DE2457339A1

DE2457339A1 - Elektrischer haupttrennschalter

Info

Publication number: DE2457339A1
Application number: DE19742457339
Authority: DE
Inventors: Joseph Douglas Kinnear
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-12-04
Publication date: 1975-06-12
Also published as: US3944847A; CA1011437A; GB1486937A; DE2457339B2; FR2254103A1; JPS5090962A; FR2254103B1; JPS5511259B2; DE2457339C3; IT1023408B

Description

Psion tnnvvä' ι.".!
Dipl. Ing. H. Rauck Dipl. Phys. W. Schmitz Dipt. Ing. E. Graalfs Dipl. Ing. W. Wehnert Dipl. Phys. W. Carstens ΰ München 2
Mozartstr. 23

Joseph Douglas Kinnear

5631 South 6th Avenue 26. November 1974

Countryside,111._rUSA Anwaltsakte M-3317

Elektrischer Haupttrennschalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Haupttrennschalter, insbesondere einen Sicherheitsschalter zur augenblicklichen Unterbrechung des Stromkreises einer batteriebetriebenen Einrichtung in Notfällen und dergleichen.

Obgleich der erfindungsgemäße Schalter für viele Anwendungen eingesetzt werden kann, ist er besonders nützlich in Verbindung mit batteriebetriebenen Fahrzeugen wie Elektrokarren, die in Fabriken und Lagerhäusern zum Transport und Stapeln von Lasten verwendet werden. Obwohl sich der Schalter auch hervorragend für andere batteriebetriebene Einrichtungen wie Freizeitfahrzeuge, Personal- j wagen, Hebezeuge, Hebebühnen für Arbeiter usw. eignet, wird die ! Erfindung im einzelnen vor allem an Hand eines batteriebetriebenen Elektrokarrens dargestellt und beschrieben, da dieser ein charakteristisches Beispiel für eine Anwendung bietet, für welche

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- 2 sich die Erfindung in hervorragender Weise eignet.

Batteriebetriebene Fahrzeuge dieser Art verwenden normalerweise Hauptstromkreise für die verschiedenen kraftbetriebenen Bauteile wie die Fahrräder, die Lenkeinrichtung, die Hebevorrichtung usw. sowie auch Steuerschaltungen zur wählweisen An- und Abschaltung der gewünschten Hauptstromkreise. Die Hauptstromkreise umfassen normalerweise einen oder mehrere Schaltschützen, welche die Hauptstromkreise in Abhängigkeit von der Beaufschlagung der verschiedenen handbetätigten Schalter im Steuerkreis öffnen und schließen. Bei der herkömmlichen elektrischen Schaltung eines solchen Fahrzeugs sind die Hauptstromkreise parallel zu den Steuerkreisen an die Batterie angeschlossen.

Viele Schwierigkeiten, die in Verbindung mit batteriebetriebenen Elektrokarren auftreten, entstehen aufgrund mangelnder sorgfältiger Wartung. Solche Elektrokarren werden häufig unter Bedingungen betrieben, bei welchen die elektrischen Steuerorgane dauernder Erschütterung sowie einer Umwelt ausgesetzt sind, in der Schmutz, Staub sowie zäher Fettschmutz vorherrschen.

Ebenso werden dfese Fahrzeuge häufig bei relativ niedriger Batteriespannung betrieben, wodurch ein relativ starker Strom erzeugt ' wird. Bei niedriger Batteriespannung oder wenn die Schaltschützen , schmutzig, mit Korrosionsnarben übersät oder verbrannt sind, verschweißen die Schaltschützen manchmal beim Schließen. Wenn dies erfolgt, bleiben die Hauptstromkreise über die verschweißten

! Schaltschützen weiterhin beaufschlagt, da sie parallel zu den

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Steuerkreisen geschaltet sind. Unter diesen Umständen können die Steuerkreise den Betrieb des Fahrzeugs selbst oder einer Hilfskraftanlage am Fahrzeug nicht mehr anhalten. Wenn daher die Schaltschützen im Hauptstromkreis für die Fahrräder mit einander verschweißen, dann bleibt über den geschlossenen Stromkreis die Stromversorgung für die Fahrräder ununterbrochen, selbst wenn die Handbedienorgane so betätigt werden," daß sie normalerweise das Fahrzeug anhalten würden. Solch ein Vorfall stellt offensichtlich eine gefährliche Situation dar, welche ernsthafte Verletzungen für die Bedienung und andere Personen sowie auch großen Schaden an Eigentum bewirken kann.

