DE4436417C1 - Motorisch angetriebenes, mechanisches Umschaltwerk zur Betätigung eines elektrischen Schalters - Google Patents
Motorisch angetriebenes, mechanisches Umschaltwerk zur Betätigung eines elektrischen SchaltersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein motorisch angetriebenes, mechani
sches Umschaltwerk zur Betätigung eines elektrischen Schal
ters, insbesondere eines Schaltrotors eines solchen Schal
ters (Oberbegriff des Anspruches 1). Ein solches Umschalt
werk mit Malteser-Getriebe ist beispielsweise aus
DE 82 13 505 U1 bekannt. Dabei besteht der Nachteil, daß dem Motor
zwischen den einzelnen Schaltstellungen für den An- bzw.
Auslauf nur eine freie Drehbewegung von maximal 120° zur
Verfügung steht. Der Motor ist also in seiner freien Drehbe
wegung begrenzt. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung
besteht darin, daß bei Stromausfall und damit bei Stillstand
des Motors kein Notbetrieb von Hand vorgesehen ist. Ferner
kennt man Umschaltwerke mit einem Malteser-Schaltelement und
mit Umlenk-Kegelzahnradgetrieben. Derartige Schaltwerke sind
in ihrem Aufbau kompliziert und damit in der Herstellung
kostenaufwendig. Sie sind relativ groß, benötigen daher
einen entsprechenden Raum. Außerdem ist ein exaktes Abstop
pen des Antriebsmotors erforderlich, das wiederum Aus- und
Einschalter verlangt, die sich im Bewegungslauf der betref
fenden Schaltmittel befinden. Aber auch mit diesem Aufwand
ist es problematisch, ein Getriebe oder einen Antriebsmotor
ruckartig zum Stehen zu bringen, beispielsweise nach Drehen
der Triebachse um einen Winkel von 90°, denn die mit dem
Getriebe und dem Motor umlaufende Schwungmasse benötigt
einen gewissen Auslauf; es sei denn, man würde zusätzlich
Bremsmittel vorsehen, die dieses Umschaltwerk weiter kompli
zieren und verteuern würden. Dabei ist noch zu berücksichti
gen, daß ein moderner elektrischer Schalter in kurzen Ab
ständen auf "Ein" oder "Aus" geschaltet werden und/oder
unterschiedliche Umschaltfunktionen durchführen muß, die
stets zeitgenau zu erfolgen haben.
Die Aufgaben- bzw. Problemstellung der Erfindung besteht
demgegenüber darin, ein Umschaltwerk gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 zu schaffen, bei dem mit mechanischen,
einfachen und raumsparenden Mitteln und ferner unter Vermei
dung des nachteiligen Nachlaufes von Schwungmassen die
Schalterwelle des betreffenden elektrischen Schalters, oder
eines Schaltrotors eines solchen elektrischen Schalters
betätigt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend vom eingangs
genannten Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst darin gese
hen, daß der motorische Antrieb auf Drehmitnahme mit einem
umlaufenden Stellnocken verbunden ist, daß in der Bewegungs
bahn dieses Stellnockens zumindest ein Stellglied vorgesehen
ist, das zumindest ein Widerlager für den Stellnocken
aufweist, daß das Stellglied verschieblich angeordnet und
mit einer zum elektrischen Schalter oder dessen Schaltrotor
führenden Schalterwelle derart verbunden oder gekoppelt ist,
das bei Anliegen des Stellnockens an dem Widerlager des
Stellgliedes die Stellnockenbewegung das Stellglied mitnimmt
und dieses die Schalterwelle um eine Schaltdrehung ver
schwenkt, wobei das Widerlager des Stellgliedes nach Durch
führung dieser Schaltbewegung durch Verschieben und/oder
Verschwenken des Stellgliedes aus der Umlaufbahn des Stell
nockens gelangt (Kennzeichen des Anspruches 1). Solange der
Antriebsmotor eingeschaltet ist, läuft der Stellnocken
ständig um. Ist die benötigte Schaltbewegung der Schalter
welle erreicht, oder sind gemäß den späteren Ausführungen
mehrere Schaltbewegungen nacheinander durchgeführt worden,
so kann diese Schaltperiode durch Abschalten des Antriebs
motors beendet werden. Hierbei ist ein gewisser Nachlauf des
Antriebsmotors und der Übertragungsmittel zwischen ihm und
dem Stellnocken unschädlich, da dies lediglich einen ent
sprechenden Nachlauf des Stellnockens zur Folge hat, wobei
aber der Stellnocken sich nicht in einen Schalteingriff mit
dem Stellglied befinden. Die erläuterten Bauelemente sind
relativ klein und robust. Ein solches Umschaltwerk ist
praktisch wartungsfrei. Funktionell ist wichtig, daß während
der Schaltvorgänge der Stellnocken mit konstanter Winkel
geschwindigkeit umläuft und erst dann abgeschaltet wird,
d. h. zum Auslauf kommt, wenn dies keinen nachträglichen
Einfluß auf die Betätigung des elektrischen Schalters hat.
