DE2006147B2

DE2006147B2 - Stern-Dreieck-Schalter

Info

Publication number: DE2006147B2
Application number: DE2006147A
Authority: DE
Inventors: Fritz 5880 Luedenscheid Clever
Original assignee: MAERKISCHE ELEKTRO-INDUSTRIE ADOLF VEDDER KG 5890 SCHALKSMUEHLE
Current assignee: MAERKISCHE ELEKTRO-INDUSTRIE ADOLF VEDDER KG 5890 SCHALKSMUEHLE
Priority date: 1970-02-11
Filing date: 1970-02-11
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2006147A1; DE2006147C3

Description

geordnet und eine auf dieser drehfest sitzenden Rastenscheibe benachbart eine dem Drehantrieb durch die Federn dienende Nockenscheibe drehfest trägt, wobei beide Scheiben Mitnehmer aufweisen, die für den dem Ausschalten des Ein-Aus-Schalters .:ugeordneten Drehsinne mitnehmend zusammenwi^rken. Durch die gleichachsige Anordnung des Umschaltgliedes mit der den Ein-Aus-Schalter antreibenden Welle ergibt sich eine besonders raumsparende Anordnung. Bei dbser Anordnung bleibt ferner der selbsttätige Übergang des beweglichen Umschaltgliedes aus der Stecnstellung in die Dreieck-Stellung zuverlässig unbehindert, weil diesem Übergang stets zwangsläufig das Ausweichen des mit der Welle der Ein-Aus-Schaltvorrichtung beweglichen Mitnehmers vorausgeht.

Es empfiehlt sich, das ein Auslöser am Kniegelenk einer als Kniehebelgestänge ausgebildeten Sperre zur Rückstellung des Umschaltgliedes aus einer totpunktnahtn Sperrlage angreift. Diese Ausführung läßt es trotz dauerhaft zuverlässiger Abstützung der Sperrlage zu, diese auch unter ungünstigen Umständen mit geringer Auslösekraft unwirksam zu machen. Überdies kann das die Sperre bildende Kniehebelgestänge während der ersten Phase des Überganges aus der Stern-Stellung noch das bewegliche Glied des Umschalters antreiben.

Der Auslöser kann dabei als Elektromagnet ausgebildet sein, dessen bewegliches Glied durch eine Koppel mit dem Kniegelenk gekuppelt ist. Dabei empfiehlt es sich, den mit einer durch den Ein-Aus-Schalter geschalteten Netzphase verbundenen Erregerstromkreis des Elektromagneten über einen elektronischen Schaltverzögerer zu führen.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt H-II nach Fig.3 durch einen Stern-Dreieck-Schalter in der Ausschaltstellung,

F i g. 2 in der F i g. 1 gleichenden Darstellung die Lage der Elemente bei der Dreieck-Stellung,

F i g. 3 einen vereinfachten Längsschnitt durch den Schalter,

F i g. 4 einen Schnitt IV-IV nach F i g. 3.

Das Gehäuse des dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegten Schalters ist aus mehreren hintereinander angeordneten Kammern 10—15 gebildet, die durch Bohrungen 16 durchsetzende Ankerschrauben zusammengehalten sein mögen. Die Kammer 10 umfaßt Betätigungs- und Rastmittel für den Schalter. Die Kammern 11 — 13 sind dem Umschalter zugeordnet, und die Kammern 14, 15 enthalten die Ein-Aus-Schaltvorrichtung, die jedoch auch abweichend ausgebildet sein und insbesondere mit Schutz- bzw. Überwachungsvorrichtungen für die Phasen kombiniert sein könnte. Den in den Kammern 11 — 13 angeordneten, in Fig.4 beispielsweise angedeuteten Kontakten, von aenen die gehäusefesten Kontakte 17 durch eine sog. Sternbrücke verbunden sein können, ist eine Schaltwalze 18 zugeordnet, die Nocken 19 zur Betätigung der durch Federn 20 belasteten Schaltbrücken 21 umfaßt. Die das bewegliche Umschalterglied bildende Schaltwalze 18 ragt mit einem Ansatz in die Kammer 10 vor, an dem eine Nockenbahn 22 ausgebildet ist. Diese ist in den F i g. 1 und 2 gestrichelt dargestellt, weil sie durch eine Scheibe 23 dem Blick vom in Fig. 3 rechten offenen Ende des Schalters entzogen ist. Der Schaltwalze 18 gemäß Fig.3 ist eine Nockenscheibe 24 rechtsseitig vorgelagert, die drehfest auf eher Welle 25 sitzt, deren in F i g. 3 rechtsseitiges Ende mit einer nicht dargestellten Schalthandhabe verbunden ist. Mit der Nockenscheibe 24 wirken zwei gegeneinander durch Federn gespannte Rastarme zusammen, deren freie Enden mit Rollen ausgerüstet sein mögen. Die Nockenscheibe 24 trägt zwei achsparallel vorragende Mitnehmer 26, die mit Vorsprüngen 27 der Schaltwalze zusammenwirken, welche durch Durchbrüche der Scheibe 23 vorragen.

