-
Die
Erfindung betrifft ein koaxiales Antriebswellensystem für
einen Geräteeinschub zum Einschieben in ein Einschubfach
eines Schaltschrankes. Das Antriebswellensystem weist eine äußere
Antriebswelle zum Verfahren eines Steuerkontaktsystems und eine
innere Antriebswelle zum Verfahren eines Hauptkontaktsystems des
Geräteeinschubs und eine Zugangsöffnung zum Einstecken
eines ersten oder zweiten Betätigungswerkzeuges zum Antreiben der
dahinterliegenden Antriebswellen in ihre jeweiligen ersten oder
zweiten Drehendstellungen auf.
-
Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Frontbaugruppe für einen Geräteeinschub
zum Einschieben in ein Einschubfach eines Schaltschrankes.
-
Darüber
hinaus betrifft die Erfindung Geräteeinschübe,
insbesondere zum Einschieben in ein Einschubfach eines Schaltschrankes.
-
Schließlich
betrifft die Erfindung einen Schaltschrank mit einer Vielzahl von
Einschubfächern, in welchen derartige Geräteeinschübe
entfernbar aufgenommen sind.
-
Die
betrachteten Geräteeinschübe können sogenannte
Normaleinschübe sein, deren Breite sich über die
gesamte Gerätefachbreite eines Schaltschrankes erstreckt.
Die Geräteeinschübe können alternativ
oder zusätzlich sogenannte Kleineinschübe sein,
welche zum Einschub in ein dafür vorgesehenes Einschub fach
vorzugsweise die Hälfte oder ein Viertel der zur Verfügung
stehenden Gerätefachbreite benötigen.
-
Aus
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 296 16 546 U1 ist ein Geräteeinschub
für eine Schaltanlage mit durch konzentrische Schaltwellen
betätigbaren Trennkontaktanordnungen für Haupt-
und Hilfsstromkreise sowie mit einer an dem Geräteeinschub
angeordneten Anzeigevorrichtung für den Betriebszustand
der Trennkontaktanordnungen bekannt.
-
Geräteeinschübe
sowie Schaltschränke sind allgemein bekannt. Sie werden
insbesondere bei industriellen Anlagen in vielfältiger
Weise eingesetzt. Durch die Einschubtechnik können elektrische
und elektronische Baugruppen einfach zusammengestellt werden. Ein
Auswechseln solcher Geräteeinschübe ist auf einfache
Weise möglich.
-
Die
betrachteten Geräteeinschübe weisen jeweils ein
koaxiales Antriebswellensystem zum Einstellen zweier oder mehrerer
Schaltstellungen des jeweiligen Geräteeinschubs auf. Vorzugsweise
ist das koaxiale Antriebswellensystem derart ausgebildet, dass mittels
eines ersten Betätigungswerkzeuges in Form eines Schlüssels
eine innere und eine äußere Antriebswelle gemeinsam
betätigt werden können (siehe 17).
Dadurch ist ein Verfahren eines mit der inneren Antriebswelle verbundenen
Hauptkontaktsystems zum Kontaktieren mit schaltschrankseitigen feststehenden
Hauptstromkontakten möglich. Zugleich wird ein mit der äußeren
Antriebswelle verbundenes Steuerkontaktsystem zum Kontaktieren mit
schaltschrankseitigen feststehenden Steuerstromkontakten verfahren.
Es werden somit beide Antriebswellen von einer Trennstellung in
eine Betriebsstellung des Geräteeinschubs gedreht, wobei die
Trennstellung die eine Drehendstellung und die Betriebsstellung
die andere Drehendstellung des Antriebswellensystems ist.
-
Mittels
eines zweiten Betätigungswerkzeuges ist nur ein Verfahren
der äußeren Antriebswelle möglich (siehe 18).
Dadurch wird der Geräteeinschub von einer Trennstellung
in eine Teststellung geschaltet, wobei hier die Trennstellung die
eine Drehendstellung und die Teststellung die andere Drehendstellung
des Antriebswellensystems ist. Typischerweise sind die Drehendstellungen
um 180° zueinander versetzt.
-
Heutige
Geräteeinschübe weisen den Nachteil auf, dass
sich die mit den Antriebswellen verbundenen Kontaktsysteme aufgrund
von starken Vibrationen oder Erschütterungen, wie z. B.
bei einem Einsatz der Geräteeinschübe in Baggern,
auf Schiffen und dergleichen, oder aufgrund von elektromagnetische
Vibrationen oder Schwingungen mit der Zeit zu „wandern"
beginnen können. Dies hat zur Folge, dass sich die Antriebswellen
aus ihrer jeweiligen Drehendstellung heraus in eine undefinierte
Zwischenstellung verdrehen können und dass somit keine
sichere Kontaktierung mehr gewährleistet wäre.
Ein Ausfall des Geräteeinschubs könnte bei diesen
Anwendungen nur mit hohem Zusatzaufwand vermieden werden.
-
Es
ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein koaxiales Antriebswellensystem
anzugeben, welches die obengenannten Nachteile nicht aufweist.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Frontbaugruppe
mit einem derartigen koaxialen Antriebswellensystem für
einen Geräteeinschub anzugeben.
-
Eine
weitere Aufgabe ist es, Geräteeinschübe mit einem
derartigen koaxialen Antriebswellensystem bzw. mit einer derartigen
Frontbaugruppe anzugeben.
