Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Unterbrechers, umfas send ein Griff-Eingangsmodul zum Einleiten einer Eingangsbewegung.

In einer standardisierten Niederspannungsschaltanlage können verschiedene Arten von Unterbrechern implementiert sein, beispielsweise Leistungsschalter oder Last trennschalter, wobei die Implementierung von den vorgesehenen Anwendungen und den hieraus resultierenden elektrischen Anforderungen abhängt.

Diese Unterbrecher unterscheiden sich durch elektrische und mechanische Eigen schaften voneinander. Bezüglich der mechanischen Eigenschaften können die Un terbrecher in zwei Betriebsklassen aufgeteilt werden, nämlich in solche mit Hebelbe trieb oder solche mit Rotationsbetrieb bzw. Drehungsbetrieb.

In Abhängigkeit vom Betriebsmodus unterscheiden sich die Unterbrecher hinsichtlich des erforderlichen Betriebshubs, des Betriebswinkels, der Betriebskraft, des Be triebsdrehmoments, hinsichtlich der mechanischen äußeren Dimensionen und hin sichtlich ihrer mechanischen Schnittstelle voneinander.

Bei einer Niederspannungsschaltanlage wird üblicherweise vorausgesetzt, dass der Betrieb stets auf gleiche Weise erfolgt, dass nämlich eine händische Drehbewegung um 90° durch Betätigung eines Pistolengriffs vorgenommen wird. Hierbei ist aber problematisch, dass eine definierte 90°-Eingangsbewegung in unter schiedliche Betriebshübe und Drehungen und sowohl an verschiedene Arbeitsorte als auch in verschiedene Betriebskräfte und Betriebsdrehmomente transformiert werden muss.

In der Praxis können viele Bewegungen notwendig sein, um einen Unterbrecher be triebstauglich zu bedienen. Insoweit besteht ein Bedarf nach einem Plattformkonzept für eine hündische und vom Unterbrecher beabstandet mögliche Betätigung des Un terbrechers, wobei Bewegungen, deren Richtungen, Stärken und Reichweiten optio nal anpassbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Unterbrecher möglichst indi viduell in Abhängigkeit von seiner Einbausituation und seinem Betriebsmodus zu be dienen.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die eingangs genannte Vor richtung dadurch gekennzeichnet, dass ein Umlenkungsmodul zum Umlenken der Eingangsbewegung und ein Ausgangsmodul zum Übertragen der Eingangsbewe gung auf einen Unterbrecher vorgesehen sind.

Erfindungsgemäß wird durch das hier beschriebene Konzept eine erforderliche hän- dische Drehbewegung an die diesbezüglichen Anforderungen des jeweils individuel len Unterbrechers an seinem vorgegebenen Arbeitsort innerhalb der Schaltanlage angepasst.

Das Plattformkonzept erlaubt eine mechanische Transformation eines standardisier ten hündischen Bewegungseingangs, insbesondere einer 90°-Drehung, in andere Dreh- oder Kipphebelausgangsbewegungen. Die Transformation erlaubt es, ein glei ches Prinzip an einem vorgegebenen Arbeitsort des hündisch zu bedienenden Ein gangsgriffs, jedoch bei einer flexiblen Lokalisierung des Unterbrechers anzuwenden. Hierdurch können Betriebshübe und Betriebskräfte für unterschiedliche Unterbrecher an den jeweiligen individuellen Arbeitsort eines Unterbrechers einfach durch Ver wendung verschiedener individueller Komponenten angepasst werden. Die auszu führenden Bewegungen können an jeweils gegebene Anforderungen angepasst werden. Das Konzept umfasst erfindungsgemäß drei Arten von Untermodulen: Ein Griff-Eingangsmodul, ein Umlenkungsmodul und ein Ausgangsmodul.

Vorteilhaft überträgt das Ausgangsmodul einen linearen Betriebshub oder eine Dre hung. So sind wahlweise ein Hebelbetrieb und ein Rotationsbetrieb bzw. Drehungs betrieb an einem Unterbrecher ermöglicht.

