EP0707326B1

EP0707326B1 - Motorisch angetriebenes, mechanisches Umschaltwerk zur Betätigung eines elektrischen Schalters

Info

Publication number: EP0707326B1
Application number: EP95115495A
Authority: EP
Inventors: Günther Trautmann; Jörg-Ulrich Dipl.Ing.(FH) Peterreins
Original assignee: Peterreins Schalttechnik GmbH
Current assignee: Peterreins Schalttechnik GmbH
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1995-09-30
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2015-09-30
Also published as: DK0707326T3; DE59505114D1; ES2130490T3; ATE176831T1; EP0707326A1; DE4436417C1

Description

Die Erfindung betrifft ein motorisch angetriebenes, mechanisches Umschaltwerk zur Betätigung des Schaltmittels eines elektrischen Schalters, wobei der motorische Antrieb auf Drehmitnahme mit einem umlaufenden Stellnocken verbunden ist, wobei in der Umlaufbahn dieses Stellnockens ein Stellglied vorgesehen ist, das ein Widerlager für den Stellnocken aufweist, wobei das Stellglied verschieblich angeordnet und mit einer zum Schaltmittel führenden Schalterwelle derart verbunden oder gekoppelt ist, daß bei Angreifen des Stellnockens an dem Widerlager des Stellgliedes die Stellnockenbewegung das Stellglied mitnimmt und dieses die Schalterwelle um eine Schaltdrehung verschwenkt, wobei das Widerlager des Stellgliedes nach Durchführung dieser Schaltbewegung durch Verschieben und/oder Verschwenken des Stellgliedes aus der Umlaufbahn des Stellnockens gelangt (Oberbegriff des Anspruches 1). Hierzu ist aus DE-A 852 568 ein elektromotorischer Antrieb für elektrische Schalter bekannt, bei denen ein schneckengetriebenes Rad mit einem Stellnocken eine Steuerstange etwa in ihrer Längsrichtung hin- und zurück verschwenkt, wobei die Steuerstange eine mit der Schalterwelle verbundene Kurbel bei jeder Verschiebebewegung um 90° von der "Ein"-Stellung in die "Aus"-Stellung und umgekehrt verdreht. Es wird also ein Hin- und Zurückdrehen der Schalterwelle vorgenommen. Dabei ist nur ein einziges Widerlager für den Stellnocken und nur ein ein einziges Stellglied in Form der Steuerstange vorgesehen. Zur Durchführung der vorgenannten Umschaltung ist ferner nachteiligerweise ein ständiger Wechsel der Drehrichtung des schneckengetriebenen Rades erforderlich. Ferner ist ein Umschaltwerk mit Malteser-Getriebe beispielsweise aus DE-GM 82 13 505.3 bekannt. Dabei besteht der Nachteil, daß dem Motor zwischen den einzelnen Schaltstellungen für den Anbzw. Auslauf nur eine freie Drehbewegung von maximal 120° zur Verfügung steht. Der Motor ist also in seiner freien Drehbewegung begrenzt. Das Getriebe wird aus einer Mittelstellung heraus einmal im Uhrzeigersinn und dann im Gegenuhrzeigersinn bewegt. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß bei Stromausfall und damit bei Stillstand des Motors kein Notbetrieb von Hand vorgesehen ist. Befindet sich dabei der Triebstock des treibenden Rades in einem Schlitz des getriebenen Sternrades und bleibt in dieser Situation der Antriebsrotor aus irgendeinem Grund stehen, so ist somit der ganze Antrieb in sich gesperrt und kann nicht mehr weiterlaufen. Auch ist kein Notbetrieb möglich.

