DE2228676C3 - Stromstoßschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromstoßschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Stromstoßschalter ist aus der DE-OS 14 299 bekannt. Der Betätigungshebel ist als gerader Finger ausgebildet und trägt im Bereich seines freien Endes fluchtend zu seiner eigenen Achse die beiden Betätigungszapfen hintereinander, wobei der eine Betätigungszapfen immer mit den Führungsbahnen und der andere Betätigungszapfen immer mit den Führungsbahnen und der andere Betätigungszapfen immer mit der Rückführungsbahn in Wirkverbindung tritt. Der um seine Drehachse verschwenkbare Kipphebel ist in Federn gehalten, die seine Endstellungen beaufschlagen; zusätzlich muß über ihn der Schaltkontakt des Stromstoßschalters bewegt werden. Es ist somit erforderlich, ein gewisses Mindestdrehmoment an dem Kipphebel aufzubringen, um die Umschaltung des Kipphebels zu bewirken. Hierzu muß das Rückstelldrehmoment des Kipphebels überwunden werden. Je nach dem Hebelarm, den die Betäligungszapfen des Betätigungshebels an dem Kipphebel einnehmen, ergibt sich die erforderliche zu übertragende Kraft, die über den Betätigungshebel aufgebracht werden muß. Da die Betätigungszapfen auf der Achse des Betätigungshebels angeordnet sind, muß der Betätigungshebel selbst bei der Rückkehr in die neue Bereitschaftsstellung um einen relativ großen Winkelbetrag geschwenkt werden. Die

ίο auf den Betätigungshebel aufzubringenden Kräfte, die dieser wiederum auf den Kipphebel übertragen muß, sind deshalb relativ groß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stromstoßschalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß er für seine Betätigung eine vergleichsweise geringere Antriebskraft erfordert, um auf diese Weise die Schaltsicherheit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Diese bietet zunächst den Vorteil, daß der Betätigungshebel selbst nur noch um einen vergleichsweise geringeren Winkel verschwenkt werden muß, wenn er die neue Bereitschaftsstellung einnimmt. Die beiden Betätigungszapfen besitzen jeweils einen Abstand zu der Achse des Betätigungshebels, wobei dieser Abstand jeweils den Hebelarm, mit dem die Kraft des Betätigungshebels an dem Kipphebel um dessen Drehachse angreift, vergrößert. Da das Moment, welches beim Verschwenken des Kipphebels um seine

in Drehachse auftritt, als konstant angesehen werden kann, ergibt sich bei vergleichsweise größerem Hebelarm des Kraftangriffes die Notwendigkeit einer geringeren Antriebskraft. Der Stromstoßschalter kann damit mit geringerer Antriebskraft betätigt werden.

J5 Mit besonderem Vorteil sind die beiden Betätigungszapfen und das .Schwenklager auf dem Betätigungshebel in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet, so daß sich identische Verhältnisse beim Verschwenken des Kipphebels um die Drehachse in die eine oder in die andere Drehrichtung ergeben.

Die beiden Führungsbahnen und die Rückführungsbahn können eine geschlossene Kurvenbahn bilden, mit der die beiden Betätigungszapfen jeweils abwechselnd zum Zwecke des Schaltens und Rückführens in Wirkverbindung treten. Dies garantiert eine sichere Ankopplung der Betätigungszapfen an den Kipphebel. Darüber hinaus muß auch nur eine Kurvenbahn an dem Kipphebel ausgebildet werden. Die am Kipphebel vorgesehene Rückführungsbahn ist dann symmetrisch

to bogenförmig ausgebildet, wobei an deren beiden Enden ebenfalls symmetrisch die Führungsbahnen durch die innere Begrenzung von Nasen gebildet sind.

