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Polwendeschalter Für eingebaute Meßeinrichtungen, insbesondere Meßbrücken,
Kompensatoren, Prüftische, Eichtische USW., ist es unter Umständen notwendig,
oder erwünscht, die Polarität der Stromquelle umkehren zu können. Je nachdem, welche
Instrumente geeicht werden sollen, kann es sich dabei um große Stromstärken bis
beispielsweise 200A handeln.
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Die Umschaltung und Polwendung so erheblicher Stromstärken erforderte
bisher einen ziemlichen Aufwand. Dieser Aufwand läßt sich erheblich verkleinern,
wenn der Polwender für große Stromstärken, vorzugsweise für Meß- und Prüftische,
mit einem zwischen zwei Gegenkontakten wechselnden Kontaktstück, das sowohl in der
Mittelstellung wie auch in jeder Kontaktstellung durch je eine Rast einer in ihrer
Ebene drehbaren Steuerplatte gesichert ist, erfindungsgemäß so gebaut wird, daß
er einen unter Federkraft in der Rastnute gleitenden Rastbolzen sowie auf der Steuerplatte
schwenkbar angeordnete Rasthebel aufweist, die bei der in Kontaktlage ausgelenkten
Steuerplatte die Lösung des Rastbolzens aus der jeweiligen Raststellung vorbereiten.
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Ein Polwender mit einem zwischen zwei Gegenkontakten wechselnden Kontaktstück,
das sowohl in der Mittelstellung als auch in der Kontaktstellung durch je eine Rast
gesichert ist, ist an sich bekannt, aber der bekannte Polwender dient nicht zur
Umschaltung großer Ströme und weist auch nicht den unter Federkraft in der Rastnut
gleitenden Rastbolzen sowie auf der Steuerplatte schwenkbar angeordnete Rasthebel
auf, die bei der in Kontaktlage ausgelenkten Steuerplatte die Lösung des Rastbolzens
aus der jeweiligen Raststellung vorbereiten. Mit anderen Worten, die Rastsicherung
des Polwenders ist bei der neuen Konstruktion nach der Erfindung wirksamer als bei
der bekannten Anordnung. Zur Bedienung des neuen, auf kleinem Raum zusammengedrängten
Umschalters mit einem beweglichen Mittelkontaktstück und mit beiderseitigen Gegenkontakten,
ist beispielsweise eine Steuerplatte mit dem beweglichen Kontaktstück verbunden.
Die Steuerplatte kann einen, zweiarmigen Hebel darstellen, der durch zwei Druckkontakte
zu verstellen ist. Dabei greifen dann vorteilhafterweise die Druckkontakte an dem
größeren Hebelarm ein, während das Kontaktstück nur um einen kleineren Weg verstellt
wird und infolgedessen an dem kleineren Hebelarm abgenommen wird. Dies gibt auch
hinsichtlich der aufzuwendenden, Kraft das richtige Verhältnis, indem die Kraft
zur Betätigung der Steuerplatte, d. h. die Kraft zur Umstellung des Kontaktstückes
kleiner wird, während der am Kontakt wirksame Kontaktdruck erheblich größer ist.
Dadurch lassen sich die Kontakte mit gutem Anpreßdruck schließen, wodurch ein kleiner
Übergangswiderstand gesichert wird. Dieser kleine Übergangswiderstand kann noch
dadurch verringert werden, indem die Kontakte durch ein Schaben aufeinander gegenseitig
blank gehalten werden. Aus diesem Grunde sind die Gegenkontakte des Kontaktstückes
vorteilhaft aus je einem Satz von Blattfedern gebildet, die so angeordnet sind,
daß sich die Blattfedern beim Andrücken des Kontaktstückes ein wenig abbiegen müssen,
wobei ihre vordere Kante auf dem Kontaktstück schabt.
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Die Steuerplatte ist mit einem unter Federkraft stehenden Rastbolzen
versehen, der außer in der Mittelstellung auch in jeder Seitenstellung, wenn, also
das Kontaktstück den einen oder den anderen Gegenkontakt berührt, einrasten kann.