Die beim o.g. Stand der Technik nachteilige Begrenzung der
Drehbewegung des Motors auf 120° ist vermieden.
Gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung nach Anspruch
2 ist für eine federnde Rückstellung des Stellgliedes oder
der Stellglieder in die jeweilige Ausgangslage gesorgt.
Eine weiters, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist
Gegenstand des Anspruches 3. Die Schaltscheibe ist ein
stabiler Träger für den Stellnocken und kann in einfacher
Weise vom Antriebsmotor her zum Umlauf gebracht werden. Da
die Schaltscheibe eine gewisse Masse hat sorgt sie somit für
eine gleichmäßige Drehung des Stellnockens auf seiner
Umlaufbahn. Der Schwung dieser Masse wirkt sich aber gemäß
den obigen Ausführungen nicht nachteilig auf die Exaktheit
der Betätigung des elektrischen Schalters aus.
Bevorzugt sind ferner gemäß Anspruch 4 zwei Stellglieder
vorgesehen. Hiermit können bei Drehrichtung des Stellnockens
bzw. der Schaltscheibe im Uhrzeigersinn andere Schaltvor
gänge erreicht werden, als bei einer Drehung der Schalt
scheibe im Gegenuhrzeigersinn. Um dies zu verwirklichen ist
lediglich die zuvor beschriebene Umkehr der Drehrichtung der
Schaltscheibe bzw. des Stellnockens vorzunehmen. Gemäß den
Merkmalen des Anspruches 5 können die beiden Stellglieder
gleich ausgeführt, jedoch spiegelbildlich zueinander ange
ordnet sein. Abgesehen von der hiermit gegebenen Verein
fachung der Festigung wird damit erreicht, daß bei Drehung
der Schaltscheibe im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn
dieselben Schaltbewegungen durchgeführt werden, nur daß
hiermit die Schalterwelle einmal im Uhrzeigersinn und einmal
im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird.
Bei Vorhandensein zweier Stellglieder können gemäß Anspruch
7 diese in konstruktiv einfacher und funktionell vorteil
hafter Weise durch eine Zugfeder zueinander hin und gegen
einen Anschlag gezogen werden.
Der Schalter wird synchron mit der Drehgeschwindigkeit der
Motorachse geschaltet. Der Motor ist in seiner Auslaufphase
nicht begrenzt. Er kann beispielsweise auch im Dauerlauf
weiter drehen, weil die Stellglieder nach Erreichen der
Schaltstellung jeweils von dem Stellnocken der Schaltscheibe
seitlich verdrängt werden.
Es können gemäß Anspruch 9 auch mehrere Widerlager in Längs
richtung des betreffenden Stellgliedes bzw. der betreffenden
Stellglieder hintereinander vorgesehen sein, so daß anstelle
jeweils nur eines Schaltschrittes von beispielsweise 90° mit
dem gleichen Stellglied auch mehrere Schaltschritte von
beispielsweise jeweils 45° nacheinander durchgeführt werden
können.
Es sind somit mehrere hintereinander folgende vollständige
Umläufe des Stellnockens mit einer der Zahl der Umläufe
entsprechenden Zahl von Verschwenkungen der Schalterwelle
mäglich, wobei die Verschwenkwinkel der Schalterwelle entwe
der einander gleich oder ungleich sind (Anspruch 12).
Es ist bei den eingangs erläuterten Umschaltwerken bekannt,
eine von Hand zu betätigende Notschaltwelle vorzusehen, um
bei Ausfall des elektrischen Antriebsmotors eine Handbetäti
gung des betreffenden elektrischen Schalters zu ermöglichen.
Dabei wird die Drehung der Notschaltwelle auf die Schalter
welle durch in der Herstellung teure Kegelzahnräder übertra
gen, die außerdem den Nachteil eines großen Raumbedarfes
haben. Auch dieser Nachteil soll mit der Erfindung behoben
werden. Hierzu dienen zunächst die Mittel gemäß Anspruch 13.
