DE3714632A1 - Elektrisches schaltgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere einen Nulleitertrenner mit einer zwei Kon­ taktstellen und eine Kontaktbrücke aufweisenden Kontakt­ anordnung welche von einem Schaltwerk zum Öffnen und Schließen der Kontaktstellen beaufschlagt ist.

Elektrische Schaltgeräte, welche zu Installationszwecken dienen, sind üblicherweise mit Schaltwerken versehen, die in unterschiedlicher Ausgestaltung im Stand der Technik bekannt sind. Sieht man von Selbstschaltern ab, die mit entsprechenden Auslöseeinrichtungen, die über das Schaltwerk auf die Kontaktstellen wirken, versehen sind, so sind die übrigen Schaltwerke für elektrische Schaltgeräte für den Installationsbereich, einschließ­ lich der Nulleitertrenner, aus Hebelanordnungen zusam­ mengesetzt, welche sowohl von der Fertigungsseite her als auch von der Montageseite her einen erheblichen Auf­ wand erfordern.

Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung für ein elektrisches Schaltge­ rät der oberbegrifflichen Art ein Schaltwerk anzugeben, welches die Ankoppelung des Schaltgeräts an bekannte auf Tragsschienen aufreihbare Installationsgeräte zuläßt, hierbei eine schmale Bauweise des Schaltgerätes ermög­ licht, und aus möglichst wenig Einzelteilen besteht, welche einfach herzustellen und zu montieren sind.

Die Lösung der Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Schaltwerk aus einem Schaltgriff, einem Stellhebel, der die Kontaktbrücke trägt, und einem Federelement gebildet ist. Hierbei dient das Federele­ ment, welches ständig mit dem Stellhebel im Eingriff ist, zur Aufbringung der Kontaktkraft in den Kontakt­ stellen.

Mit Hilfe des Schaltgriffs, der ein Betätigungsteil so­ wie ein Stellteil aufweist und um seine Querachse schwenkbar gelagert ist, erfolgt die Betätigung des Stellhebels zum Öffnen der Kontaktstellen.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Schalt­ griff mit seinem Stellteil, das eine gerundete Gleitflä­ che besitzt, an einer in bezug auf die Verschieberich­ tung schräg angeformten Führungsfläche des Stellhebels anlegt und bei seiner Schwenkbewegung über diese Füh­ rungsfläche schleift, wodurch der Stellhebel in seine andere Schaltposition - Ausschaltstellung - bewegt wird.

Durch diese einfache geometrische Gestaltung des Schalt­ griffs und des Stellhebels, bei der die Projektion der Führungsfläche als Sekante des Schwenkkreises des Schaltgriffs wirkt, wird die Drehbewegung des Schalt­ griffs in eine geradlinige Bewegung des Stellhebels um­ gesetzt.

Der Schaltgriff ist auf eine im Gehäuse des Schaltgeräts angeordnete Achse aufgesteckt und läßt sich in dem vor­ gesehenen Drehwinkel verschwenken. Stattdessen kann es auch günstig sein, den Schaltgriff beiderseits mit zu seiner Drehachse konzentrisch angeformten Bunden oder zapfenförmigen Vorsprüngen zu versehen, die in entspre­ chenden Ausnehmungen im Gehäuse geführt sind.

In weiterer Verbesserung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Schaltgriff am äußersten Ende seines Stellteils eine Rastspitze aufweist, welche in eine hierfür vorgesehene Aussparung am Ende der schräg ange­ stellten Führungsfläche des Stellhebels formschlüssig einrastet und so dessen Ausschaltstellung sichert, so daß diese Schaltposition nicht bereits aufgrund geringer Erschütterungen verändert wird.

Das Federelement wirkt hierbei unterstützend, indem es den Stellhebel in entgegengesetzter Richtung beauf­ schlagt und die Aussparung gegen die Rastspitze des Schaltgriffs drückt. Bei einer Schwenkbewegung des Schaltgriffs in die entgegengesetzte Drehrichtung bewegt sich die Rastspitze nach Überwinden des Formwiderstandes der Aussparung vom Stellhebel weg und gibt diesen frei, so daß er sich unter Einwirkung des Federelements in seine Einschaltstellung verschiebt. In Einschaltstellung befindet sich der Schaltgriff nicht im Eingriff mit dem Stellhebel.