Solche Fahrzeuge sind selten mit einem zur Batterie in Reihe geschalteten Schalter ausgestattet, um die Stromversorgung der Hauptstromkreise rasch zu unterbrechen. Soweit solche Schalter überhaupt verwendet werden, werden sie in der ForWvon verhältnismäßig großen und kostspieligen Batterietrennschaltern eingesetzt, die auf dem Fahrzeug montiert sind, damit sie über Hebel oder sonstwie durch den Fahrer betätigt werden können. Außer ihren Kosten und ihrer Größe beruhen die Nachteile solcher Trennschalter auf der Tatsache, daß sie in einer Notsituation nicht leicht bedient werden können sowie darauf, daß bei ihrer Inbetriebnahme der verhältnismäßig starke Strom im Stromkreis zu einer erheblichen Lichtbogenbildung oder einem Überschlag führt, wenn die Schalterkontakte getrennt werden. Daher muß diese Art von Schaltern häufig ersetzt werden.

i Ferner sind diese auf herkömmliche Weise eingesetzten Trennschal- '

ter so ausgelegt, daß sie leicht zum Wiederanschluß der Batterie

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an den Hauptstromkreis des Fahrzeugs verwandt werden können, selbst wenn die Funktionsstörung, welche das ursprüngliche öffnen des Schalters bedingte, nicht beseitigt worden ist. Wenn ein solcher Schalter wieder geschlossen wird, ohne die Ursache der Funktionsstörung zu beseitigen, gelangt wieder Strom an die Hauptstromkreise ungeachtet des Schaltzustandes der Steuerschaltung, worauf sich wieder eine gefährliche Situation infolge eines möglichen Verschweißens der Schalterkontakte sowie des Mangels an allen Mitteln, den Strom für das Fahrzeug abzustellen, ergeben kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen elektrischen Haupttrennschalter zu schaffen, der die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile vermeidet. Der erfindungsgemäße elektrische Haupttrennschalter soll so ausgelegt sein, daß die Schalterkontakte beim öffnen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, wenn sie sich von einander trennen, wobei die Kontakte selbst so ausgelegt sind, daß sie nur eine minimale Lichtbogenbildung erzeugen, selbst wenn die Trennung unter hoher Gleichstrombelastung erfolgt. Ferner ist erfindungsgemäß ein Trennschalter mit einem Stromfühler vorgesehen, welcher verhindert, daß sich der Schalter unter Bedingungen schließt, die einen starken Stromfluß ergeben würden, wie er auftreten könnte, wenn die Schaltschützen in einem Hauptstromkreis verschweißen.

Im allgemeinen umfaßt der erfindungsgemäße Schalter ein erstes Paar von feststehenden Leitungen, die zwischen eine Batterie und den elektrischen Stromkreis einer batteriebetriebenen Einrich-

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tung geschaltet sind sowie ein zweites Paar von beweglichen elektrischen Leitungen, welche normalerweise den Stromkreis zwischen dem ersten Paar von Leitungen schließen und unter Federspannung stehen, um sich bei Freigabe eines mechanischen Verriegelungsgliedes zu öffnen. Die Leitungen oder Leiter sind röhrenförmig, und der Schalter besitzt tulpenförmige Kabelkupplungen von spezieller Konstruktion, um den Stromkreis zwischen den Leitungen und den Kontakten zu schließen und zu öffnen. Außerdem ist der Schalter mit einer solenoidbetätigten Vorrichtung bestückt, welche verhindert, daß er unter Bedingungen geschlossen wird, welche einen starken Stromfluß ergeben würden.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert,- Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt mit einzelnen abgehobenen Teilen des erfindungsgemäßen elektrischen Haupttrennschalters;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die mechanische Verriegelung längs der Linie 2-2 der Fig. 3;

Fig. 3 eine Teilansicht im Seitenriß der mechanischen Verriegelung;

Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch den Schalter längs der

Linie 4-4 der Fig. 1; I

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- 6 Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 einen Teilquerschnitt ähnlich der Fig. 4, wobei der Schalter geöffnet ist;

Fig. 7 eine Teilstirnansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 4;

Fig. 8 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab des mit dem Kennzeichen 8 versehenen kreisförmig umrandeten Teils der Fig. 4;

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 6;

Fig. IO einen Schnitt längs der Linie 10-10 der Fig. 9, wobei der Verriegelungshebel in eine Stellung gefahren ist, welche ein Schließen des Schalters verhindert;

Fig. 11 einen vereinfachten Stromlaufplan eines Elektrokarrens mit dem erfindungsgemäßen Haupttrennschalter.

In den Zeichnungen bedeutet das Kennzeichen 10 das Gehäuse des Schalters. Im Gehäuse 10 ist der aus elektrischem Isolierwerkstoff bestehende, im allgemeinen hohle Trägerblock 14 mit den Bolzen 12 befestigt. Die beiden Kupferhülsen 16 sind in geeigneter Weise fest im Trägerblock 14 montiert. Die beiden Kupferhülsen 16 sind parallel zueinander angeordnet uid können an einem Ende durch entsprechende Verbindungs- oder Steckverbinderelemente 18 mit den elektrischen Kabeln 20, 22 verbunden werden.

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Im Falle eines Elektrokarrens würde eines dieser Kabel an eine Batterieklemme und das andere an die elektrische Anlage des Fahrzeugs geführt. Das andere Ende 24 der beiden Hülsen 16 ist nach außen aufgeweitet. Das aufgeweitete Ende 24 der beiden Hülsen 16 ist zur Aufnahme einer tulpenförmigen Kabelkupplung 26 bestimmt. Konstruktion und Arbeitsweise der tulpenförmigen Kabelkupplung ist in meiner mit^anhängigen Patentanmeldung Nr. 245 138 vom 18. April 1972 bekannt gemacht.

