DE19957805B4 - Elektrische Umschaltvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Elektrische Umschaltvorrichtung zum alternativen Schließen eines ersten Strompfads (1) und eines zweiten Strompfads (2), die den ersten Anschluß (M1) eines umpolbaren Gleichstrom-Antriebs (M) wahlweise mit einem ersten Pol (+) und mit dem zweiten Pol (-) einer Gleichspannungsquelle verbinden, mit
– einem (ersten) Schaltantriebssystem (EM1),
– einer ersten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (110) mit zwei Schließer-Kontaktstrecken (111, 112), die über einen ersten Brückenleiter (113) in Serie in dem ersten Strompfad (1) liegen,
– einer zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (120) mit zwei Öffner-Kontaktstrecken (121, 122), die über einen zweiten Brückenleiter (123) in Serie in dem zweiten Strompfad (2) liegen,
– wobei die erste (110) und die zweite (120) Kontaktanordnung gemeinsam durch das Schaltantriebssystem (EM1) betätigt werden und
– wobei die beiden Brückenleiter (113, 123) voneinander elektrisch isoliert sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Umschaltvorrichtung zum alternativen Schließen von zwei Strompfaden eines Gleichstromkreises mit mindestens einem Schaltantriebssystem, einer ersten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung mit zwei Schließer-Kontaktstrecken, die in Serie in dem ersten Strompfad liegen, und einer zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung mit zwei Öffner-Kontaktstrecken, die über einen zweiten Brückenleiter in Serie in dem zweiten Strompfad liegen, wobei die erste und die zweite Kontaktanordnung gemeinsam durch das mindestens eine Schaltantriebssystem betätigt werden. Vorzugsweise betrifft die Erfindung eine Umpol-Schaltvorrichtung für Gleichstrommotoren, und als Antrieb kommen Elektromagnetsysteme, aber auch manuelle Antriebe, in Betracht.
  • Beim Öffnen von Gleichstromkreisen entsteht immer ein Abschalt-Lichtbogen, der nur durch eine entsprechend große Kontaktöffnung zum Erlöschen gebracht werden kann, falls nicht besondere Löschmaßnahmen zusätzlich vorgesehen sind. Je größer die Gleichspannung ist, um so größer muß auch die Kontaktöffnung sein, um den Lichtbogen zuverlässig zum Erlöschen zu bringen. Da bei Relais- und Schalterkontakten der erzielbare Kontaktabstand durch die Dimensionierung des Magnetsystems begrenzt ist, werden vielfach Brückenkontakte eingesetzt, wodurch sich der Lichtbogenbrennbedarf verdoppelt und damit die zur Löschung erforderliche Lichtbogenspannung erreicht wird. Beim Einsatz höherer Gleichspannungen kann aber auch diese Maßnahme allein nicht immer zum Ziel führen.
  • Das Problem der Lichtbogenlöschung ist zwar auch beim Umschalten zwischen normalen Gleichstrom-Lastkreisen existent. Besonders schwierig gestaltet es sich aber bei Umpolschaltungen für die Drehrichtungsumkehr von Gleichstrommotoren, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen vielfach zum Einsatz kommen. Die Erfindung ist aber in gleicher Weise auch auf andere umpolbare Antriebe, wie polarisierte Linearantriebe, anzuwenden.
  • Bei der Umpolschaltung stellt sich das Lichtbogenproblem deshalb besonders stark, weil in diesem Fall an der Schaltstrecke zwischen dem Schließerkontakt und dem Öffnerkontakt des Umpolschalters die volle Spannung der Gleichstromquelle anliegt. Zieht nun beim Umschalten der bewegliche Kontakt einen Lichtbogen vom feststehenden Schließerkontakt, und reicht die Schaltstrecke bis zum feststehenden Öffnerkontakt nicht aus, um den Lichtbogen zu löschen, so wird der Lichtbogen auch nach den Auftreffen auf den Öffnerkontakt weiter genährt, da dieser Öffnerkontakt unmittelbar das Potential des entgegengesetzten Gleichspannungspols hat. Das führt zum Abbrennen und zur Zerstörung der Kontakte.
