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Hochstromschalter mit einem Bedienungshebel für mehrere parallel arbeitende
Teilschalter, insbesondere Elektrolyse-Schalter Hochstromschalter sind Spezialschaltgeräte
für sehr hohe Dauerströme, in der Regel Gleichströme bei sehr niedrigen Schaltspannungen
in der Größe von etwa 5 bis 8 V. Sie werden vorwiegend in chemischen Betrieben bei
der Elektrolyse für Bäder verwendet, wobei eine große Anzahl von Bädern hintereinandergeschaltet
ist. Die Schalter haben die Aufgabe, bei Arbeiten an einem der Bäder dieses durch
Überbrücken stromlos zu machen, ohne daß der Betrieb der anderen mit diesem in Reihe
liegenden Bäder unterbrochen werden muß.
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Je nach der Stromstärke werden zu dem Zweck der Überbrückung eines
Bades nun nicht nur ein, sondern auch mehrere parallel liegende Schalter verwendet.
Diese müssen gleichzeitig geöffnet bzw. geschlossen werden, was in einfachster Weise
dadurch erfolgt, daß jeder Teilschalter für sich betätigt wird, wobei jedoch für
jeden Teilschalter eine Bedienungsperson erforderlich ist, die nun auf Kommando
die einzelnen Teilschalter gleichzeitig betätigen. Diesen nicht sehr zweckmäßigen
Umstand hat man dadurch zu beseitigen versucht, daß man die Teilschalter untereinander
und diese wiederum mit der Antriebsvorrichtung mit einem Schaltgestänge versehen
hat, welches mit den Teilschaltern je über wenigstens eine Kupplung in Verbindung
steht, die eine synchrone Schalterbetätigung der Teilschalter auch bei Vorhandensein
von erheblichen Fluchtabweichungen der Teilschalterachsen untereinander bewirkt.
Es ist hier also für sämtliche Teilschalter nur eine Antriebsvorrichtung vorhanden,
die jedoch entsprechend den hohen Schließkräften der einzelnen Teilschalter mit
entsprechend hohem Kraftaufwand zu bedienen ist.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnungen und
schlägt einen neuen Weg ein, der besonders zweckmäßig für derartige Schalter ist
und durch welchen den an solche Schalter gestellten Forderungen voll und ganz nachgekommen
wird. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, jeden Teilschalter mit einer Ein- und
einer Ausschaltfeder zu versehen, die zur Vorbereitung des nächsten Schaltvorganges
abwechselnd gespannt und in dieser Stellung verklinkt werden. Die Verklinkungseinrichtungen
sämtlicher Teilschalter werden dann durch den Bedienungs- oder Auslösehebel gemeinsam
betätigt. Soll also eine Überbrückung eines Bades oder ein Zuschalten des Bades
erfolgen, so werden zunächst sämtliche Teilschalter nacheinander für den entsprechenden
Schaltvorgang, d. h. für das Öffnen oder für das Schließen, vorbereitet, was durch
Spannen der entsprechenden Federn geschieht. Dieses Spannen der Federn kann sowohl
von Hand als auch durch Druckluft oder in sonstiger Weise erfolgen. Sind sämtliche
Schalter für den entsprechenden Schaltvorgang vorbereitet, d. h. sind die entsprechenden
Federn gespannt und in ihrer Stellung verklinkt, so wird nun mittels eines Hebels
cd. dgl. der Schaltvorgang an sämtlichen Teilschaltern gleichzeitig ausgelöst. Hiervon
sind sämtliche Verklinkungseinrichtungen der Teilschalter z. B. über einen Seilzug
miteinander verbunden.