Jede tulpenförmige Kabelkupplung 26 umfaßt eine Anzahl von "Blumenblättern" 28 von gleicher Form und Größe, die am umfang der Hülse 16 in einer entsprechenden Vertiefung 27 des Blocks 14 angeordnet sind. Die "Blumenblätter" 28 sind an ihren entgegengesetzten Enden 30 nach außen gebogen, wobei die nach außen gebogenen Teile Lagersitze für die Spiralzugfedern 32 bilden, welche die "Blumenblätter" umschließen um bestrebt sind, diese in einer über den Umfang her zusammengezogenen Lage zu halten. Der axial ausgerichtete Mittelteil 34 eines jeden "Blumenblattes" 28 ist nach außen gebogen, um den nach außen aufgeweiteten Teil 24 der Hülse 16 aufzunehmen und zu verhindern, daß die · tulpenförmigen Kabelkupplungen axial von der Hülse 16 abgezogen werden können. Wie in meiner vorerwähnten mit^anhängigen Patentanmeldung bekannt gemacht und in Fig. 8 gezeigt ist, besitzt der nach außen gebogene Teil 30 eines jeden "Blumenblattes" 28 seinerseits den freien End-* teil 36, der dünner ist als der Kurventeil 30. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, ist jedes "Blumenblatt" 28 im Querschnitt auf einen ! Radius gekurvt, der kleiner ist als der der Hülse 16, so daß jedes "Blumenblatt" mit seinem Kurventeil 3O an zwei Punkten mit der

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Hülse 16 Kontakt macht. Die Vertiefungen 27 besitzen je eine ringförmige ebene, auf der Koordinatenschleifmaschine geschliffene Fläche 37, auf welchen die Endteile 36 der "Blumenblätter" aufliegen, wenn die tulpenförmigen Kabelkupplungen wie in Fig. 6 nach oben verschoben werden.

Zwei zylinderförmige elektrisch isolierende Stifte 38 erstrecken sich mit einem Ende durch die konzentrischen Öffnungen 39 im Block 14 und ragen in die aufgeweiteten Enden der Hülsen 16 hinein, in die sie fein eingepaßt sind. Die entgegengesetzten Enden der Isolierstifte 38 sind mit den Schrauben 42 an der Wand 40 des Gehäuses 10 befestigt. Zwei weitere Kupferhülsen 44 sind am Kreuzkopflager 46 befestigt, und die Stifte 38 sind in ihnen im engen Gleitsitz geführt. Das Kreuzkopflager 46 ist vorzugsweise als starre U-förmige Winkelstütze aus Kupfer oder dergleichen ausgebildet, welche die beiden Hülsen 44 elektrisch miteinander verbindet. Der aus Isoliermaterial bestehende Druckknopf 48 besitzt einen hohlen zylinderformigen Schaft 50, der sich durch eine Öffnung 52 in der Wand 40 des Gehäuses 10 erstreckt. Im Schaft 50 ist die metallene Gewindemuffe 54 angeordnet. Die Muffe 54 ist durch Preßsitz, Silberschlaglot usw. am Kreuzkopflager 46 befestigt. Der in der Muffe 54 gleitbar angeordnete Tauchkolben 56 wird durch die verhältnismäßig schwere Druckfeder 58 in eine Richtung vorgespannt, die von der Muffe nach außen verläuft. Die Feder 58 drückt den Tauchkolben 56 so; daß dessen unteres Ende auf dem Kopf der Schraube 60 aufliegt, die sich auf der Oberfläche des Trägerblocks 14 befindet.

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Fig. 6 zeigt den geöffneten Schalter, wobei die unteren Enden der Hülsen 44 von den tulpenförmigen Kabelkupplnngen 26 durch einen Abstand räumlich getrennt sind. Am freien unteren Ende der beiden Hülsen 44 ist vorzugsweise ein Ring 62 aus einem elektrisch leitenden Werkstoff montiert, der verhältnismäßig hart ist und der Lichtbogenbildung zu widerstehen bestrebt ist. Die Ringe 62 bestehen vorzugsweise aus Legierungen wie Kupfer- Wolfram oder Beryllium-Kupfer. Die Ringe 62 bestehen vorzugsweise aus einem Material, dessen elektrischer Widerstand größer ist als der der Hülsen 44.

Fig. 4 zeigt den geschlossenen Schalter, wobei die Feder 58 zusammengedrückt und der Druckknopf 48 niedergedrückt ist. Wenn der Schalter geschlossen ist, ragen die Vorderenden der Hülsen 44 durch die öffnungen 39 hindurch und greifen teleskopartig in die tulpenförmigen Kabelkupplungen ein. Es sei bemerkt, daß die ausgebogenen Enden 30 der "Blumenblätter" 28 der tulpenförmigen Kabelkupplungen mit den Hülsen 44 jenseits der Lichtbogenunterdrückungsringe 62 Kontakt machen. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Zustand der Schalterbauteile sind die Hülsen 44 und das Kreuzkopflager 46 mit den Hülsen 16 und damit auch mit den Kabeln 20 und 22 in Reihe geschaltet.

In Fig. 1 ist eine ü-förmige Verriegelungsfeder 64 in einer geeigneten Vertiefung im Trägerblock 14 angeordnet; die Verriegelungsfeder 64 ist mit den im allgemeinen waagrecht verlaufenden Ober- und Unterschenkeln 66 und 68 versehen. Im Oberschenkel 66 der Feder 64 ist eine öffnung 70 ausgeformt. Ein am Kreuz-

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kopflager 46 befestigter Schnappstift 72 ragt vom Kreuzkopflager aus senkrecht nach unten und besitzt ein kegelförmiges Unterende 74. Ferner besitzt der Stift 72 auch eine zwischen dem kegelförmigen Ende 74 und dem Kreuzkopflager 46 angeordnete Ringnut. Der Durchmesser der öffnung 70 im Oberschenkel 66 der Feder 64 ist etwas größer als der des Stiftes 72. Die Feder 64 ist jedoch so ausgeformt, daß die Öffnung 70 im ungespannten Zustand gegenüber der Achse des Stiftes 72 leicht unmittig ist. Wenn das Kreuzkopflager 46 um eine bestimmte Strecke nach unten bewegt wird, greift das kegelförmige Ende 74 des Stiftes.72 in die öffnung 70 ein und biegt die Feder 64 durch, so daß ihr Oberschenkel 66 in waagerechter Richtung nach innen und von der Seitenwand 78 des Gehäuses 10 hinweg verschoben wird.Wenn das Kreuzkopflager weiter nach unten bewegt wird, wird eine Stellung erreicht, in welcher der Oberschenkel 66 der Feder 60 mit der Nut 76 fluchtet, wodurch die Spannung der Feder 6 4 gelöst wird, damit die Kante der öffnung 70 mit der Nut 76 in Eingriff kommen kann und damit das Kreuzkopflager in der unteren Stellung gegen den Druck der Feder 58 verriegeln kann. Wenn sich das Kreuzkopflager 46 in der unteren verriegelten Stellung befindet, ist der Schalter geschlossen, d. h. die Hülsen 44 sind teleskopartig in die tulpenförmigen Kabelkupplungen 26 eingefahren (Fig. 4).

Die Verriegelungsfeder 64 kann durch einen an der Wand 78 des Gehäuses 10 gleitbar angeordneten Stift 80 gelöst werden, an dessen Außenende ein Druckknopf 82 angebracht ist. Die Druckfeder 84 drückt den Knopf 82 nach außen bis in eine Stellung, die durch den Eingriff eines Flansches 86 am Stift 80 mit der Innenseite

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der Wand 78 begrenzt wird. Wenn der Knopf 82 nach innen zur Wand 78 hin gedrückt wird, kommt das Innenende des Stiftes 80 mit der Feder 64 in Eingriff und verschiebt den Oberschenkel 66 der Feder in waagerechter Richtung bis zu einer Stellung, in welcher sich die öffnung 70 von der Nut 76 löst, wodurch das gesamte Kreuzkopflageraggregat unter der Spannung der Feder 58 nach oben bewegt wird. Die Aufwärtsbewegung des Kreuzkopflagers wird durch eine Gummidämpfungsscheibe 87 an der Innenseite der Oberwand 40 des Gehäuses begrenzt.

In der Stellung der Fig. 6 könnte die Bezeichnung AUS an geeigneter Stelle am Unterende des Schaftes 50 angebracht werden, um den Schaltzustand des Schalters durch Sichtanzeige kenntlich zu machen. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, dann wird diese Bezeichnung durch die Wand 40 des Gehäuses 10 verdeckt.

Die Feder 58 ist vorzugsweise eine verhältnismäßig starke Feder. Es sei bemerkt, daß die gerundeten Enden 30 der tulpenförmige Kabe!kupplungen 26 mit den Hülsen 44 oberhalb deren Unterenden in Eingriff stehen, wenn der Schalter geschlossen ist, wie in den Fign. 1 und 4 gezeigt. Die Zeichnungen (Fign. 1, 4 und 8) zeigen, daß die äußersten Endteile der Hülsen 44 (d.h., die freien Enden der Ringe 62) axial um die axialen Mittelteile der tulpenförmigen Kabelkupplungen 26 angeordnet sind. Somit müssen sich das Kreuzkopflager 46 und die Muffen 44 um einen bestimmten Weg aufwärts bewegen, ehe die Reihenschaltung zwischen den Kabeln 20, \ 22 und den Hülsen 44 unterbrochen wird. Da die Feder 58 verhältnismäßig stark ist und da das Kreuzkopflager eine relativ geringe

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Masse besitzt, folgt daraus, daß sich die Hülsen 44 mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit aufwärts bewegen, wenn der Stromkreis geöffnet wird. Dadurch wird die Lichtbogenbildung auf ein Minimum herabgesetzt. Ferner wird die Lichtbogenbildung auch auf Grund der Ausformung der "Blumenblätter" 28 sowie durch die Ringe oder Spitzen 62 an den freien Enden der Muffe 44 weitgehend verringert.