Das im Querschnitt L-förmige Blech und die in ihn eingrei
fenden Führungsmittel verlangen im Ergebnis keinen zusätz
lichen Raum. Sie sind einfach und daher mit geringen Kosten
herstellbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich sowohl aus
den weiteren Unteransprüchen, als auch aus der nachstehenden
Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungs
gemäßen Ausführungsmöglichkeiten. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 Ein Umschaltwerk nach der Erfindung in perspek
tivischer Ansicht und zum Teil aufgeschnitten,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel mit Stellnocken
und Stellgliedern, sowie angetriebener Schal
terwelle der Erfindung in der Draufsicht und
dazugehörigen Bauteilen,
Fig. 3 die zu Fig. 2 gehörende Seitenansicht,
Fig. 4 eine Ansicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 2, jedoch mit einer anderen Schaltstellung
der Bauteile,
Fig. 5 die Draufsicht auf Fig. 4, bzw. Fig. 2,
Fig. 6 bis 11 verschiedene Schaltstellungen eines weiteren
Ausführungsbeispieles der Erfindung mit Schalt
scheibe, Stellnocken, Stellgliedern und Schal
terwelle, sowie dazugehörigen Bauteilen,
Fig. 12 eine Anordnung zur Übertragung der Drehung
einer Notschaltwelle auf die Schalterwelle in
der Seitenansicht,
Fig. 13 die Draufsicht zu Fig. 12,
Fig. 14 die Stirnansicht zu Fig. 12.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Ausführungsmöglichkeit
eines solchen Umschaltwerkes mit Gehäuse 1, Antriebsmotor 2,
Schaltscheibe 3 mit Stellnocken 4, zwei Stellglieder 5, 6
und die hier nur teilweise erkennbare Schalterwelle 7.
Ferner können eine Notschaltwelle 39 und zugehörige, nur
schematisch angedeutete Mittel zur Übertragung einer Drehung
der Notschaltwelle auf die Schalterwelle 7 vorgesehen sein
(im einzelnen wird hierzu auf die Fig. 12 bis 14 und den
zugehörigen Text verwiesen). Die Drehung des Motors 2 wird
über nicht dargestellte Umlenkmittel und eine nur strich
punktiert angedeutete Triebwelle 10 auf die Schaltscheibe 3
übertragen. Der mittels der Schalterwelle 7 zu schaltende
elektrische Schalter oder der mit der Schalterwelle auf
Drehmitnahme verbundene Schaltrotor eines solchen elektri
schen Schalters sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Der
vorgenannte Schaltrotor betätigt, z. B. schließt oder öffnet,
entsprechende elektrische Kontakte je nach seiner Drehlage.
Bevorzugt aber nicht ausschließlich handelt es sich bei den
vorgenannten elektrischen Schaltern um größere Schalter die
sich in einem Ölbad befinden und ferngeschaltet werden
müssen. Die Erfindung wäre aber auch bei demgegenüber klei
neren Schaltern einsetzbar. Eine solche Fernsteuerung kann
von einer Zentrale her erfolgen. Sie bewirkt das Zu- und
Abschalten des Antriebsmotors 2 und damit die entsprechenden
Schaltdrehungen der Schalterwelle. Solange der Motor 2
eingeschaltet ist läuft der Stellnocken, bzw. läuft die
Schaltscheibe 3 mit dem Stellnocken 4 um.
Die nachfolgend erläuterten Fig. 2 bis 5 und 6 bis 11 zeigen
jeweils Ausführungsbeispiele von mechanischen Umschaltwerken
nach der Erfindung, bei denen die bevorzugt vorgesehene
Schaltscheibe und damit der Stellnocken sowohl im Uhrzeiger
sinn, als auch im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden können,
wobei hiermit zwei Stellglieder betätigt werden, welche die
Schalterwelle im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn
verdrehen. Diese Schaltmöglichkeit in beiden Drehrichtungen
ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Vom
Prinzip her könnte aber die Erfindung auch mit nur einem
Stellglied und damit Drehung der Schalterwelle in nur einer
Drehrichtung verwirklicht werden. Es sind für dieselben,
oder zumindest im Prinzip dieselben Bauteile die gleichen
Bezugsziffern verwendet.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 5 sind die Schalt
scheibe 3 und deren Triebwelle 10, der an der Schaltscheibe
fest angebrachte Stellnocken 4 und die beiden Stellglieder
5, 6 dargestellt. Diese Stellglieder sind jeweils mit einem
Flansch 8 gelenkig verbunden, und zwar mittels Zapfen oder
dergleichen 9. Der Flansch 8 ist drehfest mit der Schalter
welle 7 verbunden. Ferner ist eine Zugfeder 11 vorgesehen,
welche an den Stellgliedern 5, 6 angreift und bestrebt ist,
diese in den Pfeilrichtungen 12 zueinander hin zu ziehen und
dabei um die Anlenkungen 9 zu verschwenken. Die Stellglieder
5, 6 besitzen Widerlagerflächen 13, die sich in der Umlauf
bahn 15 des Stellnockens 4 befinden. Die Stellglieder 5, 6
sind in diesem Ausführungsbeispiel einander gleich, jedoch
spiegelbildlich zueinander angeordnet, so daß sowohl bei
Drehung des Stellnockens 4 auf der Bahn 15 im Uhrzeigersinn,
als auch seiner Drehung im Gegenuhrzeigersinn wie nachste
hend im einzelnen erläutert die Schalterwelle 7 jeweils um
den gleichen Winkelbetrag, jedoch in der entsprechenden
Drehrichtung verschwenkt wird. Die Triebwelle 10 und die
Schalterwelle 7 sind in einem bestimmten, festen Abstand
zueinander fixiert (im einzelnen nicht dargestellt).
