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Niederspannungsschaltgerät für Wechselstrom Zusatz zum Patent: 1074118
Die Erfindung bezieht sich auf ein Niederspannungsschaltgerät für Wechselstrom mit
zwei in Reihe geschalteten Unterbrechungsstellen, wobei die Kontaktstücke der einen
Unterbrechungsstelle mit verhältnismäßig kleiner Schaltgeschwindigkeit voneinander
getrennt werden und wobei schon bei einem geringen Kontaktabstand dieser Schaltstelle
sich die Kontaktstücke der zweiten Unterbrechungsstelle mit verhältnismäßig großer
Schaltgeschwindigkeit auf einen großen Kontaktabstand trennen, nach Patent
1074118.
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Es sind bereits Nockenschalter mit von einem nockenbetätigten Stößel
beaufschlagten Kontaktstücken bekanntgeworden, die durch ein entsprechend den beiden
Drehrichtungen des Schalters nach zwei Seiten schwenkbares Ausweichteil mit einer
Bewegungskomponente in Richtung des Nockenscheibenumfanges in die Einschaltstellung
gebracht werden, wobei das Ausweichteil an zwei Punkten drehbar so gelagert ist,
daß es beim Anschlag an einen Nocken um einen der Drehpunkte drehend den die Kontaktstücke
betätigenden Stößel im Sinne einer Schließung der Kontakte beaufschlagt. Bei dieser
bekannten Vorrichtung ist jedoch weder eine Hebelanordnung mit zwei Hebeln noch
ein Zapfen vorgesehen, dessen Lagerung in der Mitte der Hebel erfolgt. Vielmehr
beruht diese Vorrichtung auf einer anderen Konstruktion, bei der es darauf ankommt,
daß die Kontakte gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden.
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Bekannt sind ferner Vorrichtungen, bei welchen die Kontakte von hintereinandergeschalteten
Unterbrechungsstellen gleichzeitig öffnen. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten
durch mit Rollenverschiebung bewegte Kontaktbrücken.
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Bekannt ist ferner ein Nockenrad, wobei nur eine Kontaktstelle geöffnet
wird, demgemäß das Problem der zeitlich verschiedenen Öffnung zweier hintereinandergeschalteter
Kontaktstücke überhaupt nicht übertritt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile
der oben erläuterten bekannten Konstruktionen zu vermeiden und das Niederspannungsschaltgerät
gemäß dem Hauptpatent vorteilhaft auszugestalten.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Hebelanordnung
mit zwei Hebeln und einem Zapfen, dessen Lagerung in der Mitte der Hebel vorgesehen
ist, derart gestaltet ist, daß sich beim Bewegen des Zapfens der Hebelanordnung
die bewegliche Kontaktbrücke hebt, und daß danach dor Zapfen auf der Rundung eines
Nockenrades schleift, bis der Zapfen wieder in eine Ausnehmung des Nockenrades gelangt.
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Zur besseren Erläuterung dieses Grundgedankens der Erfindung wird
hervorgehoben, daß über eine Hebelanordnung mit zwei Hebeln und einem Zapfen, dessen
Lagerung in der Mitte der Hebel erfolgt, die bewegliche Schaltbrücke beim Bewegen
des Zapfens der Hebelanordnung die bewegliche Kontaktbrücke einseitig anhebt und
dadurch eine einseitige Unterbrechung erreicht, und dabei ist der Angriffspunkt
des Hebels an der beweglichen Kontaktbrücke so, daß eine kleine Abhebegeschwindigkeit
erzielt wird, im Gegensatz zu der Abhebung der zweiten Seite der beweglichen Kontaktbrücke,
die dann erfolgt, wenn die bewegliche Kontaktbrückenweite, die zuerst abgehoben
wurde, ein Widerlager fand, danach schleift der Zapfen auf der Rundung des Nockenrades,
bis der Zapfen wieder in eine Ausnehmung des Nockenrades gelangt, dann erfolgt die
Einschaltung, indem die zuletzt abgehobene bewegliche Kontaktbrückenseite die Verbindung
zwischen Abbrandstück der beweglichen Kontaktbrücke und dem zugehörigen feststehenden
Kontaktstück herstellt, dann die zweite Seite der beweglichen Kontaktbrücke nach
unten geht und das Abbrandstück der beweglichen Kontaktbrücke in Kontakt mit dem
Abbrandstück des zugehörigen feststehenden Kontaktstückes gerät.