Der Betätigungshebel weist zwischen seinem Schwenklager und den Betätigungszapfen eine Aussparung, beispielsweise aufgrund C-förmiger Gestalt, auf. so daß damit auf einfache Weise die seitlich versetzte Anordnung der Betätigungszapfen möglich wird. Darüber hinaus tritt der weitere Vorteil auf, daß der Rotor des die Schaltbewegung auslösenden Elektromagneten nicht mehr fliegend gelagert werden muß, sondern beidseitig am Gehäuse des Stromstoßschalters gelagert werden kann, indem er mit seiner Achse durch die Aussparung an dem Betätigungshebel hindurchgreifen kann, ohne die Verschwenkung des Betätigungshebels zu behindern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der wesentlichen Teile, aus denen der Stromstoßschal ter zusammengesetzt ist,

F i g. 2 eine schematische Darstellung c'es Kipphebels und des Betätigungshebels,

Fig.3 eine perspektivische Teildarstellung einer Einzelheit über die Art der federnden Lagerung des Kipphebels,

F i g. 4 und 5 schematische Darstellungen bzw. jeweils eine Draufsicht auf die verschiedenen Stellungen des Kipphebels und des Betätigungshebels und

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Stromstoßschalters.

Beim Stromstoßschalter nach F i g. 1 werden die beweglichen Kontakte durch einen Kipphebel 1 betätigt, der seinerseits von einer durch einen Elektromagneten A gesteuerten Betätigungseinrichtung bewegt wird.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die eigentliche Betätigungseinrichtung aus einem Betätigungshebel 2, dessen eines Ende über ein Schwenklager 3 mit einem Anlenkhebel 16 gelenkig verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende des Anlenkhebels 16 greift gelenkig an einem Rotor 17 an, der zwischen den beiden Polen eines Elektromagneten A angeordnet und entgegen einer Rückholfeder von diesem angezogen wird.

Der Betätigungshebel 2 führt sich mit dem Schwenklager 3 verschiebbar in einer Gleitführung, die aus den beiden zueinander parallelen Schienen 18 gebildet ist. JO Das Schwenklager 3 kann sich zwischen den beiden Positionen 3aund36(Fig.4 und 5) verschieben, welche einerseits der Betätigungsendstellung des Betätigungshebels 2 und andererseits der Ruhestellung entsprechen.

An seinem dem Schwenklager 3 abgekehrten Ende v> weist der Betätigungshebel 2 zwei Betätigungszaplen 4a und 46 auf, die wechselweise auf zwei Führungsbahnen 5a und 56 einwirken, welche miteinander korrespondieren und auf dem Kipphebel 1 vorgesehen sind. Diese beiden Führungsbahnen sind im Bereich einer Aussparung des Kipphebels 1 angeordnet und gehen in Nasen 6a und 6b über, die jeweils das Ende der Führungsbahnen bilden und einander zugekehrt sind. Die Führungsbahnen 5a und 5b bzw. die sie begrenzenden Nasen 6a und 6b sind an den Enden einer Rückführungsbahn 7 vorgesehen, die an der Aussparung des Kipphebels 1 gebildet ist und dem Betätigungshebel 2 zugekehrt ist. Die Rückfühningsbahn 7 ist in beiden Richtungen wirksam.

Die Rückführungsbahn 7 bildet zusammen mit den Führungsbahnen 5a und 56 eine durchgehende Kurvenbahn, die dazu bestimmt ist, abwechselnd mit dem einen oder anderen Betätigungszapfen 4a oder 46 am Betätigungshebel 2 zusammenzuarbeiten. Genauer gesagt ist diese Kurvenbahn dazu bestimmt, jeweils den Betätigungshebel 2 in seine Ruhelage bzw. Bereitschaftsstellung zurückzuführen, wobei sie jeweils mit dem Betätigungszapfen des Betätigungshebels zusammenarbeitet, welcher vorher am Kipphebel angeschlagen ist. bü

Der Verlauf der Kurvenbab" >st so, daß sie nach jeder Schaltung den Betätigun₆oncui.i in eine Bereitschaftsstellung zurückführt, aus der heraus bei einer erneuten Betätigung der andere Betätigungszapfen mit Gewißheit in den Bereich der zugehörigen Führungsbahn fa5 gelangt.

