DE1056696B - Elektrischer Schalter mit einer Vielzahl von hintereinandergeschalteten Unterbrechungsstellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind bereits elektrische Schalter bekannt, die eine Afielzahl von hintereinandergeschalteten Unterbrechungsstellen besitzen. Werden diese Unterbrechungsstellen gleichzeitig geöffnet, so liegt an j eder Unterbrechungsstelle eine Teilspannung, die gleich dem Verhältnis der an dem Schalter befindlichen Gesamtspannung zu der Anzahl der Unterbrechungsstellen ist. Solche Schalter gestatten bei einer großen Anzahl von Unterbrechungsstellen ein lichtbogenloses Abschalten des Stromes und arbeiten mit Schaltwegen von nur wenigen Millimetern oder gar Bruchteilen von Millimetern. Es ist bereits vorgeschlagen worden, daß an jeder Unterbrechungstelle eine Teil spannung auftritt, die etwa gleich dem KathodenfalI an den Kontakten ist.

Die elektrischen Schalter mit Vielfachunterbrechung sind bisher so gebaut worden, daß die sich beim Schalten von den ortsfesten Kontaktteilen abhebenden Kontaktteile zwangläufig von einem gemeinsamen Antriebsglied bewegt werden. Es ist bekannt, die von dem ortsfesten Kontaktteil sich abhebenden Kontaktteile starr mit dem Antriebsglied zu verbinden. Damit ein ausreichender Kontaktdruck in der Einschaltstellung vorhanden ist, ist jedoch in der Regel das Antriebsglied mit Kontaktdruckfedern versehen, welche die beweglichen Kontaktteile, die an dem Antriebsglied gehaltert sind, gegen die zugehörigen ortsfesten Kontaktteile pressen. Führt das Antriebsglied die Ausschaltbewegung aus, so verharren die beweglichen Kontaktteile zunächst eine kurze Zeit in der Ruhestelhmg, bis ein Anschlag des Antriebsgliedes sie zwangläufig mitnimmt. Der Bau solcher Schalter bereitet große fabrikatorische Schwierigkeiten, da die Kontaktteile, wenn die Unterbrechungsstellen sich gleichzeitig öffnen sollen, eine genaue Lage zueinander haben müssen, Tritt infolge Herstellungsungenauigkeiten nicht ein gleichzeitiges Öffnen der Unterbreohungs'stellen ein, so entstehen trotz der Vielzahl der Unterbrechungsstellen an denjenigen Unterbrechungsstellen, die sich zuerst öffnen, mehr oder weniger große Lichtbögen, denen die einzelnen Unterbrechungsstellen nicht gewachsen sind. Durch diese unerwünschten Erscheinungen ist die Lebensdauer dieser Schalter sehr herabgesetzt.

Die Erfindung gibt für elektrische Schalter mit Vielfachunterbrechung einen Weg an, der ohne große fabrikatorische Schwierigkeiten ein gleichzeitiges Öffnen der Unterbrechungsstellen sicherstellt. Der Schalter gemäß der Erfindung hat eine Vielzahl von hintereinandergeschalteten, von einem gemeinsamen Antriebsglied gesteuerten Unterbrechungsstellen, wobei an jedem Kontaktpaar der Unterbrechungsstellen der eine der beiden Kontaktteile unter Wirkung eines federnden Mittels zur Erzeugung eines Kontakt-

Elektrischer Schalter mit einer Vielzahl
von hintereinandergeschalteten
Unterbrechungsstellen

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Dr. Fritz Kaiser, Traunstein (Obb.), und Eugen Blattmann, Traunreut über Traunstein (Obb.), sind als Erfinder genannt worden

