DE1465356A1

DE1465356A1 - Elektrische Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE1465356A1
Application number: DE19641465356
Authority: DE
Inventors: Passetchnik Jean Jacques; Cartier Roger John
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1963-01-18
Filing date: 1964-12-11
Publication date: 1969-07-17
Also published as: US3258548A; GB1052662A; FR1354166A

Description

U65356

mein Zeichen: o816 Pt

Controls Company of America

2oo1 North Janice Avenue, Melrose Park, Illinois, USA

Elektrische Schaltvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schaltvorrichtungen, insbesondere aber auf Umkehrschalter. Die Erfindung ist im besonderen Maße für Zeitschaltgeräte von Haushaltswaschmaschinen geeignet und bestimmt, und zwar zur Änderung der Drehrichtung des die Waschtrommel der Waschmaschine antreibenden Motors. Bei Waschmaschinen dieser Art ist es wichtig, einen plötzlichen Wechsel der Stromzufuhr in den Motor zu verhindern, und zwar insbesondere dann, wenn die Trommel in der einen Richtung mit hoh-er Geschwindigkeit rotiert*

Bekannt ist eine elektrische Schaltvorrichtung mit einem wechselweise bewegbaren Schaltglied, einem auf diesem

Τ37ΤΓΠΤ

Schaltglied angeordneten und dessen Bewegungen ausführenden und hierzu quer gelagerten Brückenglied, wobei erste und zweite Kontakte auf diesem Brückenglied ersten und zweiten Kontakten gegenüberliegen und entsprechend der Bewegung des Schaltgliedes in der einen Richtung mit diesen Kontakten in Berührung gebracht werden. Bei einer derartigen Schaltvorrichtung kann das unmittel bar aufeinander folgende Schließen zweier Stromkreise durch Anordnung einer zweiten Kontaktbrücke erfolgen, deren Kontakte sich während der Bewegung des Schaltgliedes gegen entsprechende feste Kontakte anlegen, und zwar mit einer zeitlichen Verzögerung, welche von dem zwischen den Kontakten bestehenden Abstand abhängt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das unmittelbar aufeinander folgende Schließen der beiden Stromkreise mit wirtschaftlicheren Mitteln durchzuführen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen dritten Kontakt des Brückengliedes gelöst, welcher einem festen dritten Kontakt gegenüberliegt, jedoch normalerweise von diesem einen Abstand hat, welcher größer ist als der Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Brückenkontakten und deren entsprechenden festen Kontakten, wobei das Brückenglied auf dem Schaltglied drehbar gelagert ist derart, daß das dritte Brückenglied und die festen Kontakte einander berühren können, nachdem die ersten und zweiten Brückenkontakte mit ihren entsprechenden festen Kontakten in Berührung gelangt sind.

Diese und andere Erfindungszwecke sowie die Art, wie man sie erreicht, werden durch die Beschreibung einer Ausführung der Erfindung deutlich. Sie wird beispielsweise unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen erläutert. In diesen sind:

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Fig. 1 eine Seitenansicht längs der Linie I-I in

Fig. 2 eines nockenbetätigten Umkehrschalters

Fig. 2 ein Schnitt, der zum Teil längs der Linie

H-II in Fig. 1 des in Fig. 1 gezeigten Schalters verläuft

Fig. 3 die Druntersicht des Schalters in Fig. 1

Fig. 4 das Schema der elektrischen Verbindungen der Uiaakehrschaltkontakte und der durch den Schalter gesteuerten Spulen eines Umkehrmotors,

Fig. 5 die elektrische Anlage der Verbindungen des Umkehrmotors mit dem Umkehrschalter und

Fig. 6 die Darstellung der Arbeitsweise des Umkehrschalters und des Umkehrmotors.