  • Aus der US 4816794 ist ein elektromagnetisches Doppelrelais zur Anwendung in einer derartigen Umpolschaltung bekannt. Dort wird zu beiden Seiten des Motors jeweils zur Umschaltung zwischen dem Schließer-Strompfad und dem Öffner-Strompfad ein herkömmlicher Brückenkontakt eingesetzt. Da die dabei verwendete Kontaktbrücke als bewegliches Schaltelement sowohl für die Schließer-Kontaktanordnung als auch für die Öffner-Kontaktanordnung dient, zieht sie den Lichtbogen beim Abschalten vom feststehenden Schließerkontakt bis zum feststehenden Öffnerkontakt, so daß der Lichtbogen danach weiter über den Öffnerkontakt genährt wird. In diesem Fall kann also der Lichtbogen auch durch die doppelte Schaltstrecke des Brückenkontaktes nicht unterdrückt werden.
  • Eine solche Relaisanordnung ist auch aus der DE 195 30 496 C2 bekannt.
  • Aus der DE 37 43 122 C1 ist eine elektrische Schaltvorrichtung zum Schließen oder Öffnen eines ersten Strompfads und eines zweiten Strompfads bekannt. Die Schaltvorrichtung enthält einen ersten Schaltantrieb, eine erste Brückenkontaktanordnung mit zwei Schließer-Kontaktstrecken, die über einen ersten Brückenleiter in Serie liegen, eine zweite Brückenanordnung mit zwei Öffner-Kontaktstrecken, die über einen zweiten Brückenleiter in Serie liegen, wobei die erste und die zweite Kontaktanordnung gemeinsam durch das Schaltantriebssystem betätigt werden und die beiden Brückenleiter voneinander elektrisch isoliert sind. Die Art der Verschaltung dieses Schaltgeräts mit einem Stromkreis ist in der Schrift nicht näher angegeben.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Umschaltvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß beim Abschalten von Gleichstromkreisen, insbesondere bei Umpolschaltungen, ein Lichtbogen auch bei höheren Spannungen sicherer zum Erlöschen gebracht wird.
  • Erfindungsgemäß dient zur Lösung dieser Aufgabe eine elektrische Umschaltvorrichtung mit
    einem (ersten) Schaltantriebssystem,
    • – einer ersten Brückenkontaktanordnung mit zwei Schließer-Kontaktstrecken, die über einen ersten Brückenleiter in Serie in dem ersten Strompfad liegen,
    • – einer zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung mit zwei Öffner-Kontaktstrecken, die über einen zweiten Brückenleiter in Serie in dem zweiten Strompfad liegen,
    • – wobei die erste und die zweite Kontaktanordnung gemeinsam durch das Schaltantriebssystem betätigt werden und wobei die beiden Brückenleiter voneinander elektrisch isoliert sind.
  • Die erfindungsgemäße Umschaltvorrichtung besitzt im Gegensatz zu den herkömmlichen Brücken-Umschaltvorrichtungen keinen gemeinsamen Brückenleiter für die Öffnerkontaktstrecken und die Schließer-Kontaktstrecken, sondern zwei getrennte Brückenleiter, die elektrisch voneinander isoliert sind. Dadurch kann der Lichtbogen von der Schließer-Kontaktstrecke beim Schließen der Öffner-Kontakstrecke nicht auf den Öffnerkontakt überspringen und über diesen weiter genährt werden. Es kommt in diesem Fall die doppelte Unterbrechung durch die beiden Kontaktstrecken des Schließerkontaktes zum Tragen, so daß auch bei einer größeren Spannung der Lichtbogen zuverlässig gelöscht wird.
