DE2648468C2 - Schaltgerät - Google Patents

Description

eine stromleitende Scheibe 16 aus Aluminium, welche an der Stirnseite des Stößels 30 befestigt ist und mit einer Spule 17 zusammenwirkt, durch welche kurzzeitig ein Stromimpuls über einen elektrischen Stromkreis, der von einem Kondensator 18 und einem Thyristor 19, die mit der Spule 17 in Reihe geschaltet sind, gespeist wird. Das als Stößel 30 ausgebildete treibende Element (Fig. 1) und das als Nutenträger M ausgebildete getriebene Element des Keilgetriebes 5 weisen aneinander anliegende abgeschrägte Abschnitte bzw. Flanken 32, 33 und 34, 35 und gerade Abschnitte bzw. Flanken

36, 37 und 3Γ, 39 sowohl auf der Seite der beweglichen Kontakte 3 als auch auf der Seite, die diesen Kontakten gegenüberliegt, auf.

Beim Zusammenwirken der abgeschrägten Abschnitte 34 und 35 erfolgt die Übertragung der Bewegung von dem Antrieb 4 an die Kontakte 3 für deren Trennung, und bei dem Zusammenwirken der abgeschrägten Abschnitte 32 und 33 erfolgt die Übertragung der Bewegung an die Kontakte 3 für deren Schließung mit den festen Kontakten 2 bei der Verstellung Jes Stößels 30. Beim Zusammenwirken der geraden Abschnitte 36 und 37 bzw. 38 und 39 erfolgt jeweils das Sperren der beweglichen Kontakte 3 in ihrer geschlossenen Stellung bzw. in ihrer geöffneten Stellung.

Im Gehäuse 6 des Keilgetriebes 5 befindet sich ein Kugelfeststeller 40 des Stößels 30. Der Feststeller 40 weist eine Kugel 41 auf, die auf einem federbelasteten Stift 42 befestigt ist und in Nuten 43 und 44 im Körper des Stößels eingreifen.

Das Schaltgerät, das abgeschrägte Abschnitte (Flanken) 32, 33, 34, 35 und gerade Abschnitte (Flanken) 36,

37, 38, 39 auf dem treibenden Element (Stößel) 30 und dem getriebenen Element (Nutenträger) 31 des Keilgetriebes 5 aufweist, kann mit verschiedenen Antrieben verwendet werden.

In Fig. 2 ist ein Schaltgerät dargestellt, bei dem der Antrieb 4 als Handantrieb ausgebildet ist. Der Handantrieb 4 ist als ein Hebel 45 mit Griff 46 und einer Kastenscheibe 47, die mit einem Feststeller mit Kugel 48 und Feder 49 zusammenwirkt ausgeführt. Der Hebel 45 ist gelenkig mittels Zugstange 50 mit dem treibenden Element (Stößel) 30 verbunden.

Ein Schaltgerät, welches neben dem Antrieb 4 einen Zusatzantrieb 51 aufweist, der zum betriebsmäßigen Einschalten des Gerätes dient und einen Elektromagneten 52 mit Anker 53 enthält, zeigt F i g. 3.

Das Schaltgerät nach Fig.4 hat eine Feder 54 zur Trennung der Kontakte 2 und 3, während der Antrieb 4 ein Elektromagnetantrieb mit Spule 55 und Anker 56 ist. Der Anker 56 ist mittels Zugstange 57 mit dem Stößel 30 verbunden.

Bei dem automatischen Schnellschalter nach Fig. 1 und 5 können die beweglichen Kontakte 3 sowohl in der »Ein«-Stellung (Fig. 1) als auch in der »Aus«-3tellung (F i g. 5) gesperrt werden.

In der »Ein«-Stellung (F i g. 1) stellt sich der Stößel 30 mit seinem geraden Abschnitt 36 hinter den geraden Abschnitt 37 des Nutenträgers 31 von der Streckenlänge 5 ein und sperrt die Kontakte 3 in der geschlossenen Stellung mit den Kontakten 2. Bei dem schnellwirkenden Schaltgerät soll diese Streckenlänge 5 möglichst klein sein. Es ist zweckmäßig, für eine genaue Stellung des Stößels 30 bezüglich der Zugstange 31 den Stößel in dieser Stellung mittels eines Kugelfeststellers 40 zu sichern.