In der in den Abbildungen gezeigten Ausführung enthält die Schaltvorrichtung einen Isolierträger oder eine Isoliergrund lage 1, in welcher feste Schaufeln Za^ bis 2t^ und 2SIg bis 2f₂ in zwei parallelen Längsreihen und senkrecht zu der Längsachse der Vorrichtung verteilt sind, wobei eine jede getrennte Kontakte 3JjLj bis 3J^j und 3«|₂ bis 3f₂ Btützt.

Zwei andere feste Schaufeln 4a und 4b tragen Jeweils feste Kontakte 5a und 5b. Die ersten sind in der Fläche des Kontaktes ^e₁ und die zweiten in der Fläche des Kontaktes 3f^ angeordnet.

Mitten zwischen den beiden Kontaktreihen 3a^ bis 3f<j und 3a.₂ bis 3f₂ befjuadet sich ein bewegliches Schaltglied in der

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Form eines Isolierstreifens 6, der im wesentlichen rechtwinklig verläuft. Die Enden des Streifens 6 sind in entsprechende öffnungen innerhalb einer Stütze 1 geleitet, und der mittlere Teil dieses Streifens kann in Führungen gleiten, die durch den Fuß 1a_ der Stütze 1 gebildet werden.

. Der Streifen 6 bildet ein Stützelement für die bewegliehen Teile des Umkehrschalters und er trägt die beweglichen Kontaktelemente, die durch die LeiterbrUcken 7a, 7b, 7£, 7d und 9a, 9b gebildet werden. Jede der vier Brücken 7a bis 7d trägt zwei Kontakte 8a,j bzw. 8a₂ bis Sd₁, 8d₂, und jede der Brücken 9a und 9b trägt drei Kontakte loa.,, 1oa₂, 1ob bzw. 1θ£ Iod.

1o£₂

Jede der kontakttragenden Leiterbrücken 7a bis 7d, 9a. und 9b hat ein rechtwinkliges Loch, durch welches der Streife

6 in einer Gleitschiene hindurchgeführt ist. Jedes Loch ist so ausgebildet, daß nicht nur der Streifen innerhalb des Loches gleiten kann, sondern daß auch die Brücke schräg zu dem Streifen stehen kann, wenn sie dazu durch die Tatsache gezwungen wird, daß einer der gestutzten Kontakte den entsprechenden festen Kontakt berührt, ehe der andere der gestützten Kontakte seinen entsprechenden festen Kontakt berührt.

Außerdem steht jede der Brücken nachgiebig unter Federdruck in Richtung der Gruppe fester Kontakte, mit der sie zusammenwirkt; dieses kommt durch die Federn 11, 12 der genannten Federn zustande, die beide Brücken gemeinsam haben und die jede Brücke voneinander fortzubewegen trachtet.

Befindet sich der Streifen 6 in neutraler Lage, wird die übrige Position der beweglichen Kontakte durch Sperren 13b bis 13d und die Lage der Endbrücke 7a durch eine Schulter 6a auf dem Streifen 6 bestimmt.

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U653S8

Beim Ändern der Lage der Sperren auf dem Streifen 6 reguliert man die Entfernung in der neutralen Position der beweglichen Kontakte relativ zu den entsprechenden festen Kontakten.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besonders aber aus Fig. 4, werden nicht alle Kontakte gleichzeitig geschlossen oder geöffnet, wenn sich der Streifen 6 in der einen oder der anderen Richtung bewegt. Die Kontakte 3a,j - 8a*, 3a₂ - 8a₂, 3b,, - 8b,,, 3b_₂ - 8b_₂, 3c., - 8C₁ ■> 3c₂ - 8c₂, 3d,, - 8d und 3d₂ - 8d₂ schließen sich früher als die Kontakte 3^₁ - 1Oa₁ 5a - 1oa₂ und 3f-, - 1o£_1f 1o£₂ - 5b; die kontinuierliche Bewegung des Streifens 6.führt zum Schließen dieser letzten Kontakte Diese letzten Kontakte öffnen sich in der umgekehrten Reihenfolge im Vergleich zu derjenigen des Schließens.