  • In besonderer Anwendung der Erfindung auf eine Umpolschaltung eines umpolbaren Gleichstromantriebs ist vorgesehen,
    • – daß der erste Strompfad und der zweite Strompfad dazu vorgesehen sind, den ersten Anschluß des umpolbaren Gleichstrom-Antriebs beziehungsweise Motors wahlweise mit einem ersten Pol oder mit dem zweiten Pol der Gleichspannungsquelle zu verbinden,
    • – daß weiterhin ein dritter und ein vierter Strompfad dazu vorgesehen sind, wahlweise den zweiten Anschluß des Motors mit dem ersten Pol oder mit dem zweiten Pol der Gleichspannungsquelle zu verbinden,
    • – daß der dritte Strompfad eine dritte Brückenkontaktanordnung mit zwei über einen dritten Brückenleiter in Serie liegenden Schließer-Kontaktstrecken aufweist und
    • – daß der vierte Strompfad eine vierte (Öffner-) Brückenkontaktanordnung mit zwei über einen vierten Brückenleiter in Serie liegenden Öffnerkontaktstrecken aufweist,
    • – daß die dritte und die vierte Brückenkontaktanordnung gemeinsam von einem zweiten Antriebssystem betätigt werden und
    • – daß der dritte und der vierte Brückenleiter voneinander elektrisch isoliert sind.
  • In besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung kann vorgesehen werden, daß die Brückenleiter jeweils bewegliche, von dem zugehörigen Antriebssystem betätigbare Kontaktbrücken sind und
    • – daß der erste und der zweite Brückenleiter miteinander über ein erstes Isolierstück mechanisch gekoppelt und durch das erste Antriebssystem betätigbar sind und
    • – daß gegebenenfalls der dritte und der vierte Brückenleiter über ein zweites Isolierstück mechanisch miteinander gekoppelt und durch das zweite Antriebssystem betätigbar sind. Dabei können der erste und der zweite Brückenleiter einerseits und gegebenenfalls auch der dritte und der vierte Brückenleiter andererseits jeweils durch das erste beziehungsweise durch das zweite Isolierstück getrennt auf jeweils einem zugehörigen federnden Träger befestigt sein, der durch das zugehörige Antriebssystem betätigbar ist.
  • Anstelle von beweglichen Brückenleitern kann aber auch vorgesehen sein, daß die Kontaktstrecken jeweils als Kontaktpaare mit beweglichen und feststehenden Kontaktelementen gebildet sind und daß in jeder Brückenkontaktanordnung jeweils ein Kontaktelement eines ersten Kontaktpaares mit einem Kontaktelement eines zweiten Kontaktpaares über einen feststehenden Brückenleiter verbunden ist. Als Antriebssysteme dienen vorzugsweise Elektromagnetsysteme beziehungsweise Relais, es sind aber auch handbetätigte Schalter möglich.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Begriff Motor in den Ansprüchen nicht nur einen Motor mit Drehrichtungsumkehr bedeuten kann, sondern auch jeden anderen umpolbaren Antrieb, wie beispielsweise einen polarisierten Linearantrieb.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 ein Prinzipschaltbild einer Umpolschaltung für einen Gleichstrommotor,
  • 2 eine Umpolschaltung für einen Gleichstrommotor mit herkömmlichen Brückenumschaltern,
  • 3 eine Umpolschaltung für einen Gleichstrommotor mit erfindungsgemäßen Brückenumschaltern,
  • 4 eine schematische Anordnung der Umschaltvorrichtung gemäß 3 in zwei Relais,
  • 5 eine Unterbringung der Umschaltvorrichtung gemäß 3 in einem Umpolmodul,
  • 6 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Brückenkontaktanordnung mit mechanisch gekoppelten Brückenleitern und
  • 7 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Brückenkontaktanordnung mit einzelnen Kontaktfederpaaren und feststehenden Brückenleitern.
  • 1 zeigt schematisch die Anordnung eines Gleichstrommotors M mit zwei Motoranschlüssen M1 und M2 in einer sogenannten H-Brückenschaltung, mit der wahlweise ein Rechts- beziehungsweise ein Linkslauf des Motors eingeschaltet werden kann. Dazu werden vorzugsweise zwei Relais mit Wechslerkontakten eingesetzt. Diese Relais sind in der Zeichnung schematisch mit einem Elektromagnetsystem EM1 beziehungsweise einem Elektromagnetsystem EM2 dargestellt, wobei diese Magnetsysteme jeweils einen Wechslerkontakt betätigen. Die Kontaktanordnung des Magnetsystems EM1 besteht aus einem festen Schließerkontakt k1, einem feststehenden Öffnerkontakt k2 und einem beweglichen Umschaltkontakt k12, während die Kontaktanordnung des Elektromagnetsystems EM2 aus einem Schließerkontakt k3, einem Öffnerkontakt k4 und einem Umschaltkontakt k34 besteht. Die Brückenschaltung besitzt vier Strompfade 1, 2, 3 und 4, wobei die Strompfade 1 und 3 mit dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle und die Strompfade 2 und 4 mit dem Minuspol beziehungsweise der Masseleitung der Gleichspannungsquelle verbunden sind.