Wie sich aus der Zeichnung feststellen läßt, bildet die Rückführungsbahn 7 die Verbindung zwischen den beiden Führungsbahnen 5a und 56, die mit dciü e'nen oder anderen Betätigungszapfen des Betätigungshebels wechselweise zusammenarbeiten.

Der Kipphebel 1 sitzt drehbar auf einer ortsfesten Drehachse 8. Seine Schwenkbewegungen werden durch zw»i Drahtfedern 9a und 9b geführt, die so angeordnet sind, daß sie den Kipphebel in den beiden Endstellungen la und 16 festhalten, wie es in Fig.2 in gestrichelten und ausgezogenen Linien angegeben ist Diese beiden Positionen des Kipphebels liegen symmetrisch zu der Achse X-Y(Fig.5).

Die beiden Drahtfedern 9a und 96 können sich ihrerseits verschwenken zwischen zwei zueinander symmetrischen Positionen. Auch diese beiden Stellungen sind in Fig.2 in gestrichelten und ausgezogenen Linien angegeben.

Die beiden Drahtfedern 9a und 96 sind aus Metalldraht zur U-Form gebogen, wie es Fig.3 zeigt. Der eine Schenkel 10 dieser Federn greift dann in einen Schlitz 11 auf der entsprechenden Seite des Kipphebels

1 ein. Auf der entgegengesetzten Seite 12 der Feder ruht diese in einer Kerbe 13 eines Widerlagers 14 oder an einem anderen festen Teil der Vorrichtung.

Außerdem ist eine weitere Feder 15 vorgesehen, die den Kipphebe¹ 1 in der einen oder anderen Stellung la und 16 festhält. Diese Feder 15 ist vorzugsweise eine Torsionsfeder, die aus einem Metalldraht gebildet ist, der mit seinem mittleren Teil in mehreren Windungen um die Drehachse 8 herumgewickelt ist.

Die Enden 15a und 156 dieser Feder 15 bilden gemäß F i g. 2 ein V und legen sich auf den entsprechenden Teil der Kurbel 9a oder 96 auf, wodurch diese in den Endstellungen gesichert werden.

Der Kipphebel 1 ist in der üblichen Weise mit den einen oder anderen beweglichen Kontakt verbunden, den es zu verstellen gilt. Diese Verbindung zwischen Kipphebel 1 und beweglichem Kontakt kann in jeder geeigneten Weise erfolgen. Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel 1 ist die Einrichtung mit den beweglichen Kontakten 19 ausgestattet, die die Verbindung zwischen den beiden ortsfesten Kontakten 20 herstellen sollen. Die beweglichen Kontakte sitzen auf einem Schieber 21, der seinerseits durch den Kipphebel 1 bewegt wird. Zu diesem Zweck trägt der Kipphebel einen Mitnehmer 22, der in eine entsprechende Aussparung 23 des Schiebers 21 eingreift.

Die Arbeitsweise des gezeigten Stromstoßschalters ist folgende:

Nachdem der Betätigungshebel 2 den Kipphebel 1 in eine bestimmte Stellung gezogen hat, wobei der Betätigungszapfen 46 mit der Führungsbahn 56 in Eingriff gekommen ist, gleitet der Betätigungshebel 2 mit seinem Betätigungszapfen 3 in den Schienen 18 in Richtung des Pfeiles Fl (Fig.4) in seine Ruhestellung bzw. Bereitschaftsstellung 36 zurück. Bei dieser Bewegung läuft der Betätigungszapfen 46 am Ende des Betätigungshebels 2 an der Rückführungsbahn 7 entlang. Diese ist gegenüber der Verschieberichtung des Betätigungshebels geneigt, so daß der Betätigungshebel

2 um ein geringes Maß aus der gestrichelt eingezeichneten Betätigungsendstellung 2a (Fig.4) in die in ausgezogenen Linien angegebene Ruhe- oder Bereitschaftsstellung 26 schwenkt. Sobald der Betätigungshebel 2 in die in F i g. 4 eingezeichnete Lage kommt, ist die Ruhe- bzw. Bereitschaftsstellung gegeben.

