DE3528948A1 - Mechanische verriegelungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Verriegelungsvorrichtung für zwei in ihrer Schaltrichtung aneinandergereihte, mit Abstand benach­ bart befestigte, elektromagnetisch betätigte Schaltgeräte mit parallel zur Längsachse ihrer Spulen verstellbaren Schaltköpfen, die über je einen Hebel mit dem Magnetanker kraftschlüssig in Wirkverbindung ste­ hen und bei welchen die Bewegungsrichtung der beiden Magnetanker ge­ genläufig ist.

Eine derartige mechanische Verriegelungsvorrichtung für benachbart befestigte Schaltgeräte ist aus der DE-OS 29 40 433 bekannt, wobei die mit einem Verbindungsschieber lose gekoppelten Hebel bei gleich­ zeitiger Erregung beider Schaltgeräte einen gleichzeitigen Anzug der Magnetanker bis zu einer Mittelstellung zulassen. Die Kontaktbrücken­ träger können also die von ihnen gehaltenen beweglichen Kontakte an die ortsfesten Kontakte heranführen und je nach Aufteilung des dabei zurückgelegten Weges für Kontaktöffnungsweg und Kontaktdurchfederungs­ weg einen Kurzschluß bewirken, zumindest aber die Kontaktabstände auf ein die Sicherheit beeinträchtigendes Maß reduzieren. Sind die Spulen der beiden Schaltgeräte unterschiedlich stark erregt, entweder durch die fertigungsbedingten Toleranzen der Spulenwicklung oder die zuläs­ sige Schwankung der Erregerspannung, kommt das stärker erregte Schalt­ gerät in eine ungewollte Einschaltstellung, welche bei Einsatz der beiden Schaltgeräte für die Wendeschaltung eines Motorantriebes die ungeplante Bewegung der vom Motor angetriebenen Maschine auslösen kann.

Eine gegenüber der DE-OS 29 40 433 verbesserte Verriegelungsvorrichtung ist in der DE-OS 34 16 055 beschrieben, welche zwar die Gefahrenmomente bei gleichzeitiger Einschaltung beider Schaltgeräte verkleinert, aber die mehrteilige, in verschiedenen Montagestufen zu montierende Verrie­ gelungsapparatur ist aufwendig und erfordert außerhalb der Bodenplatte zusätzlichen Montageraum, dessen Inanspruchnahme den freizügigen Ein­ satz der Schaltgeräte in den verschiedenst bekannten Tragschienenbefe­ stigungen behindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlich vorteil­ hafte mechanische Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die ein hohes Maß an Verriegelungssicherheit bietet, die leichte und ohne besondere Montageregeln zu beachtende Montierbarkeit bietet und die den Raum un­ terhalb des Schaltgerätes, also den Bereich für das Aufschnappen auf Tragschienen, wenn überhaupt, dann nur in einem schmalen Mittelsektor belegt. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung können zwei Schaltge­ räte mit geringem Abstand nebeneinander in gleicher Fluchtung auf einer Tragschiene oder einer ebenen Montagefläche mittels einer Verbindungs­ vorrichtung lagerichtig fixiert werden, wobei die Enden des zweiarmigen Verriegelungshebels seitlich aus der Verbindungsvorrichtung heraus durch seitliche Aussparungen des Schaltgerätes hindurch in Wirkverbindung mit den Fortsätzen der Hebel gebracht werden, welche die Kopplung mit den Ankern und den Schaltköpfen der Schaltgeräte bewirken, ohne daß beson­ dere Montagefolgen und Lagejustierungen erforderlich sind.

Mit federnden Hilfsmitteln wird der in der Verbindungsvorrichtung über eine Achse gelagerte Verriegelungshebel in seiner Mittelstellung gehal­ ten. Bei entsprechender Ausbildung der Auflaufflächen zwischen Verrie­ gelungshebel und den Fortsätzen des die Kopplung von Anker und Schalt­ köpfen bewirkenden Hebels braucht die Mittelstellung nicht besonders exakt zu sein. In jeder Lage des Verriegelungshebels und auch bei gleichzeitiger Einschaltung beider Schaltgeräte ist der Einschaltweg des zu verriegelnden Schaltgerätes oder eines der beiden Schaltgeräte lediglich auf das Spiel begrenzt, welches sich durch die fertigungs­ technischen Toleranzen der an der Verriegelung beteiligten Teile er­ gibt.

In einer besonders preisgünstigen Ausführungsform wird dem aus thermo­ plastischem Material zu fertigenden Verriegelungshebel die Rückstell­ feder unmittelbar angeformt, die sich mit einer entsprechenden Lose auf den Flächen einer Aussparung der Verbindungsvorrichtung abstützt.