In dieser besonderen Ausführungsform des Umkehrschalters geschieht die Betätigung durch einen Nocken 15, der auf einer Welle 15x befestigt ist und dessen Profil durch die Abstufungen 15e_, 15a,,, 15b, 15£, 15a₂ und 15d gebildet wird, die in verschiedenen radialen Entfernungen angeordnet und durch steil abfallende Nockenteile miteinander verbunden sind.

Der Nocken" 15 wirkt auf einen Nockenstößel 16a am Ende eines der Arme des Hebels 16, der bei 17 drehbar gelagert ist und dessen anderer Arm im rechten Winkel dazu eine kleine Zunge 16b aufweist, deren Ende in ein Loch 18 im Streifen 6 eingreift. Eine Feder 19 wirkt auf den Hebel 16 ein, um den Nockenstößel 16a in ständigem Kontakt mit dem Nocken 15 zu halten.

Je nach der Abstufung des Nockens, mit der der Nockenstößel 16j| in Kontakt ist, werden die folgenden Arbeitsgifc&ge ausgeführt«

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A) Befindet sich der Nockenstößel I6a in Kontakt mit der Abstufung 15a,, oder 15a₂ ^^es Nockens 15, dann liegt der Streifen 6 in neutraler Position; alle durch die Kontakte gesteuerten Kreise sind offen

( die in den Fig. 1, 3 und 4 in der Abbildung gezeigten Lagen).

B) Ist der Nockenstößel 16a in Kontakt mit der Abstufung 15b, liegt der Streifen 6 links in.den oben erwähnten Figuren, dann sind die durch die Kontak-

§ te Ob₁, Sb₁, 3b₂, 8b₂), (3d,,, 8d,,, 3d₂, 8d₂),

(3f-j, 1o£^), (5b, 1o£₂) gesteuerten Stromkreise geschlossen.

C) Ist der Nockenstößel 16a in Kontakt mit Abstufung 15c; des Nockens, liegt der Streifen 6 in den Fig. 1, 3 und 4 noch weiter links, dann sind zusätzlich noch die durch die Kontakte(3f_₂, Iod) geregelten Stromkreise geschlossen.

D) Befindet sich der Nockenstößel 16a in Kontakt mit Abstufung 15d des Nockens, liegt der Streifen 6 in den Fig. 1, 3 und 4 rechts, dann sind die durch

die Kontakte (3^₁, 8a,,, 3a₂, 8a_₂), (3,C₁, 8C₁, 3£₂

Ö£₂), (1oa₂, 5a), (1Oa₁, 3^₁) gesteuerten Stromkreise geschlossen.

E) Befindet sich der Nockenstößel 16a in Kontakt mit Abstufung 15e, des Nockens, liegt der Streifen 6 noch weiter rechts in den Fig. 1, 3 und 4; dann ist zusätzlich der durch die Kontakte (3je₂, 1ob) gesteuerte Stromkreis geschlossen.

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Das wesentliche Arbeitemerkmal des Schalters ist von dem regelmäßigen SchlleBen und/oder Offnen gewisser Kontakte abhängig. Venn der Nockenstößel 16a von der Abstufung 15a₂ des Nockens zu der Abstufung 15d des Nockens überwechselt, und_den Streifen 6 nach rechts drängt, berühren zuerst die festen Kontakte 3au, 3JUf 3£-j» 3£2 Jeweils die beweglichen Kontakte 8a.., Sa_-2, 8c^_t 8c.2» u*¹** erst danach findet die Berührung jeweils zwischen den festen Kontakten 5a und Je^ und den beweglichen Kontakten 1oa₂ und 1oa^ der Brücke 9a statt.

Wenn der Nockenstößel 16a von der Stufe 15d des Nokkens zxx der Abstufung 15£ des Nockens übertritt, wird der Streifen in die äußerste rechte Lage bewegt, und das Drehen der Brücke 9a, bewirkt die Berührung zwischen dem festen Kontakt 3θο und dem beweglichen Kontakt 1ob.