-
Schließlich
ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Schaltschrank mit einer
Vielzahl von Einschubfächern anzugeben, in welchen derartige
Geräteeinschübe entfernbar aufgenommen sind.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem koaxialen Antriebswellensystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen des koaxialen Antriebswellensystems sind in den abhängigen
Ansprüchen 2 bis 10 angegeben. Im Anspruch 11 ist eine
Frontbaugruppe mit einem derartigen koaxialen Antriebswellensystem
genannt. In den Ansprüchen 12 und 13 sind Geräteeinschübe
mit einem derartigen koaxialen Antriebswellensystem bzw. einer derartigen
Frontbaugruppe genannt. Im Anspruch 14 ist ein Schaltschrank mit
einer Vielzahl von Einschubfächern angegeben, in welche
derartige Geräteeinschübe entfernbar aufgenommen
sind.
-
Erfindungsgemäß ist
die innere Antriebswelle gegenüber der äußeren
Antriebswelle gegen die Kraft einer Druckfeder axial verschiebbar
angeordnet. Mit „axial" ist eine Richtung parallel zur
Drehachse des koaxialen Antriebswellensystems bezeichnet. Die innere
Antriebswelle ist mittels des ersten Betätigungswerkzeuges
(siehe 17) nur in einer Gedrücktstellung
von der einen Drehendstellung in die jeweils andere Drehendstellung
drehbar. Die Druckfeder ist vorzugsweise eine zylindrische, auf
einem der Zugangsöffnung gegenüberliegenden Wellenende
aufgeschobene Druckfeder. Sie kann alternativ eine Biegefeder, eine
Gasdruckfeder oder dergleichen sein.
-
Damit
ist der große Vorteil verbunden, dass eine sichere Fixierung
der Antriebswellen in ihrer jeweiligen Drehendstellung gegeben ist.
Eine Verschiebung der Kontaktsysteme aufgrund von Schwingungen und
Vibrationen wird zuverlässig verhindert. Zum möglichen
Verdrehen muss die innere Antriebswelle aktiv von einer Ruhestellung
in eine Gedrücktstellung mittels eines der Betätigungswerkzeuge
bewegt werden.
-
Ein
weiterer großer Vorteil ist, dass ein Bediener eines Geräteeinschubs
eine taktile Rückmeldung in Form eines spürbaren
Einrastens beim Erreichen der jeweiligen Drehendstellung erhält.
-
Nach
einer Ausführungsform ist die innere Antriebswelle über
eine Formschlussverbindung in ihrer jeweiligen Drehendstellung verrastbar.
Dadurch wird eine besonders zuverlässige Fixierung der
inneren Antriebswelle in ihrer jeweiligen Drehendstellung erreicht.
-
Alternativ
oder zusätzlich ist die innere Antriebswelle einer weiteren
Ausführungsform zufolge über eine durch die Druckfeder
bewirkte Kraftschlussverbindung in ihrer jeweiligen Drehendstellung
drehfest fixierbar. Dadurch wird Zuverlässigkeit der Fixierung
nochmals erhöht.
-
Vorzugsweise
weisen die innere und äußere Antriebswelle jeweils
eine Mitnehmeraussparung im Bereich der Zugangsöffnung
auf, welche mit einem jeweiligen Mitnehmer des ersten oder zweiten
Betätigungswerkzeuges korrespondiert. Die innere und äußere
Antriebswelle sind mittels des ersten Betätigungswerkzeuges
mit einem in beide Mitnehmeraussparungen der Antriebswellen eingreifenden
ersten Mitnehmer gemeinsam betätigbar.
-
Die äußere
Antriebswelle ist mittels des zweiten Betätigungswerkzeuges
mit einem nur in die Mitnehmeraussparung der äußeren
Antriebswelle eingreifenden zweiten Mitnehmer betätigbar.
-
Nach
einer Ausführungsform weisen die jeweiligen Drehendstellungen
der inneren und äußeren Antriebswelle einen vorgegebenen
Drehwinkel zueinander auf. Insbesondere beträgt der Drehwinkel 180°.
Alternativ kann dieser 90° betragen. Dadurch kann ein Bediener
optisch das Erreichen der jeweiligen Drehendstellung feststellen.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform weist die äußere
Antriebswelle eine erste Außenverzahnung zum Verfahren
des Steuerkontaktsystems auf. Die innere Antriebswelle weist eine
zur ersten Außenverzahnung axial benachbarte zweite Außenverzahnung
zum Verfahren des Hauptkontaktsystems auf. Dadurch ist ein schlupffreies
Verfahren der beiden Kontaktsysteme vorteilhaft möglich.
Typischerweise handelt es sich bei der Außenverzahnung
um ein auf der jeweiligen Antriebswelle aufgebrachtes Zahnrad. Alternativ
kann die jeweilige Antriebswelle aus einem Stück gefertigt
sein.
-
Nach
einer besonderen Ausführungsform weist die innere Antriebswelle
zwei Ausnehmungen, insbesondere zwei sich gegenüberliegende
und vorzugsweise segmentförmige Ausnehmungen, an einer
gleichen axialen Position zwischen der ersten und zweiten Außenverzahnung
auf. Die beiden Ausnehmungen sind derart geometrisch auf ein Gegenstück
im Geräteeinschub abgestimmt, dass die innere Antriebswelle
nur in den Drehendstellungen durch die Rückstellkraft der
Druckfeder in das Gegenstück einrastbar ist. Dadurch ist
auf mechanisch besonders einfache Weise eine zuverlässige
Fixierung der inneren Antriebswelle in ihrer jeweiligen Drehendstellung möglich.
-
Ist
die zweite Außenverzahnung der inneren Antriebswelle mit
einer antriebsseitigen Verzahnung zumindest einer Schubstange zum
Verfahren des Hauptkontaktsystems im Eingriff und ist ein seitlicher, entlang
einer Schubrichtung verlaufender Steg der Schubstange das besagte
Gegenstück, so können die Ausnehmungen der inneren
Antriebswelle in oder an dem Gegenstück einrasten. Der
besondere Vorteil dabei ist, dass kein separates Gegenstück
im Geräteeinschub angebracht werden muss. Es wird in vorteilhafter
Weise die sowieso benötigte Schubstange verwendet.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Außenverzahnung
der inneren Antriebswelle mit einer antriebsseitigen Verzahnung
einer Schubstange zum Verfahren des Hauptkontaktsystems im Eingriff.