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Um zu verhindern, daß ein Schalten erfolgt, wenn nicht an jedem Teilschalter
die entsprechende Feder gespannt ist, kann eine nicht näher beschriebene Sperrvorrichtung
vorgesehen werden, die bei nicht erfolgtem Spannen einer Feder die Auslösung der
Verklinkungseinrichtungen an sämtlichen Schaltern verhindert. In vorteilhafter Weise
sind die Spannfedern je am äußeren Ende von doppelarmigen Hebeln aasgelenkt, von
denen zwei fest mit einer Welle verbunden sind, an welcher auf exzentrisch angebrachten
Bolzen die Zug- bzw. Drucklaschen für den Kontaktkäfig, in dem sich die Kontaktstücke
befinden, beweglich angeordnet sind. Die anderen beiden doppelarmigen Hebel sind
nach einer Seite verlängert und als Handgriff ausgebildet.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
zu entnehmen, die auf ein Ausführungsbeispiel Bezug nimmt. In der Zeichnung zeigt
Bild 1 in vereinfachter Darstellung die Anordnung der einzelnen Teilschalter,
Bild
2 in fünf Bildern schematisch den Vorgang des Spannens der Feder sowie des Ein-
und Ausschaltens; Bild 3 zeigt einen Teilschalter in Ansicht, Bild 4 in Draufsicht;
Bild 5 stellt den Spannhebel eines Teilschalters und dessen Verklinkungseinrichtung
dar; Bild 6 schließlich zeigt den Aufbau der Kontakteinrichtung in Seitenansicht
entsprechend Bild 3, jedoch in vergrößertem Maßstab.
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In Bild 1 sind vier parallel liegende Teilschalter gezeigt, deren
Anzahl natürlich entsprechend den Erfordernissen beliebig sein kann. Die Teilschalter
befinden sich je am unteren Ende der Stromschienen 1 bis 4, wobei jeweils zwei Schienen
1 und 1 a bzw. 2 und 2 a usw. zusammengehören,, deren Lage aus Bild 4, das eine
Draufsicht auf einen Teilschalter darstellt, ersichtlich ist. Sämtliche vier Schienenpaare
mit den dazugehörigen Teilschaltern gehören also zu einem Bad.
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An Hand der Bilder 3 bis 5 wird nun auf den Aufbau eines Teilschalters
näher eingegangen. An den Stromschienen 1 und 1 a sind Lagerplatten 5 und 6 befestigt.
In den Lagerplatten 5 ist eine Welle 7 gelagert, die an jeder Stirnseite zwei exzentrisch
angeordnete Bolzen 8 und 9 aufweist. An jeder Stirnseite der Welle 7 sind an den
Bolzen 9 Laschen 10 angelenkt, die mit Bolzen 11 des Kontaktkäfigs 12 in Verbindung
stehen. Die Bolzen 11 sind in Langlöchern 13 der Lagerplatten 5 geführt. Im Kontaktkäfig
12 sind Kontaktstücke 14 untergebracht, die die Stromschienen 1 und 1 a im eingeschalteten
Zustand miteinander verbinden. Die Stromschienen 1 und la sind mit einem Kontaktbelag
15 versehen. Auf die Ausbildung des Kontaktkäfigs 12 und der darin untergebrachten
Kontaktstücke 14 wird später noch näher eingegangen.
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An der Welle 7 sind außerdem an beiden Stirnseiten an den beiden anderen
exzentrisch angeordneten Bolzen 8 Laschen 16 angebracht, die mit Bolzen 17 , des
auf der anderen Seite der Stromschienen 1 und 1 a vorgesehenen Kontaktkäfigs 18
verbunden sind. Es handelt sich hier also um den sogenannten Zangentyp, d. h. um
die Art eines Schalters, bei welchem die Kontaktstücke die Stromschienen zangenartig
berühren. Im Gegensatz hierzu hat man bei derartigen Schaltern noch den sogenannten
Anlegetyp, bei welchem sich die Kontaktstücke nur an einer Seite an die Stromschienen
anlegen. Hier ist gleich zu bemerken, daß der Erfindungsgegenstand sowohl beim Zangen-
als auch beim Anlegetyp anwendbar ist. Die Bolzen 17 des Kontaktkäfigs 18 sind wiederum
in Langlöchern 19 der Lagerplatten 6 geführt.
