Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Drehschalters.

Bei Drehschaltern hängen häufig verschiedene Parameter wie die elektrische Haltbarkeit, die aufzuwendende Kraft zum Betätigen des Schalters, die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Kontakte direkt von der Geschwindigkeit und Kraft ab, mit welchen der Drehschalter betätigt wird. Verschiedene Vorrichtungen zur Betätigung von Drehschaltern sind beispielsweise aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 17 20 869 U, der deutschen Patentschrift DE 35 18 419 C2 und der französischen Offenlegungsschrift FR 2 533 067 AI bekannt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 31 00 602 AI ist eine Drehschalter- Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bekannt. Als Sperrmittel zum Begrenzen einer Drehbewegung eines zweiten Antriebsorgans der Betätigungsvorrichtung ist ein Hemmteil mit Vertiefungen vorgesehen, in die Stifte eingreifen. Als Freigabemittel zum Aufheben der Drehbewegungsbegrenzung dient eine kreisbogenförmig verlaufende Steuerkurve für die Stifte, die in der als erstes Antriebsorgan dienenden antriebsseitigen Kupplungshälfte der Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung zur Betätigung eines Drehschalters vorzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ein der vorliegenden Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, bei einer Vorrichtung zur Betätigung eines Drehschalters die Geschwindigkeit und erforderliche Kraft zur Kontaktbetätigung, d.h. dem Schließen und Öffnen von Kontakten von den zum Betätigen des Drehschalters aufgewendeten Kraft und Geschwindigkeit weitgehend zu entkoppeln. Mit anderen Worten soll die erfindungsgemäße Vorrichtung weitgehend unabhängig von der zum Betätigen des Drehschalters aufgewandten Kraft und Betätigungsgeschwindigkeit Kontakte schließen oder öffnen. Hierzu schlägt die Erfindung einen Mechanismus vor, bei dem zwei Antriebsorgane über eine Feder miteinander gekoppelt sind, und bei dem Sperr- und Freigabemittel vorgesehen sind, welche eine Drehung eines der Antriebsorgane durch die gespannte Feder abhängig von der Stellung des anderen Antriebsorgans sperren oder freigeben. Hierdurch kann die Bewegung des von einem Benutzer betätigten Antriebsorgans von der Bewegung des anderen Antriebsorgans entkoppelt werden. Anders ausgedrückt dient das vom Benutzer betätigbare Antriebsorgan dazu, die federgetriebene Bewegung des anderen Antriebsorgans freizugeben oder zu sperren, so dass unabhängig von der Geschwindigkeit und Kraft, mit denen das eine Antriebsorgan vom Benutzer betätigt wird, das andere Antriebsorgan bewegt wird. Die Erfindung schlägt weiterhin vor, an Führungsabschnitten der beiden Antriebsorgane anliegende Klinken einzusetzen, wobei der Führungsabschnitt des einen Antriebsorgans als Freigabemittel Freigabeabschnitte und der Führungsabschnitt des anderen Antriebsorgans als Sperrmittel zwei Anschläge für die Klinken aufweist. Die an den Führungsabschnitten beider Antriebsorgane anliegenden Klinken können die federgetriebene Bewegung des anderen Antriebsorgans sowohl sperren als auch bei entsprechender Bewegung des einen Antriebsorgans freigeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Ausbildung der Freigabe- und Sperrmittel als integrale Bestandteile der Antriebsorgane und die an den Führungsabschnitten beider Antriebsorgane anliegenden Klinken vergleichsweise einfach aufgebaut, was insbesondere bei der Herstellung von Vorteil ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Drehschalters mit einer Antriebswelle, einem ersten und einem zweiten Antriebsorgan, wobei das erste Antriebsorgan drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt und das zweite Antriebsorgan drehbar auf dem ersten Antriebsorgan gelagert ist, einer Feder, die das erste und zweite Antriebsorgan federnd miteinander koppelt, Sperrmitteln zum Begrenzen der Drehbewegungen des zweiten Antriebsorgans in eine erste und eine zweite, zur ersten entgegengesetzten Drehrichtung, und Freigabemitteln zum Aufheben der Begrenzung der Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans in vorgegebenen Drehstellungen des ersten Antriebsorgans. Erfindungsgemäß weisen die Sperrmittel eine erste Klinke und eine zweite Klinke zum Begrenzen der Drehbewegungen des zweiten Antriebsorgans auf, wobei beide Klinken an Führungsabschnitten der beiden Antriebsorgane anliegen und der Führungsabschnitt des ersten Antriebsorgans als Freigabemittel Freigabeabschnitte für die Klinken und der Führungsabschnitt des zweiten Antriebsorgans als Sperrmittel zwei Anschläge für die Klinken aufweist.