Die antriebsseitige Verzahnung ist derart ausgebildet, dass eine
Drehbewegung der inneren Antriebswelle zwischen den jeweiligen Endstellungen
nur in der Gedrücktstellung möglich ist. Dies kann
z. B. dadurch erreicht werden, dass die Verzahnung der Zahnstange
zwischen den beiden Drehendstellungen „aufgefüllt"
ist, so dass für den Fall einer gewünschten Drehbewegung
bei nicht gedrückter innerer Antriebswelle die Verzahnung
blockiert ist. Im einfachsten Fall wird in der Schubstange keine
Verzahnung entlang des in Schubrichtung verlaufenden Bereiches eingebracht.
Alternativ kann eine bestehende Verzahnung aufgefüllt werden.
-
Nach
einer weiteren Ausführungsform weist die innere Antriebswelle
zumindest eine Rastnase an einer radialen Außenseite und
an einer gleichen axialen Position zwischen der ersten und zweiten
Außenverzahnung auf. Mit „radial" ist eine Richtung
zu oder weg von der Drehachse des koaxialen Antriebswellensystems
bezeichnet. Vorzugsweise ist nur eine Rastnase am Außenumfang
der inneren Antriebswelle vorhanden. Die zumindest eine Rastnase
ist derart geometrisch auf die Aussparungen in einer Lagerplatte
im Geräteeinschub abgestimmt, dass die innere Antriebswelle
nur in den Drehendstellungen durch die Rückstellkraft der
Druckfeder in die Aussparungen einrastbar ist. Vorzugsweise liegen
sich die Aussparungen in Bezug auf die Drehachse des koaxialen Antriebswellensystems
gegenüber. Dies ist vorteilhaft für Drehwinkel
von 180° zwischen den jeweiligen Drehendstellungen. Um
die Rastung zwischen der zumindest einen Rastnase und den korrespondierenden
Aussparungen aufzuheben, muss die innere Antriebswelle mittels des
ersten Betätigungswerkzeuges axial gegen die Druckfeder
bewegt werden.
-
Nach
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform
ist zumindest eine Mitnehmernase an einer radialen Außenseite
der inneren Antriebswelle angeordnet. Die äußere
Antriebswelle weist etwa im gleichen axialen Bereich einen entlang
der radialen Außenseite der äußeren Antriebswelle
teilweise tangential verlaufenden Ausschnitt mit einer axialen Rastvertiefung
an den Ausschnittenden auf. Mit „tangential" ist eine Richtung
um die Drehachse des Antriebswellensystems herum bezeichnet. Die Mitnehmernase
fährt bei einer Drehbetätigung der äußeren
Antriebswelle derart in den Ausschnitt der äußeren
Antriebswelle ein, dass die äußere Antriebswelle
mit der inneren Antriebswelle in einer der beiden Enddrehstellungen,
das heißt in der Trenn- oder Teststellung, verrastet. In
diesen Drehendstellungen bewirkt die Druckfeder, dass die Mitnehmernase
an der inneren Antriebswelle wieder in den Ausschnitt der äußeren
Antriebswelle gedrückt wird und somit eine sichere Fixierung
der äußeren Antriebswelle gegeben ist.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer Frontbaugruppe für
einen Geräteeinschub zum Einschieben in ein Einschubfach
eines Schaltschrankes gelöst. Die Frontbaugruppe weist
in kennzeichnender Weise zumindest teilweise ein erfindungsgemäßes
koaxiales Antriebswellensystem zum Einstellen zweier oder mehrerer
Schaltstellungen des Geräteeinschubs auf. Eine derartige
Baugruppe weist vorteilhaft eine geringe Anzahl von Bauteilen auf.
Sie ist mit erheblich geringerem Aufwand montierbar. Im Vergleich
zu einer „offenen" Anordnung ist diese zudem gegenüber
Verschmutzung, Feuchtigkeit oder mechanischen Beschädigungen
geschützt.
-
Vorzugsweise
weist die Frontbaugruppe einen Handschieber zum Verschließen
oder zum Freigeben der Zugangsöffnung des Antriebwellensystems
auf. Der Handschieber ist derart mit einem Drehbetätigungsmechanismus
eines Hauptschalters des Geräteeinschubs verbindbar, dass
ein Einschalten des Hauptschalters bei geöffnetem Handschieber und
ein Öffnen des Handschiebers bei eingeschaltetem Hauptschalter
nicht möglich ist. Durch den gegenseitigen Verriegelungsmechanismus
wird die Sicherheit des Geräteeinschubs erhöht.
-
Alternativ
kann die Frontbaugruppe einen Handschieber zum Verschließen
oder zum Freigeben der Zugangsöffnung des Antriebwellensystems sowie
eine Handhabe zur Betätigung eines Hauptschalters aufweisen.
Der Handschieber ist derart mit einem Drehbetätigungsmechanismus
der Handhabe des Hauptschalters des Geräteeinschubs verbunden,
dass ein Einschalten des Hauptschalters bei geöffnetem
Handschieber und ein Öffnen des Handschiebers bei eingeschaltetem
Hauptschalter nicht möglich ist. Auch in diesem Fall wird
die Sicherheit des Geräteeinschubs durch den gegenseitigen
Verriegelungsmechanismus erhöht.
