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Yielstnfige Schalteinrichtung für Elektromotoren. Es sind Schalteinrichtungen für Elektromotoren, insbesondere in Fahrzeugen, Hebe- und Transportanlagen, bekannt, bei denen Einzelschalter mit einem Netzschalter so zusammenarbeiten, dass die Abschaltung von Leistung dem Netzschalter übertragen wird, während die Einzelschalter Stromkreise schliessen, jedoch normalerweise nicht unter Strom öffnen sollen.
Die Betätigung des Netzschalters geschieht dann gewöhnlich elektromagnetisch oder elektropneumatisch, und auf der Steuerwalze befindet sich ein Hilfsschalter, der sich bei Drehung der Steuerwalze aus- der Nullstellung in Aufschaltrich- tung schliesst und damit die Einschaltung des Netzschalters bewirkt, bei jeglicher Rückwärtsdrehung der Steuerwalze sich jedoch sofort öffnet und dadurch den Netzschalter zur Ausschaltung bringt.
Da jedoch die Betätigung des Netzschalters auf elektromagnetischem oder elektropneumatischem Wege einige Zeit, wenn auch nur Bruchteile von Sekunden erfordert, besteht bei rascher Rückwärtsdre- hung der Steuerwalze keine unbedingte Gewähr, dass die Abschaltung der Leistung durch den Netzschalter rechtzeitig stattfindet, bevor die Einzelschalter ihre zugehörigen Stromkreise zu öffnen beginnen. Um diese Möglichkeit auszuschliessen, muss entweder der Führer angewiesen werden, die Steuerkurbel beim Abschalten nicht sofort auf Null, sondern zuerst nur so weit zurückzudrehen, bis der Netzschalter ausgeschaltet hat, oder aber die Einzelschalter müssen so bemessen und ausgebildet werden, dass sie imstande sind, Leistung abzuschalten, - was unwirtschaftlich ist.
Es bedeutet daher einen technischen Fortschritt, den Netzschalter und die Einzelschalter gegeneinander so zu verriegeln, dass unter allen Umständen, d. h. zwangläufig zuerst der Netzschalter ausgeschaltet wird, bevor die Einzelschalter sich öffnen können, so dass letztere nur Stromkreise schliessen, nicht aber unter Strom öffnen können. Die Einzelschalter sind also in diesem Falle nur
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auf Kontakterwärmung zu bemessen. Ihre Kontakte brauchen sich nur so weit zu öffnen, wie es die Sicherheit gegen Überschlag erfordert.
Durch den Wegfall von magnetiselren Blasvorrichtungen und Funkenkaminen wird an Gewicht und Raum so viel eingespart, dass in den dafür vorgesehenen Platz ein Mehrfaches der Stufenzahl eingebaut werden kann, auf die man sich sonst mit Rücksicht auf die Wirtschaftlichkeit beschränken muss.
Durch die Erfindung kann die vorliegende Aufgabe in einwandfreier Weise gelöst werden. Bei der vielstufigen Schalteinrichtung nach der Erfindung wird beim Dreiren der Betätigungswelle im Aufschaltsinn zuerst ein Netzschalter geschlossen und verriegelt; beim Weiterdrehen der Betätigungswelle wird nacheinander eine Anzahl von Noeken#clral- tern unter einer Hilfskraft geschlossen und dabei das Zurückdrehen der Nockenwelle durch Klinkengesperre verhindert.
Beim Zurückdrehen der Betätigungswelle von irgend einer Schaltstellung aus wird zuerst der Netzschalter entriegelt, der seinerseits am Ende seiner Ausschaltbewegung eine weitere Hilfskraft auslöst, wodurch die bereits eingeschalteten Nockenschalter stromlos geöffnet werden und die Nockenschaltwelle entklinkt wird, so dass diese, zum Beispiel durch eine Rückzugsfeder, in die Nullage zurückgedreht werden kann.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar Fig. 1 schematisch die Gesamtanordnung der teilweise aufgeschalteten Schalteinrichtung für stufenweises Kurzschliessen eines 20stufigen Anlasswiderstandes und Fig. 2 ein Nockenschaltelement und andere Einzelheiten.
Gemäss Fig. 1 ist die Betätigungswelle ca mit der Nockenschaltwelle b durch die Federkupplung c, q, e verbunden, deren Teil c auf der Welle a und deren Teil e auf der Welle b sitzt.