Sobald der Stellnocken 4 bei Drehung im Uhrzeigersinn gemäß
Fig. 2 an das Widerlager 13 anstößt verschiebt er bei seiner
weiteren Drehung um die Triebwelle 10 das Stellglied 5 in
Richtung des Pfeiles 17, wobei es über die zugehörige Anlen
kung 9 den Flansch 8 und damit die Schalterwelle 7 um einen
Schaltschritt ebenfalls im Uhrzeigersinn verschwenkt. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies eine Verschwenkung
um 90°. Die Bauteile, einschließlich der Stellglieder 5, 6,
nehmen dann die Position gemäß Fig. 4 ein. Der vorgenannte
Stellwinkel von 90° ist dabei durch den Bogen A-B in Fig. 4
dargestellt. Fig. 4 zeigt ferner, daß in dieser Lage des
Stellgliedes 5 dessen Widerlager 13 aus der Umlaufbahn 15
des Stellnockens 4 verschoben wurde, so daß dieser sich mit
der Schaltscheibe 3 ungehindert weiterdrehen kann. Er kommt
dann zu Anlage an die Innenkante 14 des anderen Stellgliedes
6 und schwenkt dieses gegen Wirkung der Feder 11 um dessen
Anlenkung 9 im Gegenuhrzeigersinn nach außen, wie es mit
Ziffer 6′ gestrichelt eingezeichnet ist. Somit kann der
Stellnocken gemäß Position 4′ ungehindert an der Innenkante
14 des Stellgliedes 6 entlang gleiten. Hat er die Position
4′′ eingenommen, so zieht die Feder 11 das Stellglied 6
wieder in die in Fig. 4 mit durchgezogenen Linien darge
stellte Position zurück. Die Position der Stellglieder 5, 6
gemäß Fig. 2 und Fig. 4 wird dadurch gesichert, daß die
Stellglieder seitlich Anschläge 16 aufweisen, die zu Anlage
an die äußere Mantelfläche der Schaltscheibe 3 kommen.
Hierzu wird auf Fig. 5 verwiesen. Diese Anschläge können
gemäß Ausführungsbeispiel durch Abkantungen von die Stell
glieder 5, 6 bildenden Blechen geschaffen werden. Der Voll
ständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß beim Übergang
von der Schaltstellung nach Fig. 2 auf die Schaltstellung
nach Fig. 4 die Bewegung des Stellgliedes 5 in Pfeilrichtung
17 über den Flansch B eine gegenläufige Bewegung des Stell
gliedes 6 in Pfeilrichtung 17′ zur Folge hat. Wird der
Antrieb der Schaltscheibe 3 nicht abgeschaltet, so erfolgt
in entsprechenden Zeitabständen ein ständiges Weiterschwen
ken der Schalterwelle 7 um jeweils 90°. Eine Umkehr der
Drehrichtung des Antriebes 2, 10 und damit der Drehrichtung
der Schaltscheibe 3 hat zur Folge, daß der Stellnocken 4
dabei zur Anlage an die Widerlagerfläche 13 des Stellgliedes
6 kommt und dieses entsprechend verschiebt, was eine Drehung
des Flansches 8 und damit der Schalterwelle 7 ebenfalls um
90°, jedoch entgegen der Uhrzeigerrichtung zur Folge hat.
Ein Weiterdrehen der Schaltscheibe bewirkt, daß der Stell
nocken 4 die Innenkante 14 des Stellgliedes 5 erfaßt und
damit das Stellglied 5 gegen die Wirkung der Feder 11 nach
außen verschwenkt. Der Vorgang ist also derselbe wie die
zuvor bei Drehung der Schaltscheibe 6 im Uhrzeigersinn, nur
daß nunmehr das andere Stellglied 6 die Schalterwelle betä
tigt.