Die Arbeitsweise des Schaltgerätes ist wie folgt:

Bei einem Auslösebefehl wird die Scheibe 16 des Antriebs 4 mit hoher Geschwindigkeit von der Spule 17 bewegt und verstellt den Stößel 30 in der Pfeilrichtung B (Fig. 1). Der Stößel 30, dessen abgeschrägter Abschnitt 34 mit dem abgeschrägten Abschnitt 3i> des Nutenträgers 31 zusammenwirkt, verstellt diesen und zusammen mit ihm auch die Kontakte 3, wodurch eine schnelle Öffnung des Schalters bewirkt wird. Nun stellt sich der Stößel 30 mit seinem geraden Abschnitt 38 hinter den geraden Abschnitt 39 des Nutenträgers 31 ein und Ό sperrt die Kontakte 3 in der getrennten Stellung (Fig.5). Die Kugel 41 des Feststellers 40 tritt in die Nut 44 im Stößel 30 ein und sichert ihn in dieser Stellung.

Zum Einschalten des Schalters, d. h. zum Schließen der Kontakte 3 und 2, wird auf den Stößel 30 in der Pfeilrichtung D mittels eines Zusatzantriebes eingewirkt (in F i g. 1 und 5 ist dieser Antrieb nicht dargestellt). Dabei wirkt der Stößel 30 mit seiner abgeschrägten Flanke 32 an die abgeschrägte Flanke 33 des Nutenträgers 31 ein, verstellt ihn und schließt dadurch die Kontakte 3 und 2. Bei seiner Weiterbewegung stellt sich der Stößel 30 mit seiner geraden Flanke 36 hinter die gerade Flanke 37 des Nutertträgers 31 um die Streckenlänge 5 und sperrt in dieser Stellung den Nutenträger 31 und die Kontakte 3 (F ig. 1). Die Kugel 41 des Feststellers 40 tritt in die Nut 43 im Stößel 30 ein und der Stößel 30 wird in dieser Stellung festgehalten, wobei die Scheibe 16 gegen die Spule 17 des Antriebes 4 gedruckt wird

Bei dem in Fig.2 dargestellten Scnaltgerät (hier 3» Trennschalter) ist ein Keilgetriebe 5 nach F i g. 1 verwendet, dessen Arbeitsweise sich von der bereits oben beschriebenen (F i g. 1 und 5) nicht unterscheidet. Jedoch wird hier der Stößel 30 sowohl in der Pfeilrichtung flals auch in der Pfeilrichtung Ddurch den Handantrieb 4 verstellt. Der Hebel 45 dieses Antriebs besitzt einen Griff 46, bei dessen Betätigung der Hebel 45 aus der »Aus«-Stellung (F i g. 2) in die »Ein«-Stellung geschwenkt wird (in Fig. 2 ist die »Ein«-Stellung des Hebels 45 und der Kontakte 3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet). Die Bewegung des Hebels 45 wird über die Zugstange 50 an den Stößel 30 des Keilgetriebes 5 übertragen. Die Feststellung des Hebels 45 und folglich auch des Stößels 30 wird mittels Kugel 48 des Kugelfeststellers vorgenommen. •*5 Das in Fig. 3 dargestellte Schaltgerät, hier ein automatischer Schnellschalter, arbeitet wie das bereits für F i g. 1 und F i g. 4 beschriebene, jedoch gibt es hier einen Zusatzantrieb 51 in Form eines Elektromagneten 52 mit Anker 53. Nach Ansprechen des Schalters, nachdem sich der Stößel 30 in der Pfeilrichtung B verschoben hat, und sich die Kontakte 3 und 2 getrennt haben, wird elektrischer Strom für eine neue Schließung der Kontakte 3 und 2 kurzzeitig in den Elektromagneten 52 gegeben. Dieser verschiebt seinen Anker 53 in die in F ig. 3 durch gestrichelte Linie angedeutete Stellung und verschiebt dadurch den Stößel 30 in der Pfeilrichtung D in die in Fig.3 angedeutete Stellung, wobei die Kontakte 3 mit den Kontakten 2 schließen. In dieser Stellung wird das Schaltgerät gesperrt. to Das in F i g. 4 dargestellte Schaltgerät mi'. Keilgetriebe 5 nach F i g. 1 weist ein anderes Kontaktsystem 1 auf. Bei Stromzuführung in die Spule 55 des Antriebs 4 wird der Anker 56 angezogen, und durch den Antrieb 4 wird der Stößel 30 über die Zugstange 57 in der Pfeilrichtung υ5 B verstellt, wobei die Stange 11 mittels des Nutenträgers 31 die beweglichen Kontakte 3 gegen die Kraft der Feder 12 soweit verstellt, bis die beweglichen Kontakte 3 mit den festen Kontakten 2 schließen. Die Feder 54 ist

