DE1665817C3 - Elektrischer Schalter, insbesondere Schnellschalter - Google Patents

Description

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darin, den Körper zylindrisch auszubilden und auf kenhebel 24 wird durch ejneFeder ISPP^

einer ebenen Unterlage anzubringen, auf der er rollen feststehenden _Ans^ch£S * Q^ abgewandtem

und/oder gleiten kann. Die Kupplung mit. dem Schalt- Klinkennase 27 des Kl "^ken™ ^z], X_usi_ÖSeein-

hebel kann auch hierbei mittels eines in den Schalt- Ende greift die schematisch dargestellte

hebel eingesetzten Bolzens geschehen, der in eine 5 richtung 30 ein cM^ithfhpk 1 ist ein Körper

™ccu_mäl_ig «η«, „„gebie Atmung des J^^^A^A^A"»^

Korpers eingreift. angeorunci, uci _aTIZp,f Teilköroer 33 und

Weitere Möglichkeiten zur Anbringung des Kör- Fig^lundZ m zwei gl ch ξ^^^^,.

pers sind dessen pendelartige Lagerung an dem 33 unterteilt ist. uiese sina ι

Schalthebel selbst oder an einem feststehenden Teil. io zens 32 und zweier Arme 31 und 31 J ^n

Es hat s,ch ferner gezeigt, daß es sich günstig aus- h ebel 1 pendelang; gel ag ^J ™^_ehmung 34

wirkt, wenn der Schalthebel mit dem Körper über 33 sind mit je einer zylinanscne _{4 des}

elastische Zwischenglieder gekuppelt ist. Es empfiehlt bzw 34' versehen, m die der ^Wj^n 34

sich, hierfür Gummi oder einen anderen Werkstoff Schalthebels 1^hineinragtDa dieAuffljn S

mit innerer Dämpfung zu verwenden. Derartige Zwi- 15 und 34' der Teilkorper 33 und 33 ^e^ⁿ g

schenglieder dämpfen die Stöße beim Zusammentref- Durchmesser betten,au^er_Fdungbolzen

fen des Schalthebels und des Körpers. sich der Schalthebel1 ™ «£ «^^ 33- _mitge-

Der erwähnte Körper kann beim Einschalten des bewegen, ohne daß die' Τα^οφβ' 33 α fc

Schalters gegen einen Anschlag geführt werden. Da- nommen werden. Auf d e«j ·se^ *e ^ ,

durch wird erreicht, daß sich der Führungsbolzen in *o findung wesentliche mit Sp el ^J"^"[ !

der Ausnehmung des Körpers zunächst frei bewegen der Te.lkorper 33 und 33 mit dem bchaitne

kann, wenn die Schwenkbewegung des Schalthebels ^wa££·««· ^ ^^ ^ ^ _{Führungsbolzens4}

^CIIS?ikrfindung kann mit Vorteil bei Gleichstrom- in der Ausnehmung 34 ^| ;o» ^ Größe des

Schncllschaltenf angewendet werden. . -5 Schalters ab und hegt im Bere'chan er M... m

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der m Ferner steht in Fig I de^"J^ ^Λ _{inJ je}. den Figuren dargestellten Ausrührungsbeispiele näher ^S^S^^ZI^A^^ ^C Γι g 1 zeigt schematisch eine Ansicht der für die eine geringe Schrägstellung des Schalthebels 1 vorErfindung wesentlichen Teile eines elektrischen 30 handen^^ ^ ^ 33, _(F j _g. _{2) können} jeweils

Fig."' zeigt den unteren Teil des Schalthebels ge- für sich mittels der ™^^ön*™ _p ^A/™* ™?™Jl muß F i g. 1 in Richtung des Pfeiles A; dem Bolzen 32 schwenkbar gdage.t jem. D^ie Anord

F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für nung kann auch so getroffen sein, daß^beide Arme

d,e /nbringuns des Körpers am unteren Ende des 35 J^^^Äipt

^Fttt^in'Diägramm, in dem der Weg des £ Aus Fig 2 ,st ferner ersicl^h daß der Füh