Ein solches mechanisches Umschaltwerk ist insbesondere für
Schaltvorgänge verwendbar, bei denen exakt vorgegebene
Schaltwege hin und zurück eingehalten werden müssen, und
zwar unabhängig von der Drehrichtung des Schaltvorganges,
sowie unter Vermeidung der Nachteile des erwähnten Nachlau
fes. Es versteht sich, daß die Konfiguration der Stellglie
der 5, 6 so zu wählen ist, daß ihre Konturen, insbesondere
die Widerlagerflächen und die Innenkanten in Bezug auf die
Position der Umlaufbahn 15 des Stellnocken 4 und der Lage
der Anlenkstellen 9 im Sinne der Lehre der Erfindung abge
stimmt sind.
Die vorstehenden Ausführungen zum Beispiel der Fig. 2 bis 5
gelten sinngemäß auch für die nachfolgenden Erläuterungen
des Ausführungsbeispieles der Fig. 6 bis 11, und zwar insbe
sondere hinsichtlich der Funktion der Bauteile. Das Ausfüh
rungsbeispiel der Fig. 5 bis 11 zeigt, daß anstelle des
jeweils nur einen Schaltschrittes von 90° mit dem gleichen
Stellglied auch mehrere Schaltschritte nacheinander durchge
führt werden können. Dies sind im Ausführungsbeispiel der
Fig. 5, 6 bis 11 jeweils zwei Schaltschritte um jeweils 45°
Doch kann die Erfindung auch mehrere, z. B. drei Schalt
schritte bei der Bewegung eines Stellgliedes um entsprechen
de Winkelverstellungen, sei es beispielsweise drei Schalt
schritte von je 30° oder auch von je 45°, der Schalterwelle
bewirken (nicht dargestellt).
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 11 besitzen die beiden
Stellglieder 5, 6 je zwei Widerlagerflächen 13′ und 13′′ im
Abstand voneinander. Dabei sind die Widerlagerflächen 13′
von den Anlenkungen 9 der Stellglieder 5, 6 weiter entfernt,
als die Widerlagerflächen 13′′. Bei einer Drehung der Schalt
scheibe 3 im Uhrzeigersinn kommt der Stellnocken 4 zunächst
zur Anlage an das Widerlager 13′′ (siehe Fig. 6). Bei seinem
Weiterdrehen im Uhrzeigersinn schiebt er das Stellglied 5 in
Pfeilrichtung 17 nach unten und verdreht somit den Flansch 8
und die Schalterwelle 7 um einen Winkel A-B von 45° in die
Position gemäß Fig. 7. Im Verlauf seiner weiteren Umlaufbahn
gleitet der Stellnocken 4 an der Innenkante 14 des Stell
gliedes 5 entlang und drückt dieses dabei nach außen, d. h.
dreht es im Uhrzeigersinn um die zugehörige Gelenkstelle 9.
Ferner wird im weiteren Verlauf dieser Umlaufbahn das Stell
glied 6 vom Stellnocken 4 entgegen dem Uhrzeigersinn um
seine Anlenkung 9 verschwenkt. Befindet sich der Stellnocken
4 außerhalb des Bereiches der Innenkante 14 des Stellgliedes
6, so wird dieses von der Feder 11 im Uhrzeigersinn nach
innen geschwenkt, bis sein Anschlag 16 zur Anlage an die
Schaltscheibe 3 kommt. Mit dem Weiterdrehen der Schalt
scheibe nimmt der Stellnocken 4 die in Fig. 7 dargestellte
Position ein, in der er an der anderen Widerlagerfläche 13′
des Stellgliedes 5 anliegt. Über dieses Widerlager 13′
verschiebt er das Stellglied 5 weiter in Pfeilrichtung 17,
womit der Flansch 8 um weitere 45° (siehe Winkelangabe B-C)
bewegt wird, so daß er die Position gemäß Fig. 8 einnimmt.
