Elektrischer Schalter Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Aus gestaltung des im Hauptpatent beschriebenen elektri schen Schalters mit wenigstens einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktglied zum Schliessen und Öffnen des Kontaktes und einem Mechanismus zum ra schen Betätigen des beweglichen Kontaktgliedes durch Kipphebelwirkung unter dem Einfluss einer Kipphebel- feder.
Der Mechanismus des Schalters weist, wie dies aus dem Hauptpatent bekannt ist, einen um eine feste Achse schwenkbaren Handhebel, einen um eine andere feste Achse schwenkbaren Stützhebel, einen dem Stützhebel zugeordneten, beweglichen Sperranschlag, der zum selbsttätigen Öffnen des Kontaktes in eine unwirksame Lage bewegbar ist, einen mittels einer Schwenkachse am Stützhebel gelagerten Lenker, eine den Handhebel mit dem Lenker koppelnde Feder, welche die Kipphebelfe- der ist, und ein am Lenker angreifendes Übertragungs organ zum Betätigen des beweglichen Kontaktgliedes auf,
wobei zur Erzielung der Kipphebelwirkung die Wirkungslinie der Kipphebelfeder einerseits durch Schwenken des Handhebels in beiden Richtungen über die Achse der Schwenkachse des Lenkers hinweg ver lagert werden kann und anderseits, bei geschlossenem Kontakt und beim Bewegen des Sperranschlages in seine unwirksame Lage, durch Schwenken des Stützhebels die Achse der Schwenkachse des Lenkers auf die gegenüber liegende Seite der Wirkungslinie der Kipphebelfeder ver lagert werden kann.
Bei einem solchen Schalter kann der Kontakt durch entsprechende Betätigung des Handhebels geschlossen und geöffnet werden; aber es ist auch ein selbsttätiges Öffnen des geschlossenen Kontaktes möglich, indem der Sperranschlag in seine unwirksame Lage gebracht und dadurch der Stützhebel freigegeben wird. Die Bewegung des Sperranschlages in seine unwirksame Lage kann z. B. durch eine elektrische Schutzvorrichtung herbeige führt werden, die auf erhöhte Temperatur, erhöhte Stromstärke, erhöhte Spannung usw. anspricht, wie dies bekannt ist.
Der Vorschlag des Hauptpatentes ging dahin, zwi schen dem Handhebel und dem Lenker ein Begren zungsglied anzuordnen, auf denn bei geöffnetem Kontakt der Handhebel und der Lenker sich unter dem Einfluss der Kipphebelfeder abstützen können, wodurch jede weitere Wirkung der Kipphebelfeder aufgehoben wird, und eine zusätzliche Feder mit schwächerer Wirkung zwischen einem Festpunkt und dem Handhebel anzu bringen zum Zurückschwenken des Handhebels und des mit ihm über das Begrenzungsglied und den Lenker ge koppelten Stützhebels in eine dem geöffneten Kontakt entsprechende Ruhelage,
nachdem das selbsttätige öff nen des Kontaktes durch Bewegen des Sperranschlages in seine unwitlasame Lage ausgelöst worden ist.
Diese Ausbildung hat gegenüber den zum Stande der Technik gehörenden Schaltern den Vorteil, dass beim selbsttätigen Öffnen des Kontaktes der Handhe bel und der Stützhebel von selbst in ihre Ruhelage zu rückkehren, die dem geöffneten Kontakt entspricht, so dass die jeweilige Stellung des Handhebels in jedem Fall den Schaltzustand des Schalters eindeutig signalisiert.
In weiterer Ausgestaltung des im Hauptpatent be schriebenen Schalters wurde nun gefunden, dass zur Er zielung des geschilderten Vorteiles das Begrenzungsglied kein gesonderter Bauteil des Schalters zu sein braucht. Die vorliegende Verbesserung der Erfindung nach dem Hauptpatent besteht im wesentlichen darin, dass der Handhebel und der Stützhebel um die gleiche Achse schwenkbar sind, und dass der Stützhebel selbst als Be grenzungsglied ausgebildet ist.
