DE1059534B - Aus einem Hauptschalter und einem Nebenschalter bestehende elektrische Schalteinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine aus einem Hauptschalter mit einem drehbar gelagerten Schaltarm und aus einem Nebenschalter zum Abfangen des Schaltstoßes bestehende elektrische Schalteinrichtung, die beim Einschalten vor dem Hauptschalter den Nebenschalter schließt und beim Ausschalten den Nebenschalter nach dem Hauptschalter öffnet.

Bei einer bekannten Schalteinrichtung dieser Art besteht der Nebenschalter aus einem Vakuumschalter, mittels dessen der Laststromkreis ein- und ausgeschaltet wird. Diese Schalteinrichtung hat den Nachteil, daß der Vakuumschalter auch bei vollständig geschlossenen Hauptkontakten noch einen Teil des Vollaststromes führt. Das bedeutet aber, daß dem Vakuumschalter die zusätzliche Aufgabe aufgebürdet wird, nach völligem Schließen des Hauptschalters auch noch an der Stromführung teilzunehmen. Deshalb muß der Vakuumschalter größer und damit kostspieliger ausgeführt werden als bei Verwendung zum Ein- und Ausschalten des Stromes allein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel der bekannten Schalteinrichtung zu vermeiden. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine drehbar gelagerte Nockenscheibe mit einer Nut im äußeren Umfang und mit einem Paar getrennter konkaver Randbögen in einem anderen Umfangsteil versehen ist und die konkaven Randbögen durch einen konvexen Randbogen getrennt sind, daß die Nockenscheibe mit einem Teil ihrer Nut in den Bewegungsbogen des Hauptschaltarmes hineinragt und durch Eingriff eines Teiles des Hauptschaltarmes in die Nut bewegt wird und daß weiterhin zum Eingriff in die genannten konkaven und konvexen Randbögen ein Nockenstößel vorgesehen ist, der ein bewegliches Kontaktglied des Nebenschalters betätigt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Nebenschalter offen ist, wenn sich der Hauptschalter in der völlig geschlossenen Lage befindet.

In den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben ist, zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Form der Erfindung in voll geöffneter Stellung;

Fig. 2 ist die Unteransicht eines Teiles des Betätigungsmechanismus der Fig. 1, gesehen in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ansicht eines anderen Teiles des Betätigungsmechanismus, gesehen in Richtung des Pfeiles 3 der Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht ähnlich der von Fig. 1, jedoch in der Zwischenstellung, in welcher die Hilfs-Schalterkontakte geschlossen und die Hauptschalterkontakte offen sind.

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Bezugsnummern für gleiche Teile angewendet.

Aus einem Hauptschalter
und einem Nebenschalter bestehende
elektrische Schalteinrichtung

Anmelder:
General Electric Company,
Schenectady_r N.Y. (V.St.A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, München 2, Sendlinger Str. 55,
und Dr. R. Schmidt, Oppenau (Renchtal), Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. September 1955

Ernest Williams, Pittsfield_r Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Im einzelnen wird jetzt Fig. 1 betrachtet: Darin ist ein elektrischer Hauptschalter mit dem festen Hauptkontakt 1 und einem beweglichen Schaltarm 2 gezeigt, der die beweglichen Hauptkontakte 3 trägt. Wie man besser in Fig. 3 sieht, enthält der Arm 2 ein Paar gleicher, gegenüberliegender, getrennter länglicher Streifen 4. An ihren unteren Enden sind die Streifen 4 durch einen Steg 5 verbunden, der eine Klemme zum Anschluß des Leiters 6 trägt. An ihren oberen Enden sind die Streifen 4 durch ein Paar Distanzbolzen 7 und 8 verbunden. Die Kontakte 3 befinden sich an den Innenseiten der Streifen 4 zwischen den Bolzen 7 und 8. Zwei Federscheiben 9 wirken mit dem Bolzen 8 so zusammen, daß die Oberenden der Streifen 4 ein wenig aufspreizen können, wenn sie den festen Hauptkontakt 1 zwischen sich einschließen.

Der Arm 2 ist drehbar an seinem unteren Ende durch ein Paar isolierende Verbindungsstücke 10 und Schaltwellen 11 zwischen einem Paar Stützarmen 12 gelagert. Die oberen Enden der Stützarme 12 sind durch eine Brücke 13 miteinander verbunden. An dieser Brücke ist der feste Kontakt 1 mittels der Isolierhülse 14 befestigt. Das rechte Ende der Hülse 14 hat eine Klemme zur Verbindung mit der leitenden Schiene 15. Wenn der Arm 2 in der strichpunktierten Stellung der Fig. 1 steht, ist ein elektrischer Stromkreis von dem Leiter 6 über den Steg 5, die Streifen 4, Kontakte 3,

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Kontakt 1 durch die Hülse 14 zur Schiene 15 geschlossen.

Oberhalb des Hauptschalters in festem Abstand ist auf den Stützarmen 12 ein Neben- oder Hilfsschalter, z. B. ein Vakuumschalter, angebracht. Der Vakuumschalter üblicher Art enthält unter Federdruck einen beweglichen unteren Kontaktstift 21 und unter Federdruck einen relativ festen oberen Kontaktstift 22. Die gegenüberliegenden Enden der Stifte 21 und 22 befinden sich in einer beweglichen Vakuumkammer 23. Diese ist zum Teil begrenzt durch einen Mantel 23' aus Isoliermaterial, der seinerseits durch einen äußeren Mantel 24 umschlossen wird. Der untere Kontakt 21 kann in der Hülse 41 gleiten, die in das untere Ende des Mantels 24 eingeschraubt ist, und wird gegen die Hülse 41 durch eine Feder 42 gedrückt. Der untere Kontakt 21 ist in eine Abschlußkappe 43 des Mantels 23' und der obere Kontakt 22 in den Bund 44 eingedichtet, beispielsweise durch Löten. An diesen und an eine durchlochte Kappe 45 des oberen Endes des Mantels 23' ist wiederum ein metallischer Harmonikabalg 46 dicht befestigt oder angelötet. Dadurch ist sowohl das untere Ende des Mantels 23' durch Lötungen der Teile 21 und 43, als auch das obere Ende des Mantels 23' durch Lötungen der Teile45,46,44 und 22 vakuumdicht gemacht. Eine andere durchlochte Kappe 47 ist über die Kappe 45 gezogen und kann relativ zum Kontakt 22 gleiten, solange der Kontakt 22 in die in Fig. 1 dargestellte Lage durch eine Feder 48 verschoben ist. Wenn der Kontakt 21 anfangs nach dem Innern des Mantels 24 bewegt wird, werden die Teile 43, 21, 23', 45 und 47 gehoben und die Teile 46 und 42 zusammengedrückt, bis der Kontakt 21 mit dem Kontakt 22 zusammentrifft. Während der anfänglichen Schließbewegung des Kontaktes 21 können sich der Kontakt 22 und der Bund 44 noch nicht bewegen, weil die Feder 48 härter als die Feder 42 ist. Nachdem jedoch der Kontakt 21 an den Kontakt 22 stößt, hebt er ihn mitsamt seinem Bund 44 gegen die Vorspannung der Feder 48 an.

Das obere Ende des Mantels 24 hat eine Klemme, an welche sowohl der Kontaktstift 22 als auch die leitende Schiene 25 und damit die Schiene 15 elektrisch angeschlossen ist. Das untere Ende des Mantels 24 setzt sich in einem Hohlzylinder fort, der die Nockensteuerung trägt. Das untere Ende des Stiftes 21 ragt in den Zylinder 26 hinein und enthält einen Schlitz 27. Im Schlitz 27 ist der kreisförmige Nockenstößel 28 gelagert. Er kann um den Stift 29 rotieren, der durch die gegenüberliegenden Seiten des Stiftes 21 und durch den Schlitz 27 hindurchgesteckt ist. Die überstehenden Außenenden des Stiftes 29 sind in ein Paar Längsschlitzen 30 geführt, die sich im oberen Ende des Zylinders 26 befinden.

Um 90° gegen die Schlitze 30 versetzt ist ein anderes Paar \on Schlitzen 31 angebracht, die sich längs vom unteren zum oberen Ende des Zylinders 26 erstrecken. Ein Stift 32, der parallel zum Stift 29 und in derselben Ebene wie die beiden Schlitze 30 liegt, geht durch die gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 26 an dessen unterem Ende. Eine drehbare Nockenscheibe 33 ist auf dem Stift 32 zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 26 in den Schlitzen 31 eingebaut. Der Stift 32 hat ein Paar Kragen 34, welche an die gegenüberliegenden Innenflächen der gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 26 anstoßen. Zwischen den Kragen 34 und der Nockenscheibe 33 sind zwei Federscheiben 35 eingelagert.

Die Vorderkante der Nockenscheibe 33 ragt aus dem unteren Ende des Zylinders 26 hervor und hat einen

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Schlitz 36. Aus den rückwärtigen und unteren Kanten der Nockenscheibe 33 sind im wesentlichen halbkreisförmige, konkave Nuten oder Schlitze 37 bzw. 38 ausgespart, deren Radien im wesentlichen dem Radius der Kreisscheibe 28 gleich sind. Die Mittelpunkte der Nuten 37 und 38 sind voneinander um etwa 90° versetzt und durch eine konvexe gebogene Kante 39 getrennt.

Wenn der Arm 2 im Uhrzeigersinn gedreht wird, beschreibt der Stift 7 einen Bogen, dessen Radius im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem Stift 7 und der Drehachse des Armes 2 ist. Der äußere Teil des Schlitzes 36 ragt in diesen Bogen so hinein, daß der Stift 7 in den Schlitz 36 eintritt, sich hinein und dann heraus aus dem Schlitz 36 bewegt und dadurch die Nockenscheibe 33 entgegen dem Uhrzeigersinn etwa 90° in der in Fig. 4 dargestellten Weise bewegt. Während der Linksdrehung der Nockenscheibe 33 läuft die Kreisscheibe 28 aus der konkaven Nut 37 heraus auf die konvexe Kante 39, wodurch der Kontaktstift 21 in Berührung mit dem Stift 22 gebracht wird. In der Lage der Fig. 4 ist der Laststromkreis mittels des Vakuumschalters zustande gekommen, jedoch sind die Hauptkontakte 3 und 1 noch nicht geschlossen. Das bedeutet, daß ein Nebenschlußweg um die Kontakte 3 und 1 herum besteht von dem Leiter 6, über den Steg 5, die Streifen 4, den Stift 7, die Scheibe 33, Scheibe 28, Stifte 21 und 22 zu den Schienen 25 und 15. Zwei Federn 40 und 40' auf den gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 33 verhindern Lichtbögen zwischen dem Stift 7 und den Innenflächen des Schlitzes 36, die davon herrühren könnten, daß der Schlitz 36 mindestens etwas weiter als der Durchmesser des Stiftes 7 ist. Die Federn drücken auf die Oberenden der Streifen 4, wenn der Vakuumschalter geschlossen ist.

Nach weiterem Schwenken des Armes 2 im Uhrzeigersinn greift der Kontakt 1 in die Kontakte 3 ein, während die Scheibe 28 noch auf der konvexen Kante 39 läuft. Dadurch sind die Parallelwege zwischen dem Leiter 6 und der Schiene 15 durch den Hauptschalter und durch den Vakuumschalter entstanden. Jedoch verursacht der Stift 7 bei weiterer Schwenkung des Armes 2 im Uhrzeigersinn bis zur voll geschlossenen Stellung eine zusätzliche Drehung der Scheibe 33 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch wird die Scheibe 28 von der konvexen Kante 39 in die konkave Nut 38 hineingelassen. Danach verläßt der Stift 7 den Schlitz 36 ganz und gar, wie in dem strichpunktierten Umriß in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn die Scheibe 28 in die Nut 38 eintaucht, werden die Stifte 21 und 22 getrennt, so daß der Nebenschluß durch den Vakuumschalter selbsttätig geöffnet wird, wenn die Hauptkontakte 3 und 1 ihre Bewegung in die voll geschlossene Stellung vollenden.

Beim öffnen des Stromkreises verläuft das Spiel genau umgekehrt wie beim Schließen. Das bedeutet im Hinblick auf die strichpunktierte Lage des Armes 2 und der Scheibe 33 in Fig. 1, daß der Schlitz 36 nunmehr 90° von seiner Lage bei geöffnetem Hauptschalter versetzt steht, daß er aber immer noch in den Kreisbogen hineinragt, den der Stift 7 bei Linksschwenkung des Armes 2 beschreibt. Bevor die Kontakte 3 den Kontakt 1 verlassen haben, hat die Scheibe 28 die Nut 38 verlassen und ist ein genügendes Stück auf die Kante 39 aufgelaufen, um die Kontaktstifte 21 und 22 wieder zu schließen, wie durch Fig. 4 deutlich wird, wenn man sich den Arm 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verstellt denkt. Weitere Linksschwenkung des Armes 2 veranlaßt die Trennung der Kontakte 3 und 1, das Eintauchen der Scheibe 28 in die Nut 37,

Claims (2)

die Unterbrechung des Laststromes zwischen den getrennten Kontaktstiften 21 und 22 und das Herausziehen des Stiftes 7 aus dem Schlitz 36. Man hat Geräte der in der Zeichung veranschaulichten Art gebaut, in denen der Hauptschalter eine Strombelastbarkeit von 600 Ampere, der Vakuumschalter eine Dauerbelastbarkeit von 100 Ampere und eine Stromabschaltfähigkeit von 600 Ampere aufwiesen. Beim Öffnen und Schließen des Hauptschalters gibt es einen Augenblick, währenddessen derVakuumschalter einen Teil des Laststromes führen muß, da für diesen genannten Augenblick zwei parallele Stromzweige bestehen. Ebenso ist im Augenblick des Schließens oder Öffnens des Vollaststromes mittels des Nebenschalters der durch ihn nutende Strom wesentlieh größer als seine Dauerbelastbarkeit. Jedoch sind diese Augenblicke von so kurzer Dauer, daß nicht genügend Zeit bleibt, um den Nebenschalter zu überhitzen. 20 Patentansprüche:

1. Aus einem Hauptschalter (I_j 3) mit einem drehbar gelagerten Schaltarm (2) und aus einem Nebenschalter (21, 22) zum Abfangen des Schalt-Stoßes bestehende elektrische Schalteinrichtung, die

beim Einschalten vor dem Hauptschalter den Nebenschalter schließt und beim Ausschalten den Nebenschalter nach dem Hauptschalter öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß eine drehbar gelagerte Nockenscheibe (33) mit einer Nut (36) im äußeren Umfang und mit einem Paar getrennter konkaver Randbögen (37, 38) in einem anderen Umfangsteil versehen ist und die konkaven Randbögen durch einen konvexen Randbogen (39) getrennt sind, daß die Nockenscheibe (33) mit einem Teil ihrer Nut (36) in den Bewegungsbogen des Hauptschaltarmes (2) hineinragt und durch Eingriff eines Teiles des Hauptschaltarmes (2) in die Nut (36) bewegt wird und daß weiterhin zum Eingriff in die genannten konkaven und konvexen Randbögen (37, 38, 39) ein Nockenstößel (28) vorgesehen ist, der ein bewegliches Kontaktglied (21) des Nebenschalters betätigt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Nebenschalter (21, 22) offen ist, wenn sich der Hauptschalter (1, 3) in der völlig geschlossenen Lage befindet.

2. Elektrische Schalteinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein federnder elektrischer Kontakt (40) auf der Nockenscheibe (33) zum Eingriff mit dem Schaltarm (2) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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