Weiter vorteilhaft ist das Griff-Eingangsmodul um eine erste Achse drehbar, wodurch das Umlenkungsmodul um eine zweite Achse drehbar ist, die orthogonal zur ersten Achse orientiert ist, und ist durch die Drehung des Umlenkungsmoduls ein linearer Betriebshub oder eine Drehung des Ausgangsmoduls ausführbar. Das Griff- Eingangsmodul kann beispielsweise einen Drehungseingang des Bedieners in einen linearen Betriebshub transformieren, der auf das Umlenkungsmodul wirkt und dieses dreht. Das Umlenkungsmodul lenkt durch seine Drehung den eingehenden linearen Betriebshub bevorzugt um 90° um. Hierdurch ist das Verhältnis aus Eingangshub und Ausgangshub eins zu eins. In Abhängigkeit vom implementierten Unterbrecher ist entweder ein Drehungs-Ausgangsmodul erforderlich oder ein Hebel- Ausgangsmodul. Bei einem Hebel-Ausgangsmodul wird der eingehende lineare Be triebshub direkt in eine Linearbewegung umgewandelt, insbesondere für einen He belbetrieb.

Weiter vorteilhaft ist zwischen dem Griff-Eingangsmodul und dem Umlenkungsmodul mindestens eine Schub- und/ oder Druckstange angeordnet, welche über mindes tens ein Kugelgelenk mit dem Griff-Eingangsmodul und/ oder dem Umlenkungsmo dul verbunden ist. Durch ein Kugelgelenk können sowohl lineare Bewegungen als auch Schwenkbewegungen zuverlässig übertragen werden. Vor diesem Hintergrund ist vorteilhaft zwischen dem Ausgangsmodul und dem Um lenkungsmodul mindestens eine Schub- und/ oder Druckstange angeordnet, welche über mindestens ein Kugelgelenk mit dem Ausgangsmodul und/ oder dem Umlen kungsmodul verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist das Ausgangsmodul durch die Schub- und/ oder Druckstange gebildet. Zwischen den Untermodulen übertragen übliche Stangen mit Kugelgelenken, beispielsweise nach Art eines Drosselklappen gestänges, oder Schubstangen und Druckstangen mit Kugelgelenken eine Bewe gung.

Vorteilhaft ist mindestens ein Hebel vorgesehen, dessen kinematische Hebellänge variabel einstellbar ist. Hierdurch ist ein effektiv wirksamer Hebelarm variabel wähl bar. Eine kinematisch wesentliche Variable stellt die Länge des Griffs des Griff- Eingangsmoduls dar. Da maximale Werte für die Betriebskräfte bei einer bestimmten Standardausführung vorgegeben sind, kann die Länge beispielsweise eines Pisto lengriffs das Betriebsdrehmoment einstellen. Zur Modifizierung des Betriebsdrehmo ments kann mindestens ein bestimmter einstellbarer Hebel, insbesondere ein univer seller Hebel, verwendet werden, der hier beschrieben wird. Eine Option stellt die Verwendung eines universell verwendbaren („one fits all“) und anpassbaren Hebels dar, welcher erlaubt, die beschriebene Anpassung von Bewegungen vorzunehmen.

Eine mechanische Eigenschaft, die es anzupassen gilt, ist die kinematische Hebel länge des Hebels. Die kinematische Hebellänge ist vorteilhaft als die Entfernung zwi schen dem Zentrum eines, insbesondere mehrzahnigen oder mehreckigen, bei spielsweise quadratischen oder sechseckigen oder achteckigen, Hauptschafts und dem Zentrum eines Kugelgelenks definiert. Der Hebel ist hinsichtlich dieser Entfer nung oder hinsichtlich seiner Länge zur Schnittstelle des Kugelgelenks variabel ein stellbar.

Vorteilhaft ist bzw. sind innerhalb des Hebels ein Gleitstück und/ oder ein Schnittstel lenelement für ein Kugelgelenk aufgenommen, welches bzw. welche in mehreren Arbeitsstellungen diskret oder kontinuierlich fixierbar ist bzw. sind. Das Fixieren oder Einstellen der kinematischen Hebellänge ist durch eine Schraube möglich. Weiter vorteilhaft ist bzw. sind das Gleitstück und/ oder das Schnittstellenelement in drei Arbeitsstellungen fixierbar. So sind verschiedene Arbeitsstellungen für bestimm te Unterbrecherverwendungen vorgesehen. Hierdurch ist es auch möglich, eine Ar beitsstellung direkt auf dem Griff-Eingangsmodul anzuzeigen. Des Weiteren ist es möglich, Unterbrecher an optimierten Arbeitsorten innerhalb von Modulen, insbeson dere von Schubmodulen, zu platzieren. Dies führt zu geringeren Größen der Module und zu verbesserter thermischer Leistungsfähigkeit der Unterbrecher innerhalb einer Schaltanlage. Insgesamt können Kosten gespart und kann eine kompaktere Schalt anlage realisiert werden.