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An der Welle 7 sind nahe ihren äußeren Enden zwei doppelarmige Hebel
20 fest angebracht. Diese sind mit Bolzen 21 versehen, die zum Befestigen der Schaltfedern
22 und 23 dienen. In. den Lagerplatten 6 ist eine Welle 24 drehbar gelagert, die
an ihren äußeren Enden ebenfalls zwei doppelarmige Hebel 25 aufweist. Auch diese
Hebel 25 weisen Bolzen 21 zur Befestigung der Federn 22 und 23 auf. Außerdem sind
die Hebel 25, die zum Spannen der Federn 22 und 23 dienen, nach unten hin verlängert
und besitzen am äußeren Ende einen sie verbindenden Isoliergriff 26, der als Handhabe
dient.
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Die Welle 7 weist ferner einen Hebelarm 27 auf, der gabelförmig ausgebildet
ist und an seinem Ende eine Rolle 28 trägt. Auf diese Rolle 28 wirkt der eine Hebelarm
einer doppelarmigen Klinke 29 ein, die an der Welle 30 befestigt ist, mit der wiederum
ein Hebel 31 starr verbunden ist. Ebenso ist die Welle 24 mit einem Hebelarm
32 versehen, auf dessen Rolle 33 eine doppelarmige Klinke 34 einwirkt. Diese Klinke
34 (Bild 5) ist auf der in. den Lagerplatten 6 gelagerten Welle 35 drehbar angeordnet
und steht unter der Wirkung einer Feder 36, die an einem Bügel 37 befestigt ist.
Dieser Bügel 37, an dessen waagerechtem Teil die Feder 36 befestigt ist,
ist mit seinem senkrechten Teil 38 über ein Langloch mit einem Bolzen 39 eines Hebels
25 verbunden. In Bild 3 ist die Verklinkung der Hebel 25 durch die Klinke 34 in
der einen Stellung gezeigt, während Bild 5 die durch diese Anordnung erzielte Verklinkung
der Hebel 25 in der anderen Endstellung darstellt.
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Die Federn 22 und 23, von denen die unteren das Einschalten und die
oberen das Ausschalten bewirken, sind geteilt und mit einer Lasche 40 verbunden
(Bild 3). Die Lagerplatten 5 und 6 sind jeweils oben und unten mit einer Platte
verbunden (in den Bildern nicht dargestellt), so daß sie eine Führung für die Kontaktkäfige
12 und 18 bilden.
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Der Schaltvorgang wird nun in der Weise vorbereitet, daß die Spannhebel
25, von Bild 3 aus gesehen, in die in Bild 5 gezeigte Lage gebracht werden. Hierzu
dient der Isoliergriff 26 als Handhabe, wobei nicht dargestellte Mittel vorgesehen
sein müssen, z. B. ein Seilzug od. dgl., die bewirken, daß vor Beginn der Bewegung
der Spannhebel 25 die Klinke 34 aus der Sperrstellung gebracht wird. Ist dies erfolgt,
so können die Hebel 25 in ihre andere Lage geschwenkt werden, wobei ein Spannen
der Federn 22 erfolgt. In der Endstellung nach Bild 5 werden die Spannhebel 25 über
die Welle 24 bzw. deren Hebelarm 32 durch die Klinke 34 selbsttätig verriegelt.
Nun sind also die Einschaltfedern 22 gespannt, d. h. der Schalter ist für das Einschalten
vorbereitet. Die oberen Federn 23 knicken hierbei in der Mitte nach unten ein. Während
in, Bild 2 die Darstellung I die Ausschaltstellung angibt, zeigt die Darstellung
II schematisch die Stellung, bei welcher, wie eben beschrieben worden ist, die Hebel
25 sich nach links bewegt haben und die Ausschaltfedern 22 gespannt sind.
