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Patent Searching and Data


Title:
SWITCH, IN PARTICULAR A POWER SWITCH FOR LOW VOLTAGES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/054629
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switch (1), in particular a power switch for low voltages, comprising a handle (2) for activation and deactivation, an actuating device (3) arranged on the side of the handle (2) on the switch (1), said device at least activating the switch (1), in particular in a remote-controlled manner by means of electric control signals, wherein the actuating device (3) comprises a motor drive (8), which tensions a spring (4a or 5a) held in a tensioned state by latching by means of a gear (10), which actuates a mechanical system, and wherein the latching unlatches to actuate the handle (2) and the handle (2) is pivoted by the relaxing spring (4a or 5a) by means of an actuating element (38a, 39a). In order to be able to reactivate the switch relatively quickly after deactivation, according to the invention a spring pair (4, 5) is provided each for activation and deactivation, and the two spring pairs (4, 5) are each connected to one another by a bridge (24, 25). The spring pairs (4, 5) are supported on the sides of the bridges (24, 25) facing away from each other, the two bridges (24, 25) are arranged, with the spring pairs (4, 5) thereof, nested within each other and displaceable with respect to each other. The bridges (24, 25) facing each other are pressed apart from one another to tension the spring pairs (4, 5), and an actuation element (39a) is arranged on the one bridge (25) for activation and an actuation element (38a) is arranged on the other bridge (24) for deactivation.

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Inventors:
HOFMANN MICHAEL (DE)
SPITTLER HARALD (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/065265
Publication Date:
May 12, 2011
Filing Date:
October 12, 2010
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
HOFMANN MICHAEL (DE)
SPITTLER HARALD (DE)
International Classes:
H01H71/70
Foreign References:
US3097275A1963-07-09
DE3048317A11982-07-01
US5323131A1994-06-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Schalter (1), insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen, der zum Ein- und Ausschalten eine Handhabe (2) aufweist,

mit einer auf Seiten der Handhabe (2) am Schalter (1) angeordneten Betätigungseinrichtung (3), die den Schalter (1) zumindest einschaltet, insbesondere ferngesteuert mittels elektrischer Steuersignale,

wobei die Betätigungseinrichtung (3) einen Motor-Antrieb (8) aufweist, der über ein Getriebe (10), das eine Mechanik betä¬ tigt, zumindest eine Feder (4a oder 5a) spannt, die von einer Verklinkung im gespannten Zustand gehalten wird, und

wobei die Verklinkung zum Betätigen der Handhabe (2) ent- klinkt und die Handhabe (2) durch die sich entspannende zu¬ mindest eine Feder (4a oder 5a) mittels eines Betätigungsele¬ ments (38a, 39a) verschwenkt wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass zum Ein- und Ausschalten jeweils ein Federpaar (4, 5) vorgesehen ist und die beiden Federpaare (4, 5) jeweils über eine Brücke (24, 25) miteinander verbunden sind,

dass die Federpaare (4, 5) sich jeweils auf den einander ab¬ gewandten Seiten der Brücken (24, 25) abstützen,

dass die beiden Brücken (24, 25) gegeneinander verschieblich angeordnet sind,

dass die einander zugewandten Brücken (24, 25) zum Spannen der Federpaare (4, 5) auseinandergedrückt werden, und

dass ein Betätigungselement (39a) zum Einschalten an der ei¬ nen Brücke (25) und ein Betätigungselement (38a) zum Aus- schalten an der anderen Brücke (24) angeordnet sind.

2. Schalter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Brücken (24, 25) zum Spannen der Federpaare (4, 5) mittels einer aus zwei Hebeln (18) gebildeten Mechanik auseinandergedrückt werden.

3. Schalter nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die beiden Hebel (18) von einer Spannscheibe (15) ausei¬ nandergedrückt werden, die auf beiden Seiten einen Mitnehmer (16) aufweist, auf dem jeweils ein Hebel (18) aufliegt.

4. Schalter nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die beiden Mitnehmer (16) drehgelagert sind.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 - 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Federpaare (4, 5) ineinandergeschachtelt angeordnet sind .