Körpers und des unteren Endes des Schalthebels in rungsbolzen 4 in dem SchaJUiebe 1 «eine

Abhänoiekcit von der Zeit aufgetragen ist. Buchse (Zwischenghed) 35 ^«J¹^¹⁵^^

In den FU. 1 und 2 ist mit 1 der Schalthebel be- 4» Gummi oder einem anderen W rkstofl rai mne er

zeichnet, der das mit dem feststehenden Kontakt- Dampfung besteht. Auf diese Weise ergibJ J>^ch^^e_

stück 2 zusammenwirkende bewegliche Kontakt- elastische Kupplung des Schalthebels Ϊ mit den

stück 3 trägt. Der Schalthebel 1 trägt an seinem unte- körpern 33 und 33 . U-förmig

ren Ende einen Führungsbolzen 4, der in dem Lang- W.cdic F · g_ 2 fernerζ e.gt ist das ^ e,U, U to g

loch 5 des fcs-stehenden Teiles 6 geführt ist. Wenn 45 ausgebildet und mit ζ we Lang ^Iof "ⁿ f ^,_{zcn 4}

sich der Schalthebel 1 in der Ausschaltstellung befin- sehen, durch die hindurch sich der ruhrungs&OKje

det, liegt der Führungsbolzen 4, wie in F i g. 1 darge- erstreckt. Wanrcnd m F, 8· ^Ac Schenkel des U tor

stellt, am linken Ende des Langloches 5 an. Die üb- rn.gen Teiles 6 zwischen dem Schalt! cbd 1 und den

licherweisc vorhandene bewegliche Stromzuführung Teilkorpcrn 33 und 33 liegen,_p'^st « ^a"ch mogj^c

zu dem Schalthebel 1 ist in Fig. 1 zur Vereinfachung so den Führungsbolzcn 4 an seinen äußeren Enden

TÄ» 7 des Schalthebels 1 greift eine ^"Ä^T^^ Feder 10 an. die mit ihrem anderen Ende an einem F . g. 3 dargestellt in der na dtr Tu korper 33 s cm feststehenden Teil 11 befestigt ist. Di, Feder 10 er- bar ,st. Der zymdnsch ߣ^f°J™^³^ ^_und/ zeugt den erforderlichen Kontaktdruck und dient 55 einer ebenen Unterlage 39 auf ,auf der c^rollen una/ auch zur Bewegung des Schalthebels 1 in die Aus- ^f % J J™'^¹ «™ ^ J^^fufgcnomschaltlage. Unterhalb des Bolzens 7 ist in den Schalt- w.cht des ^^orP^{eis 33} v°ⁿ f'^y' ^₁ *' 39 _horihebel 1 ein weiterer Bolzen 12 eingesetzt, der als Ge- men wird. Es empfiehlt sich .die UntcrUg ^i lenk für das aus den Hebeln 13 und 14 mit den wei- zontal anzuordnen. P^|n.\g^c™;^c^^e^ung gegen teren Gelenkbolzen 15 und 16 gebildete Kniehebel- 60 Honzontale » jedoch η^h nachto^. system dient. Der Bolzen 16 stützt sich gegen das In F1 g. 3 ist der Fu"™&™™ⁿ*. _{1 m dem}

feststehende Teil 17 ab. Beim Einwirken einer Kraft hebeis 1 wie in dem Beispiel^ gemäß Γ ι,g 1 m dem

SiAÄ-iWÄiria; Ars SSSSKS

gerten Klinkenhebel 24 zusammenwirkt. Der Klin- die Ausnehmung 34 des Korpers 33 ein una Kan

darin die gestrichelt eingezeichneten Grenzlagcn einnehmen. Bei rascher Mitnahme des Körpers 33 durch den Führungsbolzen 4 wird der Körper33 nicht sofort zu rollen beginnen, sondern auf der Unterlage 39 zunächst gleiten. Dies wirkt sich in vorteilhafter Weise als Reibungsdämpfung aus.