Aus dieser Schilderung der Aufeinanderfolge der Kontaktschließungen wird die entsprechende Folge der Kontaktöffnungsvorgänge offensichtlich.

Die Geschwindigkeit beim öffnen und/oder SchlleBen der Kontakte wird automatisch durch das Profil des Nockens 15 und seiner Umdrehungsgeschwindigkeit bestimmt.

Der oben beschriebene Schalter findet zahlreiche Anwendungemöglichkeiten bei der Verzögerung von Arbeitsvorgängen der Regler gewisser Stromkreise oder Vorrichtungen. Er ist jedoch besondere brauchbar bei -der Steuerung der Richtung oder Rotation eines Umkehrmotors, den man gern nach Drehung in einer bestimmten Richtung anhalten möchte, bevor der Stromkreis zur Umdrehung in der Gegenrichtung wieder geschlossen wird.

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Man erhält das Stromkreisschema nach Fig. 5, wenn die festen Flügel des Umkehrschalters in der in Fig. 4 gezeigten Weise an die Hilfsspulen eines einphasigen Motors angeschlossen werden. Dann geht der Arbeitszyklus des Motors aus Fig. 6 hervor in der

T die Zeitabszisse ist,

D der Arbeitszyklus der Kontakte Oa₁, 8a^, 3a₂» und Ob_-1, Sb₁, 3b₂, 8b₂),

E der Arbeitszyklus der Kontakte O₁C₁* 8C₁, 3£₂, und (3^₁, Bd^, 3&₂* ⁸I₂)»

F der Arbeitszyklus der Kontakte (3a, 1oa₂), (3^» 1Oa₁) und (5b, 1o£₂), Of₁, 1Oc₁);

G die Zeit für die Umdrehung des Motors in beiden Richtungen.

Es liegt auf der Hand, daß die obige Beschreibung des Schalters, der mit diesem gesteuerten Stromkreise und die Arbeitsweise des Schalters als Umkehrschalter nur beispielsweise gegeben wurde und sich hierdurch nicht erschöpft, und daß man den Schalter sowie seine Arbeitsweise abändern kann, ohne den Erfindungsgegenstand verlassen zu müssen.

Ebenso ist es offensichtlich, daß - obgleich die beschriebene Schaltvorrichtung besonders zur Verwendung als Umkehrschalter bei der Steuerung der Rotationsrichtung eines elektrischen Umkehrmotors wie z.B. eines die Wäschetrommel einer Waschmaschine antreibenden Motors geeignet ist, diese Vorrichtung genau so gut als Kontakthersteller ausgebildet sein kann, als Stromkreisunterbrecher, Regler, Wechselschalter oder dergleichen, mit abgestufter oder kontinuierlicher Arbeitsweise.

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Man wird erkennen, da6 durch die oben beschriebene Ausbildung des Schalters - besonders im Hinblick auf die Stellung von Doppelkontakten an jedem Ende eines jeden Brückensystems 7a, 7b; 7£, 7d und 9a» 9b - der Abstand zwischen den beweglichen und festen Kontakten auf noch kleinere Maße als die der herkömmlichen Zweibahnschalter reduziert wird, wobei jedoch immer noch den Erfordernissen der Sicherheit im Umgang mit elektrischen Geräten entsprochen wird. Man erreicht infolgedessen eine sehr große Schaltkapazität eines begrenzten Raumes.

Ein Problem bei einem Gleitschalterbetätiger besteht darin, beim Schließen der Schalterkontakte den angemessenen Kontaktdruck^ entwickeln; durch ein leichtes Übermaß an dem Gleitstreifen 6 des Schalters bringen die jeweiligen Federn 11 den gewünschten Kontaktdruck zustande.