6. Schalter nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Federpaar (5) zum Einschalten eine derart kleinere Federkonstante als das Federpaar (4) zum Ausschalten auf- weist, dass, insbesondere von Hand, der eingeschaltete Schal¬ ter (1) jeweils mit Hilfe des Ausschalt-Federpaars (4) ausge¬ schaltet aber der ausgeschaltete Schalter (1) nicht durch das Einschalt-Federpaar (5) wieder eingeschaltet werden kann. 7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 - 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Betätigungselemente (38a, 39a) an den Brücken (24, 25) ausgebildete Kanten sind. 8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 - 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Handhabe (2) als Kipphebel (2a) ausgebildet ist.

Description:
Beschreibung

Schalter, insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen

Leistungsschalter für Niederspannungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Als Kompakt-Leistungsschalter für Niederspannungen ausgebil- dete Schalter sind bekannt und weisen zum Ein- und Ausschal ¬ ten einen Kipphebel als Handhabe auf. Um den Schalter auch ferngesteuert ausschalten zu können, wird er mit einer Betä ¬ tigungseinrichtung versehen, die einen fernsteuerbaren Motor- Antrieb mit einem Federpaar aufweist. Die Betätigungseinrich- tung ist dabei so am Schalter montiert, dass der Kipphebel mittels eines Betätigungselements umgelegt werden kann, das bei Entklinkung einer vorgespannten Feder entsprechend bewegt wird. Die erforderliche Kraft wird von der Feder aufgebracht, die sich dabei entspannt. Zum Spannen der Feder dient der Mo- tor-Antrieb, der die Feder über ein Getriebe mit nach ge ¬ schalteter Mechanik spannt und über eine Verklinkung im gespannten Zustand hält. Derartige auf den Schalter montierte Motor-Antriebe werden auch als Federspeicher-Antriebe be ¬ zeichnet .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu ermöglichen, dass der Schalter nach dem Ausschalten relativ schnell wieder einschaltbar ist. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.

Die Lösung sieht vor, dass zum Ein- und Ausschalten jeweils ein Federpaar vorgesehen ist und die beiden Federpaare je- weils über eine Brücke miteinander verbunden sind, dass die Federpaare sich jeweils auf den einander abgewandten Seiten der Brücken abstützen, dass die beiden Brücken gegeneinander verschieblich mit ihren Federpaaren ineinandergeschachtelt angeordnet sind, dass die einander zugewandten Brücken zum Spannen der Federpaare auseinandergedrückt werden, und dass ein Betätigungselement zum Einschalten an der einen Brücke und ein Betätigungselement zum Ausschalten an der anderen Brücke angeordnet sind. Die Lösungsidee besteht also darin, zwei Federpaare zu verwenden, die von einem Motor-Antrieb gleichzeitig gespannt werden, wobei die beiden verklinkbaren Federpaare (Federpakete) unabhängig voneinander entklinkbar sind. Dabei sind eines der beiden Federpaare zum Einschalten und das andere zum Ausschalten vorgesehen.

Eine technisch einfache Ausführung sieht vor, dass die Brü ¬ cken zum Spannen der Federpaare mittels einer aus zwei Hebeln gebildeten Mechanik auseinandergedrückt werden.

Das gleichzeitige Auseinanderdrücken der beiden Brücken lässt sich erreichen, wenn die beiden Hebel von einer Spannscheibe auseinandergedrückt werden, die auf beiden Seiten einen Mit ¬ nehmer aufweist, auf dem jeweils einer der Hebel aufliegt.

Um die Gegenkräfte beim Spannen der beiden Federpaare klein zu halten, wird vorgeschlagen, dass die beiden Mitnehmer drehgelagert sind. Eine besonders kompakte Ausführung ergibt sich, wenn die Fe ¬ derpaare ineinandergeschachtelt angeordnet sind.

Eine Notabschaltung ist auch bei Stromausfall sichergestellt, wenn das Federpaar zum Einschalten eine kleinere Federkon- stante als das Federpaar zum Ausschalten aufweist, derart, dass, insbesondere von Hand, der eingeschaltete Schalter je ¬ weils mit Hilfe des Ausschalt-Federpaars ausgeschaltet aber der ausgeschaltete Schalter nicht durch das Einschalt- Federpaar wieder eingeschaltet werden kann. Die Anordnung der Federpakete ist also so gestaltet, dass eine (NOT-