In dieser Bereitschaftsstellung befindet sich der Betätigungszapfen 4a, der vorher mit dem Kipphebel nicht zusammengetroffen ist, gegenüber der Führungs-

bahn 5a. Er ist damit in der richtigen Position, um bei einer erneuten Betätigung mit dieser zusammenzutreffen.

Wenn anschließend der Betätigungshebel 2 bei einer erneuten Betätigung in Richtung des Pfeiles F2 (F i g. 5) bewegt wird, so trifft der Betäligungszapfen 4a auf die Führungsbahn 5a und schwenkt den Kipphebel 1 um seine Lagerung in die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung 1 a, gemäß F i g. 5. Am Ende dieser Betätigungsbewegung hat der Betätigungshebel 2 die Stellung 2c, wobei bei dieser Bewegung der Betätigungszapfen 4ö wirkungslos bleibt, also nicht in Eingriff mit der Führungsbahn kommt.

Wenn die eben beschriebene Umschaltung des Kipphebeis ! ausgeführt ist, läuft der Betätigungshebe! 2 mit seinem Betätigungszapfen 3 in den Schienen 18 wieder im Sinne des Pfeiles F\ nach vorn bis in die Ruhe- oder Bereitschaftsstellung 3b. Bei dieser Rücklaufbewegung trifft der Betätigungszapfen 4a gegen die Rückführungsbahn 7. Er läuft an dieser ab und schwenkt den Betätigungshebel 2 um sein Schwenklager 3 aus der Stellung 2cin eine neue Stellung 2d.

In der Stellung 2d liegt der Betätigungszapfen 4b gegenüber der entsprechenden Führungsbahn 5b des Kipphebels, so daß die Bereitschaftsstellung für eine erneute Schaltung gegeben ist. Bei dieser Rück- und Schwenkbewegung des Betätigungshebels 2 wird der Kipphebel durch den Betätigungszapfen 4a in seiner Lage nicht beeinflußt. Er bleibt vielmehr unbeweglich während des gesamten Rücklaufs des Betätigungshebels 2 in die Ruhe- bzw. Bereitschaftsstellung.

Bei der folgenden Schaltung und einer erneuten Zugbewegung des Betätigungshebels 2 im Sinne des Pfeiles F2 trifft schließlich der Betäligungszapfen 4b auf die Führungsbahn 5Zj, dabei wird der Kipphebel umgekippt und in die Stellung 1 b; die in F i g. 4 in vollerv Linien gezeigt ist, verschwenkt. Am Ende seiner Bewegung nimmt schließlich der Betätigungshebel 2 wieder seine Stellung 2a, wie vorher beschrieben, ein.

Dank der Anordnung der Führungsbahnen und der Betätigungszapfen ergibt sich bei jeder Schaltung eine bestimmte vorgeschriebene Bewegung. Da die Betätigungszapfen 4a und 4b etwa in senkrechter Richtung zu der Verschieberichtung des ichwenklagers 3 des Betätigungshebels 2, die die Drehachse & des Kipphebels 1 schneidet und gegenseitig versetzt zu dieser Richtung angeordnet sind, ergibt sich infolge der Vergrößerung des Hebelarms um die Drehachse 8 eine geringere erforderliche Betätigungskraft, um bei gleich- ^r> großem Drehmoment den Kipphebel 1 zu verschwenken.

Wie die Figuren zeigen, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Betätigungshebel 2 C-förmig gekrümmt. Damit ergibt sich eine Aussparung an dem

ίο Betätigungshebel 2, die nützlich ist, um die Achse des Rotors 17 des Elektromagneten A hindurchfassen zu lassen und beidendig zu lagern.