  • Im Ruhezustand liegen beide Motoranschlüsse M1 und M2 über die Strompfade 2 und 4 auf Massepotential, so daß der Motor stillsteht. Wird nun das Elektromagnetsystem EM1 erregt, was beispielsweise über einen Tastschalter T erfolgen kann, so schaltet der bewegliche Kontakt k12 um auf den Schließerkontakt k1 und legt somit den Motoranschluß M1 über den Strompfad 1 an Plus-Potential. Der Motor M dreht somit in einer ersten Drehrichtung. Wird der Tastschalter T auf die entgegengesetzte Seite umgelegt, um das Elektromagnetsystem EM2 zu erregen, so wird über den beweglichen Kontakt k34 und den Schließerkontakt k3 der Strompfad 3 mit dem Motoranschluß M2 verbunden, so daß der Motor M sich in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten dreht.
  • Beim Abschalten der Erregung für das jeweilige Elektromagnetsystem EM1 beziehungsweise EM2 kehrt der jeweilige bewegliche Kontakt k12 oder k34 in die Ruhestellung zurück. So lange im Vergleich zur anstehenden Gleichspannung der Kontaktabstand zwischen den feststehenden Kontakten k1 und k2 beziehungsweise k3 und k4 groß genug ist, erlischt der beim Abschalten entstehende Lichtbogen, bevor der Umschaltkontakt k12 beziehungsweise k34 den Öffnerkontakt k2 beziehungsweise k4 erreicht. Werden jedoch größere Gleichspannungen eingesetzt, beispielsweise statt 12 oder 14 Volt 42 Volt, wie dies in Kraftfahrzeugen der Fall sein kann, so besteht die Gefahr, daß der Öffnungslichtbogen nicht mehr gelöscht wird, so daß die Kontakte abbrennen. Dies wird anhand der 2 gezeigt.
  • 2 zeigt prinzipiell die gleiche H-Brückenschaltung wie 1. Lediglich sind die Umschaltkontakte nunmehr durch Brückenkontakte ersetzt. Somit wird der Strompfad 1 mit einer Schließer-Brückenkontaktanordnung 10, der Strompfad 2 durch eine Öffner-Brückenkontaktanordnung 20, der Strompfad 3 durch eine Schließer-Brückenkontaktanordnung 30 und der Strompfad 4 durch eine Öffner-Brückenkontaktanordnung 40 geschaltet. Da in 2 eine herkömmliche Schaltvorrichtung gezeigt ist, besitzen die alternativ zu schaltenden Strompfade 1 und 2 beziehungsweise 3 und 4 jeweils ein gemeinsames Brückenschaltglied 13 beziehungsweise 33, das wahlweise jeweils entweder die Öffner-Kontaktanordnung 20 beziehungsweise 40 oder die Schließer-Kontaktanordnung 10 beziehungsweise 30 überbrückt. Die bewegliche Kontaktbrücke 13 überbrückt somit in der Schließer-Kontaktanordnung 10 zwei in Reihe geschaltete Kontaktstrecken 11 und 12 und in der Öffner-Kontaktanordnung 20 ebenfalls zwei in Reihe geschaltete Kontaktstrecken 21 und 22. In gleicher Weise bildet die bewegliche Kontaktbrücke 33 in der Schließer-Kontaktanordnung 30 zwei in Reihe geschaltete Kontaktstrecken 31 und 32 sowie in der Öffner-Kontaktanordnung 40 zwei in Reihe geschaltete Kontaktstrecken 41 und 42. Durch diese Serienschaltung von jeweils zwei Kontaktstrecken wird die an der Kontaktanordnung abfallende Spannung auf zwei Kontaktstrecken verteilt, so daß der Lichtbogen im Strompfad 1 beim Abschalten auf zwei kleinere Lichtbögen verteilt wird, die an sich leicht zum Erlöschen gebracht werden können.