druckes steht. Erfindungsgemäß sind beide Kontaktteile jedes Kontaktpaares an dem Antriebsglied angeordnet. Der eine Kontaktteil jedes Kontaktpaares sitzt dabei fest an dem Antriebsglied, dagegen ist der andere, unter Federwirkung stehende Kontaktteil beweglich an dem Antriebsglied gelagert, derart, daß bei schneller Ausschaltbewegung der Antriebsgliedes der unter Federwirkung stehende Kontaktteil durch die Kraft der Trägheit der eigenen Masse entgegen der Federivirkung eine Relativbewegung gegenüber dem anderen Kontaktteil ausführt, welche ein Öffnen der Unterbrechungsstelle herbeiführt. Dabei ist in der Ausschaltstellung des Antriebsgliedes ein Mittel (Anschlag) vorgesehen, das den unter Federwirkung stehenden Kontaktteil von dem anderen Kontaktteil trennt. Elektrische Schalter mit der erfindumgsgemäßen Kontaktanordnung zeichnen sich durch eine besonders einfache Herstellung und einfachen. Zusammenbau aus. Die Kontaktteile, die sich, unter Wirkung eines Kontaktdruck erzeugenden Mittels aneinanderlegen, werden nicht durch Kupplung mit dem gemeinsamen Antriebsorgan auseinandergerissen, sondern heben sich von selbst bei Wirksamwerden der Bewegungsträgheit voneinander ab. In der Kontaktteilgruppe, die sich von der anderen Kontaktteilgruppe abhebt, brauchen die Kontaktteile nicht starr miteinander verbunden zu sein, vielmehr sind diese Kontaktteile gegeneinander, vor allem gegenüber dem Antriebsorgan, beweglich. Die Beweglichkeit der Kontaktteile gestattet in der Bemessung der Kontaktteile Toleranzen anzuwenden, die nicht die Her-

909 509/333

1

stellung und den Zusammenbau der Kontaktordnung erschweren. Sobald das gemeinsame Antriebsorgan sich ruckartig in die Ausschaltstellung bewegt, führen sämtliche Kontaktteile der einen Kontaktgruppe gleichzeitig durch die an ihnen wirksamen Trägheitskräfte Bewegungen aus, die ihre relative Lage gegenüber den Kontaktteilen der anderen Gruppe ändern. Auf diese Weise ist, ohne daß eine übermäßig große Sorgfalt bei der Herstellung der Kontaktanordnung angewendet wird, ein gleichzeitiges öffnen der Unterbrechungssteilen gesichert, so daß an jeder Unterbrechungsstelle nur eine Teilspannung auftritt, die dem Verhältnis der Gesamtspannung zu der Anzahl der Unterbrechungstellen entspricht. Ist die Zahl der Unterbrechungsstellen hinreichend groß gewählt, so tritt an jeder Tjnterbrechungsstelle nur eine Teilspannung auf, die praktisch gleich dem Kathodenfall ist. Bei einer derartig kleinen Teilspannung tritt stets ein praktisch funkenloses Abschalten des Stromes auf.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild des Schalters, das für beide Ausführungsbeispiele gilt; in

Fig. 2 bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben; Fig. 2 gibt einen Längsschnitt C-C;

Fig. 3 einen Querschnitt D-D und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Ausfübrungsbeispiels wieder.

In Fig. 1 ist die innere Schaltung des elektrischen Schalters gemäß der Erfindung dargestellt. Mit 1 und 2 sind die Anschlußklemmen des Schalters bezeichnet. Der Schalter enthält Hauptschaltkontakte und Nebenschaltkontakte, die beide von dem gemeinr samen Antriebsglied 3 gesteuert werden. Die Hauptschaltkontakte bilden eine einzige LTnterbrechungsstelle in dem Stromkreis des Schalters. Mit 4 sind der bewegliche Hauptschaltkontaktteil und mit 5 die ortsfesten Hauptschaltkontaktteile bezeichnet. Die Nebenschaltkontaktteile setzen sich aus zwei Kontaktgruppen 7 und 8 zusammen. Die beiden Kontaktgruppen bilden eine Vielzahl von hintereinandergeschalteten Unterbrechungsstellen. In dem Schalter sind die Nebenschaltkontakte den Hauptschaltkontakten parallel geschaltet. Das Antriebsglied wird durch eine geeignete Vorrichtung ruckartig in die Ausschaltstellung bewegt. Bei Selbstschaltern erfolgt dies vorzugsweise durch eine Magnetspule 9. Beim Ausschalten des Schalters öffnen sich zunächst die Hauptschaltkontakte 4, 5, so daß vorläufig der Strom über die Nebenschaltkontakte 7, 8 weiterfließt. Sofort nach dem öffnen der Hauptschaltkontakte öffnen sich die Nebenschaltkontakte. Durch die Überbrückung der Nebenschaltkontakte durch die Hauptschaltkon takte in der Dauerschließstellung des Schalters ist ein Stromübergang über die Nebenscbaltkontakte verhindert, so daß nur wenige Kontaktübergangswiderstände auftreten.