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 Abstoppen des Antriebsmotors erforderlich, das wiederum Aus- und Einschalter verlangt, die sich im Bewegungslauf der betreffenden 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 komplizieren und verteuern würden. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß ein moderner elektrischer Schalter in kurzen Abständen 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 bei einer Drehbewegung des Stellnockens in der Umlaufbahn in dieser Richtung zumindest zwei Schaltschritte möglich sind. Dabei soll mit mechanisch, einfachen und raumsparenden Mitteln und ferner unter Vermeidung des nachteiligen Nachlaufes von Schwungmassen die Schalterwelle eines Schaltrotors eines solchen elektrischen Schalters betätigt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend vom eingangs genannten Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst darin gesehen, daß am Stellglied im Abstand von dem einen Widerlager weitere Widerlager etwa in Längsrichtung des Stellgliedes hintereinander vorgesehen sind, daß ein von Hand oder durch Magnetkraft betätigtes Schaltgestänge mit einem Anschlag vorgesehen ist, der dem Stellglied eine Winkellage gibt, die ein Angreifen des Stellnockens an dem jeweils zu betätigenden Widerlager ermöglicht (Kennzeichen des Anspruches 1). Solange der Antriebsmotor eingeschaltet ist, läuft der Stellnocken ständig um. Hiermit sind in einer Drehrichtung des Stellnockens durch Erfassen der jeweils vorgesehenen Anzahl von Widerlager mehrere Schaltbewegungen nacheinander durchzuführen, die entsprechende Schaltdrehungen der Schalterwelle zur Folge haben. Nach Beendigung dieser Schaltperiode kann sie durch Abschalten des Antriebsmotors beendet werden. Hierbei ist ein gewisser Nachlauf des Antriebsmotors und der Übertragungsmittel zwischen ihm und dem Stellnocken unschädlich, da dies lediglich einen entsprechenden 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 Winkelgeschwindigkeit 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 Stand der Technik gemäß Gebrauchsmuster 8213505 nachteilige Begrenzung der Drehbewegung des Motors auf 120° ist vermieden. Auch ist ein Blockieren, wie hierzu oben geschildert, vermieden. Gegenüber der Literaturstelle DE-A 852 568 ist die Möglichkeit der Betätigung eines ständig in der gleichen Drehrichtung sich drehenden und damit schaltenden Schaltrotors gegeben. Dies ist für eine Reihe von Anwendungsfällen nicht nur von Vorteil sondern auch notwendig, in denen das Drehen einer Schaltwelle gemäß DE 852 568 um einen relativ kleinen Winkelbetrag in die eine Drehrichtung und danach in die andere Drehrichtung zur Erzielung einer Ein-Aus-Schaltung weder ausreicht noch einsetzbar ist.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem weiteren Stellglied gemäß Anspruch 2 ergibt die Möglichkeit, die Lehre und die Wirkung des Anspruches 1 in beiden Drehrichtungen der Schaltscheibe vorzunehmen, wobei der Stellnocken entsprechend der Drehrichtung der Antriebsscheibe alternativ eines von zwei Stellgliedern betätigt. Hiermit können bei Drehrichtung des Stellnockens bzw. der Schaltscheibe im Uhrzeigersinn andere Schaltvorgänge erreicht werden, als bei einer Drehung der Schaltscheibe im Gegenuhrzeigersinn. Um dies zu verwirklichen ist lediglich die zuvor beschriebene Umkehr der Drehrichtung der Schaltscheibe bzw. des Stellnockens vorzunehmen. So können in einer Drehrichtung mehrere Schaltschritte um beispielsweise jeweils 45° Winkelverstellung nacheinander durchgeführt werden.

Gemäß der Ausführung der Erfindung nach Anspruch 4 ist für eine federnde Rückstellung des Stellgliedes oder der Stellglieder in die jeweilige Ausgangslage gesorgt.

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 7 beinhalten bevorzugte Ausgestaltungen und Positionierungen des Anschlags des Schaltgestänges in Relation zu den beiden Stellgliedern; und zwar unter Hinzufügung einer Rückholfeder gemäß Anspruch 7.

Gemäß den Merkmalen des Anspruches 8 können die beiden Stellglieder gleich ausgeführt, jedoch spiegelbildlich zueinander angeordnet sein. Abgesehen von der hiermit gegebenen Vereinfachung ihrer Herstellung und Befestigung 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.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 9. Die Anlenkung beider Stellglieder an einem Flansch erhöht die Stabilität und vereinfacht zugleich die Konstruktion, um die Schalterwelle mittels zweier Stellglieder betätigen zu können.

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.

Beispielsweise wäre bei insgesamt drei vorhandenen Schaltstellungen die erste Schaltstellung für das Einschalten, die zweite Schaltstellung für die Wahl einer bestimmten Geschwindigkeit und die dritte Schaltstellung für das Ausschalten vorzusehen. Auf jeden Fall entspricht die Zahl der Schaltschritte und damit Schaltstellungen der Zahl der Widerlager des jeweiligen Stellgliedes.