Weitere Einzelheiten des Schalters gemäss der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der zugehörigen Zeichnung, in welcher eine der zahlreichen möglichen Ausbildungsformen des Erfindungsgegenstan des rein beispielsweise und schematisch veranschaulicht ist.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Schalters im ausge schalteten Zustand und im Schnitt nach der Linie 1-I in Fig. 2, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine zu Fig. 1 analoge Darstellung in einem Zeitpunkt während des Schaltvorganges, Fig. 4 den Schalter im Einschaltzustand, Fig.
5 den Schalter in einem ersten Zeitpunkt wäh rend des selbsttätigen Ausschaltens, wo der Stützhebel durch den Sperranschlag freigegeben worden, der Kon takt aber erst im Begriffe ist, sich zu öffnen und Fig.6 den Schalter in einem späteren Zeitpunkt während des selbsttätigen Ausschaltens, wo der Kon takt geöffnet ist, aber der Handhebel und der Stützhebel noch nicht in ihre Ruhelage entsprechend dem geöff neten Kontakt zurückgekehrt sind.
Der dargestellte elektrische Schalter weist ein fest stehendes Kontaktglied 11 und ein bewegliches Kontakt glied 12 auf. Letzteres ist mit Hilfe eines nur schema tisch angedeuteten Armes 13 mit einer Welle 14 verbun den, die gemäss Fig. 2 zwischen zwei festen Platinen 15 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 14 sitzt ein Betäti gungsarm 16, welcher mittels eines Gelenkzapfens 17 mit einem als Lenker .ausgebildeten Übertragungsorgan 24 verbunden ist.
Ein Handhebel 25 ist auf einer in den Platinen 15 fest angeordneten Schwenkachse 26 schwenkbar gela gert und kann zwischen zwei Anschlägen 27 und 28 hin und her geschwenkt werden. Auf der gleichen Schwenk achse 26 ist auch ein Stützhebel 30 schwenkbar gelagert, dem ein beweglicher Sperranschlag 31 zugeordnet ist. Der Sperranschlag 31 ist als drehbare Halbwelle ausge bildet und kann durch eine kleine Drehung um bei spielsweise 30 aus einer wirksamen Lage in eine un wirksame Lage gebracht werden. In seiner wirksamen Lage befindet sich der Sperranschlag 31 im Schwenkweg des Stützhebels 30, wie Fig. 3 und 4 zeigen, wogegen in der unwirksamen Lage des Sperranschlages der Stütz hebel freigegeben ist und in Fig. 5 und 6 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers schwenken kann. Der Sperr anschlag 31 ist z.
B. von einer nicht dargestellten elek trischen Schutzvorrichtung aus betätigbar.
Mit dem Stützhebel 30 ist das eine Ende eines Len kers 33 mit Hilfe eines Zapfens 34 schwenkbar ver bunden. Das andere Ende des Lenkers 33 steht durch einen Bolzen 35 mit dem Übertragungsorgan 24 in ge lenkiger Verbindung. Am Bolzen 35 ist ferner das eine Ende von zwei kräftigen Kipphebelfedern 36 angehängt, die zum raschen Betätigen des Schalters dienen und de ren anderes Ende an einem zweiten Bolzen 37 angreift, welcher am Handhebel 25 befestigt ist. Eine zusätzliche Feder 38 mit schwächerer Wirkung greift mit ihrem einen Ende ebenfalls am Bolzen 37 an, während das entgegengesetze Ende dieser Feder 38, die eine Zugfeder ist, an einem Festpunkt verankert ist, nämlich an einem in den Platinen 15 befestigten Stift 39.
Gegebenenfalls könnten auch zwei zueinander parallele Federn 38 vor handen sein. Die Feder 38 hat das Bestreben, den Handhebel 25 gegen den Anschlag 28 zu schwenken, das ist die Ruhelage, in welcher der Schalter geöffnet ist.
Der Stützhebel 30 weist eine obere Anschlagkante 40a (Fig. 4 und 5) auf, gegen welche sich der Bolzen 37 des Handhebels 25 unter dem Einfluss der Kipphebel- federn 36 abstützen kann. Ferner ist am Stützhebel 30 eine untere Anschlagkante 40b (Fig. 4 und 5) ausgebil det, gegen die sich der Bolzen 35 abstützen kann, wenn der Lenker 33 unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 in den Fig. 1, 3 und 6 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers geschwenkt ist. Wegen seiner Anschlagkanten 40a und 40b dient der Stützhebel 30 somit als Begren zungsglied, welches die durch die Kipphebelfedern 36 verursachte Schwenkung des Lenkers 33 gegen den Handhebel 25 begrenzt.