-
Die
Aufgabe wird weiterhin durch einen Geräteeinschub, insbesondere
zum Einschieben in ein Einschubfach eines Schaltschrankes, mit einer Frontplatte
mit einer Aussparung zur Aufnahme einer erfindungsgemäßen
Frontbaugruppe zum Einstellen zweier oder mehrerer Schaltstellungen
des Geräteeinschubs und gegebenenfalls zum Betätigen
eines Hauptschalters des Geräteeinschubs gelöst.
Ein derartiger Geräteeinschub weist eine höhere
Zuverlässigkeit in rauen Einsatzfeldern mit starken Schwingungen
und Vibrationen auf, wie z. B. auf einem Schiff oder in einem Bagger.
-
Schließlich
wird die Aufgabe durch einen Schaltschrank mit einer Vielzahl von
Einschubfächern gelöst, in welche erfindungsgemäße
Geräteeinschübe entfernbar aufgenommen sind. Ein
solcher Schaltschrank ist vorteilhaft in rauen Einsatzfeldern mit
starken Schwingungen und Vibrationen einsetzbar.
-
Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung
werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher
beschrieben. Es zeigen
-
1 in
einem Schaltschrank eingeschobene beispielhafte Geräteeinschübe
in Form von Kleineinschüben,
-
2 in
einem Schaltschrank eingeschobene beispielhafte Geräteeinschübe
in Form von Normaleinschüben,
-
3 eine
perspektivische Ansicht eines Kleineinschubs,
-
4 eine
perspektivische Ansicht eines Normaleinschubs,
-
5 eine
beispielhafte Frontbaugruppe mit einem erfindungsgemäßen
Antriebswellensystem vorzugsweise für einen Kleineinschub
in perspektivischer Ansicht,
-
6 eine
beispielhafte Frontbaugruppe mit einem erfindungsgemäßen
Antriebswellensystem vorzugsweise für einen Normaleinschub
in perspektivischer Ansicht,
-
7 eine
Explosionsdarstellung der Frontbaugruppe gemäß
-
6 mit
dem koaxialen Antriebswellensystem mit dargestellten anzutreibenden
Schubstangen,
-
8 ein
beispielhafter im Schnitt dargestellter Kleineinschub mit einem
erfindungsgemäßen koaxialen Antriebswellensystem
mit eingefahrenen Schubstangen,
-
9 eine
Schnittdarstellung durch das Antriebswellensystem der Frontbaugruppe
gemäß 8 mit ausgefahrenen Schubstangen
im Detail,
-
10 eine
Schnittdarstellung durch das Antriebswellensystem der Frontbaugruppe
gemäß 8 mit eingefahrenen Schubstangen
sowie eine innere Antriebswelle in einer Gedrücktstellung
im Detail,
-
11 eine
Schnittdarstellung durch das Antriebswellensystem entlang der in 10 eingetragenen
Schnittlinie XI-XI mit erfindungsgemäßen Ausnehmungen
an der inneren Antriebswelle im Detail,
-
12 eine
Explosionsdarstellung einer beispielhaften Frontbaugruppe vorzugsweise
für einen Normalein schub mit einer Rastnase und Aussparungen
gemäß der Erfindung,
-
13 eine
Ansicht auf ein Unterteil der Frontbaugruppe gemäß 12 mit
dem Antriebswellensystem in einer Ruhestellung der inneren Antriebswelle,
-
14 eine
Ansicht auf das Unterteil gemäß 13 in
einer Gedrücktstellung der inneren Antriebswelle,
-
15 ein
koaxiales Antriebswellensystem vorzugsweise für einen Kleineinschub
mit einer inneren Antriebswelle und einer mit dieser verrasteten äußeren
Antriebswelle gemäß der Erfindung,
-
16 das
koaxiale Antriebswellensystem gemäß 15 im
entrasteten Zustand der beiden Antriebswellen,
-
17 beispielhaft
ein erstes Betätigungswerkzeug und
-
18 beispielhaft
ein zweites Betätigungswerkzeug
-
1 zeigt
in einem Schaltschrank 100 eingeschobene beispielhafte
Geräteeinschübe 1 in Form von Kleineinschüben.
Der gezeigte Schaltschrank 100 kann mehrere Einschubzeilen,
wie z. B. fünf, und mehrere Einschubfächer je
Einschubzeile aufweisen. Im Beispiel der 1 sind in
der ersten Einschubzeile beispielhaft vier modulare Geräteeinschübe 1 entfernbar
eingeschoben. In der darunter liegenden Einschubzeile sind zwei
Geräteeinschübe 1 mit einer im Vergleich
zu den oberen Geräteeinschüben 1 doppelten
Baubreite eingeschoben. Mit dem Bezugszeichen 2 ist eine
Frontseite der Geräteeinschübe 1 bezeichnet,
mit dem Bezugszeichen 11 eine jeweilige Frontplat te. In
ihr ist jeweils eine Frontbaugruppe 3 zum Einstellen zweier
oder mehrerer Schaltstellungen des jeweiligen Geräteeinschubs 1 eingebracht.
Mit dem Bezugszeichen 31 ist ein Handschieber zum Öffnen
oder Verschließen einer in dieser Figur verdeckten Zugangsöffnung
bezeichnet. Die Zugangsöffnung ist zum Einstecken eines
Betätigungswerkzeugs zum Einstellen der verschiedenen Schaltstellungen
vorgesehen. Mit dem Bezugszeichen 4 ist eine Handhabe zur
Betätigung eines im Inneren des jeweiligen Geräteeinschubs 1 angeordneten
Hauptschalters bezeichnet.
-
2 zeigt
in einem Schaltschrank 100 eingeschobene beispielhafte
Geräteeinschübe 1 in Form von Normaleinschüben.
Sie weisen eine Baubreite auf, die sich über die gesamte
Zeilenbreite des gezeigten Schaltschranks 100 erstreckt.