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Wenn die Aufgabe gestellt ist, einen Kontakt mit zweifacher Unterbrechung
pro Phase zu öffnen und zu schließen, so treten, insbesondere wenn die Betätigung
über eine Walze bzw. über ein Nockenrad oder sonst eine Betätigungsart erfolgt,
die nicht senkrecht zur beweglichen Kontaktbrücke angreifen kann,
verhältnismäßig
große Reibkräfte auf, da die Walze oder das Nockenrad unter einem bestimmten Winkel
das übertragungsglied betätigt. Um diese Reibkräfte zu umgehen, wurden Konstruktionen
mit umständlichen Hebelanordnungen vorgeschlagen, die verhältnismäßig kompliziert
und auch teuer sind.
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Um diese Nachteile zu umgehen, wurde erfindungsgemäß eine Konstruktion
durchgeführt, bei der die Reibkräfte bedeutend geringer sind. Eine weitere vorteilhafte
Ausgestaltung der Erfindung ist, daß bei der Zweiphasen-Unterbrechung pro Pol erst
ein Abbrandstück mit kleiner Geschwindigkeit abhebt, und sofern die Schaltung in
einem günstigen Zeitpunkt der Wechselstromkurve erfolgt, wird bereits der Lichtbogen
erlöschen. Wenn nicht, wird durch das Abheben des zweiten Abbrandstückes des beweglichen
Kontakstückes vom feststehenden Kontaktstück, was mit einer größeren Geschwindigkeit
als beim ersten Abbrandstück erfolgt, der Lichtbogen unterbrochen, so daß auch beim
Schalten in einem ungünstigen Zeitpunkt der Wechselstromkurve mit Sicherheit der
Kreis geöffnet wir?. Dies wird durch die Verwendung einer einfachen Hebelanordnung
mit einem in der Mitte liegenden Zapfen und zwei rechts und links angeordneten Hebeln,
die zentral gelagert sind, erreicht.
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Sobald die Walze oder das Nockenrad betätigt wird, wird der Zapfen
nach rechts oder links bewegt, dadurch wird von einem Hebel der Hebelanordnung der
bewegliche Kontakt an einer Seite abgehoben, während an der anderen Seite das Abbrandstück
der Schaltbrücke mit dem Abbrandstück des feststehenden Kontaktstückes in metallischer
Verbindung bleibt. Diese Abhebung erfolgt verhältnismäßig langsam und so weit, bis
die abgehobene bewegliche Kontaktseite ein Widerlager findet. Tritt dieser Zustand
ein, und die Walze wird weiterbewegt, dann geht der Hebel der Hebelanordnung weiter
nach oben und auch die bewegliche Kontaktbrücke. Damit wird das zweite Abbrandstück
des beweglichen Kontaktstückes vom Abbrandstück des feststehenden Kontaktstückes
abgehoben, und so ist die doppelte Unterbrechung pro Pol hergestellt.
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Bei der Einschaltung wird die Walze bewegt, bis der Zapfen der einfachen
Hebelanordnung in eine Aussparung der Walze bzw. des Nockenrades kommt und dann
zuerst das zuletzt abgehobene Abbrandstück des beweglichen Kontaktstückes wieder
in Kontakt mit dem Abbrandstück des feststehenden Kontaktstückes gebracht und dann
das zuerst abgehobene Abbrandstück der beweglichen Schaltbrücke mit dem Abbrandstück
des feststehenden Kontaktstückes in Kontakt gebracht, und damit ist der Kreis eingeschaltet.