  • Ein Problem ergibt sich aber dadurch, daß ein Lichtbogen, in 2 mit L bezeichnet, beim Umschalten der Kontaktbrücke 13 von der Kontaktstrecke 11 bis zur Kontaktstrecke 21 mitgenommen werden kann, wenn der Kontaktabstand nicht groß genug ist, und daß dieser Lichtbogen L dann über den Strompfad 2, der auf Massepotential liegt, weiter genährt wird, so daß er nicht mehr zum Erlöschen kommt. Das gleiche Problem ergibt sich natürlich bei der entsprechend angeordneten und geschalteten Kontaktbrücke 33 zwischen den Kontaktstrecken 32 und 42 in den Strompfaden 3 und 4.
  • 3 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung der Brückenschaltung. Der grundsätzliche Aufbau der H-Brückenschaltung ist auch in 3 der selbe wie in den 1 und 2. Im Vergleich zu 2 ist hier allerdings die Kontaktbrücke jeweils auf zwei Brückenleiter verteilt, die zwar von einem gemeinsamen Magnetsystem betätigt werden, aber untereinander elektrisch isoliert sind. So wird gemäß 3 der Strompfad 1 über eine Schließer-Kontaktanordnung 110 mit zwei Kontaktstrecken 111 und 112 sowie einer Kontaktbrücke 113 geschaltet, während der Strompfad 2 über eine Öffner-Kontaktanordnung 120 mit zwei Kontaktstrecken 121 und 122 sowie einer Kontaktbrücke 123 geschaltet wird. Beide Kontaktbrücken 113 und 123 sind mechanisch über eine Isolierstück 130 gekoppelt, und sie werden von dem Elektromagnetsystem EM1 über eine Betätigungseinrichtung 116 umgeschaltet.
  • In analoger Weise werden der Strompfad 3 über eine Schließer-Brückenkontaktanordnung 230 mit zwei Kontaktstrecken 231 und 232 sowie einer Kontaktbrücke 233 und der Strompfad 4 über eine Öffner-Brückenkontaktanordnung 240 mit zwei Kontaktstrecken 241 und 244 sowie einer Kontaktbrücke 243 geschaltet. Die letzteren zwei Kontaktbrücken 233 und 243 sind über ein Isolierstück 250 verbunden, und sie werden von dem Elektromagnetsystem EM2 über eine Betätigungsverbindung 236 betätigt.
  • Die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltung sei hier kurz noch einmal erläutert. Wie bereits anhand der 2 beschrieben, wird durch die Verwendung einer Kontaktbrücke 113 der Lichtbogen entsprechend der anliegenden Spannung auf zwei Kontaktstrecken 111 und 112 verteilt, so daß er auch über eine verhältnismäßige kurze Kontaktstrecke mit entsprechend kurzem Schalthub zum Erlöschen gebracht werden kann. Da aber die Kontaktbrücke 113 von der Kontaktbrücke 123 elektrisch isoliert ist, kann der Lichtbogen nicht auf die Kontaktbrücke 123 überspringen und sich über den Strompfad 2 weiter nähren. Er wird deshalb auch bei den relativ geringen Kontakthüben der Schaltstrecken 111 und 112 zum Erlöschen gebracht. Das Gleiche gilt natürlich auch für das Öffnen der Schließer-Kontaktanordnung 230.