Der Lenker 33 und das Übertragungsorgan 24 bil den zusammen ein Kniehebelsystem, dessen Kniegelenk durch den Bolzen 35 gegeben ist. Das Kniehebelsystem 24, 33 ist gestreckt, wenn der Kontakt 11, 12 geschlos sen ist. Der Lenker 33 findet dann einen Anschlag an der Schwenkachse 26 des Handhebels 25 und des Stütz hebels 30. Der Anschlag für den Lenker 33 kann auch dadurch erzielt werden, dass der die Platinen 15 durch setzende Bolzen 35 gegen den Rand einer zweckmässig gestalteten Platinenöffnung anschlägt.
Aus konstruktiven und Symmetriegründen sind ei nige der beschriebenen Teile, wie das Übertragungsor gan 24, der Stützhebel 30, der Lenker 33 und die Kipp- hebeafedern 36 doppelt vorhanden, wie deutlich Fig. 2 zeigt. Grundsätzlich könnten aber alle diese Bauteile je nur einmal vorhanden sein, ohne dass die nachstehend beschriebene Gebrauchs- und Wirkungsweise geändert würde.
In der ausgeschalteten Stellung des Schalters nehmen die Teile die in Fig. 1 gezeigte Ruhelage ein. Das beweg liche Kontaktglied 12 ist vom feststehenden Kontakt glied 11 entfernt und somit der Kontakt geöffnet. Durch die Kipphebelfedern 36 wird auf den Lenker 33 eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt, die mittels des Zapfens 34 auf den Stützhebel 30 übertragen wird. Die Kipphebelfedern 36 haben somit das Bestreben, den Stützhebel 30 nach oben zu schwenken. Dabei kommt die Anschlagkante 40a des Stützhebels am Bolzen 37 zum Anliegen, während ebenfalls unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 der Bolzen 35 gegen die Anschlag kante 40b des Stützhebels 30 anliegt.
Durch die Feder 38 ist der Handhebel 25 in Anlage am Anschlag 28 ge halten, wodurch die geöffnete Stellung des Schalters sichtbar signalisiert ist.
Um den Schalter in die Einschaltstellung zu bringen, schwenkt man den Handhebel 25 in Fig. 1 nach links. Dabei wird der Stützhebel 30 über die Kipphebelfedern 36 und den Lenker 33 mitgenommen und nach oben ge schwenkt, bis der Sperranschlag 31 die weitere Auf wärtsbewegung des Stützhebels 30 verhindert. Diese Lage der Teile ist in Fig. 3 veranschaulicht. Bei der wei teren Bewegung des Handhebels 25 nach links bleiben somit der Stützhebel 30 und der Lenker 33 in Ruhe, während die Kipphebelfedern 36 gespannt werden. Wenn die Achsen der Bolzen 35 und 37 und die Achse des Zapfens 34 in eine Ebene zu liegen kommen, ist eine unstabile Gleichgewichtslage erreicht.
Der Handhebel 25 braucht jetzt nur noch ein wenig weiter nach links ge schwenkt zu werden, um die Wirkungslinien der Kipp- hebelfedern 36 über idie Achse des Zapfens 34 hinweg nach links zu verlagern, wonach unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 der Lenker 33 plötzlich im Dreh sinn des Uhrzeigers um den Zapfen 34 kippt, bis er an der Schwenkachse 26 anschlägt. Hält man den Hand hebel 25 nicht fest, so schwenkt er ebenfalls unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 bis zum Anschlag 27.
Beim Kippen des Lenkers 33 wird das Kniehebel system 24, 33 gestreckt und dadurch über den Betäti gungsarm 16 die Welle 14 so gedreht, dass das beweg- liche Kontaktglied 12 mit dem nötigen Kontaktdruck an das feststehende Kontaktglied 11 gedrückt und der Kon takt geschlossen wind. Die beschriebene Bewegung des Kontaktgliedes 12 erfolgt ebenso nasch wie das Kippendes Lenkers 33. Der Schalter befindet sich nun in der Ein schaltstellung, wobei die Teile die in Fig. 4 gezeigte Lage einnehmen.
