Elektrisches Schaltgerät mit Schaltstellungsanzeige

Abstract

 Eine besonders geeignete Schaltstellungsanzeige (19) für ein elektrisches Schaltgerät (2) umfasst einen schwenkbar gelagerten Anzeigehebel (20) mit einem Anzeigefeld (27) umfasst, das in mindestens einer Anzeigestellung (35) des Anzeigehebels (20) zur Kenntlichmachung eines Betriebszustandes durch ein Gehäusefenster (29) von außen sichtbar ist. Dabei wirkt ein Antriebsteil (30) des Anzeigehebels (20) derart mit dem Schaltrad (16) eines Schrittschaltwerks (5) zusammen, dass das Antriebsteil (30) in einem, dem Betriebszustand eindeutig zuordbaren Abstand von der Drehachse (21) des Schaltrads (16) gehalten ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere Reiheneinbaugerät, mit einer Schaltstellungsanzeige, durch welche der Betriebszustand des Schaltgeräts nach außen hin sichtbar angezeigt wird.

[0002] Bei einem solchen Schaltgerät ist es oftmals wünschenswert, den Betriebszustand des Gerätes, d.h. die aktuelle Schaltstellung seines Schaltkontakts für einen Anwender auf markante Weise sichtbar zu machen. Insbesondere bei Reiheneinbaugeräten, die häufig in Gruppen von vielen Einzelschaltgeräten eingesetzt werden, dient eine solche Schaltstellungsanzeige der besseren Übersicht und somit z.B. der schnelleren Auffindung von Fehlerquellen etc. Eine Schaltstellungsanzeige ist vor allem bei einem fernbetätigbaren Schaltgerät erforderlich, bei welchem entweder kein Handbetrieb vorgesehen ist, oder bei dem der Betriebszustand des Geräts nicht eindeutig an der Stellung des Handbetätigungselements abzulesen ist.

[0003] Zur letztgenannten Gruppe zählt ein Schaltgerät, das über ein sogenanntes Schrittschaltwerk betätigbar ist. Ein solches ist an sich beispielsweise aus der DE 35 19 546 C2 bekannt. Ein Schrittschaltwerk umfasst üblicherweise ein durch einen Schaltschieber oder Schaltstößel betätigbares Schaltrad, das bei jedem Schaltvorgang um einen meist festen Winkelbetrag in eine Umlaufrichtung weitergedreht wird. Der oft sternartige oder polygonartige Umfang des Schaltrads beaufschlagt dabei den Schaltkontakt und bewegt diesen zwischen seinen Schaltstellungen.

[0004] Üblicherweise umfasst eine Schaltstellungsanzeige mindestens ein farblich gekennzeichnetes und/oder mit einer Wortbotschaft versehenes Anzeigefeld, welches in mindestens einer Anzeigestellung durch ein Gehäusefenster von außen sichtbar ist. Häufig ist eine der Anzahl von möglichen Betriebszuständen entsprechende Anzahl von Anzeigefeldern vorgesehen, wobei je nach aktuellem Betriebszustand stets das korrespondierende Anzeigefeld von außen sichtbar ist.

[0005] Eine äquivalente Variante zur Anzeige des aktuellen Betriebszustandes besteht darin, dass ein Anzeigefeld oder Anzeigeelement nach Art eines Zeigers in mehreren Anzeigestellungen durch das Gehäusefenster sichtbar ist, und der aktuelle Betriebszustand durch die Stellung des Anzeigefeldes innerhalb der Fensterfläche geschieht.

[0006] Kernanforderungen an eine Schaltstellungsanzeige sind, dass diese den Betriebszustand des Geräts in eindeutiger Weise zeigen soll. Weiterhin soll die für die Schaltstellungsanzeige erforderliche Mechanik die Gerätefunktion nicht beeinträchtigen. Aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus sollte die Schaltstellungsanzeige ferner möglichst einfach aufgebaut sein, um die Materialkosten und den Montageaufwand gering zu halten.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Schaltgerät mit einer im Hinblick auf die oben genannten Anforderungen ertüchtigten Schaltstellungsanzeige anzugeben.

[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach umfasst die Schaltstellungsanzeige einen schwenkbar gelagerten Anzeigehebel mit einem Anzeigefeld, welches in mindestens einer Anzeigestellung des Anzeigehebels durch ein Gehäusefenster von außen sichtbar ist. Ein Antriebsteil des Anzeigehebels wirkt dabei derart mit dem Schaltrad eines Schrittschaltwerks zusammen, dass das Antriebsteil in einem, dem Betriebszustand eindeutig zuordbaren Radius von der Drehachse des Schaltrads gehalten ist.