Vorzugsweise wird die Verbindungsvorrichtung und die in dieser gelagerte Verriegelungsvorrichtung zur Vermeidung von falschen Montageabläufen in einer Montageeinheit geliefert, welche beim Benutzer der vollständigen Schaltapparatur mit den beiden Schaltgeräten über ein Stecksystem zu einer Einheit verbunden wird. Das Zusammenstecken erfolgt senkrecht zur Befestigungsebene, zweckmäßig über schwalbenschwanzförmige Anformungen. Das Zusammenstecken braucht dann nicht exakt zu erfolgen, da sich beim Aufschnappen auf eine Tragschiene oder beim Festschrauben auf einer Montagefläche eine fluchtende Ausrichtung automatisch einstellt. Mit zu diesem Zweck und zum Erhalt einer stabilen Montageeinheit sind die Schwalbenschwänze überragende Befestigungsbalken vorgesehen, deren Hö­ he so bemessen ist, daß der erforderliche Freiraum für die Tragschie­ nenbefestigung eben ausgefüllt ist, deren gemeinsame Breite die Benut­ zung von Tragschienen aus Alu-Profil aber nicht ausschließt.

Zum Erhalt einer einfachen und kostengünstigen Verbindungsvorrichtung ist diese über die gesamte Breite der schwalbenschwanzförmigen Anfor­ mung und der Tragbalken geschlitzt. In diesen Schlitz wird der Verrie­ gelungshebel einschließlich der angeformten Mittelstellungsfeder ein­ geschoben. Die räumliche Fixierung des Verriegelungshebels in der Ver­ bindungsvorrichtung wird mittels einer in die Verbindungsvorrichtung einzuschiebende Achse erreicht, deren eigene Halterung durch Anformun­ gen an der Verbindungsvorrichtung erreicht wird.

Die Erfingung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete Schaltge­ räte;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines auf einer Tragschiene befestigten Schaltgerätes;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch zwei nebeneinander angeordnete und verriegelte Schaltgeräte längs der Schnittlinie C-D in Fig. 5, und zwar im ausgeschalteten Zustand;

Fig. 4 das gleiche wie Fig. 3, jedoch ist das rechte Schaltgerät eingeschaltet;

Fig. 5 eine Draufsicht auf zwei nebeneinander angeordnete und ver­ riegelte Schaltgeräte längs der Schnittlinie A-B in Fig. 3;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung längs der Schnittlinie E-F in Fig. 7;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Verbindungsvorrichtung längs der Schnittlinie G-H in Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Verbindungsvorrichtung.

Die Fig. 1 zeigt zwei nebeneinander montierte Schaltgeräte 10 und 11 in Montagerichtung, z.B. zur Befestigung auf einer Montageplatte mittels zweier Schrauben pro Schaltgerät 10, 11 durch Bohrungen 12.

In Fig. 2 ist die Befestigung der Schaltgeräte 10, 11 auf einer Trag­ schiene 13 dargestellt. Bei Befestigung der Schaltgeräte 10, 11 mittels Schrauben kommen auf der Montageplatte die Flächen 14 zur Auflage, bei Befestigung auf Tragschienen die Flächen 15. Der freie Raum zwischen den Flächen 14 und 15 sollte nur im Bereich der Nut 16 mit Teilen der Ver­ bindungsvorrichtung 20 und/oder Verriegelungsvorrichtung ausgefüllt werden, um möglichst alle im Gebrauch befindlichen Tragschienen 13 benutzen zu können. In der Praxis hat sich für die Breite von Nut 16 ein Maß von maximal 10 mm herausgebildet. Die Montageeinheit 17 trägt die Verriegelungshebel 18, die in Verbindungsvorrichtung 20 über Achse 19 gelagert sind.

Fig. 3 und 4 zeigen die Bewegungsrichtung 21, 22 von der Aus- in die Einschaltstellung der Schaltgeräte 10, 11, der die beweglichen Kontakte tragenden Kontaktbrückenträger 23, 24 sowie die Bewegungsrichtung 25, 26, ebenfalls von Ein nach Aus, der im Spulenkörper 27, 28 geführten Magnetanker 29, 30. Der Kontaktbrückenträger 23 (24) ist mit dem Ma­ gnetanker 29 (30) über Hebel 31 (32) und kraftschlüssig gekoppelt, welche auf Achse 33 (34) gelagert und die wiederum im Spulenkörper 27 (28) gehalten sind.

Die beiden Hebel 31, 32 haben an ihrem freien Ende Fortsätze 31 a, 32 a angeformt, die von den Magnetankern 29, 30 um Achse 33, 34 geschwenkt werden und über Auflaufschrägen 35, 36 mit den Hebelarmen 37, 38 der Verriegelungsvorrichtung 18 in Wirkverbindung stehen. Bei Erregung des Schaltgerätes 11 (10) wird der Anker 30 (29) in Pfeilrichtung 26 (25) angezogen und der über Gabelkopf 39 (38) über Lagerbolzen 41 (40) mit dem Magnetanker 30 (29) gekoppelte Hebel 32 (31) um die Lagerstelle 34 (33) geschwenkt, die Auflaufschräge 36 (35) drückt den Hebelarm 38 (37) um seine Lagerstelle 19 nach unten und Hebel 32 sowie Verriegelungshe­ bel 18 nehmen die in Fig. 4 gezeichnete Stellung ein. Wird in dieser Schaltstellung nun zusätzlich zu Schaltgerät 11 auch noch die Spule des Schaltgerätes 10 erregt, kann der Anker nur den geringen Weg zurückle­ gen, der erforderlich ist, damit die Auflaufschräge 35 am Hebelarm 37 zur Auflage kommt. Dieser geringe mögliche Ankerhub verändert den Öff­ nungsweg der dem Kontaktträger 23 zugeordneten Schaltstellen nur unwe­ sentlich; der sichere Kontaktöffnungszustand des Schaltgerätes 10 bleibt also erhalten. Bei eingeschaltetem Schaltgerät 10 und bei zusätzlicher Zuschaltung des Schaltgerätes 11 läuft dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge, aber ebenso sicher ab.

Werden die beiden Schaltgeräte 10, 11 gleichzeitig erregt, versuchen die Anker 29, 30 gleichzeitig, sich in Richtung 25 bzw. 26 zu bewegen, es wird aber, auch bei fehlendem Gleichgewicht der Ankeranzugskräfte (Ungleichgewicht ist stets vorhanden, da der Widerstand der einzelnen Spulen bis zu ±10% schwanken kann und auch die einzelnen Windungszah­ len Differenzen aufweisen können), keines der beiden Schaltgeräte 10, 11 eine Einschaltstellung einnehmen können. Beide Schaltgeräte 10 (11) werden nun mit ihren Auflaufflächen 35 (36) der Hebel 31 (32) mit den Flächen 37 a (38 a) der Hebelarme 37 (38) in Eingriff kommen, aber die aus ökonomischen Gründen immer knapp bemessenen Kraftüberschüsse, die sich aus der Differenz der Ankerzugkräfte abzüglich Rückstellfeder er­ geben, reichen nicht aus, daß ein Schaltgerät eine Einschaltstellung entgegen der Kraft des anderen Schaltgerätes erreichen wird.

Der Verriegelungshebel 18 wird durch die in der Mitte angeformte Blatt­ feder 39 im Ruhezustand beider Schaltgeräte 10, 11 in einer Mittelstel­ lung gehalten, die sich, wie in Fig. 4 gezeigt, bei Auslenkung des Ver­ riegelungshebels 18 mit ihrem Auflagepunkt 40 an der Innenwand 41 der Verbindungsvorrichtung 20 abstützt und eine Rückstellkraft speichert. Die Mittelstellung des Verriegelungshebels 18 braucht nur in etwa ge­ halten zu werden, da bei entsprechender Ausbildung der Auflaufschrägen 35, 36 und der zugehörigen Auflaufflächen 37 a, 38 a große Lagetoleranzen zugelassen werden können.

Aus Fig. 5 ist das Ineinandergreifen der schwalbenschwanzförmigen An­ formungen 42 in der ebenfalls schwalbenschwanzförmigen Ausformung 43 des Gehäuses 44 des Schaltgerätes 10 gezeigt. Soll der Raum zwischen den Befestigungsflächen 14 und 15 vollkommen frei gehalten werden, wird die räumliche Fixierung der beiden Schaltgeräte 10, 11 und der Montageeinheit 17 dadurch erreicht, daß die obere Fläche 42 a der An­ formung 42 auf eine Fläche 44 a des Gehäuses 44 zur Auflage kommt. Wie die Praxis aber zeigt, kann der Raum 16 (Fig. 2) genutzt werden, ohne daß Einschränkungen bei der Befestigung auf Tragschienen auftreten.

Dieser Raum wird im gezeigten Beispiel der Fig. 3 bis 8 zur Unterbrin­ gung von an der Verbindungsvorrichtung 20 angeformten Tragbalken 45 belegt, welcher einerseits zur Fixierung der Schaltgeräte 10, 11 und der Montageeinheit 17 dadurch dient, daß die Kante 45 a des Tragbalkens 45 an der Befestigungsfläche 15 des Gehäuses 44 zum Anschlag kommt und andererseits, daß bei entsprechender Länge des Tragbalkens die über die Verbindungsvorrichtung 20 zusammengehaltenen Schaltgeräte 10, 11 eine kompaktere Baueinheit bilden.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen die einstückige Verbindungsvorrichtung 20 mit ihren schwalbenschwanzförmigen Anformungen 42 und die Tragbalken 45, die in ihrer Mitte mit Schlitz 46 versehen sind, um den Verriegelungs­ heben 18 von unten her in die Verbindungsvorrichtung 20 einlegen zu können. Nach dessen Einlegen wird die Achse 19 in Pfeilrichtung 47 (Fig. 5 und 7) eingesteckt, womit der Verriegelungshebel 18 in der Verbindungsvorrichtung 20 lagerichtig festgehalten wird. In Pfeilrich­ tung 47 verhindert der lange Verbindungssteg 48 ein Herausrutschen der Achse 19, welche beim Einsetzen hinter dem gekürzten Verbindungssteg 49 eingerastet ist und somit die Achse 19 ihre räumliche Lage nicht mehr selbsttätig verändern kann.