An der Steuerplatte sind ferner zwei Rasthebel vorgesehen, durch welche der Rastbolzen
der Steuerplatte aus den seitlichen Raststellen gelöst werden kann. Diese Rasthebel
können gleichzeitig dazu dienen, diejenige Drucktaste oder denjenigen der beiden
Stößel, der zur Verstellung der Steuerplatte dient, anzuheben, welcher die nächste
Umschaltung des Kontaktstückes bzw. der Steuerplatte vorzunehmen hat. Die Rasthebel
werden: dabei durch die Drehung der Steuerplatte emporgehoben, der gemeinsame Befestigungsbolzen
der lose angebrachten Rasthebel, in dem der gemeinsame Befestigungsbolzen nach einer
Seite verlagert wird, wodurch je nach der Drehrichtung der Steuerplatte der eine
oder der andere Rasthebel vors dem Rastbolzen gehoben wird. In der gehobenen Stellung
des Rasthebels steht dieser bereit, um denselben Rastbolzen aus der Rast in der
Seitenstellung herauszudrücken. Der Rastbolzen ist doppelt vorgesehen, damit in
jeder der beiden Seitenstellungen der Steuerplatte ein Rasthebel für die Lösung
des federnd gelagerten Rastbolzens aus der Rast vorgesehen ist.
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Wenn ein. Rasthebel in, der Seitenstellung der Steuerplatte angehoben
ist, ist er zugleich so weit angehoben,
daß er den zugehörigen Stößel
über den anderen Stößel hinaushebt. Dadurch ist dann durch die ungleiche Höhe der
Stößel nicht nur erkennbar, wie das Kontaktstück augenblicklich eingestellt ist.
d. h. wie der Strom gepolt ist, sondern auch, welcher Stößel zu bedienen ist, um
eine Umpolung des Stromes oder eine Abschaltung des Stromes herbeizuführen. Die
Abschaltung des Stromes wird dabei schon durch das Zurückspringen der Steuerplatte
in die Mittelstellung bewirkt, während ein Umpolen des Stromes dadurch zustande
kommt, daß die Steuerplatte bis in die andere Endstellung gedreht wird.
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Beim Niederdrücken des höherstehenden Stößels wird zuerst der Rasthebel
betätigt, so daß er den Rastbolzen aus der Rast in der Seitenlage herausdrückt.
Die Folge davon ist, daß die Steuerplatte in die Mittellage zurückspringt. Bei weiterem
Hineindrücken des Stößels drückt dieser dann auf einen Vorsprung an der Steuerplatte
und dreht diese so weit, daß sie in der anderen seitlichen Raststellung einrastet.
Damit die Steuerplatte beim Lösen des Rastbolzens aus einer seitlichen Raststellung
in die Mittelstellung zurückspringt, wirkt auf den gemeinsamen Drehpunkt der beiden
Rasthebel von beiden Seiten eine Feder ein, die aber nur bis zur Mittelstellung
wirkt, so daß sich jeweils eine einseitige Kraftwirkung ergibt, sobald die Scheibe
aus der Mittellage zur Seite gedrückt ist.
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An dem durch die Steuerplatte verstellten Kontaktstück, welches in
einem Isolierhalter befestigt ist, kann ein weiteres Isolierstück angebracht sein,
das mit Spannungskontakten besetzt ist. Dadurch wird bei der Umschaltung des Stromes
zugleich auch eine Umschaltung der Spannungskreise bewirkt. Damit nun nicht etwa
Kriechströme von dem Kontaktstück auf den Spannungskreis übergehen können oder umgekehrt,
ist das Isolierstück, welches die Spannungskontakte trägt, von dem Isolierstück,
welches das Stromkontaktstück trägt, durch einen Luftabstand getrennt. Die Verbindung
zwischen beiden Isolierstücken ist aber wiederhergestellt durch eine metallische
Brücke zwischen beiden. Diese metallische Brücke kann dann dazu benutzt werden,
um etwaige Kriechströme wirksam abzufangen und abzuleiten.
