtlich konzentrierte und schabende Beanspruchung von dem Betätigungshandgriff 5 ferngehalten.

[0027] In umgekehrterRichtung vollzieht sich der Schaltvorgang in sinngemäß der gleichen Weise, indem nach erneuter Einschaltung des Motors 37 bei gleichbleibender Drehrichtung des Motors und damit des Getriebes 38 und der Kurbel 41 um weitere 180⁰ der Schieber 27 in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, bis beim Erreichen des Umschaltpunktes des Schutzschalters der Endschalter 48 betätigt und der Motorantrieb stillgesetzt wird. Auch in diesem Fall sorgt die Blattfeder 44 für die Übertragung der Antriebskraft und für einen Toleranzausgleich beim Erreichen der Endstellung des Schiebers 27.

Ansprüche

1. Motorantrieb für Niederspannungs-Schutzschalter mit einem Betätigungshandgriff sowie mit einer an dem Gehäuse des Schutzschalters befestigten Tragplatte für einen den Betätigungshandgriff mit einer fensterartigen Öffnung übergreifenden Schieber, der hin- und hergehend antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Betätigungshandgriff (5) und der Öffnung (28) des Schiebers (27) ein das Ende des Betätigungshandgriffes (5) umgreifender zylindrischer Körper (32) angeordnet ist, dessen Zylinderachse parallel zu der Ebene des Schiebers (27) verläuft und der durch eine Führungsbahn (34) gegen radiales Entweichen gesichert ist.

2. Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch . gekennzeichnet , daß der Schieber (27) an der dem Betätigungshandgriff (5) zugewandten Seite der Tragplatte (12) geführt und die Führungsbahn (34) in die Tragplatte (12) eingeformt ist.

3. Motorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Körper aus einem Kunststoff besteht und an seiner der Führungsbahn (34) zugewandten Seite mit einer Abflachung (33) versehen ist.

Zeichnung