Es sind mehrere hintereinander folgende vollständige Umläufe des Stellnockens mit einer der Zahl der Umläufe und der Widerlager entsprechenden Zahl von Verschwenkungen der Schalterwelle möglich, wobei die Verschwenkwinkel der Schalterwelle entweder einander gleich oder ungleich sind (siehe Anspruch 12).

Es ist bei den eingangs erläuterten Umschaltwerken bekannt, eine von Hand zu betätigende Notschaltwelle vorzusehen, um bei Ausfall des elektrischen Antriebsmotors eine Handbetätigung des betreffenden elektrischen Schalters zu ermöglichen. Dabei wird die Drehung der Notschaltwelle auf die Schalterwelle durch in der Herstellung teure Kegelzahnräder übertragen, 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 eingreifenden Führungsmittel verlangen im Ergebnis keinen zusätzlichen Raum. Sie sind einfach und daher mit geringen Kosten herstellbar.

Ausdrücklich wird hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile der Erfindung sowohl auf die weiteren Unteransprüche, als auch auf die nachstehende Beschreibung und die zugehörige Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1:: Ein Umschaltwerk nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht und zum Teil aufgeschnitten,
Fig. 2 bis 7:: verschiedene Schaltstellungen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung mit Schaltscheibe, Stellnocken, Stellgliedern und Schalterwelle, sowie dazugehörigen Bauteilen,
Fig. 8:: eine Anordnung zur Übertragung der Drehung einer Notschaltwelle auf die Schalterwelle in der Seitenansicht,
Fig. 9:: die Draufsicht zu Fig. 8,
Fig. 10:: die Stirnansicht zu Fig. 8.

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer bevorzugten 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. Wenn die vorstehend erwähnte Ausführungsmöglichkeit mit zwei Stellgliedern zwar bevorzugt ist, so kann die Erfindung doch mit Vorteil auch bei einem Umschaltwerk vorgesehen sein, das nur ein Stellglied aufweist. 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 Figuren 12 bis 14 und den zugehörigen Text verwiesen). Die Drehung des Motors 2 wird über nicht dargestellte Umlenkmittel und eine nur strichpunktiert angedeutete Triebwelle 10 auf die Schaltscheibe 3 übertragen. Der mit der Schalterwelle 7 auf Drehmitnahme verbundene Schaltrotor eines solchen elektrischen Schalters ist 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 kleineren 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 7 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele von mechanischen Umschaltwerken nach der Erfindung, bei denen die bevorzugt vorgesehene Schaltscheibe und damit der Stellnocken sowohl im Uhrzeigersinn, 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 Drehung der Schalterwelle in nur einer Drehrichtung verwirklicht werden. Es sind für dieselben, oder zumindest im Prinzip dieselben Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet.

In den Fig. 2 bis 7 sind die Schaltscheibe 3 und deren Triebwelle 10, der an der Schaltscheibe fest angebrachte Stellnocken 4 und die beiden Stellglieder 5, 6 dargestellt. Diese Stellglieder sind jweils mit einem Flansch 8 gelenkig verbunden, und zwar mittels Zapfen oder dergleichen 9. Der Flansch 8 ist drehfest mit der Schalterwelle 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' und 13", die sich in der Umlaufbahn 15 des Stellnockens 4 befinden. Die Stellglieder 5, 6 können gemäß diesem Ausführungsbeispiel einander gleich sein, jedoch spiegelbildlich zueinander angeordnet, so daß sowohl bei Drehung des Stellnockens 4 auf der Bahn 15 im Uhrzeigersinn, als auch bei seiner Drehung im Gegenuhrzeigersinn wie nachstehend 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).