Zu Beginn der durch die Pfeilrichtung angedeuteten Aufschaltbewegung wird der Netzschalter d durch den Nocken am Kupplungsteil e und den mit dem beweglichen Schaltkontakt verbundenen, nur in Absclralt- richtung umlegbaren Nocken f gegen die Wirkung der Feder g eingeschaltet und durch den Hebel h in der gezeichneten Stellung verklinkt. Gleichzeitig wird der Kraftspeicher i durch die auf der Nockenwelle b befestigte Nockenscheibe k und die auf dem Winkel- Irebel tu sitzende,
nur in Absclraltrichtung nachgiebige Nockerrscheibe l über den Winkelhebel rv aufgeladen; Fig. 1 zeigt ihn in aufgeladener Stellung. Beim Weiterdrehen der Welle a werden nacheinander die zwanzig Nockenschalter m durch das Einfallen der klinkenartigen 1'erlä ngerungen tt unter Wirkung der Federn o (s. Fig. 2) geschlossen:
Trierbei wird zugleich das Zurückdrehen der Nockenschaltwelle durch die Nockerrscheibe p des zuletzt geschlossenen Nockensebalters mechanisch gesperrt und bei der gewählten Lage des Drehpunktes x des Nockenscbalters in (s. Fig. 2), bei Rückdrehung der Nockenschaltwelle b entgegen der eingezeichneten Pfeilrichtung, durch die bei u auftretende, in Richtung der Tangente wirkende Sperrkraft im Gegenuhrzeigersinne beeinflusst und dadurch sogar noch der Kontaktdruck der Schalter m verstärkt. In Fig. 1 sind drei Nockenschalter als bereits geschlossen, die übrigen siebzehn als noch offen gezeichnet.
Beim Zurückschalten (entgegen der Pfeilrichtung) von irgend einer Schaltstellung aus wird, durelr Relativdrehung der Betätigungswelle a gegenüber der mechanisch gesperrten Nockenschaltwelle b entgegen der Wirkung der Feder q, mit Hilfe der Ausrückvorrich- tung, bestehend aus Sperrad t-, Klinke s und Hebel t mit Ansatz h, der Netzschalter d enthlinkt, der seinerseits unter Wirkung der Feder g sieh öffnet und am Ende seiner Ausschaltbewegung reit Hilfe der Führung u und der Ausrückvorrichtung s,
iv den Kraftspeicher i zur Entladung bringt; dadurch werden die eingeschalteten Nockenschalter m stromlos geöffnet, und die Nockenschalter- welle b wird entriegelt, so dass sich diese und die Betätigungswelle ca in die Nullage zurückdrehen können, sei es von Hand, sei es unter der Wirkung einer Rückzugfeder; dabei können sich die beiden nur in Aufschaltrichtung kraftschlüasigerr Nocken f
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und l gegen die Wirkung je einer Rückzugfeder umlegen.
Sollen sich einzelne Nockenschaltelemente beim Aufschalten mehr als einmal schliessen, beispielsweise beim Anlassen mehrerer Motoren in Serieparallelschaltung, so kann durch entsprechende Form der Nockenscheibe p dafür gesorgt werden, dass die betreffenden Schaltelemente stromlos beispielsweise in elektrisch überbrücktem Zustande, durch die klinkenförmigen Verlängerungen n wieder abgehoben werden, um beim Weiterdrehen der Schalterwelle b während des weiteren Schaltvorganges neuerdings geschlossen zu werden.
Die Schalter und Klinken brauchen nicht rein mechanisch durch Hebel und Gestänge, sondern können unter Zwischenschaltung einer Hilfskraft betätigt bezw. fernbetätigt werden.
Die Hilfskraft kann Elektrizität oder ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel sein. Darnach kann also der Netzschalter fernbetätigt werden, und er kann am Ende seiner Ausschaltbewegung den Kraftspeicher durch Fernbetätigung, also zum Beispiel durch einen Elektromagneten oder einen Druckkolben, zur Entladung bringen. Auch die die Einzelschalter bewegende Nockenwelle kann, statt rein mechanisch, durch irgendeinen Zwischenmotor angetrieben werden.
Auch an die Stelle des mechanischen Kraftspeichers i beim Ausführungsbeispiel kann ein Kraftspeicher anderer Art, zum Beispiel ein Druckluftzylinder, treten. Der Kraftspeicher stellt ja einen Motor dar und kann auch durch einen solchen mit Druckmittelbetrieb, durch einen Elektromagneten oder Elektromotor, ersetzt werden. Von diesem Antriebsmittel werden dann nach erfolgter Öffnung des Netzschalters die Einzelschalter stromlos geöffnet, wodurch die mechanische Verriegelung der Nockenwelle aufgehoben wird, so dass sie in ihre Nullage zurückkehren kann.
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General switching device for electric motors. Switching devices for electric motors, especially in vehicles, lifting and transport systems, are known in which individual switches work together with a power switch in such a way that the disconnection of power is transferred to the power switch, while the individual switches should close circuits, but should not normally open when powered.
The power switch is then usually operated electromagnetically or electro-pneumatically, and there is an auxiliary switch on the control drum, which closes in the switching direction when the control drum is turned from the zero position and thus causes the power switch to be switched on, but it does so when the control drum is turned backwards opens immediately and thereby switches off the power switch.