bestrebt, den Stößel 30 in der l'feilrichtimg I) /u verschieben und dadurch die Kontakte J und 2 /u trennen, dies verhindert jedoch der Antrieb 4, der den Anker 56 und über das Keilgetriebe 5 auch die Kontakte 3 und 2 in der »Ein«-Stellung hält. Das Gerät wird in dieser Stellung so lange bleiben, bis der Strom durch die Spille 55 des Antriebes 4 Hießt. Sobald die Spule 55 von der Stromquelle (nicht dargestellt) getrennt ist, wird der Anker 56 losgelassen und die leder 54 verschiebt den Stößel 30 in der Pfeilriehtung D, wonach sich die Kontakte 3 und 2 trennen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltgerät mit festen Kontakten, beweglichen Kontakten und zwei relativ zueinander bewegbaren treibend und getrieben wirkenden Elementen, von denen das getriebene Element mit dem beweglichen Kontakt in Wirkverbindung steht ein Element ^ine Nut trägt, das andere Element in der Nut geführt ist und das treibende Element mit einem Fremdantrieb in Wirkverbindung steht, dadurch g e k e η η - ι ο zeichnet, daß die zusammenwirkenden Elemente ein Keilgetriebe bilden und daß der als Zugstange ausgebildete Nutenträger (31) quer zur Nut verschiebbar ist, daß die gegenüberliegenden Nutenwände übereinander und aneinander anschließend je einen geraden (37, 39) und einen nach außen abgeschrägten (33, 35) Abschnitt hüben und ein Stößel (30) als treibendes Element längsverschiebbar in der Nut geführt ist und das Gegenprofil der Nutenabschnitte (33, 35, 37, 39) Flanken (32, 34, 36, 38) hat, die mit den letzteren bei Verschiebung des Stößels (30) im Sinne eines Querantriebs des Nutenträgers (31) formschlüssig so zusammenwirken, daß nach Beendigung der Verschiebebewegung aufgrund der zusammenwirkenden schrägen Flanken (32 mit 33 und 34 mit 35) jeweils eine Verriegelung von Nutenträger (31) und Stößel (30) aufgrund der zusammenwirkenden geraden Flanken (36 mit 37 bzw. 38 mit 39) gewährleistet ist und daß der Nutenträger (31) mit dem beweglichen Schalterkontakt (3) fest verbunden ist und daß der Stößel (30) mit dem Fremdantrieb (16, 17) in Wirkverbindung steht.

   J5

   Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches beschriebenen Gattung. Ein solches Schaltgerät ist l. B. in der CH-PS 18 434 beschrieben.

   Das bekannte Schaltgerät besitzt eine in die Stirnfläche einer drehbaren Scheibe eingearbeitete Nut, in der ein Stift geführt ist, der über eine Blattfeder mit einem beweglichen elektrischen Kontakt verbunden ist. Die Nut verläuft nicht konzentrisch zur Drehachse der erwähnten Scheibe. Wird die Scheibe zwecks einer sehr schnellen Öffnung des Kontaktes ruckartig gedreht, kann es vorkommen, daß die erwähnte Blattfeder infolge der auftretenden Massenkräfte der Bewegung so des in der Nut geführten Stiftes nicht folgen kann, so daß sie vom Stift abhebt und der an der Feder befestigte Kontakt verzögert zum Anliegen an den Gegenkontakt kommt. Mit anderen Worten kann der bekannte Schalter einem durch die Form der Nut vorgegebenen Bewegungsgesetz nicht folgen. Von diesem Stand der Technik ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ableitbar, die die Schaffung eines Schaltgerätes betrifft, dessen Kontakte einem beliebigen Bewegungsgesetz folgen können, dessen Funktion unabhängig von seiner Lage im Raum und den von dieser Lage abhängigen Massenkräften an den Kontakten ist und dessen Funktion auch von auf das Schaltgerät einwirkenden Massenkräften, z. B. von Beschleunigungskräften, zumindest dann unabhängig ist, wenn dies b5 auch für die außerhalb des eigentlichen Schalters liegenden Antriebsteile der Fall ist.