Ein anderes Merkmal dieser Schaltvorrichtung, die für gute Schaltleistung sorgt, ist die Fähigkeit der Kontaktpaare, auseinanderzubrechen, falls sie während des Schließens der Kontakte zusammengeschweißt zu werden drohen. Dieser Fähigkeit liegt die Tatsache zugrunde, daß die Brücken sich drehen können, um eine Hebelwirkung und ein Gleiten zwischen den Kontakten zu entwickeln, die zusammen sehr wirksam beim Auseinanderbrechen der Kontakte sind.

Ein anderes vorteilhaftes Merkmal dieser Schaltvorrichtung ist die gute Schaltung, die durch Bewegung des Streifen 6 in beiden Richtungen von der neutralen Position fort durch die Federn 11 erreicht wird.

Außerdem ist durch das Regeln des öffnens und Schliessens der Kontaktpaare durch einen einzigen drehbaren Nocken ein® richtige Schaltzeitfolge gewährleistet.

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- 1o -

Aus der oben beschriebenen Erfindungsausführung werden zahlreiche andere Vorteile offensichtlich einschließlich der Tatsache, daß sich die Schalter nacheinander öffnen und schliessen, daß der Kontaktdruck während der Bewegung des Gleitstreifens oder -stabes 6 in ausreichendem Maße bestehen bleibt, daß man durch das Kontaktsystem und die Federspannung einen niedrigen Kontaktdruck erhalten kann, daß die neutrale Position der Kontakte durch Biegen des Antriebhebels eingestellt werden kann und daß die Geschwindigkeit des öffnens und Schließens der Kontakte zusammen mit der Aufeinanderfolge gesteuert werden kann, wobei durch das Auslöschen oder Verringern der Entladeprobleme eines Kondensators gute Schaltbedingungen geschaffen werden.

In der Waschmaschinenindustrie bekommt das Wort "Umkehren" häufig die Sonderbedeutung des Umkehrens einer Wäschetrommel zusammen mit einer Änderung der Funktion der Maschine, während das Wort "Entgegensetzen" in Bezug auf ein Umkehren ohne Funktionsänderung benutzt wird. In dieser Beschreibung sollte jedoch ein solcher Unterschied oder eine solche Sonderbedeutung nicht gemacht werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrische Schaltvorrichtung mit einem wechselweise bewegbaren Schaltglied, einem auf diesem Schaltglied angeordneten und dessen Bewegungen ausführenden und hierzu quer gelagerten Brückenglied, wobei erste und zweite Kontakte auf diesem Brückenglied ersten und zweiten Kontakten gegenüberliegen und entsprechend der Bewegung des Schaltgliedes in der einen Richtung mit diesen Kontakten in Berührung gebracht werden, gekenn ζ ei ch net -durch einen dritten Kontakt (z.B. 1ob) des Brückengliedes (9a), welcher einem festen dritten kontakt (3e₂) gegenüberliegt, jedoch normalerweise von diesem einen Abstand hat, welcher größer ist als der Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Brückenkontakten (1oa^, 1oa₂) und deren entsprechenden festen Kontakten (3e«j, 5a), wobei das Brückenglied auf dem Schaltglied (6) drehbar gelagert ist derart, daß das dritte Brückenglied und die festen Kontakte (1ob, 3e₂) einander berühren können, nachdem die ersten und zweiten Brückenkontakte mit ihren entsprechenden festen Kontakten in Berührung gelangt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Brückenkontakte auf den Eckpunkten eines Dreieckes gelagert sind, welches von dem BrUkkenglied geschnitten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem auf dem Schaltglied angeordneten zweiten Brückenglied, dadurch g e k en η ζ e i ohne t , daß die Rückseiten der beiden Brückenglieder (9a, 9b) einander zugekehrt sind und von einer Feder (12) voneinander getrennt werden, mittels welcher die BrUckenglieder mit dem Schaltglied (6) elastisch verbunden sind.

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