In den Fig. 2 bis 4 ist 18 ein Isoliersockel, der die ortsfesten Hauptschaltkontaktteile 5 trägt. Mit den ortsfesten Hauptschaltkontaktteilen 5 wirkt der bewegliche Hauptschaltkontaktteil 4 zusammen, der an dem Antriebsglied 3 sitzt. An dem Antriebsglied 3 ist eine Kontaktanordnung befestigt, die sich erfindungsgemäß aus den Kontaktgruppen 7 und 8 zusammensetzt. Es" sind also beide Kontaktgruppen von dem Antriebsglied 3 getragen. Zur FIalterung der beiden Kontaktgruppen dienen zweckmäßig vier plattenförmige Isolierstoffstege; und zwar zwei schmale Isolierstoffstege 19 und zwei breite Isolierstoffstege 696

20. Die schmalen Isolierstoffstege sind zu beiden Seiten der breiten Isolierstoffstege angeordnet. Die schmalen Isolierstoffstege sind mit kurzen Kontaktteilen 8 versehen, die sich in Längsrichtung der Stege erstrecken. Die breiten Isolierstoffstege 20 besitzen Aussparungen 21, in die quer zur Längsrichtung der Isolierstoffstege die Kontaktteile 7 eingesteckt sind. Die Kontaktteile 7 stützen sich mit Hilfe von schwachen Federn 22 an den Isolierstoffstegen 20 ab. Die Kontaktteile 7 und 8 sind so zueinander angeordnet, daß je ein kurzer Kontaktteil 8 je zwei einander benachbarte lange Kontaktteile 7 überbrückt, so daß eine Reihenschaltung der Kontaktteile entsteht. Die zu äußerst liegenden Kontaktteile 8 sind mit biegsamen Zuleitungen 23 versehen, die die Parallelschaltung der an dem Antriebsglied 3 befindlichen Kontaktanordnung zu den Hauptschaltkontaktteilen 4, 5 bewirken. An dem Isoliersockel 18 sind noch ortsfeste Anschläge 26 vorgesehen, die ■— wie weiter unten beschrieben -— mit der Kontaktanordnung zus ammenwi rken.

Die Wirkungsweise des in den Fig. 2 bis 4 dargestelten Ausführungsbeispiels ist folgende:

Die Fig. 2 bis 4 zeigen den elektrischen Schalter mit der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung in der Einschaltstellung. Die ortsfesten Hauptschaltkontaktteile 5 sind durch den Hauptschaltkontaktteil 4 überbrückt. Ferner liegt die Kontaktgruppe 7 unter Wirkung der Federn 22 an der Kontaktgruppe 8 an. Wird das Antriebsglied 3 in die Ausschaltstellung, und zwar nach oben, bewegt, so hebt sich zunächst der Hauptschaltkontaktteil 4 von den ortsfesten Hauptschaltkontaktteilen 5 ab, so daß die Hauptschaltkontakte unterbrochen sind und der Strom über die Nebenschaltkontakte fließt. Mit dem Antriebsglied 3 bewegt sich zugleich die Kontaktgruppe 8 nach oben, da sie fest mit dem Antriebsglied verbunden ist. Die Kontaktgruppe 7 dagegen, die nicht mit dem Antriebsglied fest verbunden ist, sondern lediglich über die schwachen Federn 22 an dem Antriebsglied abstützt, bleibt jedoch infolge der an den einzelnen Kontaktteilen wirkenden Kraft der Trägheit der eigenen Masse zurück. Durch diese relative Bewegung hebt sich die Kontaktgruppe 7 von der Kontaktgruppe 8 ab. Erreicht das Antriebsglied die endgültige Ausschaltstellung, so stoßen die Kontaktteile 7 gegen die ortsfesten Anschläge 26, wodurch eine dauernde Trennung der Kontaktgruppen 7 und 8 voneinander in der Ausschaltstellung gesichert ist. Da an jedem der Kontaktteile 7 die Trägheitskräfte gleichzeitig wirken, tritt die Trennung der Kontaktteile 7 von den Kontaktteilen 8 ebenfalls gleichzeitig während des Ausschaltens des Schalters auf. Durch das gleichzeitige Trennen der Unterbrechungsstellen ist die Gewähr gegeben, daß an jeder der in Reihe geschalteten Unterbreohungsstellen eine Teilspannung auftritt, die gleich dem Verhältnis der Gesamtspannung zu der Anzahl der Unterbrechungsstellen ist.