) Ausschaltung des Leistungsschalters jederzeit möglich ist. Technisch einfach ist es, wenn die Betätigungselemente als den Brücken ausgebildete Kanten ausgebildet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Schalter mit Betätigungseinrichtung zum ferngesteuert Ein- und Ausschalten, den Motor-Antrieb der Betätigungseinrichtung ge mäß Fig. 1, die Betätigungseinrichtung gemäß Fig. 1 mit gespannten Federpaaren ohne Rahmen, die Betätigungseinrichtung gemäß Fig. 1 nach Ausschalten des Schalters und

Fig. 5 die Ankopplung der EIN- und AUS-Taster.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Schalter 1, der als Leistungsschalter für Niederspannungen ausgelegt ist. Zum Ein- und Ausschalten weist der Schalter 1 eine Handhabe 2 in Form eines Kipphebels 2a (s. Fig. 3 und Fig. 4) auf. Der Kipphebel 2a wird hier mittels einer Betätigungseinrichtung 3 umgelegt, die auf der Vorderseite des Schalter 1 montiert ist. Zum Ein- und Ausschalten weist die Betätigungseinrichtung 3 jeweils ein Federpaar 4, 5 (s. Fig. 3 und 4) auf; vom Federpaar 4 ist in Fig. 1 lediglich eine Schraubenfeder 4a zu sehen, die sich in ihrem entspannten Zustand befindet. Die Federpaare 4, 5 sind entlang von Führungen 6 spannbar und befinden sich in einem Rahmen 7. Zum Spannen dient ein Motor-Antrieb 8 mit einem Motor 9, einem Zahnradgetriebe 10 mit Zahnrädern 10a und Spannmitteln 11 (s. Fig. 2) . Über eine Spannwelle 12 können die beiden Federpaare 4, 5 auch händisch mittels eines Schne ¬ ckenantriebs gespannt werden. Ein AUS-Taster 13 ermöglicht es einer Bedienperson, den Schalter 1 bei gespanntem Federpaar 4 von Hand ausschalten, ein EIN-Taster 14 ihn 1 einzuschalten. Eine nicht gezeigte elektronische Schaltung sorgt dafür, dass die beiden Federpaare 4, 5 mittels elektrischer Steuersignale ferngesteuert durch den Motor-Antrieb 8 gespannt werden und der Schalter 1 ein- als auch wieder ausgeschaltet werden kann .

In Fig. 2 ist nur der Motor-Antrieb 8 gezeigt, der eine

Spannscheibe 15 über den Motor 9 und das Getriebe 10 an ¬ treibt. Die Spannscheibe 15 weist auf beiden Flachseiten ein- ander gegenüberliegend jeweils Mitnehmer 16 auf, die jeweils auf einer Achse 17 über ein Nadellager drehgelagert sind. Auf der Außenseite der zylindrischen Mitnehmer 16 liegt jeweils die Innenseite eines von zwei nach außen gebogenen Hebeln 18 auf, die auf einer gemeinsamen Achse 19 drehgelagert sind. Bewegt sich die Spannscheibe 15 in Richtung des Pfeils 20, so werden die beiden Hebel 18 gleichzeitig voneinander wegge ¬ drückt. Der Pfeil 21 zeigt in Fig. 2 die Bewegungsrichtung des freien Endes 22 des oberen Hebels 18 an; das freie Ende

23 des unteren Hebels 18 bewegt sich dann gleichzeitig nach unten in die entgegen gesetzte Richtung.

In Fig. 3 sind die beiden Federpaare 4, 5 im gespannten Zustand ohne den Rahmen 7 gezeigt, wobei der besseren Übersicht wegen die beiden Hebel 18 weggelassen wurden. Die Federn 4a, 5a der beiden Federpaare 4, 5 sind jeweils über eine Brücke 24, 25 miteinander verbunden. Dabei greift das freie Ende 22 des (oberen) Hebels 18 in eine Aufnahmeöffnung 26 der Brücke