Wie bereits erwähnt und in Fig. 7 dargestellt ist, ist jedes "Blumenblatt" im Querschnitt durchgebogen, so daß sich jeweils zwei Kontaktpunkte mit der Außenfläche der Hülsen 44 ergeben. Wenn somit, wie die Zeichnungen zeigen, jede tulpenförmige Kabelkupplung sechs "Blumenblätter" besitzt und diese genau axial gegenüber den Enden der Hülsen 44 angeordnet sind, dann wird der Stromkreis an zwölf Einzelpunkten bei jeder Kabelkupplung unterbrochen, d.h. es sind insgesamt 24 Punkte an beiden Hülsen 44 für die Stromkreisunterbrechung vorhanden, wenn die Hülsen 44 aufwärts bewegt werden und keinen Kontakt mit den "Blumenblättern" mehr haben. Es ist offensichtlich, daß die Lichtbogenbildung erheblich verringert wird, wenn der Stromkreis gleichzeitig an 24 Punkten anstatt an nur einem geöffnet wird.wenn sich die Hülsen 44 nach oben bewegen, fluchten die freien Endteile 36 aller "Blumenblätter" 28 in derselben Axialebene aufgrund ihres Aufliegens auf den mit Koordinatenschleifmaschine geschliffenen ebenen Flächen 37 der Vertiefungen 27. Dies gewährleistet ein gleichzeitiges Unterbrechen des Stromkreises an allen "Blumenblättern". Da außerdem die Ringe 62 vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einem höheren Widerstand als die Kupferhülsen 44 be-

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stehen, folgt daraus, daß der Stromfluß durch den Schalter bei einer Aufwärtsbewegung der Hülsen verringert wird, weil die gerundeten Endteile 30 der "Blumenblätter" mit den Ringen 62 in Eingriff stehen, so daß bei einer vollständigen Trennung nur eine geringe Lichtbogenbildung auftreten kann, da im Moment der Trennung der Strom einen kleineren Wert hat. Somit tritt bei geöffnetem Schalter nur eine minimale Lichtbogenbildung auf, da sich die Hülsen 44 mit hoher Geschwindigkeit bewegen, der Strom einen verringerten Wert besitzt und der Stromkreis gleichzeitig an einer verhältnismäßig hohen Anzahl von Kontaktpunkten unterbrochen wird.

Fig. 11 zeigt den vereinfachten Stromlaufplan der elektrischen Schaltung eines Elektrokarrens insoweit sie ein anderes wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Schalters aufweist.Im Schaltbild der Fig. 11 ist die Batterie für die Versorgungsspannung des Fahrzeugs mit 88 und der vorstehend beschriebene Schalter mit 90 bezeichnet. Die Batteriesteckverbinder tragen das Kennzeichen 92. Eines der beiden in Fig. 4 gezeigten Kabel 20, 22 ist an die Batterie angeschlossen und das andere an die Hauptstrom- und Steuerkreise des Fahrzeugs. In der in Fig. 11 dargestellten elektrischen Anlage sind drei Hauptstromkreise gezeigt, nämlich der Hauptstromkreis 94 für den Fahrmotor, der Hauptstromkreis 96 für die Fahrzeugsteuerung und der Hauptstromkreis 98 für die Stapeloder Hebeeinrichtung. Ferner umfaßt die elektrische Anlage auch den Steuerkreis 100, der zur Batterie mit den Hauptstromkreisen parallel geschaltet ist. Der Steuerkreis 100 umfaßt die herkömmlichen in Fig. 11 gezeigten Zünd-,Todmansitz-,Brems- und Be- j

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schleunigungsschalter sowie die von Hand zu bedienende Richtungs-

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Steuerung 102 zum Schließen des Stromkreises zwischen den Vorwärt sk on takten 104 und den Rückwärtskontakten 106. Wenn die Kontakte 104 und 106 geschlossen sind, beaufschlagen sie jeweils die Magnetspulen 108 und 110, welche ihrerseits die Schaltschützen und 114 im Hauptstromkreis 94 sdiLießen. Ein siliziumgesteuerter Gleichrichterregler / im Hauptstromkreis 194 arbeitet nur, wenn den Fahrmotor 118 nicht auf voller Fahrt läuft. Wenn der Fahrmotor mit voller Fahrt läuft, dann schließt der Hauptschütz 120, und der siliziumgesteuerte Gleichrichterregler 116 übt keine Regelfunktion mehr aus. ■

Wie üblich enthält der Hauptstromkreis 94 auch eine Sicherung 122, die im Falle eines Elektrokarrens einen Nennlastwert in der Größenordnung von 35OA aufweisen kann (der etwas größer ist als der Wert des Stroms für den Fahrmotor bei Vollast). Auch der Steuerkreis 96 umfaßt einen Schützen 124, der für die Kraftsteuerung des Fahrzeugs geschlossen wird, und der Hauptstromkreis 98 für die Hebeoder Stapelvorrichtung ist ebenfalls mit einem Schützen 126 bestückt, der von Hand geschlossen wird, wenn die Hebevorrichtung in Betrieb genommen werden soll. Mit Ausnahme des Schalters 90 ist die in Fig. 11 gezeigte Anordnung mehr oder weniger herkömmlicher Art.