Wird der Schalter wieder eingeschaltet, so bewegt sich das Antriebsglied 3 nach unten. Sobald sich die Kontaktteile 7 von den ortsfesten Anschlägen 26 abheben, schließen sich die Kontaktgruppen 7 und 8. Bei Erreichen der endgültigen Einschaltstellung sahließen sich auch die Hauptschaltkontaktteile 4 und 5, wodurch der Strom lediglich über die Hauptschaltkontaktteile fließt.

An dem Schalter gemäß der Erfindung werden für die Nebenschaltkontakte Kontaktanordnungen verwendet, die sich durch eine besonders einfache Herstellung und Zusammenbau auszeichnen. Die für sie

Claims (4)

1 verwendeten Kontaktteile sind durch. Absahneiden von Stangenmaterial bzw. Stanzen von Plattenmaterial herstellbar; auch sind für die Befestigung der Kontaktteile Träger verwendet, die weitgehend aus Plattenmaterial gestanzt werden können. Die Herstellung der Teile für die erfindungsgemäßen Kontaktanordnungen ist nich mit der Einhaltung besonders kleiner Toleranzen verbunden. Da die eine Kontaktgruppe der Kontaktanordnung stets beweglich in dem Antriebsglied gehaltert ist, werden durch die Beweglichkeit der Kontaktteile an ihnen auftretende Herstellungstoleranzen ausgeglichen, ohne daß das Zusammenwirken der Nebenschaltkontakte in Frage gestellt ist. Die an den Kontaktteilen auftretenden Trägheitskräfte wirken so plötzlich, daß Herstellungsungenauigkeiten keinen Einfluß auf das gleichzeitige öffnen der Unterbrechungsstellen haben. Auch der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ist einfach, da die Kontaktteile und ihre Träger lediglich ineinanderzustecken sind. Der Schalter gemaß der Erfindung eignet sich insbesondere für die Herstellung in der Massenfabrikation. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Kontaktanordnung für Selbstschalter, vor allem für Kleinselbstschalter, die in großen Mengen hergestellt werden, verwendet werden. Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit einer Vielzahl von hintereinandergeschalteten, von einem gemeinsamen Antriebsglied gesteuerten Unterbrechungsstellen, die sich gleichzeitig öffnen, wobei an jedem Kontaktpaar der Unterbrechungsstellen der eine der beiden Kontaktteile unter Wirkung eines federnden Mittels zur Erzeugung eines Kontaktdruckes steht, insbesondere Selbstschalter, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kontaktteile (7, 8) jedes Kontaktpaares an dem Antriebsglied (3) .angeordnet sind, der eine Kontaktteil (8) jedes 696

Kontaktpaares fest an dem Antriebsglied sitzt, dagegen der andere, unter Federwirkung stehende Kontaktteil (7) beweglich an dem Antriebsglied gelagert ist, derart, daß bei schneller Ausschaltbewegung des Antriebsgliedes der unter Federwirkung stehende Kontaktteil (7) durch die Kraft der Trägheit der eigenen Masse entgegen der Federwirkung eine relative Bewegung gegenüber dem anderen Kontaktteil (8) ausführt, welche ein Öffnen der Unterbrechungsstelle herbeiführt, wobei in der Ausschaltstellung des Antriebsgliedes ein Mittel (Anschlag 26) vorgesehen ist, das den unter Federwirkung stehenden Kontaktteil (7) von dem anderen Kontaktteil (8) trennt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Antriebsglied vier parallele Isolierstoffstege (19, 20) hat, von denen die einen zwei die fest am Antriebsglied sitzenden Kontaktteile (8), sich in Längsrichtung der Isolierstoffstege erstreckend, und die anderen zwei die abgefedert am Antriebsglied sitzenden Kontaktteile (7), sich quer zur Längsrichtung der Isolierstoffstege erstreckend, tragen.

3. Schalter nach Anspruch 1 für Selbstschalter, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Antriebsglied (3) für die Kontaktteile durch die Zugkraft einer Magnetspule (9) ruckartig bewegt wird.

4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einschaltstellung des Schalters die in Reihe geschalteten Unterbrechungsstellen (Nebenschaltkontakte 7,8) durch Hauptschaltkontakte (4, 5) überbrückt sind, die sich beim Ausschalten des Sclialters vor dem gleichzeitigen Öffnen der in Reihe geschalteten Unterbrechungsstellen zwangläufig öffnen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 506 856, 519 461,
510, 668 278.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen