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EP 1 094 479 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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29.04.2009 Patentblatt 2009/18 |
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Anmeldetag: 01.09.2000 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Betätigungseinrichtung zur Betätigung von Strombahnen
Mechanism for actuating circuits
Dispositif pour l' actionnement de circuits
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
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Priorität: |
23.10.1999 DE 19951130
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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25.04.2001 Patentblatt 2001/17 |
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Patentinhaber: AREVA T&D SA |
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92084 Paris La Défense Cedex (FR) |
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Erfinder: |
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- Reichl, Erwin
93105 Tegernheim (DE)
- Heinzelmann, Werner
93051 Regensburg (DE)
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| (74) |
Vertreter: Dreiss |
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Patentanwälte
Postfach 10 37 62 70032 Stuttgart 70032 Stuttgart (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 19 605 711 US-A- 4 596 310
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US-A- 3 475 981
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Betätigungseinrichtung zur Betätigung von Strombahnen
nach dem oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Betätigungseinrichtung ist aus
der
US-A-3 475 981 bekannt.
[0002] Für Betätigungseinrichtungen für elektrische Schaltgeräte, wie bspw. Nieder-, Mittel-
oder Hochspannungsschaltgeräte, besteht die Forderung, mittels kleiner Betätigungsmomente
unter Zwischenschaltung eines Getriebes große Drehmomente für das direkte Betätigen
von Schaltanordnungen bereitzustellen. Dazu weisen die Betätigungseinrichtungen zwischen
der Antriebswelle und der Betätigungswelle ein Getriebe auf. Übliche Übersetzungsverhältnisse
solcher Getriebe betragen bei Motorbetrieb mindestens 1 : 400 und reichen bis ca.
1 : 2000, für Handbetrieb ca. 1 : 5 bis 1 : 100. Dabei kann der Schaltvorgang eines
solchen Schaltgeräts unter einer und bis zu mehrere Sekunden in Anspruch nehmen.
[0003] Aus dem Stand der Technik sind Betätigungseinrichtungen mit Stirnradgetrieben bekannt.
Stirnradgetriebe müssen allerdings viele Getriebestufen aufweisen, um ein entsprechendes
Untersetzungsverhältnis zu realisieren und werden damit sehr aufwendig, teuer und
groß. Außerdem besitzen sie keine selbstsperrende Wirkung.
[0004] Zu dem Stand der Technik zählen auch Betätigungseinrichtungen mit Planetengetrieben.
Die Bereitstellung von Planetengetrieben ist sehr kostenintensiv und es fehlt ebenfalls
die selbstsperrende Wirkung.
[0005] Bei Verwendung von Schneckenradgetrieben in Betätigungseinrichtungen kann man zwar
deren selbstsperrende Eigenschaften nutzen, sie haben jedoch einen hohen Reibanteil
und damit einen schlechten Wirkungsgrad. Hinzu kommt, dass die Betätigungswelle mit
der Antriebswelle über Kreuz versetzt ist, was oft als nachteilig angesehen wird.
[0006] Für Betätigungseinrichtungen, die in zwei Antriebsrichtungen wirken und die in Ein-
und Ausschaltrichtung das Schaltgerät direkt antreiben, kommen entweder reversierbar
antreibbare Getriebe oder nur in eine Antriebsrichtung wirkende Getriebe zusammen
mit einer entsprechenden Lenkerkopplung zum Einsatz.
[0007] Letztgenannte Anordnungen, welche bspw. aus der
DE 196 05 711 A1 in den Positionen 9 bis 14 der Fig. 1 bekannt geworden sind, zeichnen sich zwar durch
einen relativ günstigen Gesamtaufwand aus, besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen.
So sind zusätzliche Bauteile für die Lenkerkopplung erforderlich. Dazu ist ein entsprechend
großer Einbauraum vonnöten. Außerdem setzt die jeweilige Schalthandlung immer die
vollständige Antriebsbewegung der vorhergehenden Schalthandlung voraus, weshalb eine
bereits begonnene Schalthandlung immer zu Ende geführt werden muss. Während einer
bereits begonnenen Schaltbewegung ist eine Umkehrmöglichkeit der Schaltbewegung nicht
möglich.
[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungseinrichtung
vorzuschlagen, welche ein äußerst einfaches und damit kostengünstiges reversierbares
Getriebe aufweist. Außerdem soll den vorstehend geschilderten Nachteilen des Standes
der Technik abgeholfen werden.
[0009] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Betätigungseinrichtung nach dem Anspruch
1.
[0010] Der erfindungsgemäße Gegenstand weist dabei den Vorteil auf, dass ein solches Klinkengetriebe
in Herstellung und Montage sehr kostengünstig ist. Außerdem kann eine eingeleitete
Betätigung des Schaltvorganges jederzeit auch vor Erreichen der jeweiligen Endstellung
des Schaltgeräts rückgängig gemacht werden. Aufgrund der Tatsache, dass bei drehender
Antriebswelle jeweils eine Klinkenspitze im Eingriff mit der Klinkenradverzahnung
ist, wird ausgeschlossen, dass ein Rücklauf des Klinkenrades gegen die Drehrichtung
der Betätigungswelle möglich ist.
[0011] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Klinkenradverzahnung
zwei entgegengerichtete Zahnreihen zur Aufnahme der jeweiligen in die Klinkenradverzahnung
eingreifenden Klinkenspitzen auf, wobei sich die beiden Zahnreihen auch überlappen
können. Je nach Klinkeneingriff wird also eine Links- oder Rechtsdrehung der Betätigungswelle
erzeugt. In den Überlappungsbereichen der Zahnreihen müssen die Zähne beidseitig beaufschlagbar
ausgestaltet sein.
[0012] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Exzenter auf
der Antriebswelle vorzugsweise um einen Winkel von 1800 versetzt zueinander angeordnet
sind. Dadurch wird bei Drehung der Antriebswelle ein gleichförmiges Eingreifen und
Ausheben der Klinkenspitzen der beiden Doppelklinken erreicht.
[0013] Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Doppelklinken symmetrisch ausgestaltet.
Außerdem ist die Zahnteilung der Klinkenradverzahnung geringfügig kleiner als das
Zweifache der Außermittigkeit des Exzentermittelpunkts zur Mittelachse der Antriebswelle.
Dabei wird vorausgesetzt, dass lediglich ein Klinkenrad auf der Betätigungswelle vorhanden
ist, bzw. zwei identische, fluchtende Klinkenradscheiben.
[0014] Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch,
dass die beiden Doppelklinken derart asymmetrisch ausgestaltet sind, dass die zahnteilung
des Klinkenrades geringfügig kleiner als das Vierfache der Außermittigkeit des Exzentermittelpunkts
zur Mittelachse der Antriebswelle ist. Eine solche asymmetrische Doppelklinke weist
eine kurze und eine lange Klinkenhälfte auf. Vorteilhafterweise ist dabei die Differenz
einer kurzen zu einer langen Klinkenhälfte etwas mehr als die Hälfte der Zahnteilung
des Klinkenrades.
[0015] Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der Betätigungswelle
zwei parallel zueinander angeordnete Klinkenräder vorhanden sind, wobei je eine Doppelklinke
auf der wenigstens einen Antriebswelle zum Eingriff in je ein Klinkenrad vorgesehen
ist. Je nach Ausgestaltung des Schaltgeräts kann dabei vorgesehen sein, dass die beiden
Klinkenräder identisch sind und entweder versetzt zueinander oder fluchtend auf der
einen Betätigungswelle angeordnet sind.
[0016] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass die beiden Doppelklinken
symmetrisch ausgestaltet sind, dass die Zahnreihen der Klinkenradverzahnungen der
beiden Klinkenräder um eine halbe Zahnteilung versetzt angeordnet sind und dass die
Zahnteilung der beiden Klinkenräder geringfügig kleiner als das Vierfache der Außermittigkeit
des Exzentermittelpunkts zur Mittelachse der Antriebswelle ist. Eine solche Ausgestaltung
weist den Vorteil auf, dass aufgrund der zueinander versetzt angeordneten Klinkenräder
bei symmetrischen Doppelklinken die Zahnteilung nicht etwas kleiner als das Zweifache,
sondern etwas kleiner als das Vierfache der Außermittigkeit des Exzentermittelpunkts
zur Mittelachse der Antriebswelle ist. Aufgrund einer solchen Zahnteilung sind die
Zähne des Klinkenrades wesentlich stabiler, was insbesondere bei doppelseitiger Beaufschlagung
der einzelnen Zähne von entscheidender Bedeutung ist.
[0017] Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das die Betätigungseinrichtung
für Dreistellungsschalter ausgeführt ist und eine die Strombahn schließende, eine
die Strombahn trennende und eine die Strombahn mit Erde verbindende Schaltstellung
aufweist. Dreistellungsschalter weisen dabei den Vorteil auf, dass nur ein bewegliches
Schaltglied zwei Schaltfunktionen ausübt. Außerdem sind Dreistellungsschalter platz-
und raumsparend und deshalb kostengünstig. Sie weisen außerdem den Vorteil auf, dass
die Erderfunktion kein Einschaltvermögen benötigt. Da ein Dreistellungsschalter ein
Entweder/Oder-Schalter ist, ist außerdem keine Verriegelung der einzelnen Schalterstellungen
gegeneinander erforderlich.
[0018] Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dreistellungsschalter
in neutraler Stellung der Betätigungswelle die Strombahn trennt, dass nach einem Drehwinkel
der Betätigungswelle von etwa 90° in die eine Drehrichtung die Strombahn geschlossen
und von etwa 90° in die andere Richtung die Strombahn mit Erde verbunden ist. Eine
solche Anordnung des Dreistellungeschalters hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft
erwiesen.
[0019] Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei unabhängig
voneinander antreibbare Antriebswellen mit daran angeordneten Exzentern mit Doppelklinken
vorhanden sind, über welche die Betätigungswelle in die verschiedenen Schaltstellungen
betätigbar ist. Aufgrund der beiden unabhängig voneinander antreibbaren Antriebswellen
wird eine eindeutige Zuordnung einer Antriebswelle zu einer Schaltetellung erreicht.
Ein Durchschalten der Betätigungseinrichtung in alle drei Schaltpositionen mittels
Drehen von lediglich einer Antriebswelle ist daher ausgeschlossen.
[0020] Bei einer Variante der Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung weisen die Klinkenräder
bzw. das Klinkenrad jeweils nur einen Zahnreihenabschnitt zum Eingriff der Doppelklinken
der jeweiligen betätigten Antriebsachse auf, so dass eine Drehung derjenigen Antriebswelle
in deren Eingriffsbereich die Klinkenräder bzw. das Klinkenrad nicht sind bzw. ist,
ohne Betätigung der Betätigungswelle frei drehbar ist. Dadurch wird vermieden, dass
bei Betätigung der einen Antriebswelle, aufgrund der Betätigung der anderen Antriebswelle
eine Kollision bzw. ein Blockierungszustand in der Betätigungseinrichtung möglich
ist.
[0021] Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
ist vorgesehen, dass durch Drehung einer Antriebswelle die Betätigungswelle jeweils
nur um etwas mehr als 90° verdreht und zurückgedreht werden kann. Dabei wird bei einer
weiteren Drehung der entsprechenden Antriebswelle die Betätigungswelle nicht weiter
verdreht. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Antrieb ein Antriebsmotor
ist, der bei Erreichen der entsprechenden Schalterstellung nachläuft, ohne dass dies
Einfluss auf die Schalterstellung haben darf.
[0022] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass eine Eingriffsverhinderungsvorrichtung, insbesondere
ein Wipphebel, zur Vermeidung eines gleichzeitigen Eingreifens der Doppelklinken beider
Antriebswellen bei gleichzeitiger Betätigung beider Antriebswellen vorhanden ist.
Dadurch wird sichergestellt, dass insbesondere bei ausgeschaltetem Trenner ein gleichzeitiges
Eingreifen der Klinken bei gleichzeitiger Betätigung beider Antriebswellen ausgeschlossen
ist.
[0023] Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die an den Antriebswellen vorhandenen
Doppelklinken jeweils in verschiedene an der Betätigungswelle angeordnete Klinkenräder
eingreifen. Vorteilhafterweise kann dies dann der Fall sein, wenn auf der Betätigungswelle
vier Klinkenräder vorhanden sind, wobei jeweils zwei Klinkenräder jeweils um eine
halbe Zahnteilung versetzt zueinander angeordnet sind und zum Eingriff der an jeweils
einer Antriebswelle vorhandenen zwei Doppelklinken dienen.
[0024] Bei einer anderen Ausgestaltung der Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
greifen die an den Antriebswellen vorhandenen Doppelklinken lediglich in ein an der
Betätigungswelle vorhandenes Klinkenrad ein. Bei einer solchen Ausgestaltung der Erfindung
ist an den Fall gedacht, bei welchem lediglich ein Klinkenrad vorhanden ist und auf
den beiden Antriebswellen jeweils zwei Doppelklinken sitzen, die asymmetrisch ausgebildet
sind und jeweils einen langen und einen kurzen Klinkenarm aufweisen.
[0025] Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klinkenradverzahnung
eines Klinkenrades verschiedene Klinkenradverzahnungsabschnitte mit zumindest teilweise
verschiedenen Zahnreihen zum Eingriff der jeweiligen Klinkenspitzen der entsprechenden
Doppelklinken aufweist. Solche Klinkenradverzahnungsabschnitte sind insbesondere dann
vonnöten, wenn an einem Klinkenrad mehrere, unabhängig voneinander antreibbare Doppelklinken
zum Eingriff kommen.
[0026] Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Zähne der Zahnreihen, die nur von
einer Seite von einer Klinkenspitze beaufschlagt werden, eine abgeschrägte rückwärtige
Flanke aufweisen. An einer solchen rückwärtigen Flanke kann die Klinkenspitze gut
ablaufen, ohne dass die Betätigungswelle betätigt oder die Klinkenspitze beschädigt
wird.
[0027] Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass
die Zähne der Zahnreihen, die von beiden Seiten von Klinkenspitzen beaufschlagt werden,
beidseitig eine, insbesondere zu dem Klinkenradumfang etwa rechtwinklig ausgebildete,
Angriffsfläche zur Beaufschlagung der Klinkenspitzen aufweisen. Eine solche Ausgestaltung
der entsprechenden Zähne hat sich als besonders stabil und damit vorteilhaft erwiesen.
[0028] Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen das Klinkenrad bzw. die Klinkenräder
nur abschnittsweise eine Klinkenradverzahnung auf. In den Bereichen, in denen kein
Eingriff von Klinkenspitzen an Zahnflanken vorgesehen ist, kann also eine Klinkenradverzahnung
auf dem Klinkenrad ausbleiben. Denkbar ist auch, dass keine vollen Klinkenräder, sondern
lediglich Klinkenradsegmente Verwendung finden.
[0029] Vorteilhafterweise erfolgt der Kraftangriff der Klinkenspitze an dem Klinkenrad bzw.
der Klinkenräder weitgehend tangential. Damit wird ein möglichst großer Hebelarm gewährleistet.
Eine leicht zum Klinkenradmittelpunkt gerichtete Kraftkomponente gewährleistet den
sicheren Eingriff der Klinkenspitzen an dem entsprechenden Klinkenrad.
[0030] Bei einer Variante der Erfindung ist der Spreizwinkel zwischen zwei Klinkenarmen
einer Doppelklinke so groß, dass gewährleistet ist, dass während des Eingriffs der
Klinkenspitze des einen Klinkenarms zwischen dem anderen Klinkenarm und dem Klinkenrad
ein ausreichendes Freispiel vorhanden ist. Damit wird eine gewisse Funktionssicherheit
der Betätigungseinrichtung erreicht.
[0031] Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Reibkupplung ein Einfluss
des Bewegungsablaufes der Doppelklinke aufgrund der Eigenmasse der Doppelklinke vernachlässigbar.
Damit wird das ansonsten labile Verhalten der Doppelklinken auf den Exzentern soweit
stabilisiert, dass ein unkontrollierter Einfluss durch die Eigenmassen der Doppelklinken
ausgeschlossen wird.
[0032] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Führungselemente an
die Doppelklinken an- oder eingeformte mit entsprechenden starren Gegenlagern korrespondierende
Kurvenbahnen sind. Die Reibkupplungen können aufgrund ihres kleinen Reibmoments die
Doppelklinken nur dann in der richtigen Abfolge zum Eingriff auf der gewünschten Seite
und zum Verlassen der ungewollten Seite bringen, wenn die Schwenkbewegungen der Doppelklinken
nicht durch äußere Momente auf das Klinkenrad behindert werden. Kehrt man bspw. im
Laufe einer Betätigung einer Antriebswelle die Drehrichtung der Antriebswelle um,
so könnte die zuletzt eingreifende bzw. schiebende Klinkenhälfte der einen Doppelklinke
noch in einem mit hoher Reibung zwischen Klinkenspitze und eingreifenden Zahn einhergehenden
Eingriff sein, während die entgegengesetzt arbeitende Hälfte mit der Doppelklinke
bereits, in entgegengesetzter Richtung, zum Eingriff kommt. Es würde damit eine absolute
Sperrsituation der Betätigungseinrichtung eintreten. Deshalb muss sichergestellt werden,
dass insbesondere ein Zwangsausheben einer ggf. verklemmten Klinkenhälfte herbeigeführt
wird. Dieses Zwangsausheben erfolgt mit je einer Hälfte der Doppelklinke in geeigneter
Weise verbundenen Kurvenbahn, die sich derart auf ein Gegenlager abstützt, dass es,
zugeordnet zur jeweiligen Exzenterlage, zu einer Eingriffsverhinderung bzw. im Falle
einer bereits im Eingriff befindlichen Doppelklinke zum Zwangsausheben derselben kommt.
[0033] Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Betätigungswelle mittels
Rastelementen in den Schaltstellungen gehalten. Dadurch wird vermieden, dass die Schaltstellungen
aufgrund von bspw. magnetischen Stromkräften oder Erschütterungen des Schaltgeräts
veränderbar sind.
[0034] Eine andere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine
Antriebswelle die zugehörige Exzenterwelle über ein zwischen der Antriebswelle und
der Exzenterwelle vorhandenes Getriebe, insbesondere ein Stirnradgetriebe, antreibt.
Dadurch wird insbesondere eine Richtungsänderung der Exzenterwelle gegenüber der Antriebswelle
erreicht, wodurch gewährleistet werden kann, dass bei Rechtsdrehung der Antriebswelle
ein entsprechender Schalter geschlossen, und durch Linksdrehung geöffnet werden kann.
[0035] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.
[0036] Es zeigen:
- Fig. 1
- zwei Einstrichschemen für einen elektrischen Abzweig mit einem Trennschalter und einem
Dreistellungsschalter,
- Fig. 2
- eine Betätigungseinrichtung bei einem Trennschalter in Vorderansicht,
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch die Betätigungseinrichtung nach Fig. 2,
- Fig. 4
- den Bewegungsablauf einer Doppelklinke an einem Klinkenrad,
- Fig. 5
- eine Betätigungseinrichtung für einen Dreistellungsschalter mit zwei Antriebswellen
und je zwei Doppelklinken auf jeder Antriebswelle,
- Fig. 6
- die Draufsicht auf eine andere Betätigungseinrichtung für einen Dreistellungsschalter,
- Fig. 7 - 10
- verschiedene Schnitte durch die Betätigungseinrichtungen nach Fig. 6,
- Fig. 11
- ein Klinkenrad mit Klinkenradverzahnung der Betätigungseinrichtung nach Fig. 6 und
- Fig. 12
- die Betätigungseinrichtung nach Fig. 6 in schematischer Darstellung.
[0037] In der Fig. 1 sind mit den Strich-Schemen A und B zwei Beispiele typischer elektrischer
Funktionen eines Abzweigens einer insbesonderen Mittelspannungsschaltanlage mit jeweils
einer anderen Schalterkonfiguration dargestellt.
[0038] Das Einstrich-Schema A zeigt eine Abzweigung mit einer Reihenschaltung von einem
Trennschalter 1 und einem Leistungsschalter 2. Außerdem ist ein Erdungsschalter 3
vorgesehen, der bei ausgeschaltetem Leistungsschalter 2 und Trennschalter 1 den Abzweig
erdet. Eine solche Schaltkonfiguration setzt allerdings voraus, dass eine Verriegelung
vorhanden ist, die sicherstellt, dass der Trennschalter 1 nur im stromlosen Zustand,
d. h. bei geöffnetem Leistungsschalter 2 betätigt werden kann. Zudem ist eine weitere
Verriegelung notwendig, die sicherstellt, dass der Erdungsschalter 3 nur dann geschlossen
werden kann, wenn der Trennschalter 1 geöffnet ist. Damit wird ein unabsichtliches
Erden des Stromabnehmers bei geschlossenem Trennschalter 1 verhindert. Der Trennschalter
weist eine Betätigungseinrichtung für Hand- und/oder Motorenantrieb auf.
[0039] Das Einstrich-Schema B zeigt eine Abzweigung mit einer Reihenschaltung von einem
Dreistellungsschalter 4 und einem Leistungsschalter 2. Der Dreistellungsschalter 4
hat dabei drei Schaltstellungen, nämlich Trennschalter EIN, Trennschalter AUS und
ERDEN. Wird in der Schalterstellung ERDEN der Leistungsschalter 2 eingeschaltet, so
wird der Abzweig geerdet. Anders als nach dem Einstrich-Schema A benötigt der Dreistellungsschalter
4 keine Verriegelung zwischen der Trenn- und Erdungsfunktion. Allerdings muss trotzdem
eine Verriegelung zwischen dem Leistungsschalter 2 und der Trennerfunktionen des Dreistellungsschalters
4 vorhanden sein, die sicherstellt, dass die Trennerfunktion des Dreistellungsschalters
4 nur im stromlosen Zustand, also bei geöffnetem Leistungsschalter 2, betätigt werden
kann. Außerdem muss nach dem Einstrich-Schema B gewährleistet sein, dass der Dreistellungsschalter
4 in Richtung ERDEN nur dann bewegt werden kann, wenn der Leistungsschalter 2 ausgeschaltet
ist. Der Dreistellungsschalter weist eine Betätigungseinrichtung 5 für Hand- und/oder
Motorenantrieb auf.
[0040] Die Erfindung betrifft insbesondere Betätigungseinrichtungen für solche in der Fig.
1 dargestellte Schaltgeräte, nämlich Trennschalter 1 sowie Dreistellungsschalter 4.
Die erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtungen haben dabei gemeinsam, dass sie reversierbar
antreibbare Getriebe, nämlich in zwei Antriebsrichtungen wirkende Klinkenradgetriebe
aufweisen. Die Schaltglieder von Trennschaltern oder Dreistellungsschaltern werden
formschlüssig und unmittelbar angetrieben und erzeugen dabei auf ihre Betätigungseinrichtungen
weder voreilende noch rückdrehende Momente.
[0041] In der Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung 6, nämlich für einen
Trennschalter in Vordersicht dargestellt. Die Fig. 3 zeigt dieselbe Betätigungseinrichtung
6 im Längsschnitt entlang der Linie A-A. Die Betätigungseinrichtung 6 weist dabei
eine eine Strombahn antreibende Betätigungswelle 7 auf, an deren einem freien Ende
ein Hebel 8 für die Bewegungsübertragung auf ein Schaltgerät angeordnet ist. Die Betätigungswelle
7 ist dabei über ein Klinkengetriebe mit einer Antriebswelle 9 gekoppelt. Die Antriebswelle
9 wird, wie in Fig. 3 deutlich zu erkennen ist, von einer manuell betätigbaren Handkurbel
11 angetrieben. Erfindungsgemäß kann allerdings auch vorgesehen sein, dass zusätzlich
zu der Handkurbel 11 ein Antriebsmotor vorhanden ist. Die Antriebswelle 9 ist als
Exzenterwelle mit zwei Exzentern 12 und 13 ausgebildet. Die beiden Exzenter 12 und
13 sind dabei um einen Winkel von 1800 versetzt zueinander angeordnet und sind jeweils
mittels eines Stiftes 16 und 17 mit der Antriebswelle 9 drehfest verbunden.
[0042] Auf den beiden Exzentern 12 und 13 ist jeweils eine Doppelklinke 18 und 19 mittels
einer kraftschlüssigen Reibkupplung bedingt drehfest angeordnet. Die Reibkupplung
wird mittels einer definierten Klemmung, nämlich einem Reibschluss zwischen einem
an den Exzentern 12 und 13 vorhandenen Flansch 21 und 22 und zwischen den Doppelklinken
18 und 19 sowie Sicherungsscheiben 23 und 24 liegenden Federscheiben, beispielsweise
Wellfedern, erreicht.
[0043] Die Doppelklinken 18 und 19 weisen zwei um einen Spreizwinkel gespreizte Klinkenarme
26, 27, 28 und 29 auf, wobei die Klinkenarme 26, 27, 28 und 29 auf der der Antriebswelle
9 abgewandten Seite jeweils eine Klinkenspitze 31 aufweisen.
[0044] Wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, sind auf der Betätigungswelle 7 zwei Klinkenräder
32 und 33 drehfest angeordnet. Zur drehfesten Anbringung der beiden Klinkenräder 32
und 33 ist ein drehfest mit der Betätigungswelle 7 verbundenes Zwischenelement 34
vorhanden, auf welchem die beiden Klinkenräder 32 und 33 mittels Befestigungsschrauben
36 befestigt sind.
[0045] Eine Reibkupplung zwischen den Doppelklinken 18 und 19 und den Exzentern 12 und 13
ist deshalb notwendig, um sicherzustellen, dass z. B. bei einer Rechtsdrehung der
Antriebswelle 9 auch tatsächlich die rechten Klinkenarme 27 und 29 an den Klinkenrädern
32 und 33 zum Eingriff kommen und damit ein rechtsgerichtetes Antriebsmoment erzeugt
wird. Dazu muss über die Reibkupplungen ein Reibschluss erzeugt werden. Dieser Reibschluss
muss das ansonsten labile Verhalten der Doppelklinken 18 und 19 auf den Exzentern
12 und 13 soweit stabilisieren, dass ein unkontrollierter Einfluss durch die Eigenmassen
der Doppelklinken 18 und 19 ausgeschlossen wird.
[0046] Die Klinkenräder 32 und 33 weisen entlang ihrem Umfang eine Klinkenradverzahnung
37 auf, in welche die Klinkenspitzen 31 der Doppelklinken 18 und 19 eingreifen können.
[0047] Die Klinkenradverzahnung 37 des in Fig. 2 deutlich zu erkennenden Klinkenrades 32
weist drei verschiedene Klinkenradverzahnungsabschnitte 41, 42 und 43 auf. Die zu
dem Klinkenradverzahnungsabschnitt 41 zugehörige Zahnreihe wird nur von einer Seite
mit der Klinkenspitze 31 des Klinkenarms 26 beaufschlagt und weist deshalb eine abgeschrägte
rückwärtige Flanke 44 auf.
[0048] Die Zähne der Zahnreihe des Klinkenradverzahnungsabschnitts 42 werden von beiden
Seiten von den Klinkenspitzen 31 der beiden Klinkenarme 26 und 27 der Doppelklinke
18 beaufschlagt und weisen deshalb eine zum Klinkenradumfang etwa rechtwinklig ausgebildete
Angriffsfläche 46 zur beidseitigen Beaufschlagung der Klinkenspitzen 31 auf.
[0049] Die Zähne der Zahnreihe des Klinkenradverzahnungsabschnitts 43 werden lediglich von
der Klinkenspitze 31 des Klinkenarmes 27 der Doppelklinke 18 beaufschlagt, und weisen
deshalb auf ihrer rückwärtigen Seite eine abgeschrägte Flanke 44 auf.
[0050] Das Klinkenrad 32 weist, wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, einen unverzahnten
Klinkenradabschnitt 47 auf. Ein Eingriff einer Klinkenspitze 31 in diesem unverzahnten
Abschnitt 47 ist nicht möglich, d. h. in diesem Bereich ist eine Verdrehung der Betätigungswelle
7 nicht möglich.
[0051] Das zu dem Klinkenrad 32 parallel angeordnete Klinkenrad 33, an welchem die Klinkenspitzen
31 der Doppelklinke 19 eingreifen, entspricht in Geometrie der Klinkenradverzahnung
37 dem Klinkenrad 32 und ist um eine halbe Zahnteilung zu dem Klinkenrad 32 auf der
Betätigungswelle 7 versetzt angeordnet. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die
Zahnteilung der beiden Klinkenräder 32 und 33 geringfügig kleiner als das Vierfache
der Außermittigkeit des Exzentermittelpunkts der Exzenter 12 und 13 zur Mittelachse
der Antriebswelle 9 ausgestaltet sein kann. Durch eine solche Ausgestaltung werden
die Zähne aufgrund der größeren Zahnteilung wesentlich stabiler, was insbesondere
bei doppelseitig beaufschlagten Zähnen des Klinkenradverzahnungsabschnitts 42 von
entscheidender Bedeutung ist. Dabei sind die Doppelklinken 18 und 19, wie in Fig.
2 deutlich zu erkennen ist, symmetrisch ausgestaltet.
[0052] Die Doppelklinkenbewegung der beiden Doppelklinken 18 und 19 bei sich drehender Antriebswelle
9 wird erfindungsgemäß von Führungselementen geführt, nämlich von an die Doppelklinken
18 und 19 angeformte Kurvenbahnen 51 und 52. Diese Kurvenbahnen 51, 52 korrespondieren
dabei mit starren Gegenlagern, nämlich mit den beiden Führungsschrauben 53 und 54.
Aufgrund der Abstützung der Kurvenbahnen 51 und 52 auf den Führungsschrauben 53 und
54 erfolgt bei sich drehender Antriebswelle 9 stets eine Zwangsaushebung der jeweiligen
Klinkenspitze 31 aus der Klinkenradverzahnung 37. Außerdem sind die Spreizwinkel zwischen
den jeweiligen Klinkenarmen 26 und 27 bzw. 28 und 29 einer Doppelklinke 18 bzw. 19
so groß, dass gewährleistet ist, dass während des Eingriffs der Klinkenspitze 31 des
einen Klinkenarms 26 oder 28 zwischen dem anderen Klinkenarm 27 oder 29 und dem Klinkenrad
32 oder 33 ein ausreichendes Freispiel vorhanden ist und dadurch die Drehbewegung
des Klinkenrades 32 oder 33 nicht gestört oder beeinträchtigt wird.
[0053] Die Fig. 2 zeigt die beiden Klinkenarme 18 und 19 in einer neutralen Mittelstellung,
bei welcher keiner der Klinkenspitzen 31 im Eingriff mit dem Klinkenrad 32 oder 33
ist. Eine solche neutrale Mittelstellung kommt bei sich drehender Antriebswelle 9
allerdings nicht vor, da aufgrund der Reibkupplung der Doppelklinken 18 und 19 mit
den Exzentern 12 und 13 stets eine Kraftkomponente vorhanden ist, die bewirkt, dass
jeweils eine Klinkenspitze 31 im Eingriff mit der Klinkenradverzahnung 37 ist. Dadurch
wird insbesondere ein Rücklauf des Klinkenrades 32 oder 33 gegen die Drehrichtung
der Betätigungswelle 7 ausgeschlossen. Die in der Fig. 2 gezeigte neutrale Mittelstellung
der Klinkenarme 18 und 19 wird allerdings bei Richtungswechsel der Drehrichtung der
Antriebswelle 9 durchlaufen.
[0054] Die Betätigungseinrichtung 6, die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt ist, ist außerdem
von zwei Gehäusewandungen 56 und 57 umgeben, welche mittels vier Montageschrauben
61 mit zugehörigen Distanzhülsen 62 montiert sind.
[0055] Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der beiden Doppelklinken 18 und 19 sowie
den Klinkenradverzahnungen 37 der beiden Klinkenräder 32 und 33 kann die Betätigungswelle
7 um einen Abtriebswinkel von geringfügig mehr als 180° in die eine Richtung und auch
wieder zurückverdreht werden.