  • 4 zeigt schematisch die Umsetzung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in zwei einzelne Wechsler-Relais mit den üblichen fünf Anschlüssen, nämlich zwei Anschlüssen für die Spule sowie einem Motoranschluß und zwei Anschlüssen für die Strompfade 1 und 2. In dem Relaisgehäuse des Relais REL1 ist somit das Elektromagnetsystem EM1 zusammen mit der Schließer-Brückenkontaktanordnung 110 und der Öffner-Kontaktanordnung 120 untergebracht; die Kontaktstrecken 112 und 122 sind im Relaisinneren verbunden und bilden nach außen einen gemeinsamen Motoranschluß M1, während die Kontaktstrecke 111 über den Strompfad 1 einen Polanschluß P+ und die Kontaktstrecke 121 über den Strompfad 2 nach außen einen Polanschluß P- bilden.
  • Die Spulenanschlüsse S1+ und S1- sind ebenfalls in üblicher Weise nach außen geführt. Analog ist das Relais REL2 mit dem Elektromagnetsystem EM2, der Schließer-Brückenkontaktanordnung 230 und der Öffner-Brückenkontaktanordnung 240 aufgebaut. Somit können die zwei Relais unmittelbar mit dem Motor M und der Gleichspannungsquelle, also beispielsweise der Batterie im Fahrzeug, verbunden werden.
  • 5 zeigt noch eine Weiterbildung der Anordnung von 4, wobei nunmehr alle Schaltfunktionen in einem Gehäuse eines Umpol-Moduls UM untergebracht sind. Wie bei den zwei Relais gemäß 4 sind auch bei dem Umpol-Modul UM gemäß 5 die Kontaktstrecken 112 und 122 intern zusammengefaßt und als Motoranschluß M1 nach außen geführt, ebenso bilden die beiden Kontaktstrecken 231 und 241 nach außen einen gemeinsamen Motoranschluß M2. Die Kontaktstrecken 111 und 232 sind in diesem Fall ebenfalls intern verbunden, so daß nur ein Polanschluß P+ nach außen geführt ist, während in gleicher Weise die Kontaktstrecken 121 und 242 intern verbunden sind und nach außen einen Polanschluß P- bilden. Mit dem Polanschluß P- sind in diesem Fall auch bereits intern die Spulenanschlüsse S1- und S2- der beiden Elektromagnetsysteme EM1 und EM2 verbunden, so daß nach außen nur noch die beiden Steueranschlüsse S1+ und S2+ erscheinen. Somit hat das Umpolmodul lediglich sechs Anschlüsse nach außen und im Inneren eine minimale Anzahl von Teilen, da durch die internen Verbindungen ein Teil der sonst notwendigen Anschlußelemente entfällt. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen mit mehr als 6 Anschlüssen beiu unterschiedlichen Spulen- beziehungsweise Lastspannungen möglich.
  • In den 6 und 7 sind schematisch noch zwei mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäß verwendeten Brückenkontaktanordnung gezeigt. In 6 ist dargestellt, wie die beiden Kontaktbrücken 113 und 123 im Form eines beweglichen Brückengliedes gestaltet werden können. In diesem Fall sind die beiden Brückenleiter 113 und 123 über ein plattenförmiges Isolierstück 130 fest verbunden. Dabei kann diese Brückenanordnung auf einer Kontaktfeder befestigt sein oder es kann einer der Brückenleiter 113 beziehungsweise 123 durch die Kontaktfeder selbst gebildet sein. Die Betätigung erfolgt in üblicher Weise mit einem Tastschalter T1 über ein Magnetsystem mit einer Spule 14 über einen Anker 15 und ein Betätigungselement 16 (Relaissystem REL1). Ein gleich aufgebautes Relaissystem Rel2 ist in 6 nicht eigens dargestellt.
  • 7 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit. In diesem Fall werden keine beweglichen Brückenleiter verwendet, sondern die einzelnen Kontaktstrecken werden durch Schließer- und Öffner-Kontaktfederpaare gebildet, die im Relais zum Teil intern über feste Brückenleiter verbunden sind. Im gezeigten Beispiel wird die Kontaktstrecke 111 durch ein Kontaktfederpaar 111a und 111b und die Kontaktstrecke 112 durch ein Kontaktfederpaar 112a und 112b gebildet, wobei die beweglichen Kontaktfedern 111a und 112a von dem Magnetsystem über einen elektrisch isolierten Betätigungsschieber 16 betätigt werden. Um die Brückenfunktion sicher zu stellen, sind die beweglichen Kontaktfedern 111a und 112a intern über einen festen Brückenleiter 113 verdrahtet.
