Elektrischer Schalter mit drei Schaltstellungen, insbesondere Sterndreieckschalter. Sterndreieckschalter und Ständeranlasser mit einer Widerstandsstufe oder mit einem einstufigen Anlasstransformator und ähnliche Schalter werden oft mit drei Schaltstellun g n versehen, einer Ausschalt-, einer Anlass- and einer Betriebsstellung.
Wenn solche Schalter ausserdem eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausschalten bei Überlast oder bei Fehlschaltung, oder zum elektromagne tischen Ein- und Ausschalten besitzen, so zeigt die gewöhnliche Bauart in Schalt walzenform mit Schleifkontakten grosse Nachteile. Die Reibung an den Schaltstellen und besonders die für augenblickliches Über schalten von der Anlass- in die Betriebs stellung erforderlichen kräftigen Rasten und Sprungwerke erfordern überaus starke Rück zugfedern und eine grosse mechanische Schaltarbeit.
Schwierigkeit bereitet auch die Anordnung der Vorrichtung für die Über stromauslösung, welche aus jeder der beiden Einschaltstellungen erfolgen soll. Überdies ist zum Beispiel bei Sterndreieckschaltern ein Schalten von der Dreieck- über die Stern- in die Ausschaltstellung unbedingt zu ver meiden.
Bei solchen Geräten werden oft Schalt schütze mitverwendet. Diese Lösung ist je doch sehr kostspielig. Für einen Stern dreieckschalter mit Netzabschaltung benötigt man zum Beispiel drei dreipolige Schütze oder ein gewöhnliches Schütz mit Umschalt schütz. Dazu kommt noch ein Motorschutz relais. Geräte, die aus einem Netzschalter mit Motorschutzvorrichtung und einem Umschal ter zusammengebaut sind, erfordern einen umständlichen gemeinsamen Antrieb.
Um Kosten und Abmessungen klein zu halten, baut man Schaltgeräte mit Druck- oder Wälzkontakten, wie sie bei Schützen verwendet werden. Umschalter mit Druck kontakten und drei Schaltstellungen (Null-, Anlauf- und Betriebsstellung) müssen von der Null- in die Anlaufstellung nach der einen, und von dieser Stellung über die Null- in die Betriebsstellung nach der andern Rich tung bewegt werden.
Das erschwert sowohl die zwischen den beiden Einschaltstellungen vorgeschriebene Momentschaltung, sowie die Überstromauslösung, welche eine Ausschalt bewegung je nach Stellung des Schalters in verschiedenen Drehrichtungen bedingt. Der Antrieb von Hand ist umständlich und er fordert geschulte Bedienung. Der Fern antrieb muss in zwei getrennten, verschieden gerichteten Bewegungen erfolgen, elektri scher Antrieb erfordert zwei Magnete oder einen Motor mit Drehrichtungsumschaltevor- richtung.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit drei Schaltstellun gen, insbesondere Sterndreieckschalter, bei dem die genannten Nachteile vermieden wer den können. Sie besteht darin, dass eine die beweglichen Kontakte tragende Schwenkvor richtung auf eine selbsttätig in Abhängigkeit von irgendwelchen Grössen, wie Zeit, Strom, Spannung, auslösende Sperrvorrichtung ab gestützt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch einen Stern dreieckschalter in drei verschiedenen Schalt stellungen, und zwar Fig. 1 in der Null-. Fig. 2 in der Stern- und Fig. 3 in .der Drei eckstellung, während Fig. 4 ein der Schalter stellung nach Fig. 1 entsprechendes elek trisches Schaltbild .darstellt.
Der gezeichnete Schalter besitzt sechs Gruppen von je drei festen Kontakten 1, 2, 3, die in drei Reihen I, II, III angeordnet sind, und sechs bewegliche Kontakte 4 mit gemeinsamer Drehachse.