Auf der Nockenbahn 22 der Schaltwalze 18 sind zwei durch Federn 28 belastete Hebel 29, 30 abgestützt, die mit Rollen 31 gegen die in der Grundform zur Drehachse zylindrische und zwei einander gegenüberliegende Einsenkungen 32 aufweisende Nockenbahn anliegen.

Mit der Schaltwalze 18 ist weiterhin durch einen Lagerzapfen 33 ein Arm 34 eines Kniehebelgestänges verbunden, der durch einen Lagerzapfen 35 mit einem bei 36 in der Kammer 10 drehbar gelagerten Arm 37 gekuppelt ist. Der Lagerung 36 ist eine Haarnadelfeder 38 zugeordnet, die das Kniehebelgestänge 34, 35, 37 in eine durch einen Anschlag definierte Strecklage zu schwenken sucht. Am Gelenk 35 greift eine Koppel 39 an, die anderseits am beweglichen Anker 40 eines Elektromagneten 41 gelagert ist. Die Erregerwicklung des Elektromagneten 41 ist mit einer der in den Kammern 14, 15 geschalteten Netzphase und der Sternbrücke unter Vermittlung eines nicht dargestellten Einschaltverzögerers verbunden, der in bekannter Weise nach dem Einschalten zunächst einen sehr hohen elektrischen Widerstand aufweist, um dann nach einer vorgegebenen Zeitspanne den Widerstand maßgeblich herabzusetzen und einen Erregerstrom fließen zu lassen, der zum Auslösen der Sperre ausreicht. Statt dessen könnte der Stromkreis des Elektromagneten 41 auch von einer abweichend ausgebildeten, gegebenenfalls wahlweise einstellbaren Schaltuhr gesteuert werden, die mit dem Einschalten der Ein-Aus-Schaltvorrichtung anläuft.

In der Ausgangsstellung gemäß F i g. 1 befindet sich die Schaltwalze 18 in einer der Stern-Stellung entsprechenden Drehlage. In dieser ist sie durch das

■to gestreckte Kniehebelgestänge, 34, 35, 37 gehalten. Bei dieser Drehlage sind die in der Nockenbahn 22 anliegenden Hebel 29, 30 ausgehoben. Daher sind die Federn 28 gespannt. Die in den Kammern 14 und 15 befindlichen Kontakte der Ein-Aus-Schaltvorrichtung sind offen. Die Offenstellung der Welle 25 ist durch die mit der Nockenscheibe 24 zusammenwirkenden Rasthebel gesichert. Mit dem Einschalten, d. h. einer 60°-Drehung der Welle 25 mittels der nicht dargestellten Handhabe, werden die in den Kammern 14, 15 angeordneten Kontakte der Ein-Aus-Schaltvorrichtung geschlossen, so daß über die damit sinngemäß verbundenen Kontakte der Umschaltvorrichtung der Verbraucher in Stern-Schaltung an das Netz gelegt wird. Mit dem Zeitpunkt des Einschaltens beginnt der dem Elektromagneten 41 zugeordnete Schaltverzögerer zu arbeiten. Die Verzögerungszeit ist dabei so gewählt, daß sie abläuft, wenn der Verbraucher wie Motor etwa die Betriebsdrehzahl erreicht hat. Mit dem Ablauf der Verzögerungszeit wird der Elektromagnet

bo 41 erregt, so daß er über seinen Anker 40 und die Koppel 39 das Kniehebelgestänge 34, 35, 37 aushebt, wie es F i g. 2 zeigt. Damit wird die Schaltwalze 18 freigegeben, so daß sie unter Wirkung der federbelasteten Hebel 29, 30, gegebenenfalls unter einem einleiten-