  • In analoger Weise ist auch die Öffner-Kontaktanordnung 120 durch zwei Kontaktfederpaare 121a, 121b sowie 122a und 122b gebildet, wobei auch in diesem Fall die beweglichen Kontaktfedern 121a und 122a intern über einen Brückenleiter 123 fest verdrahtet sind. Die Funktion dieser Anordnung ist die gleiche, wie sie anhand der 3 beschrieben wurde. Auch in diesem Fall wird der Lichtbogen auf zwei Kontaktstrecken verteilt, und die Kontaktbrücken der Schließer-Brückenkontaktanordnung und der Öffner-Brückenkontaktanordnung sind voneinander isoliert.
  • Obwohl in den Ausführungsbeispielen jeweils Relaissysteme als Antriebe dargestellt sind, können für die Anwendung der Er findung auch manuell betätigte Schalter ohne elektromagnetischen Antrieb verwendet werden.

Claims (7)

  1. Elektrische Umschaltvorrichtung zum alternativen Schließen eines ersten Strompfads (1) und eines zweiten Strompfads (2), die den ersten Anschluß (M1) eines umpolbaren Gleichstrom-Antriebs (M) wahlweise mit einem ersten Pol (+) und mit dem zweiten Pol (-) einer Gleichspannungsquelle verbinden, mit – einem (ersten) Schaltantriebssystem (EM1), – einer ersten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (110) mit zwei Schließer-Kontaktstrecken (111, 112), die über einen ersten Brückenleiter (113) in Serie in dem ersten Strompfad (1) liegen, – einer zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (120) mit zwei Öffner-Kontaktstrecken (121, 122), die über einen zweiten Brückenleiter (123) in Serie in dem zweiten Strompfad (2) liegen, – wobei die erste (110) und die zweite (120) Kontaktanordnung gemeinsam durch das Schaltantriebssystem (EM1) betätigt werden und – wobei die beiden Brückenleiter (113, 123) voneinander elektrisch isoliert sind.
  2. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß ein dritter und ein vierter Strompfad (3) dazu vorgesehen sind, wahlweise den zweiten Anschluß (M2) des Motors (M) mit dem ersten Pol (+) und mit dem zweiten Pol (-) der Gleichspannungsquelle zu verbinden, – daß der dritte Strompfad eine dritte (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (230) mit zwei über einen dritten Brückenleiter (233) in Serie liegenden Schließer-Kontaktstrecken (231, 232) aufweist und – daß der vierte Strompfad (4) eine vierte (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (240) mit zwei über einen vierten Brückenleiter (243) in Serie liegenden Öffner-Kontaktstrecken (241, 242) aufweist, – daß die dritte und die vierte Brückenkontaktanordnung (230), 240) gemeinsam von einem zweiten Schaltantriebssystem (EM2) betätigt werden und – daß der dritte und der vierte Brückenleiter (233, 243) voneinander elektrisch isoliert sind.
  3. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – daß die Brückenleiter (113, 123, 233, 243) jeweils bewegliche, von dem zugehörigen Schaltantriebssystem (M1, M2) betätigbare Kontaktbrücken sind und – daß der erste und der zweite Brückenleiter (113, 123) miteinander über ein erstes Isolierstück (130) mechanisch gekoppelt und durch das erste Schaltantriebssystem (EM1) betätigbar sind und – daß gegebenenfalls der dritte und der vierte Brückenleiter (233, 243) über ein zweites Isolierstück (250) mechanisch miteinander gekoppelt und durch das zweite Schaltantriebssystem (EM2) betätigbar sind.
  4. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, – daß der erste und der zweite Brückenleiter (113, 123) und gegebenenfalls auch der dritte und der vierte Brückenleiter (233, 243) jeweils durch das erste (130) bzw. das zweite (230) Isolierstück getrennt auf jeweils einem zugehörigen federnden Träger (140) befestigt sind, der durch das zugehörige Schaltantriebssystem (EM1, EM2) betätigbar ist.