Bei dieser Anordnung sind die Hauptstromkreise 94, 96, 98 zur Batterie parallel mit dem Steuerkreis 100 geschaltet. Wenn daher ein Schaltschütz in einem dieser Hauptstromkreise verschweißen sollte, dann bleibt eine Betätigung der Steuerschalter im Steuerkreis 100 für die Abschaltung der Stromversorgung des Hauptstrom-

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kreises mit dem verschweißten Schaltschütz unwirksam. Wird jedoch nach Fig. 11 der Schalter 90 in den Stromkreis eingeschaltet dann wird der Druckknopf 82 beim Auftreten des Verschweißens eines Schaltschützen niedergedrückt, um augenblicklich die Stromversorgung für alle Stromkreise des Fahrzeugs abzuschalten.

Wenn die elektrische Anlage im Falle einer solchen Funktionsstörung· nicht bedient wird, um diese Funktionsstörung zu beheben und der Schalter 90 wieder geschlossen wird, dann würde wieder Strom an den HauptStromkreis mit dem verschweißten Schaltschützen gelangen und es würde wieder eine gefährliche Situation entstehen. Um dies zu vermeiden, ist der erfindungsgemäße Schalter mit einer Vorrichtung-versehen, die verhindert, daß er wieder geschlossen werden kann, ehe die Funktionsstörung behoben ist. Diese Vorrichtung ist ein Solenoid oder eine Magnetspule 128, die nach Fig. 1 am Trägerblock 14 montiert ist. Die entgegengesetzten Enden der Solenoidspule 128 sind über die Leitungen 130, 132 an die beiden Kabel 20, 22 angeschlossen (Fign. 1 und 4). Der Tauchkolben oder Anker 134 des Solenoids 128 ist durch die leichte Zugfeder 136 in einer Richtung vorgespannt, die von der Spule aus nach außen verläuft. Das äußere Ende des Tauchkolbens 134 ist mit einem Ende eines Hebels 138 drehbar verbunden, der zwischen seinen Enden auf dem Trägerblock 14 drehbar befestigt ist, beispielsweise durch die Schraube 140. Das entgegengesetzte Ende ^; 142 des Hebels 138 ist so ausgelegt, daß bei einer Beaufschla- ί

gung des Solenoids 128 zum Zurückfahren des Tauchkolbens 134 ; gegen die Vorspannung der Feder 136 der Hebel um die Schraube iri Linksrichtung gedreht wird (s.Fig. 9), und zwar aus der durch

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ausgezogene Linien angegebene Stellung in die durch gestrichelte Linien angegebene Stellung, so daß er über der Öffnung 144 im Trägerblock 14 zu liegen kommt und diese versperrt; der Schnappstift 72 muß die Öffnung 144 durchlaufen, um die Hülsen 44 mit den tulpenförmigen Kabelkupplungen 26 in Eingriff zu bringen. Am Mittelteil des Hebels 138 ist eine Einkerbung 146 vorgesehen, um Platz für die Schraube 60 zu schaffen, gegen welche das untere Ende des Kolbens 56 durch die Feder 58 gedrückt wird.

Die Spule des Solenoids 128 ist hochohmig, so daß sie nur bei geöffnetem Schalter 90 beaufschlagt wird. Bei einer Batteriespannung von beispielsweise 36 V liegt der das Solenoid durchfließende Strom in der Größenordnung von 0,23 A, wenn der Schalter 90 geöffnet ist, und dies istfainreichend, um das Solenoid elektrisch zu schließen, jedoch nicht genügend, um eine der Kraftvorrichtungen in den HauptStromkreisen in Betrieb zu setzen. Bei geschlossenem Schalter 90 ist jedoch das Solenoid 128 zu der durch die Hülsen 44 und den Kreuzkopflager 46 gebildeten Leitung nebengeschlossen und in wirksamer Weise durch Kurzschluß auf den Stromkreis ausgeschaltet. Wenn daher einer der Schaltschützen in einem der Hauptstromkreise verschweißt, und die Bedienung kann den Betrieb der durch den gestörten HauptStromkreis gesteuerten Einrichtung nicht anhalten, dann drückt sie lediglich den Knopf 82 am Gehäuse 10 nieder, der, wie vorstehend erwähnt, die Verriegelungsfeder 64 außer Eingriff stefcetund bewirkt *, daß das Kreuzkopf lager 46 mit den daran befestigten Hülsen 44 unter der Wirkung der starken Spannung der Feder 58 nach oben gleitet und außer Eingriff mit den tulpenförmigen Kabelkupplungen 26 kommt. Wenn dies ge-

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schieht, wird der Stromkreis zwischen den Kabeln 20, 22 über das Solenoid 128 geschlossen, welches bewirkt, daß der Tauchkolben 134 zurückfährt und der Schwenkhebel 138 sich in die Stellung dreht, die in Fig. 9 durch die gestrichelten Linien angezeigt ist, wobei sein Ende 142 die Öffnung 144 im Trägerblock 14 versperrt und damit verhindert, daß der Schalter durch Niederdrücken des Knopfes 48 geschlossen werden kann. Wenn jedoch im Falle einer solchen Funktionsstörung der verschweißte Schaltschütz repariert oder ausgetauscht wird, schaltet dar parallel zum Solenoid 128 liegende Stromkreis ab, wodurch die Feder 136 den Schwenkhebel 138 in die Stellung zurückdreht, die in Fig. 9 in Vollstrichzeichnung dargestellt ist. Anschließend kann der Schalter geschlossen und in der geschlossenen Stellung einfach dadurch verriegelt werden, daß der Knopf 48 bis in eine Stellung herabgedrückt wird, in welcher die Nut 76 im Schnappstift 72 mit der Kante der Öffnung 70 im Oberschenkel 66 der Verriegelungsfeder 64 in Eingriff kommt.

