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Schaltgerät
Im Schaltgerätebau wird oft die Aufgabe gestellt einen Schütz bzw. eine Schützensteuerung zu entwickeln, die es ermöglicht über mehrere Kontakte zu schalten. Bei elektrischen Triebfahrzeugen müssen beispielsweise Teile von Wicklungen des Transformators zur Geschwindigkeitsregelung zu-bzw. abge- schaltet werden. In vielen Fällen ist es auch wünschenswert unterbrechungslos überVorwiderstände zu schal- ten, um den Lichtbogen klein zu halten. Häufig gelangt dafür eine Schaltwalze bzw. ein Schaltsektor zur Verwendung, der auf einer Kontaktebene abrollt. Die Walze oder der Sektor ist in parallele Elemente ge- gliedert, wobei jedes einzelne einen einzigen Kontakt trägt.
Zwischen diesen beweglichen Walzen- oder Sektorelementen sind mit der Kontaktebene fest verbundene Trennwände angeordnet, die zur Isolation dienen und einen Überschlag zum nächsten Kontakt verhindern. Bei Stufenschaltern muss für jede einzelne Schaltstufe ein eigenes Sektorelement vorgesehen werden, so dass die Länge eines solchen Schaltgerätes beträchtlich zunimmt. Wenn man sich noch die Vorteile der Doppelunterbrechung von Nutzen machthalbe Schaltspannung, keine Stromführung über Gelenke oder Bänder - so erhöht sich die Zahl der Schalt- stufe um das Doppelte.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen raumsparenden Schütz zu schaffen, der exakter gesteuert werden kann und dessen Kontaktabnutzung über die ganze Fläche der Schaltstücke gleich ist. Die Erfindung besteht im wesentlich darin, dass bei einem Schaltgerät, das ein oder mehrere Scheiben- oder Sektorelemente aufweist, die auf der gekrümmten, vorzugsweise kreiszylindrischen Schmalseite Kontakte tragen, und bei der Schaltbewegung nacheinander die auf einer feststehenden Platte angeordneten Gegenkontakte berühren erfindungsgemäss zwischen den Kontaktpaaren (2, 21, 3, 31, 4, 41) Isolierzähne (6, 7) vorgesehen sind, die mit Ausnehmungen (61, 71) in den Scheiben- oder Sektorelementen (1) bzw.
in der feststehenden Platte zusammenwirken und beim Schaltvorgang nacheinander in die Ausnehmungen eingrei- fen und die Kontaktpaare voneinander isolieren.
Als Ausführungsbeispiel ist ein Stelzenschalter mit drei Kontaktpaaren und Doppelunterbrechung in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Stelzenschalters in seiner Ausgangsstel- lung : Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1 und Fig. 3 eine Einzelheit.
Der bewegliche Teil 1 trägt nicht nur einen Kontakt, wie in der oben beschriebenen Ausführung, sondern gleich alle drei Kontakte 2,3,4, die mit den festen Kontakten 21, 31, 41, jeweils ein Paar bilden. Zur Isolation der einzelnen Kontaktpaare untereinander sind erfindungsgemäss auf der Kontaktplatte 5 zwei vorspringende Isolierzähne 6,7 vorzusehen, deren Zahnflanken Kreislzylinder sind und die in entsprechende Ausnehmungen 61, 71, im beweglichen Sektorelement 1 eingreifen.
Wird nun der Magnet 8 erregt und damit das Sektorelement über das Steuergestänge bewegt, so dreht sich das Sektorelement zunächst um das Kontaktpaar 2, 21 so lange bis 3, 31 berührt. Während dieser Kreisbewegung dringt der Isolierzahn 6 indieAusnehmung 61 ein, berührt längs der Flanke und stellt so eine vollständige Isolation her. In weiterer Folge des Schaltvorganges übernimmt das Kontaktpaar 3, 31 den Drehpunkt. der bei 2, 21 entstehende Lichtbogen kann nicht auf 3, 31 überspringen. der Isolierzahn 6 den Übergang verhindert.
Selbst wenn die Ausnehmung 61 nicht deckungsgleich mit dem eindringenden Isolierzahn ist, was ein Nachrücken des beweglichen Sektorelementes 1 und so ein automatisches Nachstellen der Kontakte bei Abbrand möglich macht, erfolgt die Berührung immer noch
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entlang einer Geraden und ein dichtes Abschliessen der Schaltkammern ist gewährleistet. Während der Drehbewegung um 3, 31 entfernen sich die Schaltstücke 2, 2'immer mehr, so dass der Lichtbogen währendeinesNulldurchgangeserlöschenwird. DerIsolierzahn 7 wird in die Ausnehmung 7'eingrei- fen. die Kontakte 4, 4'berühren und übernehmen den Drehpunkt während die Schaltstücke 3, 3' öffnen. Derentstehende Lichtbogen wird analog der obigen Beschreibung am Überschlagen gehindert.