[0009] Durch einen solchen Anzeigehebel ist eine einfache, insbesondere sehr wenige Teile umfassende Mechanik zur Anzeige des Betriebszustandes realisiert. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass der Anzeigehebel antriebsmäßig mit dem Schaltrad verbunden ist, welches bei einem Schrittschaltwerk häufig ohnehin vorhanden ist.

[0010] In einer leichtgängigen und fehlfunktionssicheren Ausführung der Erfindung ist eine in eine Stirnseite des Schaltrads eingebrachte Kulissenführung vorgesehen, in die ein Führungszapfen des Anzeigehebels als Antriebsteil hineinragt. Bevorzugt ist diese Kulissenführung dabei durch eine ringartig geschlossene Führungsnut gebildet.

[0011] Eine sternartige oder polygonartige Formgebung der Kulissenführung ist besonders vorteilhaft, zumal hierbei der Abstand zwischen der Drehachse des Schaltrads und dem Eingriffspunkt des Antriebsteils in die Kulissenführung bei einer Drehung des Schaltrads kontinuierlich variiert wird. Durch ausgerundete Ecken der Stern- oder Polygonform ist eine reibungsarme und verkantungsfreie Führung des Antriebsteils sichergestellt.

[0012] Zur Vereinfachung des Montageaufwands ist der Anzeigehebel bevorzugt einstückig ausgeführt.

[0013] Hinsichtlich der Materialeigenschaften, insbesondere Elastizität und Materialfestigkeit ist Kunststoff, insbesondere Polyoxymethylen (POM) oder Polyamid (PA) als Material für den Anzeigehebel besonders geeignet. Damit ist insbesondere die Herstellung des Anzeigehebels als preisgünstiges Spritzteil ermöglicht.

[0014] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1

in perspektivischer Darstellung bei geöffnetem Gehäuse ein elektrisches Schaltgerät mit einem Schrittschaltwerk und einer einen Anzeigehebel umfassenden Schaltstellungsanzeige,

FIG 2

in perspektivischer Darstellung den Anzeigehebel gemäß FIG 1,

FIG 3

in perspektivischer Darstellung das Schaltrad des Schrittschaltwerks gemäß FIG 1,

FIG 4

in einer Draufsicht IV gemäß FIG 1 das Schrittschaltwerk und den Anzeigehebel in einer ersten Schalt- bzw. Anzeigestellung und

FIG 5

in einer Darstellung gemäß FIG 4 das Schrittschaltwerk und den Anzeigehebel in einer zweiten Schaltbzw. Anzeigestellung.

[0015] Das in FIG 1 bei geöffnetem Gehäuse 1 dargestellte elektrische Schaltgerät 2 ist mit zwei Eingangsklemmen 3a,3b und zwei Ausgangsklemmen 4a,4b sowie einem magnetischen Schrittschaltwerk 5 zur ferngesteuerten Auslösung eines Schaltvorgangs versehen. Das Schrittschaltwerk 5 umfasst eine Magnetspule 6 und eine an einem Kopfende 7 der Magnetspule 6 angeordnete Jochplatte 8. Die Jochplatte 8 ist in der in FIG 1 dargestellten Ruhelage mit geringem Abstand zum Kopfende 7 derart aufgehängt, dass sie in einer Projektion entlang der Spulenachse 9 den Querschnitt der Magnetspule 6 etwa überdeckt. Die Jochplatte 8 ist dabei an einem Seitenrand 10 schwenkbar gelagert, so dass sie auf das Kopfende 7 zu oder von diesem weg schwenkbar ist. Das dem Seitenrand 10 gegenüberliegende Freiende 11 ist zu einem schieberartigen Vorsprung ausgebildet, der mit einem etwa parallel zur Spulenachse 9 verlaufenden Schaltschieber 12 bezüglich einer etwa Kraftrichtung entlang der Spulenachse 9 in formschlüssiger Verbindung steht. Eine am Schaltschieber 12 montierte Schraubenfeder 13 hält den Schaltschieber 12 und die mit diesem verbundene Jochplatte 8 unter Vorspannung in der dargestellten Ruhelage.

[0016] Der Schaltschieber 12 ragt mit einem Tastenende 14 zur manuellen Betätigung des Schaltgeräts 2 aus dem Gehäuse 1 heraus. Das gegenüberliegende Ende 15 liegt etwa am Umfang eines - vereinfacht ausgedrückt - quadratischen Schaltrads 16 an.