Die Sperr- und Freigabeabschnitte können derart an den Führungsabschnitten vorgesehen sein, dass in einer ersten vorgegebenen Drehstellung des ersten Antriebsorgans für einen ersten Schaltzustand das zweite Antriebsorgan durch die in einen ersten Anschlag eingreifende zweite Klinke für eine Drehung in einer ersten Drehrichtung gesperrt ist, dass durch eine Drehung des ersten Antriebsorgans in die erste Drehrichtung um einen vorgegebenen Winkel bis in eine zweite vorgegebene Drehstellung die Feder gespannt, die zweite Klinke durch einen ersten der Freigabeabschnitte freigegeben und das zweite Antriebsorgan durch die in der gespannten Feder gespeicherte Federkraft in die erste Drehrichtung bis in einen zweiten Schaltzustand gedreht wird, dass im zweiten Schaltzustand das zweite Antriebsorgan durch die in einen zweiten Anschlag eingreifende erste Klinke für eine Drehung in einer zweiten, zur ersten entgegengesetzten Drehrichtung gesperrt ist, und dass durch eine Drehung des ersten Antriebsorgans in die zweite Drehrichtung um den vorgegebenen Winkel die Feder gespannt, die erste Klinke nach Drehung um den vorgegebenen Winkel durch einen zweiten der Freigabeabschnitte freigegeben und das zweite Antriebsorgan durch die in der gespannten Feder gespeicherte Federkraft in die zweite Drehrichtung zurück in den ersten Schaltzustand gedreht wird.

Am ersten Antriebsorgan können zwei Freigabeabschnitte mit einem etwa dem vorgegebenen Winkel entsprechenden Winkelabstand vorgesehen sein und am zweiten Antriebsorgan kann ein Sperrabschnitt vorgesehen sein, der die zwei Anschläge für die erste und zweite Klinke aufweist.

Die erste und zweite Klinke können schwenkbar um eine gemeinsame Achse oberhalb der Führungsabschnitte angeordnet sein und durch eine Feder auf die Führungsabschnitte gedrückt werden. Das erste Antriebsorgan kann einen die Antriebswelle zumindest teilweise umgreifenden ersten Abschnitt und einen zweiten scheibenförmigen, den ersten Abschnitt abschließenden Abschnitt aufweist, wobei der zweite scheibenförmige Abschnitt an seinem Rand den Führungsabschnitt mit den Freigabeabschnitten für die Klinken aufweisen. Das zweite Antriebsorgan kann einen den ersten Abschnitt des ersten Antriebsorgans zumindest teilweise umgreifenden ersten Abschnitt und einen zweiten scheibenförmigen, den ersten Abschnitt abschließenden Abschnitt aufweisen, wobei der zweite scheibenförmige Abschnitt an seinem Rand den Führungsabschnitt mit den zwei Anschlägen für die Klinken sowie einen Zahnradabschnitt aufweist. Das zweite Antriebsorgan kann als Antriebsritzel ausgebildet sein, das ein mit einer Achse eines Rotationskontaktkörpers gekoppeltes Zahnrad antreiben kann.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Drehschalter mit einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Betätigungs Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in dem in Fig. 1 gezeigten Drehschalter eingesetzt wird;

Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht des Antriebs der Betätigungsvorrichtung von Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere perspektivische Detailansicht des Antriebs der Betätigungs Vorrichtung von Fig. 2; Fig. 5 eine weitere perspektivische Detailansicht des Antriebs der Betätigungs Vorrichtung von Fig. 2;

Fig. 6 die perspektivische Detailansicht von Fig. 5, wobei ein Antriebsritzel entfernt ist;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den in Fig. 6 gezeigten Antrieb im Freilauf; und Fig. 8 eine weitere Draufsicht auf den in Fig. 6 gezeigten Antrieb im Anschlag bei geschlossenen Kontakten des Drehschalters.

In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.

Fig. 1 zeigt einen Drehschalter 50, in dem die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung eingesetzt wird. Das Gehäuse 54 des Schalters 50 verdeckt hierbei die Betätigungsvorrichtung. Ein derartiger Drehschalter 50 wird beispielsweise in einem Schaltschrank montiert. Zum Betätigen des Kontaktapparates des Drehschalters ist der Schalter 50 mit einem Drehknebel 52 versehen.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Betätigungs Vorrichtung 10, wie sie in dem in Fig. 1 gezeigten Schalter 50 eingesetzt werden kann. Die dargestellte Vorrichtung 10 umfasst eine Antriebswelle 12 mit einer Aufstecköffnung 120 für den Drehknebel 52, der drehfest auf die Öffnung 120 aufgesteckt werden kann. Bezugszeichen 56 bezeichnet ein Lager für die Antriebswelle 12, das beispielsweise in einem Schaltschrank, insbesondere an einer Schaltschranktür innenseitige montiert sein kann. In Fig. 2 ist weiterhin ein Kegel-Getriebe 58 erkennbar, das über ein auf der Antriebswelle 12 drehfest befestigtes Zahnrad bei einer Drehung der Antriebswelle 12 angetrieben wird. Die Elemente 56 und 58 sind hierbei keine notwendigen Bestandteile der Betätigungsvorrichtung 10. Die Betätigungs Vorrichtung 10 umfasst neben der Antriebswelle 12 ein erstes Antriebsorgan 12, ein zweites Antriebsorgan 16 und eine die beiden Organe 14 und 16 koppelnde Schraubenfeder 18, deren Federachse parallel zur Achse der Antriebswelle verläuft und die an ihren beiden Enden fest eingespannt ist, wobei ein Ende mit dem ersten Antriebsorgan 14 und das andere Ende mit dem zweiten Antriebsorgan 16 fest gekoppelt ist.

Das erste Antriebsorgan 14 ist drehfest mit der Antriebswelle 12 gekoppelt, dreht sich also bei einer Drehung der Antriebswelle mit dieser mit. Das zweite Antriebsorgan 16 ist drehbar auf dem ersten Antriebsorgan 14 gelagert, nämlich wie in Fig. 4 erkennbar über das erste Antriebsorgan 14 geschoben.

Durch die koppelnde Feder 18 wird eine Drehbewegung des ersten Antriebsorgans 14 prinzipiell auf das zweite Antriebsorgan 16 übertragen. Um die Übertragung dieser Drehbewegung und damit die üblicherweise manuelle Drehbewegung über den Drehknebel von einer Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans 16 zu entkoppeln, sind eine erste und zweite Klinke 20 bzw. 22 (siehe Fig. 3) vorgesehen, welche die Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans 16 beschränken bzw. sperren. Hierzu sind die Klinken 20 und 22 um eine gemeinsame Achse 40 schwenkbar und werden von einer auf der Achse 40 angeordneten Feder 42 auf Führungsabschnitte 24 und 26 der beiden Antriebsorgane 14 bzw. 16 gedrückt. Der Führungsabschnitt 24 des ersten Antriebsorgans 14 weist zwei Freigabeabschnitte 28, 30 als Freigabemittel für die Klinken 20, 22 auf. Die Freigabeabschnitte 28, 30 sind so ausgebildet, dass sie die Klinken 20, 22 radial soweit anheben, dass sie nicht mehr eine Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans 16 sperren bzw. blockieren. Hierbei sind die Freigabeabschnitte 28 und 30 so geformt, dass sie abhängig von der Drehstellung des ersten Antriebsorgans 14 eine oder beide Klinken 20, 22 anheben.