<!■"> den Antrieb durch das Kniehebelgestänge 34, 35,37, in die Dreieck-Stellung übergeht, in der die Rollen 31 in die Einsenkungen 32 der Nockenbahn fassen. Damit ist der Verbraucher auf Dreieck umeeschaltet. Die Beweeune

der Schaltwalze 18 in die Dreieck-Stellung ist durch die Vorsprünge 26, 27 nicht behindert, da schon beim Einschalten die Vorsprünge 26 in die aus F i g. 2 ersichtliche Stellung vorlaufen, so daß für die Vorsprünge 27 der Weg zuverlässig frei ist.

Beim handbetätigten Abschalten des Verbrauchers wird über die Vorsprünge 26, 27 die Schaltwalze 18 zur Stern-Stellung mitgenommen, wobei zwangläufig die Hebel 29, 30 wieder ausgehoben und sinngemäß die Federn 28 gespannt werden, so daß dieüe Anordnung für den erneuten selbsttätigtn Antrieb der Schaltwalze 18

betriebsbereit ist. Bei der Rückstellung der Schaltwalzt 18 kehrt übrigens auch das Kniehebelgestänge 34,35,33 in die Strecklage zurück, so daß die Stern-Stellung de Schaltwalze 18 gesichert wird.

Die dargestellte Ausführung ist, wie schon erwähn wurde, nur eine beispielsweise Verwirklichung de Erfindung. Diese ist nicht darauf beschränkt. De Schalter könnte mit bekannten Überwachungsvorrich tungen gegen Überlastungen ausgestattet sein. Die elektromagnetische Auslösung der Sperre 34, 35, 3/ könnte durch eine abweichende Auslösung ersetzt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stern-Dreieck-Schalter, der einen Ein-Aus-Schalter und einen nachgeschalteten Stern-Dreieck-Umschalter umfaßt, dessen bewegliches Umschaltglied durch zum Umschalten aus der Sternstellung in die Dreieckstellung antriebswirksame, beim Übergang aus der Dreieckstellung in die Sternstellung spannbare Federn belastet und durch eine den Übergang aus der Sternstellung in die Dreieckstellung in bezug auf das Einschalten zeitverzögert selbsttätig freigebende Sperre zurückhaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Ein-Aus-Schalter (14, 15, 25) steuerndes drehbares Antriebsglied (24,25) und das Umschaltglied (18,22, 23) mit bei der Ausschaltdrehbewegung das Umschaltglied (18, 22, 23) kraftschlüssig aus der Dreieckstellung in die Sternstellung drehenden Mitnehmern (26,27) ausgerüstet sind.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (28) auf das Umschaltglied (18,22,23) nach Art eines Rastwerkes einwirken, das bei der Dreieckstellung eingefallen und bei der Sternstellung ausgehoben ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied (18, 22, 23) mit der den Ein-Aus-Schalter (14,15,25) antreibenden Welle (25) gleichachsig angeordnet ist und einer auf dieser drehfest sitzenden Rastscheibe (24) benachbart eine dem Drehantrieb durch die Federn (28) dienende Nockenscheibe (22, 23) drehfest trägt, wobei beide Scheiben (22, 23 und 24) Mitnehmer (26, 27) aufweisen, die für den dem Ausschalten des Ein-Aus-Schalters (14, 15, 25) zugeordneten Drehsinn mitnehmend zusammenwirken.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslöser (39, 40, 41) am Kniegelenk (35) einer als Kniehebelgestänge (34, 37) ausgebildeten Sperre zur Rückstellung des Umschaltgliedes (18,22,23) aus einer totpunktnahen Sperrlage angreift.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser (39, 40, 41) als Elektromagnet (41) ausgebildet ist, dessen bewegliches Glied (40) durch eine Koppel (39) mit dem Kniegelenk (35) gekuppelt ist.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer durch den Ein-Aus-Schalter (14, 15, 25) geschalteten Netzphase verbundene Erregerstromkreis des Elektromagneten (41) über einen elektronischen Schaltverzögerer geführt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stern-Dreieck-Schalter, der einen Ein-Aus-Schalter und einen nachgeschalteten Stern-Dreieck-Umschalter umfaßt, dessen bewegliches Umschaltglied durch zum Umschalten aus der Sternstellung in die Dreieckstellung antriebswirksame, beim Übergang aus der Dreieckstellung in die Sternstellung spannbare Federn belastet und durch eine den Übergang aus der Sternstellung in die Dreieckstellung in bezug auf das Einschalten zeitverzögert selbsttätig freigebende Sperre zurückhaltbar ist.