Es wurde also mit Hilfe dieser beiden Widerlager 13′, 13′′
die Schalterwelle 7 in zwei Schritten von je 45° im Uhrzei
gersinn verschwenkt. Bei Weiterbewegung des Stellnockens 4
im Uhrzeigersinn drückt er das weitere Stellglied 6 wie
schon vorstehend beschrieben nach außen und gleitet daran,
d. h. an dessen Innenkante 14 vorbei. In dem Zusammenhang ist
eine Haltestange 18 mit einem Anschlag 18′ vorgesehen, die
sowohl in der Pfeilrichtung 19, als auch in der Pfeilrich
tung 20 verschiebbar ist. Dieses Schaltgestänge 18, 18′
dient dazu, bei Anordnung zweier Widerlager 13′, 13′′ das
jeweilige Stellglied 5, bzw. 6 in einer solchen Winkellage
zu dem jeweiligen Anlenkpunkt 9 zu halten, daß der Schalt
nocken 4 beim Umlauf zunächst an das Widerlager 13′′ zur
Anlage kommt und das betreffende Stellglied schaltet, sowie
daß beim nächsten Umlauf des Stellnockens 4 der Anschlag 18′
sich so weit verlagert hat, daß das betreffende Stellglied
unter Wirkung der Zugfeder 11 eine Winkellage um ihren
betreffenden Anlenkpunkt 9, bzw. 10 einnimmt, in dem das
Widerlager 13′ sich in der Umlaufbahn des Stellnockens 4
befindet. Dies gilt sowohl bei Bewegung des Stellnockens 4
im Uhrzeigersinn, als auch im Gegenuhrzeigersinn. Die Ver
stellung des Anschlages 18′ mittels der Haltestange 18
erfolgt synchron gesteuert zu den Umläufen des Stellnockens
4. Die Sicherung der Position des jeweiligen Stellgliedes
erfolgt durch Anliegen des Anschlages 18′ an der jeweiligen
Innenkante 14 des betreffenden Stellgliedes. Damit wirkt der
Anschlag 18′ einem weiteren Verschwenken des betreffenden
Stellgliedes durch die Feder 11 entgegen. Die Bewegung der
Haltestange 18 und die zeitliche Steuerung dieser Bewegung
kann mechanisch, elektromechanisch oder durch Steuerung
mittels elektrisch betätigter Magnete erfolgen. Es ist
ersichtlich, daß nach Erreichen positionsgemäß Fig. 9 rechts
der Stellnocken 4 auf seiner Umlaufbahn 15 im Uhrzeigersinn
sich weiterbewegt. Zur Vermeidung einer zusätzlichen Dar
stellung ist in der gleichen Fig. 9 der Beginn der Schalt
bewegung des Stellgliedes 6 bei Drehung der Schaltscheibe 3
im Uhrzeigergegensinn dargestellt. Dies ist der Pfeil 21 mit
der an dessen Pfeilspitze vorgesehenen Position 22 des
Stellnockens 4, der an der Widerlagerfläche 13′′ des Stell
gliedes 6 anliegt. Von hieraus erfolgt mit dem Weiterdrehen
der Schaltscheibe 3 ein Bewegen des Stellgliedes 6 in Rich
tung des Pfeiles 24, womit der Flansch 8 und die Schal
terwelle 7 um 45° in die Position gemäß Fig. 10 verschwenkt
werden, und zwar ebenfalls im Uhrzeigergegensinn. Dieser
Winkel 45° befindet sich zwischen den Punkten D und E. Dies
ist also der gleiche Ablauf wie anhand der Fig. 7 bis 9
geschildert, nur in Uhrzeigergegendrehrichtung. Fig. 10
zeigt die Anlage des Stellnockens 4 an dem Widerlager 13′′
des Stellgliedes 6. Mit dem Weiterdrehen der Schaltscheibe 3
in der Pfeilrichtung 21 wird das Stellglied 6 weiter nach
unten geschoben und bringt sich, sowie den Flansch 8 und die
Schalterwelle 7 in die Position gemäß Fig. 11. Damit ist
eine weitere Verschwenkung der Schalterwelle um 45°, gemäß
dem Bogen zwischen den Punkten E und F erfolgt.
Die eingangs schon erläuterte Fig. 1 zeigt ferner eine
Anordnung, um mit einfachen Mitteln bei Ausfall des Motors 2
über eine von Hand zu betätigende Notschaltwelle 39 die
Schalterwelle 7 schalten, d. h. verdrehen zu können. Einzel
heiten sind in den Fig. 12 bis 14 dargestellt.