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Wie schon gesagt, benötigt dieser Polwender für hohe Stromstärken;
der für Meßanordnungen und EichanordnungenVerwendung findet, eine vorzügliche Kontaktgabe
mit sehr geringem Übergangswiderstand. Dieser kleine Übergangswiderstand wird einerseits
durch den Aufbau der Gegenkontakte aus federnden Lamellen gesichert und zweitens
dadurch, daß diese Gegenkontakte aus Silber sind, weil Silber am wenigsten dazu
neigt, durch eine Oxydschicht eine Verschmutzung der Kontaktfläche entstehen zu
lassen. Insbesondere fällt jede Verschmutzung fort, wenn die Kontakte so angeordnet
sind, daß die Lamellen auf dem Kontaktstück sich schabend auflegen, wodurch jedes
Mal eine Selbstreinigung der gegenseitigen Kontaktflächen stattfindet.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen zwei Figuren. Fig.1 zeigt in
den Hauptteilen einen Polwenderschalter nach der Erfindung, wie er nach dem Zusammenbau
aussieht; Fig.2 erläutert im einzelnen näher die Wirkungsweise und Anordnung der
Steuerplatte und Stößel. Der Polwendeschalter besteht aus Gegenkontakten 1 und 2,
an die zwei Vorkontakte 0 angeschlossen sind und einem Mittelkontaktstück 3. Das
Mittelkontaktstück 3 ist um eine Achse 4 um den Winkel schwenkbar. der notwendig
ist, um das Kontaktstück 3 zu einer guten und festen Anlage gegen die Gegenkontakte
1 oder 2 zu bringen. Das Mittelkontaktstück 3 ist durch eine biegsame Stromzuleitung
5 mit der Stromquelle oder der Meßanordnung verbunden. Zur Schwenkung des Kontaktstückes
3 dient eine in Fig.1 nur gestrichelt angedeutete Steuerplatte 6 mit einem Rastbolzen
7, der unter der Wirkung einer Zugfeder 8 steht. Die Schwenkung der Steuerplatte
6 erfolgt durch zwei Stößel 9 und 10, die in dem Beispiel aus dem Deckel
11 des Gehäuses des Polwenders herausschauen. Bei 12 ist eine Stromzuleitung
zu erkennen,und zwar die Zuleitung zu der flexiblen Leitung 5. Sie ist entsprechend
der hohen Stromstärke, für die der Apparat verwendet werden soll, kräftig ausgeführt.
Für eine vollständige Polwendung sind zwei durch die gleiche Steuerplatte 6 verstellbare
Kontaktstücke 3 mit Gegenkontakten 1 und 2 vorhanden. Mit dem Kontaktstück 3 für
die Umpolung des Stromes, der in einem Isolierstück 13 gefaßt ist, ist ein zweites
Isolierstück 14 mechanisch verbunden, welches eine Reihe von Spannungskontakten
15 und 16 führt. Zwischen dem Isolierstück 13, welches das Kontaktstück 3 trägt,
und dem Isolierstück 14 für die Spannungskontakte ist eine metallische Brücke 17
angeordnet, welche durch eine Leitung 18 zur Gehäuseschirmung führt und einen Kriechstrom
zwischen den Kontakten 15 und 16 einerseits und dem Kontaktstück 3 ableitet.
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Der Aufbau und die Wirkungsweise der Steuerplatte 6 mit den Stößeln
9 und 10 sind in Fig. 2 ausführlicher dargestellt. Die Steuerplatte ist drehbar
um eine Achse 19. Am unteren Rand der Steuerplatte befindet sich eine Einkerbung
20, die für das Eingreifen eines Bolzens 21 (Fig. 1) vorgesehen ist, und der zum
Antrieb des Kontaktstückes 3 dient. Der Hebelarm von der Drehachse 19 bis zu dem
in der Nut 20 liegenden Antriebsbolzen 21 ist sehr klein, so daß eine etwa am Rand
der halbkreisförmigen Steuerplatte eingreifende Kraft zur Schwenkung des Kontaktstückes
3 eine große Steigerung durch Übersetzung erfährt. Die Steuerplatte 6 hat einen
im Führungsschlitz 22 verschiebbaren Rastbolzen 7. Dieser steht, wie in Fig. 1 gezeigt
ist, unter der Wirkung einer Zugfeder B. Zur Bewegung der Steuerplatte 6 sind zwei
Stößel 9 und 10 vorgesehen.