Die Feder 38 ist gespannt; ihre Kraftwir- kung reicht aber nicht aus, um den Handhebel 25 ent gegen der Zugwirkung der Kipphebelfedern 36 in die Ausgangslage zurückzuschwenken.
Wünscht man den Kontakt 11, 12 durch Handbe tätigung des Schalters zu öffnen, so bewegt man den Handhebel 25 vom Anschlag 27 weg nach rechts. Wenn die Wirkungslinien der Kipphebelfedern 36 über die Achse des Zapfens 34 hinweg nach rechts verlagert ist, kippt der Lenker 33 unter dem Einfluss der Kipphebel- federn 36 plötzlich entgegen dem Drehsinn des Uhrzei gers um den Zapfen 34, wodurch mittels des Übertra gungsorgans 24 der Arm 13 so betätigt wird, dass sich das bewegliche Kontaktglied 12 vom feststehenden Kon taktglied 11 rasch abhebt.
Beim Schwenken des Lenkers 33 schlägt der Bolzen 35 gegen die Anschlagkante 40b des Stützhebels 30 an, und unter dem Einfluss der Kipp- hebelfedern 36 kippt der Handhebel 25 so weit nach rechts, dass der Bolzen 37 in Anlage an die Anschlag kante 40a des Stützhebels 30 kommt, wonach jede wei tere Wirkung der Kipphebelfedern 36 ausgeschaltet ist. Nachher zieht die Feder 38 den Handhebel 25 völlig gegen den Anschlag 28, wobei mittels des Bolzens 37 der Stützhebel 30 in seine vom Sperranschlag 31 ent fernte Ausgangslage gemäss Fig.1 zurückgeschwenkt wird.
Nun wird nochmals auf die Einschaltstellung gemäss Fig. 4 verwiesen. Wenn der Kontakt 11, 12 nicht durch Handbetätigung des Schalters, sondern selbsttätig durch eine elektrische Sicherheitsvorrichtung geöffnet werden soll, wird der Sperranschlag 31 durch eine kleine Dre hung in eine unwirksame Lage gebracht, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch wird der Stützhebel 30 freige geben. Unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 wird der Bolzen 35 nach oben bewegt, und diese Bewegung wird über den Lenker 33 auf den Zapfen 34 übertragen, was eine Schwenkung des Stützhebels 30 um die Schwenkachse 26 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers zur Folge hat, bis die Anschlagkante 40a des Stützhebels 30 am Bolzen 37 anschlägt. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 5 veranschaulicht.
Während der erwähnten Schwenkung des Stützhe bels 30 ging die ursprünglich hauptsächlich nach oben gerichtete Bewegung des Zapfens 34 immer mehr in eine Bewegung nach links über. Dabei wurde das Kniehebel system 24, 33 wegen der festen Schwenkachse 26 ein we nig geknickt, wie ebenfalls Fig. 5 zeigt. Die Achse des Zapfens 34 liegt nun etwas links von der Ebene, welche die Achsen der beiden Bolzen 35 und 37 und damit die Wirkungslinien der Kipphebelfedern 36 enthält. Folg lich wird unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 jetzt der Lenker 33 entgegen dem Drehsinn des Uhr zeigers um den Zapfen 34 geschwenkt, bis der Bolzen 35 an der unteren Anschlagkante 40b des Stützhebels 30 anschlägt. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 6 veranschaulicht.
Mittels des Übertragungsorgans 24 ist dabei der Betä tigungsarm 16 nach oben geschwenkt und das beweg liche Kontaktglied 12 rasch vom feststehenden Kon taktglied 11 getrennt worden.
,Da sich die Bolzen 35 und 37 unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36 gegen die Anschlagkanten 40b und 40a des Stützhebels 30 abstützen, ist jetzt jede wei tere Wirkung der Kipphebelfedern 36 ausgeschaltet. Wenn man den Handhebel 25 nicht festhält, wird er an- schliessend durch die Feder 38 in seine der ,geöffneten Stellung des Kontaktes 11, 12 entsprechende Ruhelage zurückgeschwenkt, bei welcher er am Anschlag 28 an liegt.