Ein im Querschnitt etwa rechteckige Federsprungwerk 26 wird
von einem Winkelblech umgeben, das im Querschnitt etwa
L-förmige ist. Die Schenkel dieses L sind mit 27, 28 bezif
fert. Fig. 12 zeigt innerhalb des Schenkels 27 einen sich in
Längsrichtung 34-34 des Winkelbleches 27, 28 erstreckenden
Ausschnitt 29 mit einem senkrecht dazu verlaufenden kleine
ren Ausschnitt 30. In den größeren Ausschnitt 29 ist die
Schalterwelle 7 eingebracht und geführt, die drehfest einen
Steueransatz 31 mit Führungsstift 32 trägt. Der Führungs
stift 32 gleitet in den kleineren Ausschnitt 30. Im Schenkel
28 ist eine analoge Anordnung vorgesehen, bestehend aus
einem größeren Ausschnitt 33, der ebenfalls in der Längs
richtung 34-34 des Winkelbleches 27, 28 verläuft und einem
quer dazu verlaufenden kleineren Ausschnitt 34. Die Not
schaltwelle 39 ist in den größeren Ausschnitt 33 eingebracht
und darin geführt, sowie mit einem Steueransatz 35 drehfest
verbunden, der einen Führungsstift 36 trägt. Dieser Füh
rungsstift 36 gleitet in den kleineren Ausschnitt 34. Die
Ausschnitte 29, 30 und 33, 34 gehen jeweils ineinander über.
Ein Drehen der Notschaltwelle 39 von Hand, z. B. mittels
eines Steckschlüssels 37, hat über die Führungsanordnung 33,
34, 35, 36 ein Verschieben des Winkelbleches 27, 28 in
Richtung der Pfeile 34-34 zur Folge. Diese Bewegung des
Winkelbleches 27, 28 bewirkt über die Führungsanordnung 29,
30, 31, 32 ein entsprechendes Verdrehen der Schalterwelle 7.
Somit kann mittels Verdrehen der Notschaltwelle 39 der zu
betätigende elektrische Schalter von Hand geschaltet werden.
An den Endstellungen der Verschiebebewegung des Winkel
bleches 27, 28 sind Hilfskontaktschalter 38 vorgesehen.
Hiervon ist nur ein Hilfskontaktschalter dargestellt, näm
lich in Fig. 1 rechts. Über diese Hilfskontaktschalter kann
optisch die jeweilige Position des Winkelbleches und damit
die Schalterstellung angezeigt werden.
Es sind also die motorbetätigte Schalterwelle 1 und die
handbetätigte Notschaltwelle 39 über die vorgenannte Anord
nung mit Kulissenführungen synchron und zwangsläufig mitein
ander gekoppelt, und zwar sowohl bei Drehungen im Uhrzeiger
sinn, als auch im Gegenuhrzeigersinn. Diese Anordnung er
setzt die beim Stand der Technik vorhandenen teuren und
raumaufwendigen Kegelzahnräder.
Im Falle der Notbetätigung von Hand über die Notschaltwelle
39 empfiehlt es sich, die Stellglieder 5, 6 so weit ausein
ander zu spreizen, daß sie sich nicht mehr im Bereich des
umlaufenden Stellnockens 4 befinden. Dies kann beispiels
weise mit einer Hebelanordnung 40, 41 geschehen (siehe Fig.
1) . Diese Hebelanordnung kann durch den Steckschlüssel 37
betätigt werden, der für die Drehung der Notschaltwelle 39
über diese gesteckt wird (die Verbindung zwischen diesem
Steckschlüssel 37 und den Hebeln 40, 41 ist in der Zeichnung
nicht dargestellt).
Claims (16)
1. Motorisch angetriebenes, mechanisches Umschaltwerk zur
Betätigung eines elektrischen Schalters, insbesondere
eines Schaltrotors eines solchen Schalters, dadurch
gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb (2) auf
Drehmitnahme mit einem Stellnocken (4) verbunden ist,
daß in der Bewegungsbahn (15) dieses Stellnockens zumin
dest ein Stellglied (5 bzw. 6) vorgesehen ist, das
zumindest ein Widerlager (13) für den Stellnocken auf
weist, daß das Stellglied verschieblich (17, 17′) ange
ordnet und mit einer zum elektrischen Schalter oder
einen dazugehörenden Schaltrotor führenden Schalterwelle
(7) derart verbunden oder gekoppelt ist, daß bei Anlie
gen des Stellnockens an dem Widerlager des Stellgliedes
die Stellnockenbewegung das Stellglied mitnimmt und
dieser die Schalterwelle (7) um eine Schaltdrehung
verschwenkt, wobei das Widerlager des Stellgliedes nach
Durchführung dieser Schaltbewegung durch Verschieben
und/oder Verschwenken des Stellgliedes aus der Umlauf
bahn (15) des Stellnockens gelangt.
2. Umschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine federnde Rückstellung des Stellgliedes (5 oder
6) oder der Stellglieder (5, 6) in die jeweilige Aus
gangslage vorgesehen ist.
3. Umschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stellnocken (4) fest auf einer Schalt
scheibe (3) angebracht ist, die mit dem Antriebsmotor
(2) auf Drehmitnahme verbunden ist, wobei der Stell
nocken (4) sich im Abstand von der Drehachse (10) der
Schaltscheibe befindet.
4. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Stellglieder (5, 6) vorgesehen
sind, wobei eines dieser Stellglieder (5) mit seinem
betreffenden Widerlager bei Drehung der Schaltscheibe
(3) und des Stellnockens (4) im Uhrzeigersinn, dagegen
das andere Stellglied (6) mit seinem betreffenden Wider
lager bei Drehung der Schaltscheibe (3) und des Stell
nockens (4) im Gegenuhrzeigersinn sich in der Umlaufbahn
(15) des Stellnockens befindet und davon bewegt wird,
wobei das jeweils nicht bewegte Stellglied so ausgeführt
und gelagert ist, daß es ein Passieren des Stellnockens
ohne Schaltbetätigung ermöglicht.
5. Umschaltwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei einander gleiche aber spiegelbildlich angeord
nete Stellglieder (5, 6) vorgesehen sind.
6. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stellglied oder die Stellglieder
(5, 6) an einem Flansch (8) angelenkt ist oder sind (9),
der drehfest mit der Schalterwelle (7) verbunden ist.
7. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Stellglieder (5, 6) durch eine
Zugfeder (11) zueinander hin und gegen einen Anschlag
gezogen sind.
8. Umschaltwerk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Anschlag der Rand oder die Mantel
fläche der Schaltscheibe (3) vorgesehen ist, wobei sich
entsprechende Gegenanschläge (16) an den Stellgliedern
(5, 6) befinden.
9. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß am Stellglied oder an den Stellglie
dern (5, 6) im Abstand voneinander mehrere Widerlager
(13′, 13′′) etwa in Längsrichtung des Stellgliedes hin
tereinander vorgesehen sind.
10. Umschaltwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß ein von Hand, oder durch Magnetkraft betätigter
Anschlag (18′) mit zugehörige Betätigungsstange (18)
vorgesehen ist, der sich zwischen den Stellgliedern
befindet und etwa quer zur Längsrichtung der Stell
glieder verschieblich ist, wobei der Anschlag (18′)
gegen die Wirkung der Feder (11) dem jeweiligen Stell
glied eine Winkellage gibt, die einen Anschlag des
Stellnockens (4) an dem jeweils zu betätigenden Wider
lager (13′ oder 13′′) ermöglicht.
11. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn
zeichnet durch eine Anordnung, die bei einem vollständi
gen Umlauf des Stellnockens (4) eine Verschwenkung der
Schalterwelle (7) um 90° bewirkt.
12. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn
zeichnet durch eine Anordnung, insbesondere der Wider
lager (13′, 13′′) derart, daß bei mehreren hintereinander
folgenden vollständigen Umläufen des Stellnockens (4)
sich eine der Zahl der Umläufe entsprechende Zahl von
Verschwenkungen der Schalterwelle (7) ergibt, wobei die
Verschwenkwinkel der Schalterwelle entweder einander
gleich oder ungleich sind.
13. Umschaltwerk mit einer zusätzlichen, von Hand zu betäti
genden Notschaltwelle, die bei Ausfall des Antriebsmo
tors über Umlenkmittel die Schalterwelle dreht, nach
einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß als Umlenkmittel ein abgewinkeltes, im Querschnitt
etwa L-förmiges Blech (27, 28) vorgesehen ist mit
Kulissenführungen für die Notschaltwelle (39), die einen
Ansatz (35) mit Steuerstift (36) trägt, als auch für die
Schalterwelle (7) die einen Ansatz (31) und Steuerstift
(32) trägt, derart, daß jede Drehung einer der vorge
nannten Wellen (7 oder 39) ein Verschieben des Winkel
bleches (27, 28) in seiner Längsrichtung (34-34) und
dadurch über die Kulissenführungen ein Drehen der je
weils anderen Wellen (39, 7) zur Folge hat.
14. Umschaltwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß beide Stellglieder (5, 6) so weit auseinander
spreizbar sind, daß sie sich nicht mehr im Bereich der
Umlaufbahn (3) des Stellnockens (4) befinden.
15. Umschaltwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Spreizung eine Hebelanordnung (40, 41)
vorgesehen ist und deren Betätigung beim Aufbringen
eines Steck-Verdrehschlüssels (37) auf die Notschalt
welle (39) erfolgt.
16. Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekenn
zeichnet durch je einen Hilfskontaktschalter (38) am
Ende des Verschiebeweges des Winkelbleches (27, 28),
wobei die Hilfskontaktschalter mit einer Anzeige elek
trisch verbunden sind.
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