Eine solche Stern-Dreieck-Schaltanordnung ist durch die DE-PS 9 48 793 bekannt. Sie umfaßt neben einem Ein-Aus-Schalter einen Stern-Dreieck-Umschalter, wo-

bei beim Einschalten des Verbrauchers beide Schalter gemeinsam betätigt werden. Dazu werden die beweglichen Schaltglieder der beiden Schalter durch je ein Kniehebelgestänge verstellt. Die Verstellung bewirkt beim Ein-Aus-Schalter ein Anlegen von Kontaktbrükken gegen Schaltkontakte, während beim Stern-Dreieck-Umschalter ein Umschaltglied vorlaufende Kontaktbrücken von Kontakten abheben muß, um diese Kontaktbrücken in eine eine Sternschaltung ergebende Lage an dieser zugeordneten Gegenkontakten zu bringen. Die Funktion dieser Anordnung ist hinsichtlich der zeitlichen Abstimmung des Einschaltvorganges auf die Umschaltung aus der im Einschaltzustand gegebenen Dreieckschaltung des Verbrauchers auf die Sternschaltung unsicher. Zumindest besteht bei dieser bekannten Stern-Dreieck-Schalteranordnung die Gefahr, daß die Phasen nicht durch den Ein-Aus-Schalter, sondern praktisch durch die dem Umschalter zugeordneten Schaltbrücken geschaltet werden, was hinsichtlich der Funktionssicherheit und der Dauerhaftigkeit ungünstig ist. In der Sternschaltung wird das Umschaltglied des Umschalters durch das Hebelgestänge gestützt, das sich seinerseits an einer Klinke stützt. Beim Umschaltvorgang werden das Umschaltglied belastende Federn gespannt. Parallel mit dem Überführen der Schaltbrükken des Umschalters in die Sternstellung wird ein Verzögerungselement eingeschaltet, welches nach einem vorgegebenen Zeitverzug die Kniehebelabstützung des Umschaltgliedes ausrückt, so daß dieses in die im Ausschaltzustand gegebene Lage zurückkehren kann, in der'die Kontaktbrücken die Dreieckverbindung der Phasenwicklungen des Verbrauchers herstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stern-Dreieck-Schalter der eingangs näher gekennzeichneten Art so umzugestalten, daß ihre Funktionssicherheit und Dauerhaftigkeit maßgeblich verbessert wird, wobei ferner bei einer etwa erfolgenden unachtsamen Handhabung, wie einer schleppenden Betätigung der Einschalthandhabe, keine Schäden auftreten können.

Dieses Ziel ist bei dem Stern-Dreieck-Schalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein den Ein-Aus-Schalter steuerndes drehbares Antriebsglied und das Umschaltglied mit bei der Ausschaltdrehbewegung das Umschaltglied kraftschlüssig aus der Dreieckstellung in die Sternstellung drehenden Mitnehmern ausgerüstet sind. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Stern-Dreieck-Schalters hat gegenüber dem Bekannten den wesentlichen Vorteil, daß mit der Beendigung des Ausschaltvorganges der Umschalter bereits in die zum Einschalten erforderliche Sternstellung überführt ist. Damit ist gewährleistet, daß beim Einschalten die Phasen stets nur über den Ein-Aus-Schalter eingeschaltet werden. Ferner ist es nunmehr auch möglich, die Zeitspanne zwischen dem Einschalten und dem selbsttätigen Umschalten auf die Dreieckstellung funktionssicher einzuhalten.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirken die Federn auf das Umschaltglied nach Art eines Rastwerkes ein, das bei der Dreieckstellung eingefallen und bei der Sternstellung ausgehoben ist. Das über eine Nockenbahn wirkende Federwerk wird beim Ausschalten zwangsläufig aus der eingefallenen Stellung in die Aushebestellung überführt und speichert in den Federn Energie, die zum gegebenen Zeitpunkt das bewegliche Umschalterglied aus der Sternstellung zur Dreieck-Stellung antreibt.

Zweckmäßig ist dabei das Umschaltglied mit der den Ein-Aus-Schalter antreibenden Welle gleichachsig an-