[0056] Wie aus Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, erstreckt sich der verzahnte Bereich des
Klinkenrades 32 über etwas mehr als 270°, um eine halbe Umdrehung der Betätigungswelle
7 zu ermöglichen. Dabei wird die Bezahnung der Klinkenräder 32 und 33 bewusst nicht
über den maximal erforderlichen Bereich hinausgeführt, um über den fehlenden weiteren
Eingriff auch gleichzeitig eine Abtriebswinkelbegrenzung zu bewirken, die gerade dann
sehr vorteilhaft ist, wenn die Antriebswelle 9 motorisch angetrieben wird und ein
Motorennachlauf, bspw. aufgrund des Motorschwungmoments, keine weitere Drehung der
Betätigungswelle 7 bewirken darf.
[0057] Die Antriebswelle 9 sowie die Betätigungswelle 7 ist mittels Sicherungsscheiben 63
an der Gehäusewandung 56 und 57 gesichert.
[0058] In der Fig. 4 ist die Doppelklinke 18 mit den beiden Klinkenarmen 26 und 27 im Eingriff
mit dem Klinkenrad 32 dargestellt. Dabei sind vier verschiedene Positionen der Doppelklinke
18 bei einer durch den Pfeil 66 angedeuteten Rechtsdrehung der exzentrisch gelagerten
Doppelklinke 18 gezeigt. Der Exzentermittelpunkt bewegt sich dabei auf einer Kreisbahn
über die vier Punkte A, B, C, D. Bei einer Drehung der Antriebswelle 9 bewegt sich
der Exzentermittelpunkt von der Position A nach B. Dies hat eine Bewegung der Klinkenspitze
31 des Klinkenarms 27 von der Position A zu der Position B zur Folge, d. h. der Klinkenarm
27 wird aus seiner Eingriffsstellung herausgehoben, was insbesondere aufgrund der
an der Führungsschraube 53 ablaufenden Kurvenbahn 51 bewirkt wird. In der Stellung
B ist der Klinkenarm 27 in maximal zurückgezogener Stellung. Bei Weiterdrehung der
Antriebswelle 9, aufgrund welcher der Exzentermittelpunkt von der Stellung B zu der
Stellung C gedreht wird, gelangt die Klinkenspitze 31 des Klinkenarms 27 in die Eingriffsposition
C an dem Klinkenrad 32. Wird die Antriebswelle 9 weitergedreht, so dass der Exzentermittelpunkt
von C nach D bewegt wird, so führt dies zu einer Schubbewegung der Klinkenspitze 31
aus der Position C in die Position D, welche die maximale Schubstellung ist. Aufgrund
dieser Schubbewegung wird das Klinkenrad 32 um einen Schritt nach rechts gedreht.
Wird die Antriebswelle 9 weiter nach rechts gedreht, so erfolgt ein Ausgriff der Klinkenspitze
31 aus der Position D in die Position A aufgrund des Zusammenspiels der Kurvenbahn
51 mit der Führungsschraube 53. Bei Weiterdrehen der Antriebswelle 9 wird der beschriebene
Kreislauf erneut durchlaufen.
[0059] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass, wie in Fig. 2 und 3 beschrieben, eine weitere
Doppelklinke vorhanden ist, die um 180° versetzt auf der Antriebswelle 9 angeordnet
ist.
[0060] Dadurch ist gewährleistet, dass stets eine Klinkenspitze der beiden Doppelklinken
bei Drehung der Antriebswelle 9 in eine Richtung im Eingriff mit der Klinkenradverzahnung
bzw. der Verzahnung eines weiteren Klinkenrades ist, wodurch ein Rücklauf der Klinkenräder
gegen die Drehrichtung der Betätigungswelle 7 ausgeschlossen ist.
[0061] In der Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung
71 gezeigt, nämlich für einen Dreistellungsschalter, der einen Abzweig 72 mit einer
Sammelschiene 73 oder mit einem Erderkontakt 74 verbindet. Dabei muss vorgesehen sein,
dass jede der beiden Schalthandlungen per Hand von einer eigenen, unverwechselbaren
Antriebseinrichtung ausgeführt werden kann. Außerdem muss gleichzeitig ein unzulässiges
Durchschalten, z. B. von der Stellung Trennschalter EIN über die Mittelstellung Trennschalter
AUS in die Stellung Erder EIN verhindert sein.
[0062] Die Betätigungseinrichtung 71 nach Fig. 5 weist vier Klinkenräder 76, 77, 78 und
79 auf, die parallel nebeneinander auf einer Betätigungswelle 81 drehfest angeordnet
sind. Mit der Betätigungswelle 81 sind ein oder mehrere (z.B. drei) Schaltelemente
82 verbunden, welche(s) in der gezeigten Stellung den Abzweig 72 von dem Erderkontakt
74 als auch der Sammelschiene 73 trennt.
[0063] Vereinfachend ist in Figur 5 eine Darstellung gewählt, als wäre das Schaltelement
82 direkt auf der Betätigungswelle 81 befestigt. Dadurch wird bei Drehung der Betätigungswelle
81 um ca. 90° nach rechts der Trennschalter des Dreistellungsschalters 71 geschlossen
und der Abzweig 72 mit der Sammelschiene 73 verbunden. Bei einer Drehung der Betätigungswelle
81 nach links um ca. 90° wird der Abzweig 72 mit dem Erderkontakt 74 verbunden. Der
Gesamtbetriebswinkel der Betätigungswelle 81 liegt bei dieser Ausgestaltung bei etwas
mehr als 180° und wird dadurch generiert, dass zwei Betätigungseinrichtungen gemäß
der Fig. 2 und 3 mit verändertem Verzahnungsbereich ausgestattet und auf die gemeinsame
Betätigungswelle 81 gesetzt werden. Dabei sind ihre Anfangs- und Endstellungen jeweils
geeignet aufeinander abzustimmen, wie bspw. in Fig. 5 gezeigt ist.
[0064] Diese Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung 71 nach Fig. 5 weist zwei Antriebswellen
83 und 84 auf, die unabhängig voneinander mittels einer Handkurbel oder auch durch
einen Antriebsmotor antreibbar sind. Auf der Antriebswelle 83 sind über zwei Exzentern
zwei Doppelklinken 86 und 87 angeordnet, über welche die beiden Klinkenräder 76 und
77, die eine halbe Zahnteilung zueinander versetzt auf der Betätigungswelle 81 angeordnet
sind, angetrieben werden. Aufgrund der entsprechenden Zahnteilung der Klinkenräder
76 und 77 kann die Betätigungswelle 81 durch Drehung der Antriebswelle 83 lediglich
um einen Winkel von etwas mehr als 90° gedreht werden, nämlich in der gewählten Darstellung
von der gezeigten, neutralen Mittelstellung des Schaltelements 82 bis zur Verbindung
des Schaltelements 82 mit dem Erderkontakt 74.
[0065] Entsprechend der Antriebswelle 83 sind auf der Antriebswelle 84 ebenfalls zwei Doppelklinken
88 und 89 auf je einem Exzenter angeordnet. Die beiden linken Klinkenräder 78 und
79 sind, entsprechend den Klinkenrädern 76 und 77, auch um eine halbe Zahnteilung
versetzt auf der Betätigungswelle 81 angeordnet. Die Verzahnung der beiden Klinkenräder
78 und 79 ist dabei derart, dass über ein Drehen der Antriebswelle 84 die Betätigungswelle
81 um einen Winkel von lediglich etwas mehr als 90° von der neutralen Mittelstellung
des Schaltelements 82 zum Schließen des Trennschalters, d. h. zur Verbindung des Schaltelemente
82 mit der Sammelschiene 73, verdreht werden kann.
[0066] Die Klinkenräder 76, 77, 78 und 79 mit den entsprechenden Verzahnungen, in welche
die Doppelklinken 86, 87, 88 und 89 eingreifen, sind dabei so angeordnet, dass bis
auf die Mittelstellung der Betätigungswelle 81 die Betätigungswelle 81 jeweils nur
von einer der beiden Antriebswellen 83 oder 84 angetrieben werden kann. Die jeweils
nicht aktive Antriebswelle 83 oder 84 greift dann mit ihren Doppelklinken 86, 87 oder
88, 89 entweder auf unbezahnte Bereiche des entsprechenden Klinkenrades 76, 77, 78
oder 79 oder auf abgeflachte Zahnrückenseiten, wodurch kein Drehen der Betätigungswelle
81 durch die nicht-aktive Antriebswelle 83 oder 84 erfolgen kann.
[0067] Aufgrund der Verzahnung der Klinkenräder nach Fig. 5 ist gewährleistet, dass die
Doppelklinken 76, 77, 78 und 79 bei Erreichen der gewünschten Schalterstellungen auf
unbezahnte Bereiche des entsprechenden Klinkenrades 76, 77, 78 oder 79 treffen und
somit keine weitere Drehbewegung der Betätigungwelle 81 erfolgt, insbesondere auch
dann, wenn die entsprechende Antriebswelle 83 oder 84 durch beispielsweise den Nachlauf
eines Antriebsmotors weitergedreht wird.
[0068] Entsprechend der Figuren 2 und 3 weisen die Doppelklinken 86 bis 89 auf ihrer, den
jeweiligen Klinkenrädern 76 bis 79 zugewandten Seite Kurvenbahnen 91 und mit den Kurvenbahnen
91 korrespondierende Führungsschrauben 92 auf, die den Verlauf der Doppelklinkenbewegung
bei sich drehender Antriebswelle 83 oder 84 führen.
[0069] In der Fig. 6 bis 10 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung
96 für einen Dreistellungsschalter gezeigt. Die Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
96 weist dabei, wie in Fig. 6 gut zu erkennen ist, zwei Antriebswelle 98 und 99 mit
jeweils einer Handkurbel 101 auf, wobei durch Rechtsdrehung der Antriebswelle 98 der
Erder eingeschaltet bzw. durch Linksdrehung ausgeschaltet wird und bei Rechtsdrehung
der Antriebswelle 99 der Trenner eingeschaltet bzw. bei Linksdrehung ausgeschaltet
wird. In der Fig. 6 ist außerdem ein Stellungsanzeiger 102 auf einer Betätigungswelle
103 in der Schalterstellung Trenner AUS, Erder AUS dargestellt. Durch Rechtsdrehung
der Antriebswelle 98 wird die Betätigungswelle 103 mit dem Stellungsanzeiger 102 auf
die Schalterstellung Erder EIN gedreht. Durch Rechtsdrehung der Antriebswelle 99 wird
das Schaltelement 102 auf die Schaltstellung Trenner EIN gestellt. Ein mit der Betätigungswelle
103 über den Antriebshebel 105 verbundenes Gestänge 110 führt zu den zu betätigenden
Schaltgliedern.