In dem Beispiel nach F i g. 3 ist zusätzlich ein Anschlag 40 für den Körper 33 und entsprechend für den nicht sichtbaren Teilkörper 33' vorhanden. Der Anschlag 40 ist so angeordnet, daß bei der Mitnahme der Teilkörpei 33 und 33' durch den Führungsbolzcn 4 die Teilkörper 33 und 33' gegen den Anschlag 40 laufen, wobei der Führungsbolzen 4 am rechten Ende des Langloches S anliegt. Durch die Einschaltung eines nachgiebigen Puffers 41 aus Gummi zwischen dem Anschlag 40 und dem Tragteil 42 ist dafür gesorgt, daß auch beim Vorhandensein von Maßabweichungen der Körper 33 aufgehalten wird, wenn der Führungsbolzen 4 am Ende des Langloches 5 anschlägt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Schalters beschrieben. Zum Einschalten wird auf den Gelenkbolzen 15 über einen geeigneten Antrieb eine Kraft in Richtung des Pfeiles 20 ausgeübt, wodurch der Gelenkbolzen 12 in Richtung des Pfeiles 21 bewegt wird. Der Schallhebel 1 führt infolgedessen eine Schwenkbewegung aus, bei der zunächst das untere Ende des Schalthebels und nach Durchlaufen des Spieles auch die Teilkörper 33 und 33' in Richtung des Pfeiles 21 bewegt werden. Bei geeigneter Lage der Bolzen 7 und 12 zueinander und in bezug auf die Enden des Schalthebels 1 kann auch erreicht werden, daß sich der Schalthebel 1 zu Beginn der Einschaltbewcgung annähernd parallel zu sich selbst in Richtung des Pfeiles 21 bewegt. Die Schwenkbewegung oder Verschiebung des Schalthebels 1 dauert solange an, bis der Führungsbolzcn 4 an dem rechten Ende des Langloches 5 zum Anliegen kommt. Die weitere Bewegung des Schalthebels 1 vollzieht sich als Schwenkbewegung mit dem Führungsbolzcn 4 als Drehpunkt. Wenn das Kniehebelsystssn mit den Hebeln 13 und 14 annähernd die Strccklage erreicht hat, erfaßt der Klinkenhebel 24 den Klinkenbol/en 22, der nun zum Drehpunkt wird. Beim anschließenden Durchdrücken des Kniehebelsyslcms über die Strccklage hinaus nach unten entfällt die Unterstützung des Gelenkbolzens 12. und der Schalthebel 1 führt unter dem Zug der Feder 10 eine Schwenkbewegung aus, in deren Verlauf sich das bewegliche Kontaktstück 3 und das feststehende Kontaktstück 2 berühren. Dabei wird der Führungsbolzen 4 wieder von dem rechten Ende des Langloches abgehoben, und die Teilkörper 33 und 33' werden mitgenommen.

Bei der Anordnung nach F i g. 3 werden die Teilkörper 33 und 33' durch den Anschlag 40 angehalten, wenn der Führungsbolzcn 4 am rechten Ende des Langloches 5 zum Anliegen kommt. Da die Teilkörper 33 und 33' zuvor von dem Führungsbolzen 4 mitgenommen worden sind, liegt der Führungsbolzen 4 auf der rechten Seite der Ausnehmungen 34 und 34' an. Deshalb kann sich der Führungsbolzen 4 ohne Behinderung durch die Masse der Teilkörper 33 und 33' vom rechten Ende des Langloches 5 abheben und bis zur linken Seile der Ausnehmungen 34 und 34' bewegen, wenn die Schwenkbewegung des Schalthebels um den Klinkenbolzen 22 einsetzt.

Die gleiche Wirkungsweise ist auch bei der pendelartigen Lagerung der Teilkörper 33 und 33' gemäß F i g. 1 durch einen sinngemäß angeordneten Anschlag erzielbar.