  5. Umschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – daß die Kontaktstrecken (111, 112; 121,122; 231,232; 241, 242) jeweils als Kontaktpaare mit beweglichen (111a, 112a; 121a, 122a) und feststehenden (111b, 112b; 121b, 122b) Kontaktelementen gebildet sind und – daß in jeder Brückenkontaktanordnung (110, 120) jeweils ein Kontaktelement (111a; 121a) eines ersten Kontaktpaars (111a,111b; 121a, 121b) mit einem Kontaktelement (112a, 122a) eines zweiten Kontaktpaars (112a, 112b; 122a, 122b) über einen feststehenden Brückenleiter (114; 124) verbunden ist.
  6. Umschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, – daß das erste Schaltantriebssystem als Elektromagnetsystem (EM1) zusammen mit der ersten und der zweiten Brückenkontaktanordnung (110, 120) ein erstes geschlossenes Relais (REL1) bildet, bei welchem jeweils eine Kontaktstrecke (112) der ersten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (110) und eine Kontaktstrecke (122) der zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (120) intern elektrisch verbunden sind und einen gemeinsam nach außen geführten ersten Motoranschluß (M1) bilden, während die jeweils anderen Kontaktstrecken (111; 121) der beiden Brückenkontaktanordnungen getrennt als zwei Polanschlüsse (P1+, P1-) zur Gleichspannungsquelle neben den Steueranschlüssen (S1+; S1-) des ersten Elektromagnetsystems (EM1) nach außen geführt sind, und – daß das zweite Schaltantriebssystem als Elektromagnetsystem (EM2) zusammen mit der dritten und der vierten Brückenkontaktanordnung (230, 240) ein zweites geschlossenes Relais (REL2) bilden, bei welchem jeweils eine Kontaktstrecke (231) der dritten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (230) und eine Kontaktstrecke (241) der vierten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (240) intern elektrisch verbunden sind und einen gemeinsam nach außen geführten zweiten Motoranschluß (M2) bilden, während die jeweils anderen Kontaktstrecken (232; 242 der beiden Brückenkontaktanordnungen (230; 240) getrennt als zwei Polanschlüsse (P2+; P2-) zur Gleichspannungsquelle neben den Steueranschlüssen (S2+; S2-) des zweiten Elektromagnetsystems (EM2) nach außen geführt sind.
  7. Umschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, – daß das erste und das zweite Schaltantriebssystem als Elek tromagnetsysteme (EM1; EM2) zusammen mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Brückenkontaktanordnung (110, 120; 230, 240) ein geschlossenes Relais-Umpolmodul (RM) bilden, – daß jeweils eine Kontaktstrecke (112) der ersten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (110) und eine Kontaktstrecke (122) der zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (120) intern elektrisch verbunden sind und einen gemeinsam nach außen geführten ersten Motoranschluß (M1) bilden, – daß jeweils eine Kontaktstrecke (231) der dritten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (230) und eine Kontaktstrecke (241) der vierten (Öffner-) Kontaktanordnung (240) intern elektrisch verbunden sind und einen nach außen geführten zweiten Motoranschluß (M2) bilden, – daß die jeweils andere Kontaktstrecke (111) der ersten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (110) und die jeweils andere Kontaktstrecke (232) der dritten (Schließer-) Brückenkontaktanordnung (230) intern elektrisch verbunden sind und einen nach außen geführten ersten Polanschluß (P+) zur Gleichspannungsquelle bilden, – daß die jeweils andere Kontaktstrecke (121) der zweiten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung (120) und die jeweils andere Kontaktstrecke (242) der vierten (Öffner-) Brückenkontaktanordnung ( 240) intern elektrisch verbunden sind und einen nach außen geführten zweiten Polanschluß (P-) zur Gleichspannungsquelle bilden, und – daß von den beiden Elektromagnetsystemen (EM1) jeweils ein Spulenanschluß (S1-; S2-) intern mit einem der Polanschlüsse (P-)verbunden ist, während der jeweils andere Spulenanschluß (S1+; S2+) als Steueranschluß nach außen geführt ist.
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