However, since the activation of the power switch by electromagnetic or electropneumatic means takes some time, even if only fractions of a second, there is no absolute guarantee that the power switch will be switched off in good time before the individual switches have their associated switches when the control drum is turned quickly backwards Start circuits to open. In order to rule out this possibility, either the driver must be instructed not to turn the control crank to zero immediately when switching off, but only to turn it back until the mains switch has switched off, or the individual switches must be dimensioned and designed so that they are able to Turn off power - which is uneconomical.
It is therefore a technical advance to lock the power switch and the individual switches against each other in such a way that under all circumstances, i. H. Inevitably, the power switch is switched off first before the individual switches can open, so that the latter can only close electrical circuits, but not open when live. The individual switches are only in this case
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to be dimensioned for contact heating. Your contacts only need to open as far as the security against flashover requires.
The elimination of magnetic blowers and spark chimneys saves so much weight and space that a multiple of the number of stages can be installed in the space provided, which would otherwise have to be limited to economic efficiency.
The present object can be achieved in a satisfactory manner by the invention. In the case of the multi-stage switching device according to the invention, when the actuating shaft is rotated in the switching direction, a mains switch is first closed and locked; When the actuating shaft continues to turn, a number of Noeken cranks are closed one after the other by an auxiliary force and the camshaft is prevented from turning back by the ratchet lock.
When the actuating shaft is turned back from any switching position, the power switch is first unlocked, which in turn triggers another auxiliary force at the end of its switch-off movement, whereby the already switched-on cam switches are opened without current and the cam switch shaft is unlatched so that it is, for example, by a return spring, can be turned back to the zero position.
The drawing shows an exemplary embodiment of the invention, namely FIG. 1 schematically the overall arrangement of the partially connected switching device for stepwise short-circuiting of a 20-step starting resistor and FIG. 2 a cam switching element and other details.
According to FIG. 1, the actuating shaft ca is connected to the cam switching shaft b by the spring clutch c, q, e, part c of which sits on shaft a and part e of which sits on shaft b.
At the beginning of the switching movement indicated by the arrow direction, the mains switch d is switched on by the cam on the coupling part e and the cam f connected to the movable switching contact, which can only be folded in the shut-off direction, against the action of the spring g and is switched on by the lever h in the position shown latched. At the same time, the energy storage device i is activated by the cam disk k fastened on the camshaft b and the one on the angled Irebel tu,
cam disc l yielding only in the closing direction is charged via the angle lever rv; Fig. 1 shows it in the charged position. When the shaft a continues to rotate, the twenty cam switches m are closed one after the other by the impact of the pawl-like extensions tt under the action of the springs o (see Fig. 2):
Trierbei at the same time the turning back of the cam switch shaft is mechanically blocked by the cam disks p of the cam switch last closed and with the selected position of the pivot point x of the cam switch in (see Fig. 2), when the cam switch shaft b is rotated back against the direction of the arrow, through which u occurring, acting in the direction of the tangent locking force is influenced in the counterclockwise direction and thereby even increases the contact pressure of the switch m. In Fig. 1, three cam switches are shown as already closed, the remaining seventeen as still open.
When shifting down (against the direction of the arrow) from any switching position, by relative rotation of the actuating shaft a with respect to the mechanically locked camshaft b against the action of the spring q, with the help of the release device, consisting of ratchet wheel t, pawl s and lever t with approach h, the mains switch d is disconnected, which in turn opens under the action of the spring g and at the end of its switch-off movement rides with the help of the guide u and the release device s,
iv brings the energy store i to discharge; as a result, the switched-on cam switches m are opened without current, and the cam switch shaft b is unlocked so that it and the actuating shaft can turn back into the zero position, be it by hand or under the action of a return spring; in this case, the two can only communicate with each other in the connection direction frictional cams f
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and l fold against the action of one return spring.
If individual cam switching elements are to close more than once when switching on, for example when starting several motors in series-parallel connection, the corresponding shape of the cam disk p can ensure that the relevant switching elements are lifted off again in a currentless state, for example in an electrically bridged state, by the pawl-shaped extensions n in order to be closed again when the switch shaft b is turned further during the further switching process.
The switches and pawls do not need a purely mechanical lever and linkage, but can be operated with the interposition of an auxiliary worker. can be operated remotely.
The auxiliary worker can be electricity or a liquid or gaseous pressure medium. The power switch can then be operated remotely and, at the end of its switch-off movement, it can discharge the energy storage device by remote operation, for example by means of an electromagnet or a pressure piston. The camshaft moving the individual switches can also be driven by any intermediate motor instead of purely mechanically.
An energy storage device of another type, for example a compressed air cylinder, can also take the place of the mechanical energy store i in the exemplary embodiment. The energy store represents a motor and can also be replaced by one with pressure medium operation, by an electromagnet or electric motor. After the power switch has been opened, this drive means then opens the individual switches in a currentless manner, whereby the mechanical locking of the camshaft is canceled so that it can return to its zero position.