Bei der Berührung der Kontaktstücke 2 und 3 wird die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung des Schalthebels 1 stark gebremst. Dabei wird die kinetische Energie des Schalthebels 1 und der mit ihm verbundenen bewegten Teile in potentielle Energie der elastischen Verformung umgewandelt. Wenn dies

»ο vollständig geschehen ist, kommt der Schalthebel zum Stillstand. Sowohl die Kontaktslückc2 und 3 als auch der Schalthebel 1 sind dabei elastisch vcrlormt bzw. durchgebogen.

Beim vorübergehenden Stillstand (Jc-. Führungsbolzcns 4 können sich die Teilkörpei 33 und 33' weiterbewegen, da die Ausnehmungen 34 und 34' einen größeren Durchmesser als der lührungsbolzen 4 besitzen. Wenn sich der Führungsbolzen 4 unter der Wirkung der in dem System gespeicherten potentiellen Energie wieder nach rechts in Bewegung setzt, treffen deshalb der Führungsbclzen 4 und die Teilkörper 33 und 33' mit den Ausnehmungen 34 und 34' in entgegengesetzter Richtung aufeinander. Wenn das Aufeinandertreffen geschieht, bevor das bewegliche Kontaktstück 3 von dem feststehenden Kontaktstück 2 abgehoben ist und die Masse der Teilkörper 33 und 33' entsprechend bemessen ist, so heben sich die Impulse des Schalthebels 1 und der Teilkörper 33 und 33' auf und eine Öffnung der Kontaktstücke unterbleibt. Fails die Masse kleiner ist und/ oder das Aufeinandertreffen in einem späteren Zeiipunkl geschieht, so wird der Prellvorgang zumindest stark abgekürzt, da auch in diesem Fall ein wesentlicher Teil der Prcllencrgie aufgehoben wird.

In Fig. 4 ist der beschriebene Vorgang in einem Diagramm dargestellt, das den von dem Führungsbolzen 4 und den Teilkörpern 33 und 33' zurückgelegten Weg 5 in Abhängigkeit von der Zeit / zeigt. Die Null-Linie des Diagramms entspricht dabei der Lage des Führungsbolzens 4, die er einnimmt, wenn sich die Kontaklstücke 2 und 3 berühren. Im Zeitpunkt 0 befindet sich der I-ührungsbolzcn 4 in der mit s, bezeichneten Stellung. Im Zeitpunkt Z₁ setzt sich der Führungsbolzcn 4 in Bewegung und erreicht im Zeitpunkt t₂ die Lage s₂, in der er am rechten Ende des Langloches 5 anliegt und in der er bis zum Zeitpunt t_x verbleibt. Im Verlauf der anschließenden Schwenkbewegung, die nach dem Einrasten des Klinkenbolzcns 22 hinter der Klinkennase 27 einsetzt, durchläuft der Führungsbclzen im Zeitpunkt /. die statische Einschaltlage entsprechend der ersten Berührung der Kontaktstücke 2 und 3 und kommt im Zeitpunkt f₀ zum Stillstand, in dem die größte elastische Verformung erreicht und die gesamte kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt ist. Der nach dem Zeitpunkt /. gewöhnlich einsetzende Prellvorgang ist in F i g. 4 verkürzt dargestellt. Während der Zeiträume, in denen sich der Führungsbolzen 4 unterhalb der Null-Linie befindet, sind die Kontakte geschlossen. Die durch Schraffur hervorgehobenen Kurventeile oberhalb der Null-Linie entsprechen einer Kontakttrennung.

Bis zum Zeitpunkt /., bewegen sich der Führungsbolzen 4 und die Teilkörper 33 und 33' gemeinsam.

Danach vollzieht sich die weitere Bewegung dieser Körper entsprechend der gestrichelten Kurve in F i g. 4. Nach dem Durchlaufen der Ausnehmung 34 nimmt der Führungsbolzen 4 die Teilkörper 33 und

33' vom Zeitpunkt /₄ ab mit, so daß diese Teile die gleiche Geschwindigkeit haben. Während der Führungsbolzen 4 jedoch im Zeitpunkt /- infolge der Berührung der Kontaktstücke 2 und 3 stark gebremst wird, bewegen sich die Teilkörper 33 und 33' weiter und trctfen im Zeitpunkt Z₇ auf den zurückkehrenden Führungsbolzen, 4. In diesem Augenblick befindet sich der Führungsbolzen 4 kurz vor dem Erreichen der statischen Einschaltlage, und der Kontaktdruck ist noch etwas größer als der statische Kontaktdruck. Ein nachträgliches Öffnen der Kontakte wird deshalb mit Sicherheit vermieden.