24 ein. Die Aufnahmeöffnung 27 für das freie Ende 23 des (unteren) Hebels 18 ist in Fig. 3 nicht sichtbar; sie befindet sich hinter einem Winkelhebel 28 und wird von diesem verdeckt. Das obere Ende 29 des Winkelhebels 28 ist in einer Ku ¬ lissenführung 30 verrastet, wodurch das Federpaar 5 verklinkt ist. Analog ist das Ende 31 eines Doppelhebels 32 mit einer Kulissenführung 33 der Brücke 24 verrastet und das Federpaar 4 auf diese Weise verklinkt. Wie Fig. 3 zeigt, stützen sich die Federpaare 4, 5 jeweils auf den einander abgewandten Sei ¬ ten der Brücken 24, 25 ab. Beide Brücken 24, 25 können sich entlang der Führungen 6 ungestört bewegen, d.h. sie sind ge- geneinander verschieblich angeordnet, hier ineinander geschachtelt. Selbstverständlich könnte auch vorgesehen sein, dass sich beide aneinander vorbeibewegen. Durch Druck lässt sich ein Schieber 34 in Richtung des Pfeils 35 gegen das untere Ende des Doppelhebels 32 verschieben und die obere Brücke 24 mit den Federn 5a entklinken, so dass sich die Brücke 24 bezogen auf Fig. 3 nach unten bewegt und den vorstehenden Kipphebel 2a nach unten in seine AUS- Stellung drückt. Eine Zugkraft auf den Schieber 36 in Rich ¬ tung des Pfeils 37 bewirkt eine davon unabhängige Entklinkung der unteren Brücke 25, die sich dann nach oben bewegt und den Kipphebel 2a mit der Kante 38 nach oben in seine EIN-Stellung drückt. Die Kante 38 wirkt hier als Betätigungselement 38a; die Kante 39 an der Brücke 24 ist dessen Betätigungselement 39a.

In Fig. 4 ist die Betätigungseinrichtung 3 nach Entklinken der Brücke 24 und damit des Federpaars 4 zum Ausschalten des Schalters 1 gezeigt. Der Schalter 1 ist ausgeschaltet und das Federpaar 5 befindet sich im gespannten Zustand. An sich könnte der Schalter 1 also sofort wieder eingeschaltet wer ¬ den . Die Federkonstanten der Federn 4a, 5a sind unterschiedlich groß, wobei der Unterschied so gewählt ist, dass ein Ein ¬ schalten des Schalters 1 immer nur bei gespanntem Zustand des Ausschalt-Federpaars 4 möglich ist. Deshalb weist das Ein- schalt-Federpaar 5 eine kleinere Federkonstante als das Aus- schalt-Federpaar 4 auf, so dass der eingeschaltete Schalter 1 zwar mit Hilfe des Ausschalt-Federpaars 4 ausgeschaltet, aber der ausgeschaltete Schalter 1 nicht durch das Einschalt- Federpaar 5 wieder eingeschaltet werden kann. Die Betätigungseinrichtung 3 in Fig. 4 lässt sich in dem gezeigten Zu- stand zunächst nicht wieder einschalten, da die Federn 4a schwächer als die Federn 5a sind. Erst nachdem beide Federpaare 4, 5 neu gespannt sind, ist ein erneutes Einschalten möglich . Ein Ausschalten des Schalters 1 kann jederzeit und sogar ohne Betriebsspannung erfolgen, da die Kraft des Ausschalt- Federpaars 4 so stark ist, das sie beim Ausschalten die Ge- genkraft des Federpaketes 5 überwindet.

Fig. 5 zeigt die mechanische Verbindung zwischen dem AUS- Taster 13, dem Schieber 34 und dem Doppelhebel 32 als auch dem EIN-Taster 14, dem Schieber 36 und dem Winkelhebel 28. Der mechanisch von einer Bedienperson betätigte AUS-Taster 13 drückt den Schieber 34 über ein Schwenkelement 40 gegen den Doppelhebel 32, der die obere Brücke 24 mit den Federn 5a entklinkt, die den Kipphebel 2a nach unten in seine Aus ¬ stellung bewegt. Dies ermöglicht es also einer Bedienperson, den Schalter 1 bei gespanntem Federpaar 4 von Hand auszuschalten .

Entsprechend bewirkt der Ein-Taster 14, dass der Schieber 36 über ein Schwenkelement 41 nach rechts gezogen wird, wodurch der Winkelhebel 28 verschwenkt, der die untere Brücke 25 mit den Federn 4a entklinkt, die den Kipphebel 2a nach oben in seine Ein-Stellung bewegt.

Die Schwenkelemente 40, 41 werden im Fernsteuerungsfall von elektro-magnetischen Einrichtungen 42, 43 verschwenkt, die den Schalter 1 ein- bzw. auszuschalten.