Ähnlich wie bei anderen Installationsgeräten, welche schwenkbare Handbetätigungsorgane aufweisen, ist in wei­ terer Ausgestaltung der Erfindung auch bei diesem Schaltwerk vorgesehen, über die Stellung des Schalt­ griffs die jeweilige Schaltposition des Schaltgerätes anzuzeigen. Hierzu ist es zweckmäßig, daß der Schalt­ griff jeweils in den beiden in Frage kommenden Schaltpo­ sitionen - Einschaltstellung und Ausschaltstellung - fixiert ist.

Dabei ist es günstig, den Schaltgriff mit einer weiteren Verrastung zu versehen, die in ähnlicher Weise, wie zu­ vor für die Rastspitze des Stellteils beschrieben, mit einer Raststelle auf seinem Schwenkweg zusammenwirkt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß auf der der Führungsfläche des Stellhebels gegen­ überliegenden Seite ein Rastarm angeformt ist. Dieser gleitet auf einer Gleitbahn, die hierfür im Gehäuse des Schaltgeräts vorgesehen ist. Dabei entfernt sich die Gleitfläche des Stellteils des Schaltgriffs von der Füh­ rungsfläche des Stellhebels. Diese Gleitbahn besitzt ähnlich wie die Führungsfläche des Stellhebels ebenfalls eine Aussparung, in welche der Rastarm einrastet, sobald der Schaltgriff die Endposition seines Schwenkbereichs erreicht hat.

Das bereits erwähnte Federelement ist gemäß einer bevor­ zugten Ausgestaltung der Erfindung eine Schraubendruck­ feder aus Federstahl, die in einer hierfür vorgesehenen Bohrung im Gehäuse des Schaltgeräts eingesetzt ist und von einem am Stellhebel angeformten Führungszapfen ge­ führt wird.

Anstelle einer Druckfeder aus Federstahl kann auch vor­ gesehen sein, eine aus spritzfähigem Kunststoff herge­ stellte Druckfeder einzusetzen, abhängig von den zu beherrschenden Stromstärken.

Einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zufolge be­ steht das Federelement aus einer einzelnen Blattfeder oder einer paarweisen Anordnung von Blattfedern, die ebenfalls aus Federstahl gefertigt und in das Gehäuse des Schaltgeräts eingesetzt sind. Stattdessen kann auch vorgesehen sein, ein solches Blattfederelement gemeinsam mit dem Stellhebel aus spritzfähigem Kunststoff herzu­ stellen, wie auch der Schaltgriff aus derartigem Materi­ al gefertigt ist.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ver­ besserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schaltwerk

Fig. 2 Ansicht eines Schaltgerätes mit dem erfin­ dungsgemäßen Schaltwerk in Einschaltstellung im Teilschnitt

Fig. 3 Ansicht des Schaltgerätes gemäß Fig. 2 mit dem erfindungsgemäßen Schaltwerk in Ausschalt­ stellung im Teilschnitt

Fig. 4 einen Schaltgriff

Fig. 5 einen Stellhebel.

In Fig. 1 sind die maßgeblichen Bestandteile des erfin­ dungsgemäßen Schaltwerks 10 wiedergegeben, welches aus einem Schaltgriff 12, einem Stellhebel 14 sowie einem Federelement 16 gebildet ist. Diese drei Teile bilden das Schaltwerk 10, wobei im Unterschied zu herkömmlichen Schaltwerken das Schaltwerk 10 keinen Halte- oder Auf­ nahmerahmen besitzt. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbei­ spiel wirkt der Schaltgriff 12 mit dem Stellhebel 14 zusammen, ebenso wie der Stellhebel 14 mit dem Federele­ ment 16, welches hier als Schraubendruckfeder vorgesehen ist.

Der Schaltgriff 12 besitzt ein Betätigungsteil 20 sowie ein Stellteil 22 mit einer Gleitfläche 24. Ferner be­ sitzt der Schaltgriff 12 eine Drehachse 26, um welche der Schaltgriff 12 schwenkbar ist.

Über die Gleitfläche 24 steht der Schaltgriff 12 im Ein­ griff mit dem Stellhebel 14, wobei an der der Gleitflä­ che 24 gegenüberliegenden Seite an das Stellteil ein Rastarm 28 angeformt ist. Der Stellhebel 14 besitzt die Form eines Kreuzes, dessen Querarm 30 die Kontaktbrücke bildet.