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Wenn nun beispielsweise durch Betätigung des Stößels 10 die rechte
Seite der Steuerplatte 6 sich senkt, wodurch das Kontaktstück 3 in Fig. 1 nach links
umgelegt wird, rutscht der Rastbolzen 7 in eine Raststellung 24 auf der linken Hälfte
der Steuerplatte. Auf der Steuerplatte sind nun ferner um einen Drehpunkt 25 lose
schwenkbar Rasthebelpaare 26 und 27 angeordnet, von denen beispielsweise einer auf
der Vorderseite und einer auf der Rückseite der Steuerplatte liegt. Durch die angenommene
Drehung der Steuerplatte nach rechts und die Verschiebung des Rastbolzens 7 in die
Raststellung 24 hebt sich nun der Hebel 26 an, da die untere Kante dieses Hebels
auf dem Rastbolzen aufliegt und die Drehachse 25 sich nach rechts verschiebt. Der
Rastbolzen 7 bleibt nämlich in der Mittellinie der Gesamtanordnung, in welcher er
durch einen feststehenden Längsschlitz geführt ist. Durch das Anheben des Rasthebels
26 liegt dieser in günstiger Wirkung über dem Rastbolzen7, so daß ein leichter Druck
auf den Stößel 9 genügt, um den Rastbolzen 7 aus der Rast 24 herauszudrängen. Dann
aber springt die Steuerplatte 6 sofort in ihre gezeichnete Mittelstellung zurück,
weil eine tunten geschlitzte Haarnadelfeder 28 mit ihrem linken Teil gegen die linke
Flanke des Bolzens der Drehachse 25 drückt.
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Nach der Rückkehr der Steuerplatte 8 in die Mittelstellung - wodurch
auch das Kontaktstück 3 wieder
in die Mittelstellung gebracht werden
kann - kann durch ein weiteres Hineindrücken des Stößels 9 dieser gegen den gestrichelt
gezeichneten Anschlag 29 auf der Steuerplatte 6 treffen und die Steuerplatte aus
dem Mittellager heraus weiter in die äußerste Lage nach links drücken. Dadurch gelangt
dann der Rastbolzen? in die Raststellung 30 auf der anderen Seite der Steuerplatte.
Während der Rastbolzen 26 in der Zeichnung auf der Vorderseite der Steuerplatte
liegt, liegt das Anschlagstück 29 der Steuerplatte an der linken Seite auf der Rückseite,
so daß sie sich gegenseitig nicht behindern. Auf der rechten Hälfte der Steuerplatte
ist es umgekehrt. Das Anschlagstück 31 liegt auf der Vorderseite, und der Rasthebel
27 liegt auf der Rückseite.
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Die bisher beschriebenen Vorgänge stellen die Polwendung durch Drehung
des Kontaktstückes 3 aus der linken Stellung in die rechte dar, weil die Steuerplatte
nach links gedreht wurde. Die umgekehrt gleichen Vorgänge führen zur umgekehrten
Polrichtung des Stromes, d. h. zur Berührung des Kontaktstückes 3 mit dem linken
Gegenkontakt 1. Zu diesem Zweck wird nämlich der Stößel 10 gedrückt. Dieser
ist durch das Anheben des Rasthebels 27 etwas gehoben worden, so daß er höher steht
als der vorher benutzte Stößel 9.
Durch das Niederdrücken des Stößels 10 wird
zunächst der Rasthebel 27 herabgedrückt, bis der Rastbolzen 7 wieder in, die Mittellage
zurückspringt, wodurch gleichzeitig die Steuerplatte und das Kontaktstück 3 in die
Mittelstellung gebracht werden. Beim weiteren Niederdrücken des Stößels 10 drückt
dieser den Anschlag 31, z.. B. eine kleine Platte, die auf der Steuerplatte 6 aufgenietet
ist, so weit herab, daß der Rastbolzen 7 in die Rastlage 24 gelangt. Dadurch ist
dann unter gleichzeitiger Anspannung der rechten Seite der Haarnadelfeder 28 die
Steuerplatte 6 so weit wie möglich nach rechts gedreht, und das Kontaktstück 3 in
Fig. 1 befindet sich auf der linken Seite.