Vorteilhaft ist das Griff-Eingangsmodul über den Hebel mittelbar oder unmittelbar mit dem Umlenkungsmodul zur Übertragung von Bewegung verbunden. Alternativ oder zusätzlich überträgt das Umlenkungsmodul mittelbar oder unmittelbar auf einen wei teren Hebel Bewegung, wobei der weitere Hebel mit dem Ausgangsmodul verbunden ist. So können mehrere Hebelarme an verschiedenen Arbeitsorten geeignet einge stellt werden, um Bewegungen geeignet zu übertragen. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass der weitere Hebel einstückig mit dem Ausgangsmodul ausgebildet oder integral mit diesem ausgebildet ist.

Weiter vorteilhaft umfasst eine Niederspannungsschaltanlage eine Vorrichtung der hier beschriebenen Art und einen Unterbrecher, auf den das Ausgangsmodul zur Be tätigung einwirkt.

Die hier beschriebene Vorrichtung kann auch in oder gemeinsam mit Sicherungs schaltern, Lasttrennschaltern, sowohl im Wechselstrombetrieb als auch um Gleich strombetrieb, Übertragungsschaltern und Übergangsschaltern verwendet werden.

Die Verwendung eines universellen Hebels oder anderer ähnlicher universeller Teile kann zu einer weiteren Vereinfachung im Hinblick auf Fertigung und Lagerhaltung führen. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, welche ein Griff-

Eingangsmodul, ein Umlenkungsmodul, ein Drehungs-Ausgangsmodul und Schub- und Druckstangen mit Kugelgelenken umfasst, wobei mindes tens ein einstellbarer Hebel mit dem Griff-Eingangsmodul und einer ersten Schub- und Druckstange verbunden ist,

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung des einstellbaren Hebels mit einem Schnitt stellenelement für ein Kugelgelenk einer Schub- und Druckstange, wobei dargestellt ist, dass eine kinematische Hebellänge als die Entfernung zwi schen dem Zentrum einer Aufnahme eines quadratischen Hauptschafts des Griff-Eingangsmoduls und dem Zentrum des Schnittstellenelements definiert ist,

Fig. 3 zeigt das Griff-Eingangsmodul, welches einen Pistolengriff aufweist und mit dem einstellbaren Hebel gemäß Fig. 2 verbunden ist, wobei der quad ratische Hauptschaft des Griff-Eingangsmoduls in seiner Aufnahme im Hebel aufgenommen ist,

Fig. 4 eine detaillierte Darstellung des einstellbaren Hebels gemäß Fig. 2, wobei ein Gleitstück dargestellt ist, das innerhalb des Hebels aufgenommen ist, und wobei eine Schraube zur Einstellung dargestellt ist,

Fig. 5 eine weitere detaillierte Darstellung des einstellbaren Hebels gemäß Fig.

2, wobei Mittel zur definierten Einstellung von Arbeitsstellungen dargestellt sind, die als gerundete Rastflächen ausgebildet sind,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Abhängigkeit der linearen Betriebshü be von der kinematischen Hebellänge während einer Drehung um 90°, Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Hebelbetriebs, mit welchem ein line arer Betriebshub einhergeht, und

Fig. 8 eine schematische Ansicht von Untermodulen, die in der Vorrichtung Zusammenwirken.

Fig. 1 zeigt anhand einer schematisch dargestellten Niederspannungsschaltanlage, die einen Unterbrecher 1 umfasst, schematisch eine Vorrichtung zum Betätigen des Unterbrechers 1 .

Die Vorrichtung umfasst ein Griff-Eingangsmodul 2 zum Einleiten einer Eingangsbe wegung. Es ist ein Umlenkungsmodul 3 zum Umlenken der Eingangsbewegung und ein Ausgangsmodul 4 zum Übertragen der Eingangsbewegung auf den Unterbrecher 1 vorgesehen. Das Ausgangsmodul 4 überträgt hier eine Drehung zur Betätigung des Unterbrechers 1 .

Das Griff-Eingangsmodul 2 ist um eine erste Achse drehbar, wodurch das Umlen kungsmodul 3 um eine zweite Achse drehbar ist, die orthogonal zur ersten Achse orientiert ist. Durch Drehung des Griff-Eingangsmoduls 2 wird ein linearer Eingangs hub erzeugt, der das stabförmige Umlenkungsmodul 3 anschiebt und dabei dreht.