Senkrecht zum Querarm 30 schließt in dessen Mitte ein Stellarm 32 an, der bei etwa seiner halben Länge abge­ winkelt ist, wodurch eine schräg angestellte Führungs­ fläche 34 gebildet ist. Die Führungsfläche 34 läuft in einer Ausnehmung aus, welche als Raste 36 dient, in wel­ che eine am Stellteil 22 des Schaltgriffs 12 angeformte Rastspitze 25 einrastet.

In Verlängerung des Stellarms 32 über den Querarm 30 hinaus ist ein Führungszapfen 38 angeformt, der zur Füh­ rung des Federelements 16 dient.

Fig. 2 zeigt die Umrisse eines Schaltgeräts 40 in Sei­ tenansicht, welches das Schaltwerk 10 aufnimmt.

Die Einzelteile des Schaltwerks 10, nämlich der Schalt­ griff 12, der Stellhebel 14 sowie das Federelement 16 sind lose in hierfür vorbereitete Führungen, die nach­ folgend noch näher beschrieben sind, im Gehäuse 42 des Schaltgeräts 40 eingesetzt. In dieser Darstellung sind nur die wesentlichen, für die Funktion des Schaltwerks relevanten Merkmale wiedergegeben. Der Schaltgriff 12 weist an seiner Drehachse 26 eine Steckachse 44 auf, welche in das Gehäuse 42 eingesetzt ist. Stattdessen kann die Steckachse 44 auch mit dem Gehäuse, welches aus schlagzähem, spritzfähigem Kunststoff besteht, gemeinsam gefertigt werden und in den eingesetzten Schaltgriff 12 eingreifen. Darüber hinaus ist der Schaltgriff 12 mit zur Drehachse 26 konzentrischen Führungszapfen 27 verse­ hen, welche in einer entsprechenden Ausnehmung im Gehäu­ se 12 formschlüssig geführt sind.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltstellung des Schaltgriffs 12 zeigt, daß sein Rastarm 28, der an seinem Stellteil 22 angeformt ist, in einer in eine Gleitbahn 47 einge­ formte Raststelle 46, eingerastet ist und nur mit Kraft­ aufwand aus dieser Position geschwenkt werden kann. Auf diese Weise zeigt die Stellung des Schaltgriffs 12 gleichzeitig die Schaltposition - Einschaltstellung - des Schaltwerks 10 an.

Der Stellhebel 14, der in diesem Ausführungsbeispiel aus elektrisch leitendem Material einstückig gemeinsam mit der Kontaktbrücke gefertigt ist, ist in eine bei der Gehäuseherstellung vorgesehene Führung eingesetzt, die aus einer ersten Gleitbahn 48 für den vertikalen Teil des Stellarms 32, aus einer zweiten Gleitbahn 49 für den Gleitkopf 35 am Ende des abgewinkelten Bereichs des Stellarms 32 und aus zwei Gleitflächen 54, 55 für den Querarm 30 gebildet ist.

Der Querarm 30, welcher die Kontaktbrücke bildet, greift mit seinen beiden Enden jeweils in eine Kontaktstelle 50, 52, welche über Anschlußleiter 51, 53 mit nicht nä­ her gezeigten Anschlußklemmen verbunden sind.

Das Federelement 16, welches als drittes Teil des Schaltwerks 10 im Ausführungsbeispiel als Schrauben­ druckfeder vorgesehen ist, ist mit einem Ende in eine Führung 45 im Bodenbereich des schalenförmigen Gehäuses 42 des Schaltgeräts 40 eingesetzt, während sein anderes Ende sich in ständigem Eingriff mit dem Stellhebel 14 . befindet und hierbei von dessen Führungszapfen 38 gehal­ ten wird.

Fig. 3 zeigt die gleiche Anordnung, die in Fig. 2 ge­ zeigt ist, jedoch im Unterschied zu dieser in Ausschalt­ stellung des Schaltwerks 10.