Der scharfe Knick der gestrichelten Kurve im Zeitpunkt I_x in F i g. 4 entspricht einer schlagartigen Mitnahme der Teilkörper 33 und 33' durch den Füh-

rungsbolzen 4. Um die damit verbundene Beanspruchung herabzusetzen, ist im Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 der Führungsbolzen 4 in eine dämpfende Buchse (Zwischenglied) 35 eingesetzt. Die Dämpfung des Stoßes bei der Mitnahme der Teilkörper 33 und 33' ist in F i g. 4 so darstellbar, daß die gestrichelte Kurve im Zeitpunkt /, statt eines Knickcs eine mehr oder weniger ausgeprägte Rundung erhält.

jo Zum Ausschalten wird beispielsweise durch die Einrichtung 30 der Klinkenhebel 34 angehoben, bis die Klinkennase 27 von dem Klinkenbolzen 22 abgleitet. Die Feder 10 zieht nun den Schalthebel 1 in die Ausschaltlage, in der der Führungsbolzen 4 am linken Ende der Langlöcher 5 und 5' (Fig. 1) anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Stückes entsteht Reibung zwischen dem Körper und , Patentansprüche: der Wandung des Kontaktes, wodurch Prellungen der Kontaktstücke gedämpf t werden.

1. Elektrischer Schalter, insbesondere Schnell- Ferner ist es bekannt, bei elektrischen SchaUern, schalter, mit einem feststehenden und einem be- 5 die einen Schalthebel besitzen, an dem mit dem beweglichen Kontaktstück, das am Ende eines weglichen Kontaktstück versehenen Ende des Schalt-Schalthebels befestigt ist, der mit einem Körper hebeis einen Körper als zusätzliche Masse anzuordals zusätzliche Masse mit in der Ebene der nen. Der Körper ist mit dem Schalthebel mit Spiel Schwenkbewegung des Schalthebels liegendem gekuppelt und wirkt Prellbewegungen des Schalt-Spiel gekuppelt ist, dadurch gekennzeich- io hebeis beim Einschalten entgegen (französische Panet, daß bei einem Schalter, dessen Schalt- tentschrift 1348816).

hebel (1) durch eine Schwenkbewegung um einen Der Körper und seine Führung befinden sich bei

zwischen seinen Enden liegenden Drehpunkt in der bekannten Anordnung an dem Ende des Schaltdie Einschaltlage gelangt, der Körper (33) mit hebeis, der das bewegliche Kontaktstück trägt, und dem dem beweglichen Kontaktstück (3) gegen- 15 ist damit der Lichtbogenwärme bei Schaltvorgängen überliegenden Ende des Schalthebels (1) gekup- ausgesetzt Dadurch kann das ordnungsgemäße Arbeipelt ist. ten der Einrichtung beeinträchtigt werden. Ferner be-

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da- reitet die Anwendung der bekannten Konstruktion durch gekennzeichnet, daß der Körper (33) eine Schwierigkeiten bei allen Niederspannungs-Leistungs-Ausnehmung (34) besitzt, in die ein mit dem ao schaltern einschließlich der Schnellschalter, bei denen Schalthebel (1) verbundener Führungsbolzen (4) sich der Schalthebel in einer Lichtbogenkammer bemit Spiel eingreift. wegt.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da- Die Erfindung geht von einem elektrischen Schaldurch gekennzeichnet, daß der Körper (33) zylin- ter, insbesondere Schnellschalter, aus, der ein festdrisch ausgebildet ist und auf einer ebenen Unter- 35 stehendes und ein bewegliches, am Ende eines Schaltlage (39) aufliegt, auf der er rollt und/oder hebeis befestigtes Kontaktstück besitzt, wobei mit gleitet. dem Schalthebel ein Körper als zusätzliche Masse