Durch die Drehung wird der lineare Eingangshub um 90° umgelenkt und kann so als linearer Ausgangshub auf das Ausgangsmodul 4 wirken. Da das Ausgangsmodul 4 hier mit einem Hebel 8 verbunden ist, wird der lineare Ausgangshub in eine Drehung umgewandelt, welche den Unterbrecher 1 betätigt. Durch die Drehung des Umlen kungsmoduls 3 wird ein linearer Betriebshub in eine Drehung des Ausgangsmoduls 4 umgewandelt.

Zwischen dem Griff-Eingangsmodul 2 und dem Umlenkungsmodul 3 ist eine Schub- und Druckstange 5 angeordnet, welche über zwei Kugelgelenke 19 mit dem Griff- Eingangsmodul 2 und dem Umlenkungsmodul 3 verbunden ist.

Zwischen dem Ausgangsmodul 4 und dem Umlenkungsmodul 3 ist eine weitere Schub- und Druckstange 6 angeordnet, welche über ein Kugelgelenk 19 mit dem Umlenkungsmodul 3 verbunden ist. Das Ausgangsmodul 4 ist durch die Schub- und Druckstange 6 gebildet.

Zwischen den Untermodulen 2, 3, 4 übertragen insoweit Schub- und Druckstangen 5, 6 mit Kugelgelenken 19 Bewegungen, um einen Drehungseingang des Bedieners, bevorzugt um 90°, in unterschiedliche Betriebshübe und Drehungen und sowohl an verschiedene Arbeitsorte als auch in verschiedene Betriebskräfte und Betriebsdreh momente zu transformieren. Dies wird durch einstellbare Hebel 7, 8 ermöglicht.

Das Griff-Eingangsmodul 2 ist über den ersten Hebel 7 mit dem Umlenkungsmodul 3 zur Übertragung von Bewegung verbunden. Das Griff-Eingangsmodul 2 ist hierzu mit dem ersten Hebel 7 verbunden, wobei der erste Hebel 7 über ein Kugelgelenk 19 mit der ersten Druck- und Schubstange 5 an einem Ende verbunden ist. Die Druck- und Schubstange 5 ist an ihrem anderen Ende mit dem Umlenkungsmodul 3 verbunden. Dort liegt sie an einer Art Flansch an.

Das Umlenkungsmodul 3 überträgt mittelbar auf einen weiteren Hebel 8 Bewegung, wobei der weitere Hebel 8 mit dem Ausgangsmodul 4 verbunden ist. Das Umlen kungsmodul 3 ist mit einer weiteren Druck- und Schubstange 6 an deren einem Ende verbunden. Hierzu dient eine Art Flansch. Das andere Ende der Druck- und

Schubstange 6 ist mit dem weiteren Hebel 8 verbunden. Der weitere Hebel 8 ist drehfest mit einem Schaft 20 des Unterbrechers 1 verbunden. Durch Drehung des Hebels 8 wird der Schaft 20 gedreht und der Unterbrecher 1 betätigt.

Fig. 2 zeigt einen solchen Hebel 7, 8, dessen kinematische Hebellänge 9 variabel einstellbar ist. Innerhalb des Hebels 8 sind ein Gleitstück 12 und ein Schnittstellen element 10 für ein Kugelgelenk 19 aufgenommen, welche in mehreren Arbeitsstel- lungen diskret oder kontinuierlich fixierbar ist bzw. sind. Das Gleitstück 12 und das Schnittstellenelement 10 sind in drei Arbeitsstellungen fixierbar. Es sind konkret zwei Hebel 7, 8 vorgesehen, deren kinematische Hebellänge 9 variabel einstellbar ist.

Fig. 1 zeigt, dass der weitere Hebel 8 an einem Ende der Schub- und Druckstange 6 angeordnet ist und gemeinsam mit diesem Ende das Ausgangsmodul 4 bilden kann, wobei der Hebel 8 mit seinem anderen Ende am Unterbrecher 1 angelenkt ist. Der Abstand zweier angelenkter Zentren des zweiten Hebels 8 bildet die kinematische Hebellänge 9.

Fig. 1 bis 3 zeigen, dass eine wesentliche Größe oder Variable die Länge des Griffs 11 darstellt. Da maximale Werte für Betriebskräfte bei einer bestimmten Stan dardausführung gegeben sind, kann die Länge des Griffs 11 , der hier als Pistolengriff ausgestaltet ist, das Betriebsdrehmoment einstellen. Hierfür kann ein bestimmter einstellbarer Hebel 7, 8, insbesondere ein universeller Hebel, verwendet werden.