Hierbei ist der Schaltgriff 12 mit seiner Drehachse 26 um die Steckachse 44 in die Gegenrichtung geschwenkt, wobei seine Gleitfläche 24 auf der schräg angestellten Führungsfläche 34 des Stellarms 32 entlangschleift und schließlich in die am Ende der Führungsfläche 34 ange­ ordnete Raste 36 einrastet. Durch die Schwenkbewegung und das Schleifen der Gleitfläche 24 auf der Führungs­ fläche 34 wird auf den Stellhebel 14 eine Kraft in ver­ tikaler Richtung ausgeübt, welche den Stellhebel 14 ge­ gen die Vorspannung des Federelements 16 bewegt, wodurch die nicht näher gezeigte Kontaktbrücke auf dem Querarm 30 des Stellhebels 14 sich aus den Kontaktstellen 50, 52 entfernt und so die Ausschaltstellung des Schaltgeräts 40 erreicht. Bei der Schwenkbewegung des Schaltgriffs 12 hebt der Rastarm 28 gleichzeitig mit dem Anlegen der Gleitflächen 24 an die Führungsfläche 34 von der Gleit­ bahn 47 ab. Durch dieses Zusammenwirken gleitaktiver Bereiche des Schaltgriffs 12 befindet sich dieser stets in einer stabilen Schaltposition, d. h., eine selbstän­ dige Lageveränderung des Schaltgriffs ohne Einwirkung auf das Handbetätigungsorgan 20 ist ausgeschlossen.

In Fig. 4 ist der Schaltgriff 12 in Seitenansicht dar­ gestellt. Seine Merkmale sind im wesentlichen bereits in den Fig. 1 bis 3 erläutert.

Der Schaltgriff 12 besitzt ein Betätigungsorgan 20, welches sich oberhalb seiner Drehachse 26 befindet. Dar­ unter schließt sich ein Stellteil 22 an, welches einer­ seits eine Gleitfläche 24 besitzt, die in eine Rastspit­ ze 25 übergeht. Andererseits ist an das Stellteil 22 ein Rastarm 28 angeformt. Der Schaltgriff 12 besitzt auf seinen beiden Flachseiten konzentrisch um seine Drehach­ se angeformte zylindrische Führungszapfen 27, welche zur besseren Führung im Gehäuse 42 des Schaltgeräts 40 die­ nen.

In das Betätigungsorgan 20 des Schaltgriffs 12 ist von der äußeren Stirnfläche her eine Ausnehmung 29 einge­ formt, welche zur Aufnahme eines Betätigungswerkzeuges z. B. Klammern dient. Darüber hinaus ist ein nicht näher gezeigter Querzapfen 21 an das Betätigungsorgan 20 ange­ formt, welcher mit einem Betätigungsorgan eines benach­ barten Schaltgeräts im Eingriff steht und die Betätigung des Schaltgerätes 40 synchron mit nebeneinander angeord­ neten Selbstschaltern ermöglicht. Auf diese Weise ist eine selbsttätige Trennung der Kontakte, ausgelöst durch einen benachbarten Selbstschalter, möglich.

In Fig. 5 ist der Stellhebel 14 gezeigt, der einen ver­ tikalen Stellarm 32 besitzt, welcher etwa auf halber Länge abgewinkelt ist und eine Führungsfläche 34 be­ sitzt, die in eine Raste 36 übergeht. Die Raste 36 be­ findet sich am Ende des Stellarms 32, der hier einen Gleitkopf 35 besitzt. In seinem unteren Bereich schließt der Stellarm 32 an einen Querarm 30 an, der die Kontaktbrücke bildet. Der Anschlußstelle des Stellarms 32 gegenüberliegend ist an dem Querarm 30 ein Führungs­ zapfen angeformt, der wie bereits gezeigt, zur Führung des Federelements 16 dient.

Das erfindungsgemäße Schaltwerk 10 zeichnet sich durch einfachsten Aufbau aus, der insbesondere durch die ge­ ringe Anzahl von erforderlichen Einzelteilen, nämlich dem Schaltgriff 12, dem Stellhebel 14 und dem Federele­ ment 16 gekennzeichnet ist. Halteplatten bzw. Führungs­ rahmen zur Halterung des Schaltwerks 10 sind erfindungs­ gemäß nicht vorgesehen und auch nicht erforderlich, da die genannten Einzelteile in hierfür passend ausgestal­ tete Gehäuseschalen 42 einsetzbar sind. Hieraus resul­ tiert ein geringer Aufwand bei der Herstellung in Bezug auf die erforderlichen Formwerkzeuge sowie bei der Mon­ tage in Bezug auf einzelne Montagevorgänge. Da nur der Stellhebel 14 und das Federelement 16 ständig miteinan­ der im Eingriff sind, bedarf es keiner besonderen Vor­ kehrung, um diese beiden Teile ordnungsgemäß ins Gehäuse 42 des Schaltgeräts 40 einzusetzen. In gleicher einfa­ cher Weise ist es möglich, den Schaltgriff 12 ins Gehäu­ se einzusetzen.

Bei einer erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehenen ein­ stückigen Ausgestaltung des Stellhebels gemeinsam mit dem Federelement beschränkt sich der Montageaufwand auf zwei Teile, die in das Gehäuse einzusetzen sind. Hierbei kann in vorteilhafter Weise von den Rückfederungseigen­ schaften der eingesetzten spritzfähigen Isolierstoffe Gebrauch gemacht werden. Bei einer derartigen Ausgestal­ tung ist das Federelement als einseitig oder zweiseitig symmetrisch anschließende Blattfeder geformt, welche zur Verbesserung der Federwirkung eine vorgekrümmte Form aufweisen kann.

Claims (18)

1. Elektrisches Schaltgerät, insbesondere Nullei­ tertrenner, untergebracht in einem schalenförmigen Ge­ häuse mit einem Schaltwerk zur Betätigung einer Kontakt­ brücke, welche zwei nebeneinander angeordnete Kontakt­ stellen miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (10) aus einem Schaltgriff (12), ei­ nem die Kontaktbrücke aufnehmenden Stellhebel (14) und einem Federelement (16) gebildet ist und daß diese je­ weils unmittelbar in passend vorbereitete Führungen (44, 45, 47, 48, 49, 54, 55) im Gehäuse (42) des Schaltgeräts (40) eingesetzt sind.

2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (10) von Hand betätigbar ist.

3. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellhe­ bel (14) und das Federelement (16) ständig miteinander im Eingriff stehen.

4. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federele­ ment (16) sich an einer Außenwand des Gehäuses (42) ab­ stützt.

5. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Öffnen der Kontaktbrücke der Schaltgriff (12) mit dem Stellhe­ bel (14) zusammenwirkt und diesen in Ausschaltstellung fixiert.

6. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt­ griff (12) schwenkbar um eine im Gehäuse (42) angeordne­ te Achse (44) gelagert ist.

7. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalt­ griff (12) ein Stellteil (22) aufweist, das eine Gleit­ fläche (24) besitzt, welche eine Führungsfläche (34) des Stellhebels (14) beaufschlagt.

8. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (24) des Stellteils (22) des Schaltgriffs (12) mit einer Rast­ spitze (25) versehen ist, welche mit einer Raste (36) des Stellhebels (14) zusammenwirkt und in Ausschaltstellung in diese einrastet.

9. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an das Stell­ teil (22) des Schaltgriffs (12) ein Rastarm (28) ange­ formt ist, welcher auf einer Gleitbahn (47) des Gehäuses (42) gleitet und in einer Raststelle (46) der Gleitbahn (47) in Einschaltstellung einrastet.

10. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schaltgriff (12) beider­ seits konzentrisch zu seiner Drehachse (26) angeformte zylindrische Zapfenvorsprünge (27) besitzt, welche je­ weils im Gehäuse (42) des Schaltgeräts (40) geführt sind.

11. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorhe­ rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Stell­ hebel (14) ein Führungszapfen (38) angeformt ist, wel­ cher zur Führung des Federelementes (16) dient.

12. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorhe­ rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stell­ hebel (14) einen Gleitkopf (35) aufweist, der am Ende des Stellarms (32) angeformt ist.

13. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorhe­ rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stell­ hebel ein Isolierstofformteil ist, an welchem die Kon­ taktbrücke befestigt ist.

14. Elektrisches Schaltgerät, nach einem der vorhe­ rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federe­ lement (16) eine Schraubendruckfeder ist.

15. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorhe­ rigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federe­ lement (16) als Blattfeder ausgebildet ist.

16. Elektrisches Schaltgerät nach den Ansprüchen 13 und 15 dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellhebel (14) das Federelement (16) als Blattfeder angeformt ist und mit diesem einstückig verbunden ist.

17. Elektrisches Schaltgerät nach den Ansprüchen 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (16) aus zwei Blattfedern gebildet ist, welche symme­ trisch an den Stellhebel (14) angeformt sind und mit diesem einstückig verbunden sind.

18. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellhebel (14) und die Kontaktbrücke einstückig aus elektrisch leitendem Mate­ rial gebildet sind.