[0070] In der Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Linie Y-Z nach Fig. 6 gezeigt, wobei der
Stellungsanzeiger 102 um 180° gedreht ist. Dabei ist die Betätigungswelle 103 sowie
der mit der Betätigungswelle 103 drehfest verbundene Stellungsanzeiger 102 deutlich
zu erkennen. Auf der Betätigungswelle 103 ist außerdem ein Klinkenrad 104 über Befestigungsschrauben
106 drehtest angeordnet, wobei das Klinkenrad 104 aus zwei identischen, auf der Betätigungswelle
103 fluchtend angeordneten Klinkenradscheiben 107 und 108 besteht. Es ist in der praktischen
Anwendung naheliegend, anstelle der beiden Klinkenradecheiben 107 und 108, ein einstückig
ausgebildetes, massives Klinkenrad zu verwenden.
[0071] Aus Fig. 7 wird außerdem deutlich, dass die Betätigungswelle 103 zwischen zwei Gehäusewandungen
109 und 111, die mittels Distanzschrauben 112 miteinander verbunden sind, drehbar
gelagert ist.
[0072] In der Fig. 8 ist ein Schnitt durch die Dreistellungsschalt-Betätigungseinrichtung
96 nach Fig. 6 entlang der Linie E-F gezeigt. Deutlich zu erkennen sind die beiden
Antriebsachsen 98 und 99 mit den daran drehfest angeordneten Handkurbeln 101. Dabei
ist die Antriebswelle 98 als Exzenterwelle ausgebildet ist, auf der zwei Exzenter
113 um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. Auf den Exzentern 113 ist jeweils
eine Doppelklinke 116 und 117 mittels einer Reibkupplung bedingt drehtest angeordnet.
[0073] Wie in Fig. 8 dargestellt ist, ist an dem dem der Handkurbel 101 abgewandten Ende
der Antriebswelle 99 ein Stirnrad 118 angeordnet, welches ein eine Exzenterwelle 119
antreibendes weiteres Stirnrad 121 kämmt. Auf der Exzenterwelle 119 sind entsprechend
der Antriebswelle 98 zwei Exzenter 113 mit darauf angeordneten Doppelklinken 122 und
123 angeordnet. Das zwischen der Antriebswelle 99 und der Exzenterwelle 119, aus den
beiden Stirnrädern 118 und 121 bestehende Getriebe bewirkt, dass einer Vorgabe entsprochen
wird, die verlangt, dass durch Rechtsdrehung einer Antriebswelle ein Schalter geschlossen
und durch Linksdrehung geöffnet wird.
[0074] In der Fig. 9 ist ein Schnitt des Dreiteilungsschalters 96 der Fig. 7 entlang der
Linie A-B dargestellt. Dabei ist die Klinkenradscheibe 107 mit der zugehörigen Klinkenradverzahnung
deutlich zu erkennen. Auf die Klinkenradverzahnung des Klinkenrades 104 bzw. der beiden
Klinkenradscheiben 107 und 108 wird in der Beschreibung der Fig. 11 naher eingegangen.
[0075] In der Fig. 9 sind die beiden die Klinkenradscheibe 107 antreibenden Doppelklinken
117 und 123 auf den jeweiligen Exzentern 113 deutlich zu erkennen. Die Exzentrizität
der Exzenter 113 beträgt dabei etwas mehr als den vierten Teil eines Zahnteilungsabstandes
des Klinkenrades 104. Damit wird sichergestellt, dass bei einer Umdrehung der Antriebswelle
98 oder 99 das Klinkenrad 104 um ebenfalls eine Zahnteilung weiterbewegt wird und
die Doppelklinken 117 und 123 mit Sicherheit in die Zähne des Klinkenrades 104 eingreifen
können. Die Doppelklinken 117 und 123 weisen dabei die Besonderheit auf, dass sie
asymmetrisch ausgestaltet sind und jeweils einen langen Klinkenarm 126 und einen kurzen
Klinkenarm 127 aufweisen. Die Klinkenarme der Doppelklinken 117 und 123 werden dabei
vorteilhaft so gestaltet, dass die Differenz der Länge eines langen Klinkenarms 126
zu einem kurzen Klinkenarm 127 die Hälfte der Zahnteilung des Klinkenrades 104 beträgt.
[0076] Wie aus Fig. 10 hervorgeht, welche einen Schnitt durch die Fig. 8 entlang der Linie
C-D zeigt, sind die Doppelklinken 122 und 116 entsprechend den Doppelklinken 123 und
117 ausgestaltet, wobei die Doppelklinken 122, 123 und 116, 117 seitenversetzt auf
der Exzenterwelle 119 und der Antriebswelle 98 montiert werden. Damit ergibt sich
zusammen mit dem Maß aus den ebenfalls mit etwas mehr als einem Viertel Zahnteilung
exzentrisch angeordneten Exzentern 113 und deren Winkelstellung von zueinander 180°
in der maximalen Spreitzstellung ein maximaler Versatz der beiden zusammengehörigen
Klinkenspitzen von etwas mehr als einer ganzen Zahnteilung. Vorteilhaft ist ein maximaler
Versatz von etwa dem 1,2-fachen einer Zahnteilung und in der Nachholstellung ein Spiel
mit der Hälfte der Differenz zwischen Zahnlänge und 4fachem Exzenterhub, damit ein
sicheres Eingreifen der Doppelklinken 122, 123 und 116, 117 auch unter hoher Belastung
und damit eventuelle verbundenen elastischen Verformungen auch nach einer gewissen
Abnutzung gewährleistet ist. Eine Umdrehung der Antriebswelle 98 oder 99 vermittelt
dabei der Betätigungswelle 103 eine Drehung, die dem Winkel einer Zahnteilung entspricht.
Aufgrund der Verwendung von langen Klinkenarmen 126 und entsprechend kurzen Klinkenarmen
127 kann ein Versatz der Zahnreihen auf dem Klinkenrad 104, wie er gemäß den Ausführungsbeispielen
nach Fig. 2 und 3 sowie Fig. 5 vorhanden war, vermieden werden. Vorteil des in den
Fig. 6 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, dass lediglich
ein Klinkenrad 104 zur Realisierung einer Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
96 verwendet wird.
[0077] Zur Führung des Bewegungsablaufs der Doppelklinken 122, 123 und 116, 117 bei sich
drehenden Antriebswellen 98 oder 99 sind als Führungselemente an den Doppelklinken
122, 123 und 116, 117 Kurvenbahnen 128 vorhanden, die an Führungsschrauben 129 ablaufen.
Die Führungsschrauben 129 sind aus Platzgründen in an den Doppelklinken 116, 117 und
122, 123 vorhandenen Fenstern 131 angeordnet.
[0078] Aus Fig. 9 und Fig. 10 wird deutlich, dass das Klinkenrad 104 bzw. die beiden Klinkenradscheiben
107 und 108 eine Aussparung 132 aufweisen, entlang dessen der Betätigungswelle 103
abgewandten Umrandung bei Verdrehung der Betätigungswelle 103 ein Stiftelement 133
läuft. Das Stiftelement 133 wird über ein Flachblech 135 mittels einer Feder 134 an
das Klinkenrad 104 bzw. die Klinkenradscheiben 107 und 108 angedrückt. Die Aussparung
132 weist in den Schaltstellungen Rastbuchten 136 auf, in welche das Stiftelement
133 bei Erreichen der Schaltstellung einrastet, wodurch die Betätigungswelle 103 in
den entsprechenden Schaltstellungen gehalten wird. In der in Figur 10 gezeigten Stellung
ist das Stiftelement 133 in eine Rastbucht 136 eingerastet. Damit wird erreicht, dass
magnetische Stromkräfte, Erschütterungen oder auch andere Fremdkräfte keine Veränderung
der Schaltstellung bewirken können. Bei Verdrehen des Klinkenrades 104 wird das Stiftelement
133 entgegen der Federkraft der Feder 134, aufgrund der geometrischen Ausgestaltung
der Aussparung 132, aus der Rastbucht 136 herausgehoben.
[0079] In der Fig. 9 sowie Fig. 10 ist ein Wipphebel 137 deutlich gezeigt, der zur Vermeidung
eines gleichzeitigen Eingriffs der Doppelklinken 116, 117 und 122, 123 bei gleichzeitiger
Betätigung der beiden Antriebswellen 98 und 99 vorgesehen ist. Der Wipphebel 137 ist
dabei um eine Achse 138 drehbar gelagert. Die Funktion des Wipphebels 137 wird in
der Figurenbeschreibung zu Fig. 12 erläutert.
[0080] In der Fig. 11 ist die Klinkenradverzahnung des Klinkenrads 104 der Figuren 9 und
10 für ein Beispiel dargestellt, das bei einem Gesamtbetätigungswinkel von ca. 180°
Anwendung findet. Das Klinkenrad 104 weist insgesamt je 20 linksdrehend und je 20
rechtsdrehend wirkende Zahnflanken auf, die wechselweise in Gruppen zu je zehn Zahnflanken
über ca. 310° des Klinkenradumfanges verteilt sind und sich dabei in zwei Bereichen,
über eine Lange von je drei rechten und drei linken Zahnflanken, überlagern. Da das
Klinkenrad 104 zwei symmetrische Hälften aufweist, genügt die Betrachtung einer Klinkenradhälfte.
Für eine solche Klinkenradhälfte gilt Folgendes:
- 10 im Linksdrehsinn beaufschlagbare Zahnflanken 151,
- 10 im Rechtsdrehsinn beaufschlagbare Zahnflanken 152,
- je 3 linke und drei rechte Zahnflanken sind überlagert, so dass Rechteckzähne 153
entstehen,
- das Abwälzbild enthält somit sechs linksseitige, sechs rechtsseitige und vier symmetrische
und somit 16 Ausnehmungen,
- das Abwälzbild beider Klinkenradscheiben ist gleich, der jeweilige Beginn liegt in
diesem Beispiel bei 156,8° versetzt, da die Zahnflanken mit einem Abstand von 9,8°
angeordnet sind und 16 Zahnflanken je Klinkenradhälfte vorhanden sind.
[0081] Das in Fig. 11 beschriebene Klinkenrad 104 führt zu einer Übersetzung, bei der mit
10 Umdrehungen der entsprechenden Antriebswellen jeweils geringfügig mehr als 90°
Abtriebswinkel der Betätigungswelle erzeugt wird. Feinere oder gröbere Teilungen lassen
bei gleichzeitig angepassten Exzenterhüben größere oder kleinere Übersetzungsverhältnisse
erzeugen.