Insbesondere ist die Baubreite doppelt bzw. viermal so groß wie die
Baubreite der in 1 gezeigten Kleineinschübe 1.
Mit dem Bezugszeichen 3 ist eine Frontbaugruppe bezeichnet.
Die untere Schrankzeile zeigt die Frontbaugruppe 3 mit
geöffnetem Handschieber 31, so dass nun die Zugangsöffnung 32 zum
Einstecken eines Betätigungswerkzeuges zu sehen ist. Die
Handhabe 4 ist im Gegensatz zum Beispiel der 1 nicht in
der Frontbaugruppe 3 integriert, sondern separat im Bereich
der Frontseite 2 angeordnet.
-
3 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Kleineinschubs 1.
An der Frontplatte 11 sind beispielhaft vier Leuchtmelder 12 zur Anzeige
interner Schaltzustände des Geräteeinschubs 1 vorhanden.
An der Oberseite in etwa der Mitte des Geräteeinschubs 1 sind
ein Hauptstromstecker als Teil eines Hauptkontaktsystems 14 und
ein Steuerstromstecker als Teil eines Steuerkontaktsystems 13 dargestellt.
Sie sind mittels zweier in dieser Darstellung nicht erkennbarer
Ver fahrmechaniken vertikal verschiebbar, um entsprechende schaltschrankseitige
Gegenstecker kontaktieren zu können. Die beiden Stecker 13, 14 sind
in nutenförmigen Aussparungen in den Seitenwänden 15 des
gezeigten Geräteeinschubs 1 geführt.
Der Antrieb der beiden Kontaktsysteme 13, 14 erfolgt
mittels eines am Rückteil der Frontbaugruppe 3 angeordneten
und daher nicht sichtbaren koaxialen Antriebswellensystems.
-
4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Normaleinschubs 1.
In dieser Darstellung sind zwei Verfahrmechaniken zum Verfahren der
beiden Kontaktsysteme 13, 14 mittels der Frontbaugruppe 3 zu
sehen. Wie die 4 zeigt, kann der Steuerstecker 13 mittels
einer Schubplatte 62 bzw. Schubstange quer zu Einschubrichtung
verfahren werden. Der Steuerstecker 13 ragt dann in einer
Teststellung durch eine in der Seitenwand ausgesparte Öffnung
im rechten Teil der 4 hindurch und kann somit ein
nicht weiter dargestelltes schaltfeld- bzw. schaltschrankseitiges
Gegenstück kontaktieren. Im rückwärtigen
Teil des Geräteeinschubs 1 ist das Hauptkontaktsystem 14 angeordnet
(nicht dargestellt), welches mittels der Frontbaugruppe 3 und
weiter über Schubstangen und Zahnscheiben parallel zur
Einschubrichtung verfahren werden kann. Mit dem Bezugszeichen 41 ist
ein Hauptschalter bezeichnet, der über eine Hauptschalterkupplung 42 mit
einer Handhabe an der Frontseite 2 des Geräteeinschubs 1 manuell
betätigt werden kann. Die Handhabe selbst ist nicht dargestellt.
-
5 zeigt
eine beispielhafte Frontbaugruppe 3 mit einem erfindungsgemäßen
koaxialen Antriebswellensystem 1 vorzugsweise für
einen Kleineinschub 1 in perspektivischer Ansicht. Mit
dem Bezugszeichen 35 ist ein Frontteil der Frontbaugruppe 3,
mit dem Bezugszeichen 36 ein Rückteil der Frontbaugruppe 3 bezeichnet.
Das Fronteil 35 weist beispielhaft die Handhabe 4,
den Handschieber 31, ein Sichtfenster 34 zur Anzeige
der jeweiligen Schaltstellung mittels einer Anzeigeplatte 37,
einen Handgriff 33 sowie eine mit der Handhabe 4 verbundene Hauptschalterkupplung 42 auf.
Letztere kann mit einer Hauptschalterwelle 43 des am Rückteil 36 angebrachten
Hauptschalters 41 kuppeln.
-
Im
linken oberen Teil der 5 ist eine äußere
Antriebswelle 51 des erfindungsgemäßen
koaxialen Antriebswellensystems 1 zum Verfahren des Steuerkontaktsystems 13 und
eine innere Antriebswelle 52 zum Verfahren des Hauptkontaktsystems 14 des
Geräteeinschubs 1 zu sehen. Die äußere
Antriebswelle 51 weist eine erste Außenverzahnung 53 in
Form eines Zahnrades zum schlupffreien Verfahren des Steuerkontaktsystems 13 auf.
In entsprechender Weise weist auch die innere Antriebswelle 52 eine
zur ersten Außenverzahnung 53 axial benachbarte
zweite Außenverzahnung 54 in Form eines Zahnrades
zum schlupffreien Verfahren des Hauptkontaktsystems 14 auf.
Die innere und äußere Antriebswelle 52, 51 weisen
jeweils eine nicht weiter bezeichnete Mitnehmeraussparung im Bereich
der Zugangsöffnung 32 auf, welche mit einem jeweiligen Mitnehmer
eines ersten oder zweiten Betätigungswerkzeuges korrespondiert.
Die innere und äußere Antriebswelle 52, 51 sind
mittels des ersten Betätigungswerkzeuges mit einem in beide
Mitnehmeraussparungen der Antriebswellen 52, 51 eingreifenden ersten
Mitnehmer gemeinsam betätigbar. Die äußere Antriebswelle 51 ist
mittels des zweiten Betätigungswerkzeuges mit einem nur
in die Mitnehmeraussparung der äußeren Antriebswelle 51 eingreifenden zweiten
Mitnehmer betätigbar. Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen
koaxialen Antriebswellensystems 5 wird in den Figuren 8 bis 11 noch ausführlicher
erläutert.