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Claims

Patentansprüche

1.) Haupttrennschalter für ein batteriebetriebenes Fahrzeug mit einem Hauptstromkreis zur Weiterleitung des Stromes von einer Batterie an einen elektrisch betriebenen Motor für das Fahrzeug, wobei der Hauptstromkreis durch einen Schaltschützen abgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Hand bedienbarer Schalter (90) am Fahrzeug befestigt ist und zwei Leitungen (16,44) besitzt, von denen mindestens eine (44) bewsjlich ist, um mit der anderen Leitung (16) einen Stromkreis herzustellen und zu unterbrechen und dadurch die Batterie (88) vom Hauptstromkreis (94) zu trennen, ferner dadurch, daß eine Einrichtung (1.28,138) am Schalter (90) vorgesehen ist, um die Bewegung der beweglichen Leitung (44) in einer Richtung zu sperren, in welcher diese mit der anderen Leitung (16) einen Stromkreis herstellen würde, um durch den AnsdnLuß des Hauptstromkreises (94) an die Batterie (88) verhindern, sowie da-

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durch, daß die Sperrvorrichtung einen Stromfühler (128) sowie ein mit diesem in Wirkverbindung stehendes Sperrglied (138) umfaßt, daß das Sperrglied (138) die Bewegung der beweglichen Leitung (44) verhindert und damit die Kontaktgabe mit der anderen Leitung (16) , wenn es durch den Stromfühler (128) betätigt wird, ferner dadurch, daß die Batterie (88) und der Hauptstromkreis (94)· durch den Stromfühler (128) in Reihe geschaltet werden und daß dieser (128) in Abhängigkeit vom Fluß mindestens einer vorgegebenen Stromstärke das Sperrglied (138) betätigt, wodurch bei geöffnetem Schalter (90) und geschlossenem Schaltschützen (120) Strom von der Batterie (88) über den Stromfühler (128) zum Hauptstromkreis (94) fließt, um das Sperrglied (138) zu betätigen und dadurch ein Schließen des Schalters (90) zu verhindern.

2. HaupttrennschaJter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfühlef (128) parallel zum Schalter (90) geschaltet ist.

3. Haupttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der Stromfühler ein Solenoid (128) umfaßt.

4. Haupttrennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß!

i eine Feder (136) das Sperrglied (138) normalerweise in einer ' nicht—sperrenden Stellung verriegelt, so daß das Solenoid (128j) die Spannung der Feder (136) überwindet, wenn es beaufschlagt

wird. j

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5. Haupttrennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauelement (72) auf einem bestimmten Weg in Abhängigkeit von der Bewegung der beweglichen Leitung (44) in einer Richtung bewegt werden kann, welche es der beweglichen Leitung (44) gestattet mit der anderen Leitung (16) Kontakt herzustellen sowie dadurch, daß das Sperrglied (138) bei Betätigung durch den Stromfühler (128) in den Weg (144) des beweglichen Bauelements (72) geschwenlt wird, um die Bewegung dieses beweglichen Bauelements (72) zu blockieren.

6. Haupttrennschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß das bewegliche Bauelement einen Stift (72) umfaßt, der so angebracht ist, daß er sich mit der beweglichen Leitung (44) bewegt sowie dadurch, daß das Sperrglied einen Hebel (138) umfaßt, der drehbar auf dem Schalter (90) angebracht ist,um eine Bewegung des Stiftes (72) zu verhindern, wenn der Stromfühler (128) angeschaltet ist.

7. Haupttrennschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß das bewegliche Bauelement (72) Teil einer Verriegelungsvorrichtung (64) bildet, um die Leitungen (16,44) in der fcontaktgebenden Stellung zu verriegeln.

8. Haupttrennschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Leitung (44) durch eine Feder (58) vorgespannt ist, um in einer Richtung bewegt zu werden, in welcher sie von der anderen Leitung (16) getrennt wird sowie dadurch, daß ein von Hand bedienbares Organ (48) vorgesehen ist, um

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die Verriegelungseinrichtung (64) zu lösen, damit die Kontaktgabe zwischen den Leitungen (16,44) unterbrochen wird.