Bei der zuletzt erwähnten Schwenkbewegung des Handhebels 25 werden mittels des Bolzens 37 auch der Stützhebel 30 und mittels des Bolzens 35 auch der Len ker 33 in die Ausgangslage nach Fig.1 zurückbewegt.
Das beschriebene selbsttätige Auslösen des Schalters funktioniert auch dann, wenn man den Handhebel 25 in der Einschaltstellung festhält. In diesem Fall kehrt der Handhebel 25 erst in seine Ausschaltstellung zurück, wenn man ihn loslässt.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass der Handhebel 25, der Lenker 33 und die Kipphe- belfedern 36 zusammen ein Kipphebelsystem bilden, das beim Betätigen des Schalters von Hand sowohl zum Schliessen als auch zum Öffnen des Kontaktes 11, 12 wirksam ist. Beim selbsttätigen Auslösen des Schalters hingegen ist ein aus dem Stützhebel 30, dem Lenker 33 und den Kipphebelfedern 36 bestehendes Kipphebelsy- stem wirksam. In jedem Fall erfolgt das Schliessen und Öffnen des Kontaktes 11, 12 sehr rasch durch Kipphe- belwirkung unter dem Einfluss der Kipphebelfedern 36.
Unter den zahlreichen Vorteilen des beschriebenen Schalters seien hier nur einige genannt: Aus der Stellung des Handhebels 25 kann immer der jeweilige Schaltzustand des Schalters ersehen werden, auch wenn eine selbsttätige Auslösung des Schalters er folgte. Nach einer solchen selbsttätigen Auslösung kehrt der Handgriff von selbst in seine dem ausgeschalteten Zustand des Schalters entsprechende Ruhelage zurück. Die dazu benützte Feder 38 kann verhältnismässig schwach bemessen werden, da sie keine andere Aufgabe hat, als den Handhebel 25 nach dem Öffnen des Kon taktes 11, 12 in die Ausschaltstellung zu bringen. So muss beim Einschalten mit dem Handhebel 25 keine grosse zusätzliche Kraft zum überwinden des Einflusses der Feder 38 aufgewendet werden.
Das Schliessen und das Öffnen des Kontaktes 11, 12 erfolgt, wie schon er wähnt, immer sehr rasch durch Kipphebelwirkung. Der Kontaktdruck zwischen den Kontaktelementen 11 und 12 muss nicht durch eine Feder aufgebracht werden, sondern kommt durch ein gestrecktes Kniehebelsystem 24, 33 zustande.
Gegenüber dem im Hauptpatent gemachten Vor schlag weist der Schalter gemäss der vorliegenden Er findung den Vorteil auf, dass der ohnehin benötigte Stützhebel 30 dank seiner besonderen Formgebung selbst als Begrenzungsglied dient, gegen welches sich der Handhebel 25 mittels des Bolzens 37 und der Lenker 33 mittels des Bolzens 35 unter dem Einfluss der Kipphe- belfedern 36 abstützen können. Dadurch sind gesonderte Teile für diese Aufgabe entbehrlich. Ferner ist für den Handhebel 25 und den Stützhebel 30 nur eine einzige Schwenkachse erforderlich anstelle von zwei getrennten Achsen.
Ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen Ausbildungsform liegt darin, dass unmittelbar der Len ker 33 zusammen mit dem Übertragungsorgan 24 zum Antrieb des Betätigungsarmes 16 für die Kontaktglieder 11, 12 ein Kniehebelsystem bildet, das in seiner ge streckten Stellung den Kontakt 11, 12 mit dem nötigen Kontaktdruck geschlossen hält. Bei der im Hauptpatent gezeigten Lösung war für diese Aufgabe ein gesondertes Kniehebelsystem vorhanden. Der Schalter gemäss vor liegender Erfindung und der vorstehenden Beschreibung ist somit einfacher und übersichtlicher in seinem Auf bau, ohne dass deshalb die Wirkungsweise irgendwie be einträchtigt wäre.