Die festen Kontakte 1 sind mit der zu schaltenden Arbeitswick lung 5 und die festen Kontakte 2, $ mit den Netzleitungen 6 stromleitend verbunden (Fig. 4). In. der Anlaufstellung verbindet jeder der beweglichen Kontakthebel 4 einen festen Kontakt 1 der Reihe I mit -einem festen Kontakt 2 -der Reihe II; in der -Be- triebsstellung sind die festen Kontakte 3 der Reihe III mit den festen Kontakten 1 der Reihe I verbunden.
Zum Tragen der beweg lichen Kontakte 4 dient eine Leiste 7, die mittelst Zapfen 8 in Schlitzen 21 des Lager bockes<B>13</B> beiderseits drehbar gelagert ist und die sich auf den obern Hebel '9 des Knie gelenkes 9, 10, 11 stützt, dessen unterer Winkelhebel 10, 11 vom Drehzapfen 12 ge tragen wird, der seinerseits am Lagerbock 13 befestigt ist. Das Kniegelenk (9, 10, 11) ist in der Ausschaltstellung des Schalters (Fig. 1) nahezu gestreckt und stützt sich in dieser Lage mit dem möglichst lang gehal tenen Arm 11 auf die Klinke eines Zeit elementes, das zum Beispiel als Luft- oder Flüssigkeitsdämpfungszylinder oder als Rä- derhemmwerk ausgebildet sein kann.
Bei der gezeichneten Ausführungsform ist als Zeit werk ein Bimetallstreifen 14 verwendet, der in der ersten Einschaltstellung (Fig. 2) mit telbar oder unmittelbar geheizt wird, sich dann durchbiegt und ausser Eingriff mit dem Hebelarm 11 gelangt. Im Lagerbock 13 ist ferner die Drehachse 1,5 für den Antriebs hebel 16 gelagert, der mittelst Druckfeder 17, Zugstange 1.8 und Drehzapfen 19 die be weglichen Kontakte 4 steuert.
Der Antrieb des Hebels 16 erfolgt elektrisch durch einen Zugmagneten 20; er kann aber auch von Hand bewirkt werden, Beim Drehen des Antriebshebels 16 im Uhrzeigersinn werden zunächst die Kontakte 4 solange gedreht, bis sie auf den festen Kontakten 1, 2 der Reihen I und II auf liegen, erst dann wird die bereits vor gespannte Feder 17 weiter zusammengedrückt (vergl. Fig. 2).
Bei Handantrieb ist der Hebel 16 in der Einschaltstellung vorzugs weise verklinkt. Die Feder 17 wird bei der Schaltbewegung so stark gespannt, da;ss in ihr .die für die nächste Schaltbewegung der Kontaktleiste 7 erforderliche Kraft bereits aufgespeichert ist, die zur Auswirkung ge langt, .sobald die Drehzapfen $ beim Ein sinken des Kniegelenkes 9, 10, 11 sich, ge führt in Schlitzen .21 des Lagerbockes 13, nach unten bewegen können. Fast gleich- zeitig dreht die immer noch gespannte Feder 17 die Kontaktleiste 7, diesmal nicht mehr um die Zapfen 8, sondern um die festen Kontakte 1 der Reihe I, also im Gegenuhr zeigersinne.
Dabei verlassen die beweglichen Kontakte 4 der linken Seite die festen Kon takte 2 der Reihe II und werden mit grosser Geschwindigkeit auf die Kontakte 3 der Reihe III gedrückt (Fig. ä), und zwar mit einer Kraft, die der Vo.rspannung der Feder 17 entspricht.
Ebenso einfach wie die Einschaltung ge staltet sich auch die Ausschaltung des Ge rätes, wobei belanglos ist, ob von der Stern stellung (Fig. 2) oder der Dreieckstellung (Fig. 3) in die Ausschaltstellung (Fig. 1 und 4) übergegangen wird. Bei Handbedie nung wird der Hebel 16 nach Lösen der Verklinkung im Gegenuhrzeigersinne in die Ausschaltstellung zurückgedreht. Bei Mag netantrieb wird die Wicklung des Magnetes 20 abgeschaltet. Der Schalter kann dann rlurch eine nichtgezeichnete, am Hebel 16 angreifende Feder in .die Ausschaltstellung gebracht werden.
Das Abheben der Kontakte 4 geschieht dabei zwangläufig mittelst Zug stange 18 und Zapfen 19. Zugleich wird das Kniegelenk 9, 10, 11 infolge Entspannung der Feder 17 und unterstützt durch das Ge wicht des Hebels 11 und gegebenenfalls durch die Zugkraft einer Feder 22 wieder in die gestreckte Lage zurückgeführt (Fig. 1).
Der neue Schalter kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Er bietet zum Beispiel besondere Vorteile beim selbsttätigen Abschalten mittelst Überstromauslöser. Die Drehzapfen 8 können statt mittelst Knie hebel 9, 10, 11 auch mit Hilfe einer Sperr vorrichtung anderer Art gestützt werden.
Es steht auch nichts im Wege, die Er findung bei Schaltvorrichtungen anzuw en den, wo die Stellung II (Fig.2) nicht nur Anlassstellung, sondern auch Dauerbetriebs stellung ist. Auch dann kann die Über schaltung aus der zweiten in die dritte Stel lung selbsttätig durch ein Zeitelement 14 oder in Abhängigkeit von Betriebsverhält- nissen und allenfalls in zusätzlicher Weise willkürlich durch Lösung der Verklinkung des Kniehebels 9, 10, 11 von Hand, zum Beispiel mittelst Druckknopf, erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den neuen Schalter mit Anlasswiderständen für Gleich- oder Wechselstrommotoren oder mit einem Motoranlasstransformator zusam menzubauen, oder ihn als Polumschalter für Wechselstrommotoren mit zwei getrennten Ständerwicklungen zu verwenden.
Electrical switch with three switch positions, especially star-delta switch. Star-delta switches and stator starters with a resistance stage or with a single-stage starting transformer and similar switches are often provided with three switch positions, a switch-off position, a start-up position and an operating position.
If such switches also have a device for automatic switching off in the event of overload or faulty switching, or for electromagnetic switching on and off, the usual design in the form of switching rollers with sliding contacts shows major disadvantages. The friction at the switching points and especially the powerful notches and jump mechanisms required for instantaneous switching from the starting to the operating position require extremely strong return springs and a large amount of mechanical switching work.
Difficulty also presents the arrangement of the device for the over current release, which should be done from each of the two switch-on positions. In addition, with star-delta switches, for example, switching from the delta to the star to the switch-off position must be avoided.
In such devices, contactors are often used. However, this solution is very expensive. For a star-delta switch with mains disconnection, for example, three three-pole contactors or an ordinary contactor with changeover contactor are required. There is also a motor protection relay. Devices that are assembled from a power switch with motor protection device and a Umschal ter, require a cumbersome common drive.
In order to keep costs and dimensions small, switching devices are built with pressure or rolling contacts, such as those used in contactors. Changeover switches with pressure contacts and three switching positions (zero, start-up and operating position) must be moved from the zero to the start-up position in one direction, and from this position via the zero to the operating position in the other direction.
This complicates both the instantaneous switching prescribed between the two switch-on positions and the overcurrent release, which causes a switch-off movement in different directions of rotation depending on the position of the switch. The drive by hand is cumbersome and it requires trained operators. The remote drive must be carried out in two separate, differently directed movements, electrical drive requires two magnets or a motor with a device to switch the direction of rotation.
The invention relates to an electrical switch with three Schaltstellun conditions, in particular star-delta switch, in which the disadvantages mentioned can be avoided. It consists in the fact that a pivoting device carrying the movable contacts is based on a locking device that triggers automatically depending on some variables such as time, current, voltage.
In the drawing, an embodiment example of the invention is illustrated. Fig. 1 to 3 show schematically a star triangle switch in three different switching positions, namely Fig. 1 in the zero. Fig. 2 in the star and Fig. 3 in .der triangle position, while Fig. 4 shows an electrical circuit diagram corresponding to the switch position according to Fig. 1.