Die beiden Widerlagerflächen 13' und 13" haben einen 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 Schaltscheibe 3 im Uhrzeigersinn kommt der Stellnocken 4 zunächst zur Anlage an das Widerlager 13" (siehe Fig. 2). 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. 3. Im Verlauf seiner weiteren Umlaufbahn gleitet der Stellnocken 4 an der Innenkante 14 des Stellgliedes 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 Stellglied 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. Die seitlichen Anschläge 16 der Stellglieder 5, 6 sichern deren Position gemäß den Fig. 3 und 6, in dem diese Anschläge zur Anlage an die äußere Mantelfläche der Schaltscheibe 3 kommen. Diese Anschläge können durch Abkanten von die Stellglieder 5, 6 bildenden Blechen geschaffen werden. Mit dem Weiterdrehen der Schaltscheibe nimmt der Stellnocken 4 die in Fig. 3 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. 4 einnimmt. Der Vollständigkeit 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 8 eine gegenläufige Bewegung des Stellgliedes 6 in Pfeilrichtung 17' zur Folge hat. Wird der Antrieb der Schaltscheibe 3 nicht abgeschaltet, so kann die Schaltscheibe beliebig lange umlaufen. Es wurde also mit Hilfe dieser beiden Widerlager 13', 13" die Schalterwelle 7 in zwei Schritten von je 45° im Uhrzeigersinn 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 Pfeilrichtung 20 (siehe Fig. 4) 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 Schaltnocken 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 Verstellung 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 der Position gemäß Fig. 5 rechts der Stellnocken 4 auf seiner Umlaufbahn 15 im Uhrzeigersinn sich weiterbewegt. Zur Vermeidung einer zusätzlichen Darstellung ist in der gleichen Fig. 5 der Beginn der Schaltbewegung des Stellgliedes 6 bei Drehung der Schaltscheibe 3 im Uhrzeigergegensinn dargestellt. Dies zeigt der Pfeil 21 mit der an dessen Pfeilspitze vorgesehenen Position 22 des Stellnockens 4, der an der Widerlagerfläche 13' des Stellgliedes 6 anliegt. Von hieraus erfolgt mit dem Weiterdrehen der Schaltscheibe 3 ein Bewegen des Stellgliedes 6 in Richtung des Pfeiles 17, womit der Flansch 8 und die Schalterwelle 7 um 45° in die Position gemäß Fig. 6 verschwenkt werden, und zwar ebenfalls im Uhrzeigergegensinn. Dieser Winkel 45° befindet sich zwischen den Punkten 0 und E. Dies ist also der gleiche Ablauf wie anhand der Fig. 2 bis 5 geschildert, jedoch in Uhrzeigergegendrehrichtung. Fig. 6 zeigt die Anlage des Stellnockens 4 an dem Widerlager 13' des Stellgliedes 6. Mit dem Weiterdrehen der Schaltscheibe 3 in der Pfeilrichtung 21 (Fig. 5) wird das Stellglied 6 weiter nach unten geschoben und bringt sich, sowie den Flansch 8 und die Schalterwelle 7 in die Position gemäß Fig. 7. Damit ist eine weitere Verschwenkung der Schalterwelle um 45°, gemäß dem Bogen zwischen den Punkten E und F (siehe Fig. 5) erfolgt. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 7 zeigt, daß mit dem gleichen Stellglied mehrere Schaltschritte nacheinander durchgeführt werden können. Dies sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 7 jeweils zwei Schaltschritte um jeweils 45°. Doch kann die Erfindung auch mehrere, z.B. drei Schaltschritte bei der Bewegung eines Stellgliedes um entsprechende Winkelverstellungen, sei es beispielsweise drei Schaltschritte von je 30° oder auch von je 45°, der Schalterwelle bewirken (nicht dargestellt).

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 Nachlaufes. Es versteht sich, daß die Konfiguration der Stellglieder 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 abgestimmt sind.

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. Einzelheiten sind in den Fig. 8 bis 10 dargestellt.

Ein im Querschnitt etwa rechteckiges Federsprungwerk 26 wird von einem Winkelblech umgeben, das im Querschnitt etwa L-förmige ist. Die Schenkel dieses L sind mit 27, 28 beziffert. 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 kleineren Ausschnitt 30. In den größeren Ausschnitt 29 ist die Schalterwelle 7 eingebracht und geführt, die drehfest einen Steueransatz 31 mit Führungsstift 32 trägt. Der Führungsstift 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 Längsrichtung 34-34 des Winkelbleches 27, 28 verläuft und einem quer dazu verlaufenden kleineren Ausschnitt 34. Die Notschaltwelle 39 ist in den größeren Ausschnitt 33 eingebracht und darin geführt, sowie mit einem Steueransatz 35 drehfest verbunden, der einen Führungsstift 36 trägt. Dieser Führungsstift 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 Winkelbleches 27, 28 sind Hilfskontaktschalter 38 vorgesehen. Hiervon ist nur ein Hilfskontaktschalter dargestellt, nämlich 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 Anordnung mit Kulissenführungen synchron und zwangsläufig miteinander gekoppelt, und zwar sowohl bei Drehungen im Uhrzeigersinn, 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 auseinander zu spreizen, daß sie sich nicht mehr im Bereich des umlaufenden Stellnockens 4 befinden. Dies kann beispielsweise 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