4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da- mit in der Ebene der Schwenkbewegung des Schaltdurch gekennzeichnet, daß der Körper (33) an hebeis liegendem Spiel gekuppelt ist. Gemäß der Erdem Schalthebel (1) pendelartig (31, 32) ge- 30 findung ist der Körper bei einem Schalter, dessen lagert ist. Schalthebel durch eine Schwenkbewegung um einen

5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da- zwischen seinen Enden liegenden Drehpunkt in die durch gekennzeichnet, daß der Körper (33) an Einschaltlage gelangt, mit dem dem beweglichen einem feststehenden Teil des Schalters pendel- Kontaktstück gegenüberliegenden Ende des Schaltartig gelagert ist. 35 hebeis gekuppelt. Damit ist dem Körper eine Stelle

6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da- innerhalb des Schalters zugewiesen, an der er mit durch gekennzeichnet, daß der Körper (33) über Lichtbögen bzw. der von Lichtbögen ausgehenden elastische Zwischenglieder (35) mit dem Schalt- Wärme nicht in Berührung kommen kann. Außerdem hebel gekuppelt ist. können die bekannten Lichtbogenkammern ohne Än-

7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, da- 4° derungen, die ansonsten mit Rücksicht auf den am durch gekennzeichnet, daß der Körper (33) beim Ende des Schalthebels angebrachten Körper erforder-Einschalten gegen einen Anschlag (40) geführt lieh wären, benutzt werden.

wird. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Bei der Einschaltbewegung wird der Körper mitbc-

45 wegt. Infolge des Spieles gegenüber dem Schalthebel

kann sich der Körper im Augenblick der ersten Kontaktstückberührung noch in seiner bisherigen Richtung weiterbewegen, während das dem beweglichen Kontaktstück gegenüberliegende Ende des Schalt-

Elektrische Schalter einer bekannten Bauart be- 5° hebeis seine Bewegungsrichtung umkehrt. Infolgesitzen einen Schalthebel als Träger des beweglichen dessen treffen der Körper und das dem beweglichen Kontaktstückes. Dieser Schalthebel führt beim Ein- Kontaktstück gegenüberliegende Ende des Schaltschalten eine Schwenkbewegung aus, die sich mit be- hebeis in einer bestimmten Lage mit entgegengesetzträchtlicher Geschwindigkeit vollzieht. Die entspre- ten Impulsen aufeinander. Dadurch werden die Prellchend große kinetische Energie des Schalthebels und 55 bewegungen des Schalthebels vermindert oder bei der mit ihm verbundenen Teile wird beim Auftreffen geeigneter Bemessung der Masse des Körpers und des beweglichen Kontaktstückes auf dem zugehörigen des Spieles zwischen dem Körper und dem Schaltfeststehenden Kontaktstück nicht vernichtet, son- hebel ganz vermieden.

dem zum Teil in potentielle Energie umgewandelt. Das Spiel in der Kupplung des Körpers mit dem

Dadurch wird ein Prellvorgang eingeleitet, der bei 60 Schalthebel kann dadurch herbeigeführt sein, daß der

fließendem Strom zum Verschweißen der Kontakt- Körper mit einer Ausnehmung versehen ist, in die

stücke führen kann. ein mit dem Schalthebel verbundener Führungsbol-

Bei Kontaktanordnungen für die Schwachstrom- zen mit Spiel eingreift.

technik, wie sie z. B. in Relais verwendet werden, ist Die Anbringung des Körpers ist auf verschiedene

es bekannt, das bewegliche Kontaktstück hohl aus- 65 Weise möglich. Beispielsweise kann der Körper mit

zubilden und darin einen Körper oder eine andere der erwähnten Ausnehmung auf dem in den Schalt-

Masse verschieblich anzuordnen (schweizerische Pa- hebel eingesetzten Bolzen gelagert sein.

tentschrift 299 058). Bei der Bewegung des Kontakt- Eine besonders vorteilhafte Anordnung besteht