[0082] In der Fig. 12 sind die beiden identischen, parallel und fluchtend zueinander angeordneten
Klinkenradscheiben 107 und 108 des Klinkenrades 104 nach der Fig. 7 auf der Betätigungswelle
103 dargestellt. Zu sehen sind auch die Doppelklinken 122 und 116, die zum Eingriff
an der Klinkenradscheibe 108 vorgesehen sind, sowie die Doppelklinken 123 und 117,
welche mit der Klinkenradscheibe 107 zusammenwirken. Die Doppelklinke 122 und 123
ist über jeweils einen Exzenter 113, die 180° zueinander versetzt angeordnet sind,
auf der Exzenterwelle 119 angeordnet. Entsprechend sind die beiden Doppelklinken 116
und 117 auf der Antriebswelle 98 angeordnet.
[0083] In der Fig. 12 ist die Klinkenspitze des kurzen Klinkenarms der Doppelklinke 123
im Eingriff mit einer Zahnflanke 154 der Klinkenradscheibe 107. Deutlich zu erkennen
ist ein Wipphebel 137, der entlang der Drehachse 138 zwischen den jeweils kurzen Klinkenarmen
127 der beiden Doppelklinken 123 und 116 angeordnet ist. In der neutralen Mittelstellung
der Klinkenradscheiben 107 und 108 können bei der in Fig. 12 gezeigten Ausgestaltung
jeweils nur die kurzen Klinkenarme 127 der beiden Doppelklinken 123 und 116 in Zahnflanken
an dem Klinkenrad 107 bzw. 108 eingreifen. Die langen Klinkenarme 126 der beiden Doppelklinken
117 und 122 können aufgrund mangelnder Zahnflanken in ihren Schubstellungen nicht
in die Klinkenradverzahnung der Klinkenradscheiben 107 bzw. 108 eingreifen und können
somit keine Drehung der beiden Klinkenradscheiben 107 bzw. 108 bewirken. Aus diesem
Grund genügt ein Wipphebel 137 zur Vermeidung des gleichzeitigen Eingreifens von den
Doppelklinken 116 und 126 zwischen den kurzen Klinkenarmen 127 der beiden Doppelklinken
116 und 123.
[0084] An den kurzen Klinkenarmen 126 sind Zapfen 155 vorhanden, welche mit dem Wipphebel
137 derart zusammenwirken, dass aufgrund der jeweiligen Wipphebelstellung nur ein
Klinkenarm zum Eingriff an der Klinkenradscheibe 107 bzw. 108 kommen kann. Der Wipphebel
137 lässt dabei einen Entweder-Oder-Eingriff zu. Diese Eingriffsverhinderung ist nur
in der exakten Mittelstellung der Betätigungseinrichtung 96 erforderlich. Grundsätzlich
muss nämlich in dieser Mittelstellung alternativ der Trennschalter oder der Erdungsschalter
betätigt werden können. Sobald das Klinkenrad 104 die exakte Mittelstellung verlassen
hat, sorgt bereits die Zähneanordnung an den Klinkenradscheiben 107 bzw. 108 dafür,
dass jeweils nur die Doppelklinken entweder der Antriebswelle 98 oder der Exzenterwelle
119 auf den Klinkenradscheiben 107 bzw. 108 zum Eingriff kommen können.
[0085] Aus Fig. 12 wird außerdem deutlich, dass die Antriebswelle 98 und die Exzenterwelle
119 einen Winkel von mindestens 90° plus eine Zahnteilung, also etwas mehr als 100°
einschließen. Eine solche Anordnung lässt zu, dass die Verzahnung für eine Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
auf einer Klinkenradscheibe 107 oder 108 untergebracht werden kann.
[0086] Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
1. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) zur Betätigung von Strombahnen, mit einer eine
Strombahn betätigenden Betätigungswelle (7, 81, 103), mit wenigstens einer mit der
Betätigungswelle (7 , 81, 103) über ein Getriebe gekoppelten von einem Antrieb angetriebenen
Antriebswelle (9, 83, 84, 98, 99), wobei der Antrieb eine mit der Antriebswelle (9,
83, 84, 9 8 , 99) in Antriebsverbindung stehende manuell betätigbare Handkurbel (11,
101) und/oder ein Antriebsmotor sein kann, wobei das Getriebe ein wenigstens ein Klinkenrad
(32, 33, 76 - 79, 104, 107, 108) mit einer Klinkenradverzahnung (37) und wenigstens
zwei Doppelklinken (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) aufweisendes Klinkengetriebe
ist, wobei auf der Betätigungswelle (7, 81, 103) das wenigstens eine Klinkenrad (32,
33, 76 - 79, 104, 107, 108) drehfest angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (9, 83,
84, 98, 99) als Exzenterwelle mit wenigstens zwei Exzentern (12, 13, 113) ausgebildet
ist, wobei die Doppelklinken (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123 ) zwei um einen
Spreizwinkel gespreizte Klinkenarme (26 - 29, 126, 127) aufweisen, wobei die Klinkenarme
(26, 27, 2 8 , 29) auf der der Antriebswelle (9, 83, 84, 9 8 , 99) abgewandten Seite
jeweils eine in die Klinkenradverzahnungen (37) des Klinkenrades (32, 33, 104, 107,
108) eingreifbar ausgestaltete Klinkenspitze (32) aufweisen, wobei bei drehender Antriebswelle
(9, 8 3 , 84, 98, 99) jeweils eine Klinkenspitze (31) im Eingriff mit der Klinkenradverzahnung
(37) ist, und wobei die Doppelklinkenbewegung bei sich drehender Antriebswelle (9,
83 , 84, 98, 99) führende Führungselemente vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf den wenigstens zwei Exzentern (12, 13, 113) jeweils eine Doppelklinke (18, 19,
86 - 89 , 116, 117, 122, 123) mittels einer Reibkupplung bedingt drehfest angeordnet
ist.
2. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinkenradverzahnung (37) zwei entgegengerichtete Zahnreihen (41, 43) zur Aufnahme
der jeweiligen in die Klinkenradverzahnung (37) eingreifenden Klinkenspitzen (31)
aufweist, wobei sich die beiden Zahnreihen (41, 43) auch überlappen (42) können.
3. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Exzenter (12, 13, 113) auf der Antriebswelle (9, 83, 84, 98, 99) vorzugsweise
um einen Winkel von 180° versetzt zueinander angeordnet sind.
4. Betätigungseinrichtung (6, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelklinken (18, 19, 86 - 89) symmetrisch ausgestaltet sind und dass die Zahnteilung
der Klinkenradverzahnung (37) geringfügig kleiner als das Zweifache der Außermittigkeit
des Exzentermittelpunktes zur Mittelachse der Antriebswelle (9, 83, 84) ist.
5. Betätigungseinrichtung (96) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelklinken (116, 117, 122, 123) derart asymmetrisch ausgestaltet sind, dass
die Zahnteilung des Klinkenrades (104) geringfügig kleiner als das Vierfache der Außermittigkeit
(98, 99) des Exzentermittelpunktes zur Mittelachse der Antriebswelle ist.
6. Betätigungseinrichtung (6, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Betätigungswelle (7, 81) wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete
Klinkenräder (32, 33, 76 - 79) vorhanden sind, wobei je eine Doppelklinke (18, 19,
86 - 89) auf der wenigstens einen Antriebswelle (9, 83, 84) zum Eingriff in je ein
Klinkenrad (32, 33, 76 - 79) vorgesehen ist.
7. Betätigungseinrichtung (6, 71) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Doppelklinken (18, 19, 86 - 89) symmetrisch ausgestaltet sind, dass die
Zahnreihen der Klinkenradverzahnungen (37) der beiden Klinkenräder (32, 33, 76 - 79)
um eine halbe Zahnteilung versetzt angeordnet sind und dass die Zahnteilung der beiden
Klinkenräder (32, 33, 76 - 79) geringfügig kleiner als das Vierfache der Außermittigkeit
des Exzentermittelpunktes zur Mittelachse der Antriebswelle (9, 83, 84) ist.
8. Betätigungseinrichtung (71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (71, 96) als Dreistellungsschalter-Betätigungseinrichtung
ausgeführt ist und eine die Strombahn schließende, eine die Strombahn trennende und
eine die Strombahn mit einem Erder verbindende Schaltstellung aufweist.
9. Betätigungseinrichtung (71, 96) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in neutraler Stellung der Betätigungswelle (81, 103) die Strombahn getrennt ist,
dass in einem Drehwinkel der Betätigungswelle (81, 103) von etwa 90° in die eine Drehrichtung
die Strohmbahn geschlossen und von etwa 90° in die andere Richtung die Strombahn geerdet
ist.
10. Betätigungseinrichtung (71, 96) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unabhängig voneinander antreibbare Antriebswellen (83, 84, 98, 99)
mit daran angeordneten Exzentern (113) und Doppelklinken (86 - 89, 116, 117, 122,
123) vorhanden sind, über welche die Betätigungswelle (81, 103) in die verschiedenen
Schaltstellungen betätigbar ist.
11. Betätigungseinrichtung (71, 96) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinkenräder (76 - 79) bzw. das Klinkenrad (104) jeweils nur einen Zahnreihenabschnitt
zum Eingriff der Doppelklinken der jeweils betätigten Antriebswelle (83, 84, 98, 99)
aufweisen, so dass eine Drehung derjenigen Antriebswelle (83, 84, 98, 99) in deren
Eingriffsbereich die Klinkenräder (76 - 79) bzw. das Klinkenrad (104) nicht sind bzw.
ist, ohne Betätigung der Betätigungswelle (81, 103) frei drehbar ist.
12. Betätigungseinrichtung (71, 96) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehung einer Antriebswelle (83, 84, 98, 99) die Betätigungswelle (81, 103)
jeweils nur um etwa 90° verdreht und zurückgedreht werden kann werden kann.
13. Betätigungseinrichtung (96) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingriffverhinderungsvorrichtung, insbesondere ein Wipphebel (137), zur Vermeidung
eines gleichzeitigen Eingriffs der Doppelklinken (116, 117, 122, 123) beider Antriebswellen
(98, 99) bei gleichzeitiger Betätigung beider Antriebswellen (98, 99) vorhanden ist.
14. Betätigungseinrichtung (71) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Antriebswellen (83, 84) vorhandene Doppelklinken (86 - 89) jeweils in
verschiedene an der Betätigungswelle (81) angeordnete Klinkenräder (76 - 79) eingreifen.
15. Betätigungseinrichtung (96) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Antriebswellen (98, 99) vorhandene Doppelklinken (116, 117, 122, 123)
lediglich in ein an der Betätigungswelle (103) angeordnetes Klinkenrad (104) eingreifen.
16. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinkenradverzahnung (37) eines Klinkenrades (32, 33, 76 - 79, 104) verschiedene
Klinkenradverzahnungsabschnitten (41, 42, 43) mit zumindest teilweise verschiedenen
Zahnreihen zum Eingriff der jeweiligen Klinkenspitzen (31) der entsprechenden Doppelklinken
(18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) aufweisen.
17. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (153) der Zahnreihen, die nur von einer Seite von Klinkenspitzen (31) beaufschlagt
werden, eine abgeschrägte rückwärtige Flanke aufweisen.
18. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (153) der Zahnreihen, die von beiden Seiten von Klinkenspitzen (31) beaufschlagt
werden, beidseitig eine, insbesondere zum dem Klinkenradumfang etwa rechtwinklig ausgebildete,
Angriffsfläche zur Beaufschlagung der Klinkenspitzen (31) aufweisen.
19. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkenrad (104) bzw. die Klinkenräder (32, 33, 76 - 79) nur Abschnittsweise
eine Klinkenradverzahnung (37) aufweisen.
20. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftangriff der Klinkenspitzen (31) an dem Klinkenrad (32, 33, 76 -79, 104)
weitgehend tangential erfolgt.
21. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizwinkel zwischen zwei Klinkenarmen (26 - 29, 126, 127) einer Doppelklinke
(18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) so groß ist, dass gewährleistet ist, dass während
des Eingriffs der Klinkenspitze (31) des einen Klinkenarms zwischen dem anderen Klinkenarm
und dem Klinkenrad (32, 33, 76 - 79, 104) ein ausreichendes Freispiel vorhanden ist.
22. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Reibkupplung ein Einfluß des Bewegungsablaufes der Doppelklinke insbesonders
aufgrund der Eigenmasse der Doppelklinke (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) vernachlässigbar
ist.
23. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente an die Doppelklinken (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) an-
oder eingeformte mit entsprechenden starren Gegenlagern (53, 54, 129) korrespondierende
Kurvenbahnen (51, 52, 128) sind.
24. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Abstützung der Kurvenbahnen (51, 52, 128) auf den Gegenlagern (53, 54,
129) stets eine Zwangsaushebung der jeweiligen Klinkenspitzen (31) aus der Klinkenradverzahnung
(37) erfolgt und ggf. das Ausheben der jeweiligen Gegenklinke über den Wippenhobel
gemäß Anspruch 13 gesteuert wird.
25. Betätigungseinrichtung (96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungswelle (103) mittels Rastelementen (133, 136) in den Schaltstellungen
gehalten wird.
26. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Rechtsdrehung der jeweiligen Antriebswelle (9, 83, 84, 98, 99) die Schaltstellung
geschlossen und durch Linksdrehung geöffnet wird.
27. Betätigungseinrichtung (6, 71, 96) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (99) die zugehörige Exzenterwelle (119) über ein zwischen der
Exzenterwelle (119) und der Antriebswelle (99) vorhandenes Getriebe, insbesondere
ein Stirnradgetriebe (118, 121) antreibt.
1. Actuating arrangement (6, 71, 96) for actuating conducting paths, having an actuating
shaft (7, 81, 103) which actuates a current path, having at least one drive shaft
(9, 83, 84, 98, 99) which is driven by a drive and is coupled to the actuating shaft
(7, 81, 103) by means of a transmission mechanism, in which case the drive may be
a manually operable hand crank (11, 101) which is in driving connection with the drive
shaft (9, 83, 84, 98, 99) and/or may be a drive motor, the transmission mechanism
being a ratchet-and-pawl transmission mechanism which has at least one ratchet wheel
(32, 33, 76-79, 104, 107, 108) having a set of ratchet-wheel teeth (37) and which
has at least two double pawls (18, 19, 86-89, 116, 117, 122, 123), the at least one
ratchet wheel (32, 33, 76-79, 104, 107, 108) being arranged on the actuating shaft
(7, 81, 103) to be solid in rotation therewith, the drive shaft (9, 83, 84, 98, 99)
taking the form of an eccentric-equipped shaft having at least two eccentrics (12,
13, 113), the double pawls (18, 19, 86-89, 116, 117, 122, 123) having two pawl arms
(26-29, 126, 127) which are splayed at an angle of splay, the pawl arms (26, 27, 28,
29) each having, at the end remote from the drive shaft (9, 83, 84, 98, 99), a pawl-tip
(31) which is designed to be able to engage in the sets of teeth (37) on the ratchet
wheel (32, 33, 104, 107, 108), one pawl-tip (31) at a time being in engagement with
the set of ratchet-wheel teeth (37) when the drive shaft rotates (9, 83, 84, 98, 99),
and guiding members being present which guide the movement of the double pawls when
the drive shaft (9, 83, 84, 98, 99) rotates, characterised in that, by means of friction coupling, respective double pawls (18, 19, 86-89, 116, 117,
122, 123) are arranged on the at least two eccentrics (12, 13, 113), to be conditionally
solid in rotation therewith by means of a friction coupling arrangement.
2. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to claim 1, characterised in that the set of ratchet-wheel teeth (37) has two lines of teeth (41, 43) oriented in opposite
directions to receive the respective pawl-tips (31) which engage in the set of ratchet-wheel
teeth (37), in which case the two lines of teeth (41, 43) may even overlap (42).
3. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to claim 1 or 2, characterised in that the two eccentrics (12, 13, 113) on the drive shaft (9, 83, 84, 98, 99) are arranged
to be offset relative to one another, preferably at an angle of 180°.
4. Actuating arrangement (6, 71) according to one of the foregoing claims, characterised in that the double pawls (18, 19, 86-89) are of a symmetrical configuration and in that the pitch of the set of ratchet-wheel teeth (37) is slightly less than twice the
eccentricity of the centre of the eccentrics from the centre axis of the drive shaft
(9, 83, 84).
5. Actuating arrangement (96) according to one of claims 1 to 3, characterised in that the double pawls (116, 117, 122, 123) are of an asymmetrical configuration such that
the pitch of the teeth of the ratchet wheel (104) is slightly less than four times
the eccentricity (98, 99) of the centre of the eccentrics from the centre axis of
the drive shaft.
6. Actuating arrangement (6, 71) according to one of the foregoing claims, characterised in that present on the actuating shaft (7, 81) are at least two ratchet wheels (32, 33, 76-79)
which are arranged parallel to one another, one double pawl (18, 19, 86-89) being
provided on the at least one drive shaft (9, 93, 84) to engage in each ratchet wheel
(32, 33, 76-79).
7. Actuating arrangement (6, 71) according to claim 6, characterised in that the two double pawls (18, 19, 86-89) are of a symmetrical configuration, in that the lines of teeth forming the sets of teeth (37) of the two ratchet wheels (32,
33, 76-79) are arranged to be offset by half the tooth pitch, and in that the pitch of the teeth of the two ratchet wheels (32, 33, 76-79) is slightly less
than four times the eccentricity of the centre of the eccentrics from the centre axis
of the drive shaft (9, 83, 84).
8. Actuating arrangement (71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the actuating arrangement (71, 96) takes the form of an actuating arrangement for
three-position switches and has a switching position which closes the conducting path,
a switching position which breaks the conducting path and a switching position which
connects the conducting path to an earthing electrode.
9. Actuating arrangement (71, 96) according to claim 8, characterised in that the conducting path is broken when the actuating shaft (81, 103) is in the neutral
position, and in that the conducting path is closed when the actuating shaft (81, 103) is at an angle of
rotation of approximately 90° in one direction of rotation and is earthed when the
actuating shaft (81, 103) is at an angle of rotation of approximately 90° in the other
direction.
10. Actuating arrangement (71, 96) according to claim 8 or 9, characterised in that at least two drive shafts (83, 84, 98, 99) able to be driven independently of one
another and having eccentrics (113) and double pawls (86-89, 116, 117, 122, 123) arranged
thereon are present, by means of which drive shafts (83, 84, 98, 99) the actuating
shaft (81, 103) can be actuated to the different switching positions.
11. Actuating arrangement according (71, 96) to one of claims 8 to 10, characterised in that the ratchet wheels (76-79) or ratchet wheel (104) each have only one portion having
a line of teeth to engage the double pawls of the drive shaft (83, 84, 98, 99) which
is actuated in the given case, thus enabling rotation of that drive shaft (83, 84,
98, 99) in whose region of engagement the ratchet wheels (76-79) or ratchet wheel
(104) are or is not to be freely rotatable without actuating the actuating shaft (81,
103).
12. Actuating arrangement (71, 96) according to one of claims 8 to 11, characterised in that, by the rotation of one drive shaft (83, 84, 98, 99), the actuating shaft (81, 103)
can be turned or turned back by only approximately 90° at a time.
13. Actuating arrangement (96) according to one of claims 8 to 12, characterised in that a device for preventing engagement, and in particular a rocking lever (137), is present
to prevent the double pawls (116, 117, 122, 123) on both drive shafts (98, 99) from
engaging simultaneously if both drive shafts (98, 99) are actuated simultaneously.
14. Actuating arrangement (71) according to one of claims 8 to 13, characterised in that the double pawls (86-89) present on the drive shafts (83, 84) engage in different
respective ratchet wheels (76-79) arranged on the actuating shaft (81).
15. Actuating arrangement (96) according to one of claims 8 to 14, characterised in that the double pawls (116, 117,122, 123) present on the drive shafts (98, 99) engage
in only one ratchet wheel (104) arranged on the actuating shaft (103).
16. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the set of teeth (37) of a ratchet wheel (32, 33, 76-79, 104) have, to engage the
respective tips (31) of the corresponding double pawls (18, 19, 86-89, 116, 117, 122,
123) different portions (41, 42, 43) in which there are lines of teeth of which at
least some differ from one another.
17. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the teeth (153) forming those lines of teeth to only one side of which pawl-tips
(31) are applied have an inclined rear face.
18. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the teeth (153) forming those lines of teeth to both sides of which pawl-tips (31)
are applied have a face for engagement for the pawl-tips (31) to be applied to on
both sides, and in particular a face for engagement of this kind which is formed to
be approximately at right angles to the circumference of the ratchet wheel.
19. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that only a portion or portions of the ratchet wheel (104) or ratchet wheels (32, 33,
76-79) has or have a set of teeth (37).
20. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the application of force to the ratchet wheel (32, 33, 76-79, 104) by the pawl-tips
(31) takes place largely tangentially.
21. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the angle of splay between two arms (26-29, 126, 127) of a double pawl (18, 19, 86-89,
116, 117, 122, 123) is sufficiently large to ensure that, during the engagement of
the tip (31) of one arm of a pawl, there is adequate clearance between the other arm
of the pawl and the ratchet wheel (32, 33, 76-79, 104).
22. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that, because of the friction coupling, any effect caused by the course of movement of
the double pawl, due in particular to the mass of the double pawl (18, 19, 86-89,
116, 117, 122, 123), can be ignored.
23. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the guiding members are cam tracks (51, 52, 128) which are formed on or in the double
pawls (18, 19, 86-89, 116, 117, 122, 123) and which correspond to appropriate rigid
mating supports (53, 54, 129).
24. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to claim 23, characterised in that, because of the support which the cam tracks (51, 52, 128) have on the mating supports
(53, 54, 129), a forced lifting of the respective pawl-tips (31) clear of the set
of ratchet-wheel teeth (37) always takes place, and if required the lifting clear
of the given mating pawl is controlled by means of the rocking lever according to
claim 13.
25. Actuating arrangement (96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the actuating shaft (103) is held in the switching positions by means of latching
members (133, 136).
26. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to one of the foregoing claims, characterised in that the switching position is closed by clockwise rotation of the given actuating shaft
(9, 83, 84, 98, 99) and is opened by anticlockwise rotation.
27. Actuating arrangement (6, 71, 96) according to the foregoing claim, characterised in that one drive shaft (99) drives the associated eccentric-equipped shaft (119) via gearing,
and in particular spur gearing (118, 121), which is present between the eccentric-equipped
shaft (119) and the drive shaft (99).
1. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) destiné à actionner des voies de courant, comportant
un arbre d'actionnement (7, 81, 103) actionnant une voie de courant, comportant au
moins un arbre d'entraînement (9, 83, 84, 98, 99) commandé par un entraînement et
couplé à l'arbre d'actionnement (7, 81, 103) par le biais d'un engrenage, l'entraînement
pouvant être une manivelle (11, 101) pouvant être actionnée manuellement et étant
en relation d'entraînement avec l'arbre d'entraînement (9, 83, 84, 98, 99) et/ou pouvant
être un moteur d'entraînement, l'engrenage étant un engrenage à rochet présentant
au moins une roue à rochet (32, 33, 76 - 79, 104, 107, 108) avec une denture de roue
à rochet (37) et au moins deux cliquets doubles (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123),
la au moins une roue à rochet (32, 33, 76 - 79, 104, 107, 108) étant agencée sur l'arbre
d'actionnement (7, 81, 103) de manière à résister à la torsion, l'arbre d'entraînement
(9, 83, 84, 98, 99) étant réalisé sous la forme d'un arbre à excentriques ayant au
moins deux excentriques (12, 13, 113), les cliquets doubles (18, 19, 86 - 89, 116,
117, 122, 123) présentant deux bras de cliquet (26 - 29) écartés selon un angle d'écartement,
les bras de cliquet (26, 27, 28, 29) présentant sur chaque côté orienté à l'opposé
de l'arbre d'entraînement (9, 83, 84, 98, 99) une pointe de cliquet (31) ménagée de
manière à pouvoir s'engager dans les dentures de roue à rochet (37) de la roue à rochet
(32, 33, 104, 107, 108), une pointe de cliquet (31) étant toujours engagée dans la
denture de roue à rochet (37) lorsque l'arbre d'entraînement (9, 83, 84, 98, 99) est
en rotation, et des éléments de guidage étant présents pour guider le mouvement des
cliquets doubles lorsque l'arbre d'entraînement (9, 83, 84, 98, 99) est en rotation,
caractérisé en ce qu'il est agencé un cliquet double (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) sur chacun des
au moins deux excentriques (12, 13, 113) de manière résistante à la torsion au moyen
d'un accouplement à friction.
2. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la denture de roue à rochet (37) présente deux rangées de dents (41, 43) orientées
à l'opposé l'une de l'autre afin de recevoir les pointes de cliquet (31) s'engageant
dans la denture de roue à rochet (37), les deux rangées de dents (41, 43) pouvant
aussi être imbriquées.
3. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux excentriques (12, 13, 113) sont agencés sur l'arbre d'entraînement (9, 83,
84, 98, 99) de manière décalée l'un par rapport à l'autre de préférence selon un angle
de 180°.
4. Dispositif d'actionnement (6, 71) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cliquets doubles (18, 19, 86 - 89) sont disposés de façon symétrique et en ce que le pas de dents de la denture de roue à rochet (37) est légèrement inférieur au double
de l'excentricité du point central d'excentrique par rapport à l'axe médian de l'arbre
d'entraînement (9, 83, 84).
5. Dispositif d'actionnement (96) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les cliquets doubles (116, 117, 122, 123) sont disposés de manière asymétrique de
sorte que le pas de dents de la roue à rochet (104) est légèrement inférieur à quatre
fois l'excentricité (98, 99) du point central d'excentrique par rapport à l'axe médian
de l'arbre d'entraînement.
6. Dispositif d'actionnement (6, 71) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, sur l'arbre d'actionnement (7, 81), il y a au moins deux roues à rochet (32, 33,
76 - 79) agencées parallèlement l'une à l'autre, un cliquet double (18, 19, 86 - 89)
étant prévu sur le au moins un arbre d'entraînement (9, 83, 84) pour s'engager dans
chaque roue à rochet (32, 33, 76 - 79).
7. Dispositif d'actionnement (6, 71) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux cliquets doubles (18, 19, 86 - 89) sont disposés de manière symétrique,
en ce que les rangées de dents des dentures de roue à rochet (37) des deux roues à rochet (32,
33, 76 - 79) sont agencées de manière décalée d'un demi pas de dents et en ce que le pas de dents des deux roues à rochet (32, 33, 76 - 79) est légèrement inférieur
à quatre fois l'excentricité du point central d'excentrique par rapport à l'axe médian
de l'arbre d'entraînement (9, 83, 84).
8. Dispositif d'actionnement (71, 96) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (71, 96) est réalisé sous la forme d'un dispositif d'actionnement
à commutateur à trois positions et présente une position de commutation fermant la
voie de courant, une position de commutation coupant la voie de courant et une position
de commutation reliant la voie de courant à une prise de terre.
9. Dispositif d'actionnement (71, 96) selon la revendication 8, caractérisé en ce que, dans la position neutre de l'arbre d'actionnement (81, 103), la voie de courant
est coupée, en ce que, dans un angle de rotation de l'arbre d'actionnement (81, 103) d'environ 90° dans
un sens de rotation, la voie de courant est fermée, et d'environ 90° dans l'autre
sens, la voie de courant est reliée à la terre.
10. Dispositif d'actionnement (71, 96) selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il y a au moins deux arbres d'entraînement (83, 84, 98, 99) pouvant être commandés
indépendamment l'un de l'autre avec, agencés dessus, des excentriques (113) et des
cliquets doubles (86 - 89, 116, 117, 122, 123), par le biais desquels l'arbre d'actionnement
(81, 103) peut être actionné dans les différentes positions de commutation.
11. Dispositif d'actionnement (71, 96) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les roues à rochet (76 - 79) ou la roue à rochet (104) présentent chacune seulement
un segment de rangée de dents pour l'engagement des cliquets doubles de l'arbre d'entraînement
actionné (83, 84, 98, 99), de sorte qu'une rotation de l'arbre d'entraînement concerné
(83, 84, 98, 99) dans la zone d'engagement duquel les roues à rochet (76 - 79) ou
la roue à rochet (104) ne sont pas ou n'est pas peut être réalisée librement sans
actionnement de l'arbre d'actionnement (81, 103).
12. Dispositif d'actionnement (71, 96) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que, par la rotation d'un arbre d'entraînement (83, 84, 98, 99), l'arbre d'actionnement
(81, 103) ne peut être à chaque fois tourné que d'environ 90° dans un sens et dans
l'autre.
13. Dispositif d'actionnement (96) selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il y a un dispositif d'empêchement d'engagement, en particulier un levier à bascule
(137), afin d'empêcher un engagement simultané des cliquets doubles (116, 117, 122,
123) des deux arbres d'entraînement (98, 99) en cas d'actionnement simultané des deux
arbres d'entraînement (98, 99).
14. Dispositif d'actionnement (71) selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les cliquets doubles (86 - 89) présents sur les arbres d'entraînement (83, 84) s'engagent
chacun dans différentes roues à rochet (76 - 79) agencées sur l'arbre d'actionnement
(81).
15. Dispositif d'actionnement (96) selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que les cliquets doubles (116, 117, 122, 123) présents sur les arbres d'entraînement
(98, 99) ne s'engagent que dans une roue à rochet (104) agencée sur l'arbre d'actionnement
(103).
16. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la denture de roue à rochet (37) d'une roue à rochet (32, 33, 76 - 79, 104) présente
divers segments de denture de roue à rochet (41, 42, 43) avec des rangées de dents
au moins partiellement différentes pour l'engagement des différentes pointes de cliquet
(31) des cliquets doubles concernés (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123).
17. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les dents (153) des rangées de dents qui ne sont sollicitées que d'un côté par des
pointes de cliquet (31), présentent un flanc arrière biseauté.
18. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les dents (153) des rangées de dents qui sont sollicitées des deux côtés par des
pointes de cliquet (31) présentent des deux côtés une surface d'attaque, en particulier
réalisée de manière à peu près orthogonale par rapport au pourtour de roue à rochet,
pour la sollicitation des pointes de cliquet (31).
19. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la roue à rochet (104) ou les roues à rochet (32, 33, 76 - 79) présentent une denture
de roue à rochet (37) uniquement par endroits.
20. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'application de force des pointes de cliquet (31) a lieu de façon largement tangentielle
sur la roue à rochet (32, 33, 76 - 79, 104).
21. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'angle d'écartement entre deux bras de cliquet (26 - 29, 126, 127) d'un cliquet
double (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) est d'une grandeur telle qu'il garantit
que, pendant l'engagement de la pointe de cliquet (31) d'un bras de cliquet, il y
a un jeu suffisant entre l'autre bras de cliquet et la roue à rochet (32, 33, 76 -
79, 104).
22. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'accouplement à friction fait que l'influence du déroulement du mouvement du cliquet
double, en particulier en raison du poids propre du cliquet double (18, 19, 86 - 89,
116, 117, 122, 123), est négligeable.
23. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les éléments de guidage sont des chemins incurvés formés sur ou dans les cliquets
doubles (18, 19, 86 - 89, 116, 117, 122, 123) et coïncidant avec des butées rigides
correspondantes (53, 54, 129).
24. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon la revendication 23, caractérisé en ce que, du fait de l'appui des chemins incurvés (51, 52, 128) sur les butées (53, 54, 129),
il se produit en permanence un soulèvement forcé des pointes de cliquet concernées
(31) hors de la denture de roue à rochet (37) et, le cas échéant, le soulèvement du
cliquet double concerné est commandé par le biais du levier à bascule selon la revendication
13.
25. Dispositif d'actionnement (96) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'actionnement (103) est maintenu dans les positions de commutation au moyen
d'éléments d'arrêt (133, 136).
26. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la rotation à droite de l'arbre d'entraînement concerné (9, 83, 84, 98, 99) ferme
la position de commutation et la rotation à gauche l'ouvre.
27. Dispositif d'actionnement (6, 71, 96) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un arbre d'entraînement (99) entraîne l'arbre à excentriques associé (119) par le
biais d'un engrenage présent entre l'arbre à excentriques (119) et l'arbre d'entraînement
(99), en particulier un engrenage à roues droites (118, 121).
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