Motorisch angetriebenes, mechanisches Umschaltwerk zur Betätigung des Schaltmittels (7) eines elektrischen Schalters, wobei der motorische Antrieb (3) auf Drehmitnahme mit einem umlaufenden Stellnocken (4) verbunden ist, wobei in der Umlaufbahn (15) dieses Stellnockens ein Stellglied (5) vorgesehen ist, das ein Widerlager (13") für den Stellnocken aufweist, wobei das Stellglied verschieblich angeordnet und mit einer zum Schaltmittel führenden Schalterwelle (7) derart verbunden oder gekoppelt ist, daß bei Angreifen des Stellnockens (4) an dem Widerlager (13") des Stellgliedes (5) die Stellnockenbewegung das Stellglied mitnimmt und dieses die Schalterwelle (7) um eine Schaltdrehung verschwenkt, wobei das Widerlager (13") des Stellgliedes nach Durchführung dieser Schaltbewegung durch Verschieben und/oder Verschwanken des Stellgliedes (5) aus der Umlaufbahn des Stellnockens (4) gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß am Stellglied (5) im Abstand von dem einen Widerlager (13") weitere Widerlager (13') etwa in Längsrichtung des Stellgliedes hintereinander vorgesehen sind, daß ein von Hand oder durch Magnetkraft betätigtes Schaltgestänge (18, 18') mit einem Anschlag (18') vorgesehen ist, der dem Stellglied eine Winkellage gibt, die ein Angreifen des Stellnockens (4) an dem jeweils zu betätigenden Widerlager (13' oder 13") ermöglicht.
Umschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Stellglied (6) vorgesehen sind, daß eines dieser Stellglieder (5) mit seinen Widerlagern bei Drehung der Schaltscheibe (3) und des Stellnockens (4) im Uhrzeigersinn, dagegen das andere Stellglied (6) mit seinen Widerlagern bei Drehung der Schaltscheibe (3) und des Stellnockens (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.
Umschaltwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anschlag (18') des Schaltgestänges zwischen den beiden Stellgliedern (5, 6) befindet und etwa quer zur Längsrichtung dieser Stellglieder verschieblich ist.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Rückstellung (11) des Stellgliedes (5 oder 6) oder der Stellglieder (5, 6) in die jeweilige Ausgangslage vorgesehen ist.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stellglieder (5, 6) durch eine Zugfeder (11) zueinander hin und gegen einen Anschlag gezogen sind.
Umschaltwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag der Rand oder die Mantelfläche der Schaltscheibe (3) vorgesehen ist, wobei sich entsprechende Gegenanschläge (16) an den Stellgliedern (5, 6) befinden.
Umschaltwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Stellglied (5) bzw. (6) unter Wirkung einer Rückholfeder (11) am Anschlag (18') des Schaltgestänges (18, 18') anliegt.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gleiche aber spiegelbildlich angeordnete Stellglieder (5, 6) vorgesehen sind.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (5, 6) an einem Flansch (8) angelenkt sind (9), der drehfest mit der Schalterwelle (7) verbunden ist.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn zeichnet durch eine Anordnung, die bei einem vollständigen Umlauf des Stellnockens (4) eine Verschwenkung der Schalterwelle (7) um 90° bewirkt.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Schaltgestänges (18, 18') synchron zu den Umläufen des Stellnockens (4) gesteuert ist.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung der Widerlager (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.
Umschaltwerk mit einer zusätzlichen, von Hand zu betätigenden Notschaltwelle, die bei Ausfall des Antriebsmotors 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 vorgenannten Wellen (7 oder 39) ein Verschieben des Winkelbleches (27, 28) in seiner Längsrichtung (34-34) und dadurch über die Kulissenführungen ein Drehen der jeweils anderen Wellen (39, 7) zur Folge hat.
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.
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 Notschaltwelle (39) erfolgt.
Umschaltwerk nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch je einen Hilfskontaktschalter (38) am Ende des Verschiebeweges des Winkelbleches (27, 28), wobei die Hilfskontaktschalter mit einer Anzeige elektrisch verbunden sind.