9. Elektrischer Haupttrennschalter,dadurch gekennzeichnet,daß ein erstes Paar von starren zylinderförmigen elektrischen Leitungen (16) parallel unbeweglich im Gehäuse (10) befestigt ist, daß am Ende jeder der beiden Leitungen (16) je eine am Umfang elastische biegsame Kabelkupplung (26) montiert ist, daß im Gehäuse (10) ein Kreuzkopflager (46) angebracht ist, das eine hin- und hergehende Bewegung längs einer zum ersten Leitungspaar (16) parallelen Achse vollzieht, ferner dadurch, daß ein zweites Paar von zylinderförmigen Leitungen (44) am Kreuzkopflager (46) parallel in einem Abstand zueinander befestigt ist, um mit den Kabelkupplungen (26) in Eingriff zu kommen, wenn das Kreuz kopf lager (46) auf/das erste Leitungspaar (16) hin bewegt wird, daß die beiden zweiten Leitungen (44) in Reihe geschaltet sind, so daß sie, wenn sie mit den Kabelkupplungen (26) in Eingriff kommen, eine Reihenschaltung mit dem ersten Leitungspaar (16) bilden, sodann dadurch, daß eine von Hand bedienbare Vorrichtung (48) vorgesehen ist, um das Kreuzkopflager (46) zum ersten Leitungspaar (16) hin zu fahren, damit das zweite Leitungspaar (44) mit den Kabelkupplungen (26) in Eingriff kommt, sodann dadurch, daß eine Vorrichtung (58) das Kreuzkopflager (46) von den Kabelkupplungen (26) hinwegzieht, um das zweite Leitungspaar (44) von den Kabe!kupplungen abzuziehen und schließlich dadurch, daß eine von Hand lösbare Verriegelungsvorrichtung (64) das Kreuzkopflager (46) in einer Stellung festhält, in der das

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zweite Leitungspaar (44) mit den Kabe!kupplungen (26) im Eingriff steht, jedoch, wenn sie gelöst ist, das Kreuzkopflager (46) mit Schnappwirkung in eine Stellung verschiebt, in welcher das zweite Leitungspaar (44) von den Kabelkupplungen (26) abgezogen wird.

10. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung (64) durch eine Feder (66,68) für den verriegelnden Eingriff mit dem Kreuzkopf lager (46) vorgespannt ist-.

11. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Gehäuse (10) eine von Hand bedienbare Vorrichtung (82) angebracht ist, um die Verriegelungsvorrichtung (64) zu lösen.

12. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (16) und zweite (44) Leitungspaar koaxial zueinander fluchten.

13. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelkupplungen je eine tulpenförmige Kabelkupplung (26) umfassen, die an den Enden des ersten Leitungspaares (16) angebracht sind.

14. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die tulpenförmigen Kabelkupplungen (26) eine Anzahl von nebeneinander am Umfang angeordneten "Blumenblättern" (28) umfassen, sowie dadurch, daß Federn (32) die -23-

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"Blumenblätter" (28) umschließen, um sie in einer über den Umfang zusammengedrückten Stellung zu halten.

15. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kreuzkopflager (46) gegenüberstehenden Enden (30) der "Blumenblätter" (28) radial nach außen aufgeweitet und genau in derselben Axialebene angeordnet sind, so daß alle "Blumenblätter" (28) im wesentlichen gleichzeitig die Kontaktgabe mit den beweglichen Leitungen (44) unterbrechen, wenn die Verriegelungsvorrichtung (64) «je*- löst wird.

16. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Leitungen (16,44) zylinderförmig sind, und daß die beweglichen Leitungen (44) einen nichtleitenden Stift (38) umfassen, der in sie in engem Gleitsitz eingepaßt ist, sowie dadurch, daß die nicht-leitenden Stifte (38) in die Leitungen (16) des ersten Paars mit Feinpassung hineinragen und im Gehäuse (10) parallel in einem Abstand zueinander befestigt sind, wodurch sie als Führung für die hin- und hergehende Bewegung des Kreuzkopflagers (46) dienen.

17. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (62) der beiden mit den Kabelkup'plungen (26) im Eingriff stehenden „beweglichen Leiter

(44) aus einem Werkstoff bestehen, dessen elektrische Leitfähigkeit wesentlich geringer ist als die der beweglichen

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- 24 Leitungen (44) und der der Lichtbogenbildung widersteht.

18. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 9 mit einer Vorrichtung, welche die Bewegung des Kreuzkopflagers in eine Stellung verhindert, in welcher die beweglichen Leitungen mit den Kabelkupplungen in Eingriff kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein zwischen zwei Stellungen bewegliches Glied (138) umfaßt,ferner dadurch, daß das Glied (138) in einer dieser Stellungen die Bewegung des Kreuzkopflagers (46) in eine stromkreisschließende Stellung sperrt sowie dadurch, daß die Vorrichtung zur Bewegung des Gliedes (138) einen zum ersten Leitungspaar (16) parallel geschalteten Stromfühler (128) umfaßt, der in Abhängigkeit von den ihn durchfließenden verhältnismäßig starken Strom das Glied (138) in die Sperrstellung für das Kreuzkopflager (46) verschiebt.

19. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied einen drehbar gelagerten Hebel (138) umfaßt.

20. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreuzkopflager (46) einen mit der Verriegelungsvorrichtung (64) und den Hebel (138) in Eingriff kommenden Schnappstift (72) umfaßt, wenn der Hebel (138) durch den Stromfühler (128) in eine Stellung gedreht wird, in welcher er in Bewegungsweg des Schnappstiftes (72) liegt, um den Eingriff zwischen dem Schnappstift (72) und der Verriegelungsvorrichtung (64) zu verhindern.

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21. Elektrischer Haupttrennschalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfühler ein Solenoid (128) mit einem beweglichen Anker (134) umfaßt, welcher mit dem Hebel (138) verbunden ist.

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