[0017] Bei Betätigung des Schaltgeräts 2, sei es durch manuelles Eindrücken des Tastenendes 14 oder durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Magnetspule 6 wird die Jochplatte 8 gegen das Kopfende 7 durch magnetische Kraftwirkung angezogen und der Schaltschieber 12 parallel zur Spulenachse 9 in Richtung des Schaltrads 16 bewegt. Dabei übt das Ende 15 des Schaltschiebers 12 ein Drehmoment auf das Schaltrad 16 aus und dreht dieses bei jedem Schaltvorgang um eine Achteldrehung (45°) in eine vorgegebene Umlaufrichtung 17 (im dargestellten Beispiel im Uhrzeigersinn). Das Schaltrad 16 steht auf nicht näher dargestellte Weise mit einem Schaltkontakt 18 in mechanischer Verbindung, so dass bei der Drehung des Schaltrads 16 der Schaltkontakt 18 zwischen zwei Schaltpositionen hin- und hergeschaltet wird. Dabei ist in der dargestellten Schaltposition die Eingangsklemme 3a über den Schaltkontakt 18 elektrisch leitend mit der Ausgangsklemme 4a verbunden, während die Verbindung zwischen der Eingangsklemme 3b und der Ausgangsklemme 4b geöffnet ist. In der zweiten, nicht dargestellten Schaltposition ist infolge einer Verschiebung des Schaltkontaktes 18 die Eingangsklemme 3b elektrisch leitend mit der Ausgangsklemme 4b verbunden, während der Kontakt zwischen der Eingangsklemme 3a und der Ausgangsklemme 4a unterbrochen ist. Bei einer Volldrehung des Schaltrads 16 wechselt der Schaltkontakt 18 dabei acht mal die Schaltposition, wobei im Zuge eines jeden Schaltvorgangs der Schaltkontakt 18 von einer initialen Schaltposition in die jeweils andere Schaltposition bewegt wird. Nach dem Schaltvorgang kehren der Schaltschieber 12 und die Jochplatte 8 in die in FIG 1 gezeigte Ruhelage zurück.

[0018] Das Schaltgerät 2 ist mit einer Schaltstellungsanzeige 19 versehen, deren Hauptbestandteil ein Anzeigehebel 20 ist. Der Anzeigehebel 20 ist etwa parallel zum Schaltschieber 12 im Gehäuse 1 positioniert und um eine zur Drehachse 21 des Schaltrads 16 etwa parallele Schwenkachse 22 am Gehäuse 1 schwenkbar gelagert.

[0019] Wie in einer Zusammenschau von FIG 1 und der den Anzeigehebel 20 näher darstellenden FIG 2 deutlich wird, wird der Anzeigehebel 20 aus einem Anzeigearm 23 und einem Antriebsarm 24 gebildet, die von zueinander etwa entgegengesetzten Seiten jeweils etwa senkrecht zur Schwenkachse 22 an eine Gelenkhülse 25 angeformt sind. Zur Bildung eines Schwenkgelenks ist die Gelenkhülse 25 auf einen in das Gehäuse 1 hineinstehenden Gehäusezapfen 26 aufgesteckt. Der Anzeigehebel 20 ist derart im Gehäuse 1 positioniert, dass das als Anzeigefeld 27 dienende Freiende des Anzeigearms 23 in der Nähe einer einem Benutzer zugänglichen Gehäusefrontseite 28 liegt und durch ein in die Gehäusefrontseite 28 eingelassenes Gehäusefenster 29 nach außen hin sichtbar ist. Das Freiende des Antriebsarms 24 ist mit einem als Antriebsteil wirkenden Führungszapfen 30 versehen, der etwa in Richtung der Schwenkachse 22 vom Antriebsarm 24 absteht.

[0020] Der Führungszapfen 30 bildet zusammen mit einer in FIG 3 näher dargestellten Kulissenführung des Schaltrads 16 einen Schwenkantrieb für den Anzeigehebel 20. Die Kulissenführung ist als ringartig geschlossene Führungsnut 31 ausgebildet, die in eine Stirnseite 32 des Schaltrads 16 eingebracht ist und dessen Drehachse 21 in axialsymmetrischer Weise umläuft. Die Führungsnut 31 hat die Form eines Quadrats mit zur Drehachse 21 hin durchgebogenen Seitenlinien, d.h. eine Hybridform zwischen einem regelmäßigen Polygon und einem Stern. Die Eckpunkte 33 der Führungsnut sind dabei ausgerundet, um einen verkantungsfreien Lauf des Führungszapfens 30 in der Führungsnut 31 zu gewährleisten.

[0021] In der in FIG 1 dargestellten Perspektive ist die Stirnseite 32 vom Betrachter abgewandt und daher nicht sichtbar.

[0022] Die FIG 4 und 5 zeigen das Schrittschaltwerk 5 und den Anzeigehebel 20 von hinten, d.h. in einer Draufsicht IV gemäß FIG 1. In dieser Darstellung wird insbesondere das Zusammenwirken der Führungsnut 31 mit dem Betätigungsarm 24 verdeutlicht. In FIG 4 ist eine der Darstellung gemäß FIG 1 entsprechende erste Schaltstellung 34a des Schaltkontakts 18 dargestellt. Diese erste Schaltstellung 34a korrespondiert mit einer Orientierung des Schaltrads 16, in der dessen Seitenkanten etwa parallel und senkrecht bezüglich der Spulenachse 9 ausgerichtet sind. In dieser Ausrichtung des Schaltrads 16 liegt wiederum der Führungszapfen 30 mittig zwischen zwei Eckpunkten 33 der polygon- oder sternartigen Führungsnut 31 ein, so dass der Abstand, den der innerhalb der Führungsnut 31 gehaltene Führungszapfen 30 zur Drehachse 21 einnehmen kann, minimal ist. Durch die Halterung des Führungszapfens 30 in der Führungsnut 31 ist die Orientierung des Anzeigehebels 20 und damit die Position des Anzeigefelds 27 in einer ersten, der Schaltstellung 34a eindeutig zuordbaren Anzeigestellung 35a festgelegt.

[0023] Bei einmaliger Betätigung des Schrittschaltwerks 5 wird, wie bereits erwähnt, das Schaltrad 16 um einen 45°-Winkel in Umlaufrichtung 17 verdreht. Die nach dem Schaltvorgang vorliegende Orientierung des Schaltrads 16, in der dessen Seitenkanten diagonal bezüglich der Spulenachse 9 ausgerichtet sind, ist in FIG 5 dargestellt. Bei der Bewegung des Schaltrads 16 wird zum Einen der Schaltkontakt 18 aus der in FIG 5 gestrichelt eingezeichneten ersten Schaltstellung 34a in eine zweite Schaltstellung 34b verfahren. Außerdem wird durch die Drehung des Schaltrads 16 die Führungsnut 31 unter dem Führungszapfen 30 verschoben, so dass der Führungszapfen 30 nunmehr in einem Eckpunkt 33 der Führungsnut 31 einliegt. Der Abstand zwischen dem Führungszapfen 30 und der Drehachse 21 ist in dieser Stellung maximal. Die Vergrößerung des Abstands zwischen dem Führungszapfen 30 und der gehäusefesten Drehachse 21 verursacht eine Schwenkbewegung des Anzeigearms 20 von der gestrichelt eingezeichneten ersten Anzeigestellung 35a in eine zweite Anzeigestellung 35b. Die räumliche Stellung des Anzeigefelds 27 ist in den Anzeigestellungen 35a und 35b verschieden, so dass das Anzeigefeld 27 je nach Anzeigestellung 35a, 35b und damit je nach der korrespondierenden Schaltstellung 34a bzw. 34b an unterschiedlicher Stelle im Gehäusefenster 29 erscheint. Anhand der Stellung des Anzeigefeldes 27 im Gehäusefenster 29 kann ein Benutzer somit eindeutig die Schaltstellung 34a,34b des Schaltgeräts 2 identifizieren.

[0024] Bei einer weiteren Betätigung des Schrittschaltwerks 5, und einer damit verbundenen weiteren Drehung des Schaltrads 16 um einen 45°-Winkel nimmt das Schaltrad 16 eine mit der Darstellung gemäß FIG 1 identische Stellung ein, wodurch der Schaltkontakt wiederum in die Schaltstellung 34a, und der Anzeigehebel 20 wiederum in die Anzeigestellung 35a bewegt werden.

Ansprüche

1. Elektrisches Schaltgerät (2) mit einer Schaltstellungsanzeige (19), welche einen schwenkbar gelagerten Anzeigehebel (20) mit einem Anzeigefeld (27) umfasst, das in mindestens einer Anzeigestellung (35) des Anzeigehebels (20) zur Kenntlichmachung eines Betriebszustandes durch ein Gehäusefenster (29) von außen sichtbar ist, wobei ein Antriebsteil (30) des Anzeigehebels (20) derart mit dem Schaltrad (16) eines Schrittschaltwerks (5) zusammenwirkt, dass das Antriebsteil (30) in einem, dem Betriebszustand eindeutig zuordbaren Abstand von der Drehachse (21) des Schaltrads (16) gehalten ist.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an einer Stirnseite (32) des Schaltrades (16) angebrachte und dessen Drehachse (21) umlaufende Kulissenführung (31), in die ein Führungszapfen des Anzeigehebels (30) als Antriebsteil eingreift.

3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung durch eine ringartig geschlossene Führungsnut (31) gebildet ist.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (31) eine sternartige oder polygonartige Form aufweist.

5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckpunkte (33) der Kulissenführung (31) ausgerundet sind.

6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigehebel (20) einstückig ausgeführt ist.

7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigehebel (20) einen das Anzeigefeld (27) tragenden Anzeigearm (23) und einen Antriebsarm (24) umfasst, wobei der Anzeigearm (23) und der Antriebsarm (24) in zueinander stumpfem Winkel an eine Gelenkhülse (25) angeformt sind.

8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigehebel (20) aus Kunststoff besteht.

Zeichnung