-
6 zeigt
eine beispielhafte Frontbaugruppe 3 mit einem erfindungsgemäßen
Antriebswellensystem 5 vorzugsweise für einen
Normaleinschub 1 in perspektivischer Ansicht. Der Handschieber
selbst ist nicht dargestellt. Im Vergleich zu 5 fehlt
hier die integrierte Hauptschalterfunktion.
-
7 zeigt
eine Explosionsdarstellung der Frontbaugruppe 3 gemäß 6 mit
einem erfindungsgemäßen koaxialen Antriebswellensystem 5 mit
dargestellten anzutreibenden Schubstangen 61, 62.
Die beiden Schubstangen 61 weisen eine antriebsseitige
Verzahnung 63 zum Antreiben des Hauptkontaktsystems 14 auf.
Mit dem Bezugszeichen 65 ist eine jeweilige abtriebsseitige
Verzahnung bezeichnet, welche bei einem Normaleinschub 1 üblicherweise
eine Zahnscheibe zum Umlenken der Schubbewegung der Schubstangen 61 in
eine Schubbewegung des Hauptstromsteckers 14 parallel zur
Einschubrichtung bewirkt. Die Verzahnung 63 ist mit der
Verzahnung 54 der inneren Antriebswelle 52 im
Eingriff. Die mit dem Bezugszeichen 62 bezeichnet Schubstange
bzw. Schubplatte weist gleichfalls eine antriebsseitige Verzahnung 64 auf.
Diese ist mit der Verzahnung 53 der äußeren
Antriebswelle 51 im Eingriff. Ober- und Unterteil 38, 39 der
Frontbaugruppe 3 weisen nicht weiter gezeigte Öffnungen
auf, durch welche die Schubstangen 61, 62 teilweise
hindurchgeführt sind.
-
8 zeigt
einen beispielhaften im Schnitt dargestellten Kleineinschub 1 mit
einem erfindungsgemäßen koaxialen Antriebswellensystem 5 mit
eingefahrenen Schubstangen 61, 62.
-
Erfindungsgemäß ist
die innere Antriebswelle 52 gegenüber der äußeren
Antriebswelle 51 gegen die Kraft einer Druckfeder 17 axial
verschiebbar angeordnet. Die Druckfeder 17 ist beispielhaft
eine zylinderförmige Druckfeder und auf einem Wel lenende 55 der
inneren Antriebswelle 52 aufgeschoben. Mit dem Bezugszeichen 16 ist
ein Gegenlager für die Druckfeder 17 bezeichnet.
Die innere Antriebswelle 52 ist mittels des ersten Betätigungswerkzeuges
nur in einer Gedrücktstellung von der einen Drehendstellung
in die jeweils andere Drehendstellung drehbar. Die innere Antriebswelle 52 ist
dabei über eine Formschlussverbindung in ihrer jeweiligen
Drehendstellung verrastbar. Zusätzlich oder alternativ
kann die innere Antriebswelle 52 über eine durch
die Druckfeder 17 bewirkte Kraftschlussverbindung in ihrer
jeweiligen Drehendstellung drehfest fixierbar sein. Die jeweiligen
Drehendstellungen der inneren und äußeren Antriebswelle 52, 51 weisen
einen vorgegebenen Drehwinkel von 180° zueinander auf.
Die vorzugsweise segmentförmigen Ausnehmungen 56 für
die Herstellung des Formschlusses sind in den darauf folgenden Figuren 9 bis 11 und
insbesondere in 11 im Detail dargestellt.
-
9 zeigt
eine Schnittdarstellung durch das Antriebswellensystem 5 der
Frontbaugruppe 3 gemäß 8 mit
ausgefahrenen Schubstangen 61, 62 im Detail.
-
Die
innere Antriebswelle 52 weist erfindungsgemäß zwei
Ausnehmungen 56, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende
segmentförmige Ausnehmungen 56, an einer gleichen
axialen Position zwischen der ersten und zweiten Außenverzahnung 53, 54 auf.
Die beiden Ausnehmungen 56 sind derart geometrisch auf
ein Gegenstück 66 im Geräteeinschub 1 abgestimmt,
dass die innere Antriebswelle 52 nur in den Drehendstellungen
durch die Rückstellkraft der Druckfeder 17 in
das Gegenstück 66 einrastbar ist. Im Beispiel
der 9 befindet sich die innere Antriebswelle 52 in
einer Ruhestellung. Beide Antriebswelle 51, 52 sind
ausgefahren, das heißt, dass sich der Geräteeinschub 1 in
der Betriebs- oder Arbeitsstellung befindet.
-
Zudem
ist die zweite Außenverzahnung 54 der inneren
Antriebswelle 52 mit einer antriebsseitigen Verzahnung 64 einer
Schubstange 62 zum Verfahren des Hauptkontaktsystems 14 im
Eingriff. Dabei ist ein seitlicher, entlang der Schubrichtung der Schubstange 61 verlaufender
Steg das Gegenstück 66, in welches die Ausnehmungen 56 der
inneren Antriebswelle 52 gemäß der Erfindung
einrasten. Der seitliche Steg 66 verläuft parallel
zur Schubrichtung, das heißt zur Längserstreckung
der Schubstange 61, und erstreckt sich in Richtung aus
der gezeigten Bildebene. Die Schubstange 61 weist zusammen
mit dem seitlichen Steg 66 somit ein L-förmiges
Profil bei einem Schnitt senkrecht zur Längserstreckung
der Schubstange 61 auf.