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Dieses Spannen der Federn 22 durch die Hebel 25 wird bei jedem einzelnen
Teilschalter vorgenommen. Erst dann kann die Schaltung ausgeführt werden. Dies erfolgt
dadurch daß an jedem Teilschalter die Hebel 20 entklinkt werden. Das Lösen der Klinken
29 an sämtlichen Teilschaltern erfolgt gleichzeitig, was dadurch geschieht, daß
die Hebel 31 der Klinken 29 über einen Seilzug 41 verbunden sind (Bild 1).
An diesem Seilzug 41 greift ein im Punkt 42 gelagerter Hebel 43 an, und zwar in
der Weise, däß bei seiner Bewegung das obere Seil entgegen dem unteren Seil bewegt
wird. Der Hebel 43 ist in einer Kulisse 44 geführt, die dazu dient, den Hebel 43
in seinen Endstellungen zu verrasten und außerdem eine Mittelstellung zu markieren.
Wird der Hebel 43 in Bild 1 von links nach rechts in die gestrichelt gezeichnete
Stellung bewegt, so werden über den Seilzug 41 die Klinken 29 der einzelnen Teilschalter
so weit bewegt, daß die Einschaltfedern 22 bzw. die Hebel 20 freigegeben werden,
worauf die Einschaltbewegung der Kontaktstücke erfolgt. Die Klinken 29 gelangen
in die andere Endstellung, in welcher sie nun die in die andere Stellung gelangten
Hebel 20 verklinken. Es
ist nun die Darstellung III in Bild 2 erreicht,
bei der also der Schalter eingeschaltet ist, d. h. die Stromschienen überbrückt
sind. Beim Ausschalten des Schalters muß nun die Ausschaltfeder gespannt werden,
was dadurch erfolgt, daß die Spannhebel 25 wieder in die in Bild 3 gezeichnete Stellung
gebracht werden. Vor Beginn dieser Bewegung muß wiederum die Klinke 34 etwas aus
ihrer Sperrstellung (Bild 5) bewegt werden. In der Endlage werden die Spannhebel
25 wieder selbsttätig durch die Klinke 34 gesperrt (Bild 3). Diese Lage ist in der
Darstellung IV des Bildes 2 gezeigt. Die Abschaltung sämtlicher Teilschalter erfolgt
nun auch über die Klinken 29 durch Schwenken des Hebels 43 von seiner rechten in
seine linke Lage. Die Ausschaltfedern 23 bewegen hierbei die doppelarmigen Hebel
22 entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch über die Laschen 10 und 16 das Öffnen der
Kontakte bewirkt wird. Damit ist die Ausgangsstellung, wie sie in der Darstellung
V in Bild 2 gezeigt ist, wieder erreicht.
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In Bild 6 ist in vergrößertem Maßstab ein Kontaktkäfig im Schnitt
mit den darin befindlichen Kontaktstücken dargestellt. Im Käfig 12 sind im Ausführungsbeispiel
vier Kontaktstücke 14 untergebracht, von denen jedes für sich im Käfig geführt ist
und unter der Wirkung einer Feder 45 steht. Die Kontaktstücke 14 sind unter Vorspannung
in den Käfig 12 eingesetzt, was bewirkt, daß nach Berühren mit den Gegenkontakten
an den Stromschienen sofort ein hoher Kontaktdruck vorhanden ist. Diese Vorspannung
wird dadurch erzielt, daß die Kontaktstücke 14 von einer Schiene 46 in den Käfig
entgegen der Wirkung der Federn 45 hineingedrückt werden. Die Befestigung der Schiene
46 erfolgt mittels in der Zeichnung nur angedeuteter Schrauben an Winkeln 47. Eines
oder mehrere der Kontaktstücke 14 im Käfig 18 sind als Vorschaltstücke ausgebildet,
indem sie sowie die ihnen gegenüberliegenden Kontaktplatten an den Stromschienen
Kontaktauflagen 48, 49 (Bild 4) aus abbrandfesterem Material erhalten. Dadurch wird
der Abstand der beiden zusammenwirkenden Schaltstücke verringert, so daß sie zuerst
schließen und zuletzt öffnen.