Fig. 2 und 3 zeigen, dass die mechanische Eigenschaft, die es anzupassen gilt, die kinematische Hebellänge 9 des Hebels 7, 8 ist. Die kinematische Hebellänge 9 ist als die Entfernung zwischen dem Zentrum des quadratischen Hauptschafts 17 oder Schafts 20 und dem Zentrum 18 des Schnittstellenelements 10 für das Kugelgelenk 19 definiert. Der Hebel 7, 8 ist hinsichtlich seiner effektiv wirksamen Länge zum Ku gelgelenk 19 variabel einstellbar. Das Einstellen ist durch eine Schraube 13 händisch möglich. Ein Gleitstück 12 ist innerhalb des Hebels 7, 8 angeordnet.

Fig. 3 zeigt das Griff-Eingangsmodul 2, welches einen Pistolengriff aufweist und mit einem einstellbaren Hebel 7 verbunden ist.

Fig. 4 zeigt eine detaillierte Darstellung des einstellbaren Hebels 7, 8 gemäß Fig. 2, wobei das Gleitstück 12 dargestellt ist, das innerhalb des Hebels 7, 8 aufgenommen ist, und wobei eine Schraube 13 zur Einstellung dargestellt ist. Innerhalb des Hebels 7, 8 ist das Gleitstück 12 für ein Kugelgelenk 19, nämlich das Schnittstellenelement 10, aufgenommen, welches an mehreren Arbeitsstellungen diskret kontinuierlich fi xierbar ist.

Fig. 5 zeigt eine weitere detaillierte Darstellung des einstellbaren Hebels 7, 8 gemäß Fig. 2, wobei Mittel zur definierten Einstellung von Arbeitsstellungen dargestellt sind, die als gerundete Rastflächen 14 ausgebildet sind. Das Schnittstellenelement 10 ist in drei Arbeitsstellungen fixierbar. Fig. 5 zeigt, dass verschiedene Arbeitsstellungen für bestimmte Unterbrecherverwendungen vorgesehen. Konkret sind drei Arbeitsstel lungen vorgesehen.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Abhängigkeit der linearen Betriebshü be von der kinematischen Hebellänge 9 während einer Drehung um 90°. Fig. 6 zeigt, dass durch Anpassung der kinematischen Hebellänge„x1 bis x3“ verschiedene linea re Betriebshübe„s1 bis s3“ erreicht werden können. Der hohle Pfeil repräsentiert die Betriebskraft. Die Drehung erfolgt um das Zentrum 21 des Hauptschafts 17.

Fig. 7 zeigt schematisch, dass das Griff-Eingangsmodul 2 einen Drehungseingang 15 des Bedieners in einen linearen Betriebshub 1 6 umwandelt. Das Umlenkungsmo dul 3 lenkt den linearen Betriebshub 1 6 um 90° um. Hierdurch ist das Verhältnis aus Eingangshub und Ausgangshub eins zu eins.

In Abhängigkeit vom implementierten Unterbrecher 1 ist entweder ein Drehungs- Ausgangsmodul 4 erforderlich oder ein Hebel-Ausgangsmodul. Bei einem Hebel- Ausgangsmodul wird der eingehende lineare Betriebshub direkt in eine Linearbewe gung umgewandelt, insbesondere für einen Hebelbetrieb.

Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht von Untermodulen 2, 3, 4, die in der Vorrich tung Zusammenwirken. Es ist schematisch dargestellt, dass eine vom Umlenkungs modul 3 zum Ausgangsmodul 4 übertragene Bewegung in zwei Bewegungen trans formiert werden kann, nämlich in eine Drehbewegung oder Rotationsbewegung und in eine Hebelbewegung oder Linearbewegung. In der unteren Ansicht der Fig. 8 ist schematisch dargestellt, dass ein Drehungsein gang 15 in verschiedene Betriebshübe, verschiedene Betriebskräfte und verschiede ne Drehmomente transformiert wird, welche von oben nach unten durch Rechtecke dargestellt sind. Die Übertragungsrate der Betriebskräfte und Drehmomente ist eins zu eins. Sie werden am Ende als Hebelbewegung oder Drehbewegung, bevorzugt um 90°, ausgegeben.

Bezuqszeichenliste