   Die Erfindungsaufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches aufgeführten Maßnahmen gelöst Das Wesentliche dieser Maßnahmen ist, daß das treibende Element des Schaltgerätes mit dem getriebenen Element in jeder Bewegungsphase und unabhängig von der Bewegungsrichtung in Wirkberührung bleibt. Dadurch folgt das Schaltgerät auch einem Bewegungsgesetz, das z. B. den Schließvorgang unterbricht, ihn beschleunigt, verzögert oder vor Schließung des Kontaktes rückgängig macht.

   Das Schaltgerät kann ferner auch in geneigter oder liegender Lage verwendet werden, was seine Funktion in bewegten Maschinenbaugruppen oder in Fahrzeugen ermöglicht. Das erfindungsgemäße Schaltgerät ist gegenüber beim öffnen und Schließen der Kontakte auftretenden Massenkräften unempfindlich.

   Ein dem erfindungsgemäßen Schaltgerät ähnliches Schaltgerät ist in der FR-PS 9 29 270, vgl. insbesondere Fig. 3, beschrieben. Bei diesem Schaltgerät sind jedoch die Kontakte in geschlossener Lage des Schaltgerätes mit dem getriebenen Element nicht verbunden, sondern befinden sich lediglich unter der Wirkung einer Feder. Wenn äußere Kräfte auf das Schaltgerät einwirken, z. B. Beschleunigungskräfte, Schwingungskräfte usw., können die Kontakte sich kurzzeitig trennen. Während des Schließvorganges sind die Kontakte allein Federkräften unterworfen, weil weder die Kontakte noch die erwähnten Federn mit dem getriebenen Element verbunden sind. Das hat zur Folge, daß die Schließgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit des getriebenen Elementes verschieden sein kann. Damit besitzt auch dieses bekannte Schaltgerät Mängel, die zur Stellung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe führen.

   Nachstehend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

   Fig. 1 schematisch ein Schaltgerät nach der Erfindung;

   Fig. 2 das Schaltgerät nach Fig. 1 mit Handantrieb und einem anderen Kontaktsystem;

   Fig.3 das Schaltgerät nach Fig. 1 mit zwei Antrieben;

   F i g. 4 das Schaltgerät nach F i g. 1 mit einem Feder- und einem Elektromagnetantrieb mit einem weiteren Kontaktsystem; und

   F i g. 5 das Schaltgerät nach F i g. 1 in geöffneter Stellung der Kontakte.

   Das vorgeschlagene Schaltgerät enthält ein Kontaktsystem 1 (F i g. 1), bestehend aus festen Kontakten 2 und beweglichen Kontakten 3, die mit einem Antrieb 4, z. B. einem induktionsdynamischen Antrieb, kinematisch verbunden sind. Die kinematische Verbindung der beweglichen Kontakte 3 mit dem Antrieb 4 wird mittels eines Keilgetriebes 5 verwirklicht, der ein Gehäuse 6 besitzt, in dessen beiden, kreuzförmig, vorzugsweise unter einem Winkel von 90° zueinander verlaufenden Nuten ein treibendes Element 30 (F i g. 1) in Form eines Stößels, welcher mit dem Antrieb 4 verbunden ist, und ein getriebenes Element 31 in Form eines Nutenträgers, der als Zugstange ausgebildet ist, mit den beweglichen Kontakten 3 über die Stange 11 verbunden ist, geführt sind. Das Keilgetriebe 5 dient zugleich zum Übertragen der Bewegung von dem Antrieb 4 an die beweglichen Kontakte 3 und zugleich als Mittel zum Sperren der beweglichen Kontakte 3.

   Die beweglichen Kontakte 3 sind mittels einer Feder 12 und die Zugstange 10 mittels einer Feder 13 abgefedert.

   Der induktionsdynamische Antrieb 4 (Fig. 1) enthält