Der Führungsabschnitt 26 des zweiten Antriebsorgans 16 weist einen Sperrabschnitt 32 auf, der zwei Anschläge 320 und 322 für die Klinken 20 und 22 bildet. Sobald eine Klinke 20, 22 in einen der Anschläge 320, 322 eingreift und nicht durch einen Freigabeabschnitt 28, 30 des ersten Antriebsorgans radial angehoben wird, ist eine Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans 16 in eine erste oder eine zweite, zur ersten entgegengesetzte Drehrichtung 34 bzw. 36 gesperrt.

Fig. 3 zeigt Elemente der Betätigungs Vorrichtung 10 in einem ersten Schaltzustand, in dem beispielsweise der Kontaktapparat des Schaltgeräts durch die Betätigungs Vorrichtung in eine Stellung gebracht ist, in der die Kontakte des Schaltgeräts geöffnet sind. Im ersten Schaltzustand greift die zweite Klinke 22 in einen Klinken- Anschlag 322 des Sperrabschnitts 32 auf dem Führungsabschnitt 26 des zweiten Antriebsorgans 16 ein und sperrt eine Drehbewegung dieses Organs in eine erste Drehrichtung 34, um einen zweiten Schaltzustand zu erreichen. Wird nun die Antriebswelle 12 und mit ihr das drehfest verbundene erste Antriebsorgan 14 in die erste Drehrichtung 34 um einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise etwa 120° gedreht, wird die Feder 18 durch die Drehung gespannt und bei Erreichen der dem zweiten Schaltzustand entsprechenden Stellung durch das erste Antriebsorgan 14 die zweite Klinke 22 durch den Freigabeabschnitt 30 des Führungsabschnitts 24 des ersten Antriebsorgans 14 radial angehoben, wodurch die Sperre einer Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans 16 aufgehoben wird und die in der gespannten Feder 18 gespeicherte Federkraft eine Drehung des zweiten Antriebsorgans 16 in die erste Drehrichtung bewirkt. Diese Drehung führt dazu, dass das Zahnrad 38 (Fig. 2) über den Zahnradabschnitt 260 gedreht wird, wodurch der Kontaktapparat in eine Stellung gebracht wird, in der die Kontakte des Drehschalters beispielsweise geschlossen sind. In diesem zweiten Schaltzustand greift nun die Klinke 20 in einen Klinken- Anschlag 320 des Sperrabschnitts 32 auf dem Führungsabschnitt 26 des zweiten Antriebsorgans 16 ein und sperrt eine Drehbewegung dieses Organs in eine zweite Drehrichtung 36, die zur ersten Drehrichtung 34 entgegen gesetzt ist, so dass das zweite Antriebsorgan 16 daran gehindert ist, in den ersten Schaltzustand zurück gedreht zu werden. Wird nun die Antriebswelle 12 und mit ihr das drehfest verbundene erste Antriebsorgan 14 in die zweite Drehrichtung 36 um einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise etwa 120° gedreht, wird wieder die Feder 18 durch die Drehung gespannt und bei Erreichen der dem ersten Schaltzustand entsprechenden Stellung durch das erste Antriebsorgan 14 die erste Klinke 20 durch den Freigabeabschnitt 28 des Führungsabschnitts 24 des ersten Antriebsorgans 14 radial angehoben, wodurch die Sperre einer Drehbewegung des zweiten Antriebsorgans 16 aufgehoben wird und die in der gespannten Feder 18 gespeicherte Federkraft eine Drehung des zweiten Antriebsorgans 16 in die zweite Drehrichtung bewirkt. Diese Drehung führt dazu, dass das Zahnrad 38 (Fig. 2) über den Zahnradabschnitt 260 gedreht wird, wodurch der Kontaktapparat in eine Stellung gebracht wird, in der die Kontakte des Drehschalters offen sind. Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung der beiden Antriebsorgane 14 und 16 im montierten Zustand: das erste Antriebsorgan 14 weist einen ersten Abschnitt 140 auf, mit dem es drehfest auf der Antriebswelle montiert werden kann. Ein zweiter Abschnitt 142 des Organs 14 schließt den ersten Abschnitt 140 ab und ist scheibenförmig ausgebildet. An seinem Rand weist dieser Abschnitt 142 den Führungsabschnitt 24 mit den beiden Freigabeabschnitten 28 und 30 für die Klinken auf. Ein erster Abschnitt 160 des zweiten Antriebsorgans 16 ist drehbar auf dem ersten Abschnitt 140 des ersten Organs 14 gelagert, insbesondere über diesen Abschnitt geschoben. Der erste Abschnitt 160 wird durch einen scheibenförmigen Abschnitt 162 abgeschlossen, dessen Rand den Führungsabschnitt den Führungsabschnitt 26 mit dem Sperrabschnitte 32 für die Klinken und einen Zahnradabschnitt 260 zum Bewegen eines Zahnrads des Kontaktapparates des Drehschalters aufweist.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ansicht der Betätigungsvorrichtung 10 und Fig. 6 eine Ansicht, bei der das zweite Antriebsorgan 16 entfernt ist. Fig. 7 und 8 zeigen Draufsichten auf die Betätigungsvorrichtung 10 mit entferntem zweitem Antriebsorgan 16: in Fig. 7 ist eine Freilaufstellung gezeigt, bei welcher die erste Klinke 20 durch den Freigabeabschnitt 28 radial angehoben ist und dadurch nicht mehr die Drehung des zweiten Antriebsorgans 16 in die zweite Drehrichtung 36 sperren kann. Die zweite Klinke 22 ist dagegen nicht angehoben und kann die Drehung des zweiten Antriebsorgans 16 in die erste Drehrichtung 34 sperren. Fig. 8 zeigt eine Stellung, bei welcher die zweite Klinke 22 durch den Freigabeabschnitt 30 radial angehoben ist und somit die Drehung des zweiten Antriebsorgans 16 in die erste Drehrichtung 34 nicht sperren kann, während die erste Klinke 20 nicht radial angehoben ist und die Drehung des zweiten Antriebsorgans 16 in die zweite Drehrichtung 36 sperren kann. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Zustand befindet sich das erste Antriebsorgan 14 im Anschlag (Formschluss) und kann dadurch nicht weiter in die erste Drehrichtung 34 gedreht werden.

Bezugszeichen

10 Drehschalter-Betätigungsvorrichtung

12 Antriebswelle

120 Drehknebel- Aufstecköffnung

14 erstes Antriebsorgan

140 erster Abschnitt des zweiten Antriebsorgans 14

142 zweiter Abschnitt des zweiten Antriebsorgans 14

16 zweites Antriebsorgan

160 erster Abschnitt des zweiten Antriebsorgans 16

162 zweiter Abschnitt des zweiten Antriebsorgans 16

18 Feder

20 erste Klinke

22 zweite Klinke

24 Führungsabschnitt

26 Führungsabschnitt

260 Zahnradabschnitt

28 Freigabeabschnitt

30 Freigabeabschnitt

32 Sperrabschnitt

320 Klinken- Anschlag

322 Klinken- Anschlag

34 erste Drehrichtung

36 zweite Drehrichtung

38 Zahnrad

40 Klinken- S chwenkachse

42 Feder

50 Drehschalter

52 Drehknebel

54 Schaltergehäuse

56 Antriebswellen-Lager

58 Getriebe

60 Kontaktapparat des Drehschalters 50