The switch shown has six groups of three fixed contacts 1, 2, 3 each, which are arranged in three rows I, II, III, and six movable contacts 4 with a common axis of rotation.
The fixed contacts 1 are to be switched Arbeitswick development 5 and the fixed contacts 2, $ with the power lines 6 electrically connected (Fig. 4). In. In the starting position, each of the movable contact levers 4 connects a fixed contact 1 of row I with a fixed contact 2 of row II; In the operating position, the fixed contacts 3 of row III are connected to the fixed contacts 1 of row I.
A bar 7 is used to carry the movable contacts 4, which is rotatably mounted on both sides by means of pins 8 in slots 21 of the bearing block and which is located on the upper lever 9 of the knee joint 9, 10, 11 supports, the lower angle lever 10, 11 of the pivot pin 12 will carry ge, which in turn is attached to the bearing block 13. The knee joint (9, 10, 11) is almost stretched in the off position of the switch (Fig. 1) and is supported in this position with the arm 11 held as long as possible on the pawl of a time element, for example as an air or Liquid damping cylinder or can be designed as a wheel escapement.
In the illustrated embodiment, a bimetallic strip 14 is used as the time work, which is heated indirectly or directly in the first switched-on position (FIG. 2), then bends and disengages from the lever arm 11. In the bearing block 13, the axis of rotation 1.5 for the drive lever 16 is also mounted, the means of compression spring 17, pull rod 1.8 and pivot 19 controls the movable contacts 4 be.
The lever 16 is driven electrically by a pull magnet 20; but it can also be done by hand, when turning the drive lever 16 clockwise, first the contacts 4 are rotated until they are on the fixed contacts 1, 2 of rows I and II, only then is the already tensioned spring 17 further compressed (see Fig. 2).
With manual drive, the lever 16 is preferably latched in the on position. The spring 17 is so strongly tensioned during the switching movement that the force required for the next switching movement of the contact strip 7 is already stored in it, which is effective as soon as the pivot pin $ sinks when the knee joint 9, 10 , 11, ge leads in slots .21 of the bracket 13, can move down. Almost simultaneously, the still tensioned spring 17 rotates the contact strip 7, this time no longer around the pin 8, but around the fixed contacts 1 of row I, that is to say in the counterclockwise direction.
The movable contacts 4 on the left side leave the fixed contacts 2 of row II and are pressed at high speed onto contacts 3 of row III (Fig. A), with a force equal to the pre-tensioning of spring 17 corresponds.
Just as simple as switching on ge is also switching off the Ge advises, it is irrelevant whether from the star position (Fig. 2) or the triangle position (Fig. 3) is switched to the off position (Fig. 1 and 4). When manual operation, the lever 16 is rotated counterclockwise into the off position after loosening the latch. With Mag net drive the winding of the magnet 20 is switched off. The switch can then be brought into the switched-off position by a spring, not shown, acting on the lever 16.
The lifting of the contacts 4 is inevitably done by means of train rod 18 and pin 19. At the same time, the knee joint 9, 10, 11 as a result of relaxation of the spring 17 and supported by the Ge weight of the lever 11 and possibly by the tensile force of a spring 22 back into the extended position returned (Fig. 1).
The new switch can be used for various purposes. For example, it offers particular advantages when it comes to automatic disconnection using an overcurrent release. The pivot pin 8 can be supported with the help of a locking device of another type instead of means toggle lever 9, 10, 11.
Nothing stands in the way of the invention in switching devices to be used where position II (FIG. 2) is not only the starting position, but also the continuous operation position. Even then, the switching from the second to the third position can be done automatically by a timing element 14 or, depending on the operating conditions and possibly in an additional manner, arbitrarily by releasing the latching of the toggle lever 9, 10, 11 by hand, for example by means of a push button , respectively.
Another possibility is to menzubauten the new switch with starting resistors for DC or AC motors or with a motor starting transformer, or to use it as a pole changing switch for AC motors with two separate stator windings.