-
Weiterhin
ist die antriebsseitige Verzahnung 64 derart ausgebildet,
dass eine Drehbewegung der inneren Antriebswelle 52 zwischen
den jeweiligen Endstellungen nur in der Gedrücktstellung
möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen
den jeweiligen beiden Endstellungen Blockierelemente 68 in
die antriebsseitige Verzahnung 64 eingebracht sind bzw.
dass in diesem axialen Bereich der Schubstange überhaupt
keine Verzahnung 64 eingebracht ist.
-
10 zeigt
eine Schnittdarstellung durch das Antriebswellensystem 5 der
Frontbaugruppe 3 gemäß 8 mit
eingefahrenen Schubstangen 61 sowie die innere Antriebswelle 52 in
einer Gedrücktstellung im Detail. Wie die 10 zeigt,
kann sich das nun freigefahrene Zahnrad 54 der inneren
Antriebswelle 52 frei in der antriebsseitigen Verzahnung 64 der
Schubstange 61 bewegen. Zugleich sind die beiden Ausnehmungen 56 in
der Gedrücktstellung der inneren Antriebswelle 52 in
axialer Richtung nach rechts freigefahren, so dass diese nicht mehr
in formschlüssiger Verbindung mit dem Gegenstück 66,
das heißt mit dem seitlichen Steg 66 der Schubstange 61, stehen.
Die innere Antriebswelle 52 kann folglich zwischen beiden
Drehendstellungen bewegt werden.
-
11 zeigt
eine Schnittdarstellung durch das Antriebswellensystem 5 entlang
der in 10 eingetragenen Schnittlinie
XI-XI und mit den erfindungsgemäßen Ausnehmungen 56 an
der inneren Antriebswelle 52 im Detail. Wie die 11 zeigt,
liegt eine der Ausnehmungen 56 an einer Anlagefläche 67 des
seitlichen Stegs 66 der Schubstange 61 plan an. Eine
Verdrehung der inneren Antriebswelle 52 ist in dieser Drehendstellung
in der nicht gedrückten Stellung nicht möglich.
-
12 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer beispielhaften Frontbaugruppe 3 vorzugsweise für
einen Normaleinschub 1 mit einer Rastnase 81 und
Aussparungen 82 gemäß der Erfindung.
Die innere Antriebswelle 52 weist im Beispiel der 12 nur
eine Rastnase 81 an einer radialen Außenseite der
inneren Antriebswelle 52 auf. Die Rastnase 81 ist derart
geometrisch auf Aussparungen 82 in einer Lagerplatte 83 im
Geräteeinschub 1 abgestimmt, dass die innere Antriebswelle 52 nur
in den Drehendstellungen durch die Rückstellkraft der Druckfeder 17 in die
Aussparungen 82 einrastbar ist. Die beiden in 12 gezeigten
Aussparungen 82 sind in Bezug auf die Drehachse des Antriebswellensystems 5 zueinander
versetzt angeordnet. Vorzugsweise sind die Aussparungen 82 bei
einem vorgegebenen Drehwinkel von 180° zwischen den jeweiligen
Drehendstellungen in Bezug auf diese Drehachse sich radial gegenüberliegend
angeordnet. Im Beispiel der 12 sind
die Aussparungen 82 integrale Bestandteile des vorzugsweise
aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellten
Gehäuses der Front baugruppe 3, bestehend aus dem
Oberteil 38 und dem Unterteil 39.
-
13 zeigt
eine Ansicht auf das Unterteil 39 der Frontbaugruppe 3 gemäß 12 mit
dem Antriebswellensystem 5 in einer Ruhestellung der inneren
Antriebswelle 52. In diesem Fall ist die gezeigte Rastnase 81 axial
in der Aussparung 82 der Lagerschale 83 Frontbaugruppe 3 eingerastet.
Am axialen Ende 84 der Lagerplatte 83 liegt das
Zahnrad 54 der inneren Antriebswelle 52 an.
-
14 zeigt
eine Ansicht auf das Unterteil gemäß 13 in
einer Gedrücktstellung der inneren Antriebswelle 52.
In diesem Fall ist das gezeigte Betätigungswerkzeug 91 leicht
nach innen geschoben, so dass die innere Antriebswelle 52 die
Druckfeder 17 zusammendrückt. Die Rastnase 81 ist
nun axial freigefahren, so dass eine Drehbewegung der inneren Antriebswelle 52 möglich
ist.
-
15 zeigt
ein koaxiales Antriebswellensystem 5 vorzugsweise für
einen Kleineinschub 1 mit einer inneren Antriebswelle 52 und
einer mit dieser verrasteten äußeren Antriebswelle 51 gemäß der
Erfindung.
-
Es
ist im Beispiel der 15 eine Mitnehmernase 71 an
einer radialen Außenseite der inneren Antriebswelle 52 angeordnet.
Die äußere Antriebswelle 51 weist etwa
im gleichen axialen Bereich einen entlang der radialen Außenseite
der äußeren Antriebswelle 51 teilweise
tangential verlaufenden Ausschnitt mit einer axialen Rastvertiefung 72 auf.
Die Mitnehmernase 71 fährt bei einer Drehbetätigung
der inneren Antriebswelle 52 derart in den Ausschnitt 72 der äußeren
Antriebswelle 51 ein, dass die äußere Antriebswelle 51 mit
der inneren Antriebswel le 52 im Sinne eines Bajonettverschlusses
in einer der Endstellungen verrastet. Dies ist im Beispiel der 15 gezeigt.
Dadurch ist neben einer Fixierung der inneren Antriebswelle 52 auch
eine Fixierung der äußeren Antriebswelle 51 vorteilhaft
möglich.
-
16 zeigt
das koaxiale Antriebswellensystem gemäß 15 im
entrasteten Zustand der beiden Antriebswellen 51, 52 zum
Vergleich.