Der Betätigungshebel 2 des Stromstoßschalters kann auch eine Druckstange sein. Fig.6 zeigt eine Ausfüh-

H rungsform, bei welcher der Kipphebel in der Stellung Ie Anwendung findet und durch den Betätigungshebel 2e verschwenkt wird. Der Kipphebel hat im wesentlichen die gleiche Ausführungsform wie vorher beschrieben. Diese Anordnung unterscheidet sich von der vorgehenden nur dadurch, daß der Kipphebel 1 in anderer Lage montiert ist. Dabei sitzt das Schwenklager 3e auf der anderen Seite des Betätigungshebels, der seinerseits auf der der Rückführungsbahn 7 abgekehrten Seite angeordnet ist

Wie vorher beschrieben, trägt das freie Ende des als Druckstange ausgebildeten Betätigungshebels 2e wiederum zwei Betätigungszapferv 4a und 4b, die mit den Führungsbahnen 5a und 5b am Kipphebel zusammenarbeiten. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß hierbei jeder der Betätigungszapfen im Gegensatz zu vorher, auf-die entsprechende Gegenfläche aufstößt und den Kipphebel in seine andere Stellung drückt. Nichtsdestoweniger ist die Funktion analog. Es ist dieselbe Charakteristik gegeben wie vorher. Bei der Rückkehr des Betätigungshebels 2 in seine Ruhelage bewirkt die bogenförmige Rückführungsbahn 7 des Kipphebels über die Betätigungszapfen 4a und 4b ein seitliches Verschwenken des Betätigungshebels 2, wodurch die Betätigungszapfen 4a, 4b jeweils in die richtige Lage gegenüber den Führungsbahnen 5a oder Sirgebracht werden.

Der Betätigungshebel führt je nach-seiner Anordnung Stoß- oder Zugbewegungen und gleichzeitig seitliche Verschwenkungen aus, was gestattet, den baulichen Aufwandder Vorrichtung erheblieh zu.reduzieren.

Hterai 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stomstoßschalter mit einem über einen Kipphebel bewegbaren Schaltkontakt und einem zur Betätigung des Kipphebels über einen Elektromagneten gesteuerten, verschiebbar und schwenkbar gelagerten Betätigungshebel, der an seinem dem Kipphebel zugekehrten Ende zwei Betätigungszapfen trägt, die mit zwei Führungsbahnen und einer Rückführungsbahn am Kipphebel derart in Wirkverbindung treten, daß bei Rückkehr des Betätigungshebels Ln seine Ruhestellung dieser in eine Bereitschaftsstellung verschwenkt wird, aus der bei erneuter Betätigung des Schalters die Führungsbahn betätigungszapfenseitig beaufschlagt wird, die beim vorherigen Schaltvorgang nicht beaufschlagt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden .Betätigungszapfen (4a, 4b) ar.i Betätigungshebel (2) etwa in senkrechter Richtung zu der Verschieberichtung des Schwenklagers (3) des Betätigungshebels (2), die die Drehachse (8) des Kipphebels (1) schneidet, und gegenseitig versetzt in dieser Richtung angeordnet sind.

2. Stromstoßschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungszapfen (4a, 4b) und das Schwenklager (3) auf dem Betätigungshebel (2) in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind.

3. Stromsloßschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsbahnen (5a, 5b) und die Rückführungsbahn (7) eine geschlossene Kurvenbahn bilden, mit der die beiden Betätigungszapfen (4a, 4b) jeweils abwechselnd zum Zwecke des Schaltens und Rückführens in Wirkverbindung treten.

4. Stromstoßschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kipphebel (1) vorgesehene Rückführbahn (7) symmetrisch bogenförmig ausgebildet ist, an deren beiden Enden ebenfalls symmetrisch die Führungsbahnen (5c. 5b) durch die innere Begrenzung von Nasen (6a, eingebildet sind.

5. Stromstoßschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (2) zwischen seinem Schwenklager (3) und den Betätigungszapfen (4a, 4b) eine Aussparung, beispielsweise aufgrund C-förmiger Gestalt, aufweist.