Die Anordnung ist so aufgebaut, daß die Walze sowohl rechts als auch links betätigt
werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema
dargestellt, und zwar zeigt F i g.1 den Einschaltzustand, F i g. 2 den Ausschaltzustand,
wenn ein Abbrandstück des beweglichen Kontaktes vom Abbrandstück des feststehenden
Kontaktes abgehoben ist, F i g. 3 den endgültigen Ausschaltzustand.
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Die Walze oder das Nockenrad 1 ist mit der Achse 2 fest verbunden.
Die Hebelanordnung 3 ist in 4 gelagert und besitzt den Zapfen 5 sowie die
beiden Hebel 6 und 7. Diese einfache Hebelanordnung 3 braucht im Einschaltzustand
nicht in Verbindung mit der beweglichen Kontaktbrücke 8 zu sein. An der beweglichen
Kontaktbrücke sind die Abbrandstücke 9 und 10, die im Einschaltzustand in Verbindung
mit den Abbrandstücken 11 und 12 der feststehenden Kontaktstücke 13
und 14 stehen. Die Kontaktdruckfedern 15 und 16 wirken auf die bewegliche Kontaktbrücke.
Die obere Begrenzung des beweglichen Kontaktstückes ist durch 17 und 18 gegeben.
Wenn die bewegliche Schaltbrücke in Verbindung mit den feststehenden Kontaktstücken
steht, entsprechend der F i g. 1, und die Achse 2 wird nach rechts bewegt, dann
wird durch das Nockenrad der Zapfen 5 der Hebelanordnung 3 ebenfalls nach rechts
geschwenkt. Der Hebel 7 der Hebelanordnung 3 drückt auf die bewegliche Kontaktbrücke
8 und drückt dadurch die Feder 16 zusammen und hebt dadurch die Verbindung zwischen
dem beweglichen Abbrandstück 10 und dem feststehenden Abbrandstück 12 auf. Da der
Abstand zwischen den in Kontakt befindlichen Abbrandstücken 9 und 11 und dem Angriffspunkt
des Hebels 7 an der beweglichen Kontaktbrücke größer ist als der Abstand zwischen
dem eben genannten Angriffspunkt und dem Abbrandstück 10, so ist die Geschwindigkeit
verhältnismäßig klein. Die bewegliche Kontaktbrücke geht nun einseitig so hoch,
bis sie ein Widerlager an dem Anschlag 17 findet. Beim Weiterbewegen des
Zapfens 5 über das Nockenrad 1 wird nun die bewegliche Kontaktbrücke 8 weiter nach
oben bewegt und jetzt die Verbindung zwischen den Abbrandstücken 9 und 11 durch
Zusammendrücken der Kontaktdruckfeder 15 vorgenommen. Da der Abstand zwischen der
Anlage 17 und dem Angriffspunkt des Hebels 7 wesentlich kürzer als der Abstand
von dem genannten Angriffspunkt und dem Abbrandstück 9 ist, so wird bei gleichmäßiger
Geschwindigkeit des Zapfens die Geschwindigkeit größer, mit der jetzt das Abbrandstück
9 vom Abbrandstück 11 sich entfernt, als dies vorher bei der Unterbrechung zwischen
den Abbrandstücken 10 und 12 der Fall war. Die bewegliche Kontaktbrücke wird nun
über den Zapfen so weit abgebogen, bis sich der Zapfen 5 auf der Rundung des Nockenrades
bewegt. Dabei muß sich nicht unbedingt das bewegliche Kontaktstück 8 gegen den Anschlag
18 anlegen. Beim Weiterschalten des Nockenrades schleift jetzt der Zapfen 5 über
das Nockenrad 1, bis die nächste Ausbuchtung des Nockenrades erfolgt oder beim Zurückdrehen
des Nockenrades, bis der Zapfen in dieselbe Ausbuchtung des Nockenrades gelangt.
Ist dies der Fall, so geht der Zapfen langsam wieder in seine Ursprungslage und
verbindet zuerst das Abbrandstück 9 mit dem Abbrandstück 11 und anschließend das
Abbrandstück 10 mit dem Abbrandstück 12. Dann ist wieder der Einschaltzustand erreicht.