-
Vorzugsweise
weist die Frontbaugruppe 3 für einen Geräteeinschub 1 zum
Einschieben in ein Einschubfach eines Schaltschrankes 100 zumindest teilweise
ein derartiges erfindungsgemäßes koaxiales Antriebswellensystem 5 zum
Einstellen zweier oder mehrerer Schaltstellungen des Geräteeinschubs 1 auf.
Im Beispiel der 6, 7 und 12 bis 14 ist
das erfindungsgemäße koaxiale Antriebswellensystem 5 komplett
integriert. Die dortige Frontbaugruppe 3 ist besonders
vorteilhaft für Kleineinschübe 1. Im
Beispiel der 5, 8 bis 11 sowie 15 und 16 ist
das koaxiale Antriebswellensystem 5 nur zum Teil integriert.
Insbesondere sind die Zahnräder 53, 54 der
beiden Antriebswellen 51, 52 außerhalb
der Frontbaugruppe 3 angeordnet.
-
Die
Frontbaugruppe 3 eines Normaleinschubs 1 weist
vorzugsweise einen Handschieber 31 zum Verschließen
oder zum Freigeben der Zugangsöffnung 32 des Antriebwellensystems 5 auf.
Der Handschieber 31 ist derart mit einem Drehbetätigungsmechanismus
eines Hauptschalters des Geräteeinschubs 1 verbindbar,
dass ein Einschalten des Hauptschalters bei geöffnetem
Handschieber 31 und ein Öffnen des Handschiebers 31 bei
eingeschaltetem Hauptschalter nicht möglich ist.
-
Dagegen
weist die Frontbaugruppe 3 eines Kleineinschubs 1 einen
Handschieber 31 zum Verschließen oder zum Freigeben
der Zugangsöffnung 32 des Antriebwellensystems 5 sowie
eine Handhabe 4 zur Betätigung eines Hauptschalters 41 auf.
Der Handschieber 31 ist derart mit einem Drehbetätigungsmechanismus
der Handhabe 4 des Hauptschalters 41 des Geräteeinschubs 1 verbunden,
dass ein Einschalten des Hauptschalters 41 bei geöffnetem
Handschieber 31 und ein Öffnen des Handschiebers 31 bei
eingeschaltetem Hauptschalter 41 nicht möglich
ist. Vorzugsweise ist dann der Hauptschalter 41 an dem
Rückteil 36 der Frontbaugruppe 3 angebracht.
-
Erfindungsgemäß weist
der Geräteeinschub 1, insbesondere zum Einschieben
in ein Einschubfach eines Schaltschrankes 100, ein koaxiales
Antriebswellensystem 5 zum Einstellen zweier oder mehrerer
Schaltstellungen des Geräteeinschubs 1 auf.
-
Alternativ
kann der Geräteeinschub 1 eine Frontplatte 11 mit
einer Aussparung zur Aufnahme einer erfindungsgemäßen
Frontbaugruppe 3 zum Einstellen zweier oder mehrerer Schaltstellungen
des Geräteeinschubs 1 aufweisen.
-
Schließlich
kann der Schaltschrank 100 gemäß der
Erfindung eine Vielzahl von Einschubfächern aufweisen,
in welchen derartige Geräteeinschübe 1 entfernbar
aufgenommen sind.
-
17 zeigt
beispielhaft ein erstes Betätigungswerkzeug 91 mit
einem langen Mitnehmer 93 zum Antreiben der inneren und äußeren
Antriebswelle 52, 51.
-
18 zeigt
beispielhaft ein zweites Betätigungswerkzeug 92 mit
einem kurzen Mitnehmer 94 zum Antreiben der äußeren
Antriebswelle 51.
-
- 1
- Geräteeinschub,
Einschubkassette, Kleineinschub, Normaleinschub
- 2
- Frontseite
- 3
- Frontbaugruppe
- 4
- Handhabe
des Hauptschalters
- 5
- koaxiales
Antriebswellensystem
- 6
- Verfahrmechanik
- 9
- Schlüssel,
Betätigungswerkzeug
- 11
- Frontplatte
- 12
- Leuchtmelder
- 13
- Steuerstromkontaktsystem,
Steuerkontakte, Steuerstromstecker
- 14
- Hauptstromkontaktsystem,
Hauptkontakte, Hauptstromstecker
- 15
- Seitenwand
- 16
- Gegenlager
- 17
- Druckfeder,
Federelement, Zylinderfeder
- 31
- Handschieber
- 32
- Zugangsöffnung
- 33
- Handgriff
- 34
- Sichtfenster
- 35
- Frontteil
- 36
- Rückteil
- 37
- Anzeigeplatte
- 38
- Oberteil
- 39
- Unterteil
- 41
- Hauptschalter
- 42
- Hauptschalterkupplung
- 43
- Hauptschalterwelle
- 51
- äußere
Antriebswelle
- 52
- innere
Antriebswelle
- 53,
54
- Zahnräder
- 55
- Wellenende
- 56
- Ausnehmungen
- 61
- Schubstange
- 62
- Schubstange,
Schubplatte für Steuerstecker
- 63,
64
- antriebsseitige
Verzahnung, Linearverzahnung
- 65
- abtriebsseitige
Verzahnung, Linearverzahnung
- 66
- Gegenstück,
seitlicher Steg
- 67
- Anlagefläche
- 68
- Blockierelemente
- 71
- Mitnehmernase
- 72
- Ausschnitt
mit Rastvertiefung
- 73
- Anschlagfläche
- 81
- Rastnase
- 82
- Aussparung
- 83
- Lagerplatte
- 84
- axiales
Ende der Lagerplatte
- 91
- erstes
Betätigungswerkzeug
- 92
- kurzer
Mitnehmer, kurzer Bart
- 93
- langer
Mitnehmer, langer Bart
- 100
- Schaltschrank
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-