Ne- ben der Wirkung als Isolator haben aber die Zähne 6 und 7 noch weitere Aufgaben. Sie dienen zur Führung des beweglichen Sektorelementes l, das nach Fig. 2 mittels Federn 10,11 an die feststehen- de Kontaktplatte 5 herangezogen wird. Wird ein Nachrücken der Kontakte 2,3,4 an die festen Kon- takte 2', 3', 4'ermöglicht, so werden, wie erwähnt, die Ausnehmungen nicht mit den Zähnen deckungsgleich ausgeführt, sondern etwas grösser. Somit ergibt sich zusätzlich des Freiheitsgrades in der waagrechten Ebene (Ausgleich des Kontaktabbrandes) auch ein Freiheitsgrad in der senkrechten Ebene.
Dies hat zur Folge, dass die Kontakte 2,3,4 nicht immer genau an demselben Punkt ihre Gegenkontakte
2', 3', 41 berilhren. d. h. dass der Abbrand gleichmässiger über die ganze Kontaktoberfläche verteilt ist. Zur satten Isolation werden die Zähne mit ihren entsprechenden Ausnehmungen deckungsgleich aus- geführt und ein Nachrücken der Kontakte bei Abnutzung wird durch federnde Gegenkontakte ermöglicht.
Fig. 3 zeigt beispielsweise die federnde Ausführung des Kontaktes 3', wenn die Feder 9 unmittel- bar hinter den Kontakt ansetzt. Bei dieser Ausführungsform muss wenigstens jeder zweite feststehende Kon- takt federnd ausgebildet sein. Während des Schaltvorganges bilden die Kontaktpaare jeweils den Drehpunkt und führen eine sehr erwünschte kräftige Reinigungsbewegung aus. Es sei noch erwähnt, dass durch dasrascheEindringendes Isolierzahnes in die entsprechende Ausnehmung eine gewisse Pump-oder Saugwirkung entsteht, die die ionisierte und damit leitende Luft hinausbläst. Es ist somit bei dieser Anordnung auch für eine ausreichende Belüftung der Schaltkammern gesorgt.
Fig. 2 zeigt denselben Schalter von oben gesehen. Wegen der vorteilhaften Doppelunterbrechung ist parallel zum Sektorelement 1 ein zweites l', vorgesehen. Diese Elemente 1 und l* sind durch eine senkrechte Trennwand voneinander isoliert und werden durch Federn 10 und 11 an die Kontakt- platte 5 herangezogen. Diese Federn bewirken auch die Rückstellung der Sektorelemente in die Grundstellung, sobald der Elektromagnet entregt wird. Das Sektorelement l'hat den selben Aufbau wie 1 und trägt ebenfalls drei Kontakte, die in derselben Ebene liegenwie 2,3 und 4. Der in diesem Riss sichtbare Kontakt 12 berührt z.
B. im selben Moment wie 4 die Gegenkontakte 4'und 12', Da 4 und 12 genau so wie die andern einander entsprechenden Kontakte elektrisch verbunden sind kommt es zur Doppelunterbrechung.
Würde der oben beschriebene Schalter in der üblichen Ausführung hergestellt werden, so wäre dieser dreimal so gross.
Der Erfindungsgegenstand bleibt jedoch nicht auf das in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbei- spiel beschränkt. Es kann auch über mehr Kontaktpaare geschaltet werden, ebenso ist eine andere Zahnflankenform möglich.
PATENTANSPRÜCHE !
1. Schaltgerät, das ein oder mehrere Scheiben- oder Sektorelemente aufweist, die auf der gekrümmten, vorzugsweise kreiszylindrischen Schmalseite Kontakte tragen, und bei der Schaltbewegung nach- einander die auf einer feststehenden Platte angeordneten Gegenkontakte berühren, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass zwischen den Kontaktpaaren (2. 2'. 3, 3', 4, 4') Isolierzähne (6. 7) vorgesehen sind, die mit Ausnehmungen (6', 7) in den Scheiben- oder Sektorelementen (1) bzw. in der feststehenden
Platte zusammenwirken und beim Schaltvorgang nacheinander in die Ausnehmungen eingreifen und die Kontaktpaare voneinander isolieren.