Claims (12)

1. Mechanische Verriegelungsvorrichtung für zwei in ihrer Schaltrich­ tung aneinandergereihte, mit Abstand benachbart befestigte, elek­ tromagnetisch betätigte Schaltgeräte (10, 11) mit parallel zur Längsachse ihrer Spulen verstellbaren Schaltköpfen, die über je einen Hebel (31, 32) mit dem Magnetanker (29, 30) kraftschlüssig in Wirkverbindung stehen und bei welchen die Bewegungsrichtung (25, 26) der beiden Magnetanker (29, 30) gegenläufig ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Hebel (31, 32) an ihren freien, in Abhängigkeit vom Ankerhub bewegbaren Enden innerhalb des Schalt­ geräteraumes befindliche und die Grundfläche (15) der Schaltgeräte (10, 11) nicht durchstoßende Fortsätze (31 a, 32 a) angeformt sind, die über einen zweiarmigen Verriegelungshebel (18) miteinander in Wirkverbindung stehen, der in einer zwischen beiden Schaltgeräten (10, 11) angeordneten und diese lagerichtig fixierenden einstücki­ gen Verbindungsvorrichtung (20) drehbar gelagert ist und daß die Verbindungsvorrichtung (20) zwischen den beiden Schaltgeräten (10, 11) angeordnet ist.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungshebel (18) in der Ruhestellung beider Schalt­ geräte (10, 11) in einer mittleren Bereitschaftsstellung gehalten wird.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich gegenseitig zugewandte Auflaufflächen (35, 36) an den Fortsätzen (31 a, 32 a) und Auflaufflächen (37 a, 38 a) am Verriegelungs­ hebel (18) vorgesehen sind, die Auflaufhilfen in Form von Schrägen und/oder Abrundungen besitzen.

4. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeich­ net, daß auf den Verriegelungshebel (18) wirkende Stellelemente eine Mittellage bei Ruhelage der Schaltgeräte (10, 11) bewirken.

5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 2 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verriegelungshebel (18) Träger des Stellele­ mentes ist.

6. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verriegelungshebel (18) eine federnde Zunge (39) als Stell­ element angeformt ist.

7. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsvorrichtung (20) und der in ihr gelagerte und in Mittelstellung gehaltene Verriegelungshebel (18) eine Monta­ geeinheit (17) bilden.

8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinheit (17) schwalbenschwanzförmige Anformungen (42) an der Verbindungsvorrichtung (20) besitzt, die in entsprechende schwalbenschwanzförmige Ausformungen (43) der Gehäuse (44) der Schaltgeräte (10, 11) eingreifen, so daß Montageeinheit (17) und Schaltgeräte (10, 11) formschlüssig miteinander verbunden sind.

9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ineinanderschieben der Montageeinheit (17) und der Schalt­ geräte (10, 11) bis zum Anschlag der Gehäuse (44) der Schaltgeräte (10, 11) an der Oberkante (42 a) der schwalbenschwanzförmigen Anfor­ mungen (42) der Verbindungsvorrichtung (20) auf Flächen (44 a) an der Unterseite des Gehäuses (44) erfolgt.

10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ineinanderschieben von Montageeinheit (17) und den Schalt­ geräten (10, 11) bis zum Anschlag der Grundfläche (15) der Gehäuse (44) der Schaltgeräte (10, 11) an den Flächen (45 a) der Tragbalken (45), die an der Verbindungsvorrichtung (20) angeformt sind, er­ folgt.

11. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsvorrichtung (20) an der Seite, an welcher sich die schwalbenschwanzförmigen Anformungen (42) und die Tragbal­ ken (45) befinden, in der Breite und Höhe des Verriegelungshebels (18) in ihrer Mitte geschlitzt ist.

12. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse (19) für die Lagerung des Verriegelungs­ hebels (18) in der Verbindungsvorrichtung (20) nach dem Einstecken in Pfeilrichtung (47) dadurch räumlich fixiert wird, daß der lange Verbindungssteg (48) den Weg der Achse (19) in Pfeilrichtung (47) begrenzt und die Achse (19) beim Einstecken hinter dem kurzen Ver­ bindungssteg (49) einrastet.