DE2704382A1

DE2704382A1 - Elektrischer steuerschalter

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Publication number: DE2704382A1
Application number: DE19772704382
Authority: DE
Inventors: Sen James Arthur Pewton; Chester Joseph Pigman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-04
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1977-08-18
Also published as: AU515339B2; JPS5296310A; FR2340643B1; CA1072183A; NO143922C; NO764399L; GB1575022A; ZA7715B; NZ183244A; NO143922B; FR2340643A1; CH640079A5; NL7701039A; US4112274A; BR7700676A; AU2192977A

Description

NV..·

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John Welsh. North Canton, Ohio, U.S_UA. Elektrischer Steuerschalter

Gegenstand dieser Erfindung ist ein elektrischer Steuerschalter, der eine stufenweise Veränderung in der Größe der elektrischen Energie herbeizuführen hat, die von einer Stromquelle aus einer durch diese elektrische Energie angetriebenen Vorrichtung zugeführt werden» Zu diesem elektrischen Steuerschalter gehören:- eine Halterung; mehrere Verbraucherkontakte, die im Hinblick auf die Halterung fest angeordnet sind; ein drehbarer Stark-Stromkontakt der mit bestimmten Kontakten der vorerwähnten Verbraucherkontakte in Kontakt gebracht werden kann; ein dem drehbaren Starkstomkontakt zugeordneter drehbarer Übergangskontakt, der sich auf jeden der vom beweglichen und drehbaren Starkstromkontakt belegten Verbraucherkontakt zuerst einstellt und dadurch einen Ausweichstromkreis über jeden der vom Starkstromkontakt belegten Verbraucerhkontakte aufbaut, und dies, noch bevor dieser Starkstromkontakt darauf eingestellt wird, was wiederum zur Folge hat, daß zwischen den den beweglichen Stark-Stromkontakten und den Verbraucherkontakten, die mit Widerständen unterschiedlicher Widerstandswerte in Verbindung stehen, ein Übergang hergestellt wird, wobei die Starketromkontakte auf die unterschiedlich großen Widerstände geschaltet werden, ohne daß dadurch ein Lichtbogen entsteht; schließlich auch noch ein dritter beweglicher und verschiebbarer Kontakt, der wiederum andere der Verbraucherkontakte belegt und dadurch eine Schaltfunktion herbeiführt.

Gegenstand dieser Erfindung ist somit ganz allgemein eine elektrische Schaltvorrichtung, mit der der Übergang

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elektrischer Energie von der Stromquelle zu der von dieser Energie angetriebenen Vorrichtung gesteuert und geregelt wird. Gegenstand dieser Erfindung ist insbesondere aber eine elektrische Schaltvorrichtung, mit der der Übergang der elektrischen Energie von der Stromquelle aus bis zu der von dieser Stromquelle angetriebenen Vorrichtung eingeschaltet, gesteuert und geregelt werden kann. Diese Erfindung befaßt sich aber noch spezieller mit einer elektrischen Schaltvorrichtung, mit der die elektrische Energie einer Stromquelle, beispielsweise von einer Batterie oder von mehreren Batterien, derart auf eine angetriebe Vorrichtung geschaltet werden kann, beispielsweise auf einen Elektromotor, von dem die elektrische Energie in mechanische Energie umgesetzt wird, daß die Drehrichtung und die Umdrehungsgeschwindigkeiten einer solchen angetriebenen Vorrichtung bei weitestgehender Ausschaltung oder Reduzierung der Lichtbogenbildung geschaltet sowie gesteuert und geregelt werden können.

Die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie durch Elektromotoren ist schon seit vielen Jahren für die Einsatzbereiche Industriefahrzeuge und Fahrzeuge in Erholungsparks bekannt* In jüngster Zeit werden aufgrund von Überlegungen,die den Umweltschutz betreffen,oder aufgrund von anderen Überlegungen Versuche zur Entwicklung eines elektomotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges durchgeführt. Im allgemeinen müssen die Schaltwerke, mit der die Stromstärke des von einer Batterie aus zu einem Elektromotor fließenden Stromes für solche Anwendungsfälle näher studiert werden, weil technisches Grundlagenwisen dafür fehlt. Charakteristisch für solche SchaItvorriehtun-

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gen oder Schaltwerke ist, daß mit mehreren festen Kontakten gearbeitet wird, die Widerständen unterschiedlicher Stärke zugeordnet sind, und daß ein beweglicher Kontakt nacheinander mit den festen Kontakten in Verbindung gebracht wird, damit dem Elektromotor ein Strom mit gesteuerter Stromstärke zugeführt werdsn kann. Die bei der Belegung und der Freigabe der festen Kontakte durch den beweglichen Kontakt unvermeidliche Lichtbogenbildung und Wärmeentwicklung wird in solchen Schaltvorrichtungen oder Schaltwerken dadurch kompensiert, das massive Kontakte vorgesehen werden, die in der Lage sind, einer derari igen Lichtbogenbildung und einer derartigen Wärmeentwicklung, die sich immer wieder wiederholen, zu widerstehen, Welche Abmessungen und welche Materialzusammensetzungen solche Kontakt auch immer haben, so ist jedoch bekannt, und zwar universell bekannt, daß sich solche Schaltvorrichtungen oder Schaltwerke wegen des Abbrennens und Anfressens der Kontakte sich schnell abnutzen, wenn nicht sogar völlig ausfallen» Es ist üblich, daß von der Ausführung dieser Schaltwerke her die Kontakte, wenn nicht gar die ganzen Schaltvorrichtungen oder Schaltwerke^oft ersetzt werden müssen. Diese Probleme werden dadurch noch verstärkt oder werden dadurch noch kritischer, wenn größere Antriebseinheiten in den Bereichen hoher Stromstärken zu arbeiten haben.

Die Verringerung oder die Steuerung und Regelung der für die Kontakte schädlichen Lichtbogenbildung bei solchen und anderen Anwendungsfällen, ist schon von vielen Seiten her in Angriff genommen worden. Theoretisch hat man festgestellt, daß es dann zur einer Lichtbogenbildung

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kommt, wenn elektrische Leiter mit unterschiedlich starkem Potential einander nahe genug gebracht werden, und die geometrischen Gegebenheiten sowie das Übergangsverhalten es zulassen, daß das Übergangsmedium elektrisch leitend wird, oder wenn elektrische Leiter, in denen ein elektrischer Strom fließt voneinander entfernt werden, was dann eine Ionisierung der umgebenden Luft zur Folge hat, die dabei elektrisch leitend wird. Bei der Bedienung der zuvor beschriebenen und handelsüblichen elektrischen Sehaltvorrichtungen oder elektrischen Schaltwerke wird während der beiden vorerwähnten Schaltzus'tände - und normalerweise wiederholt - ein Lichtbogen erzeugt ,

Für die verschiedensten Anwendungsfälle kennt die bisher bekannte Technik mehrere Wege, die eingesetzt werden können, um unter den vorerwähnten Bedingungen dio Lichtbogenbildung zu steuern und zu regeln,. Bei dom einen Verfahren werden die elektrischen Leitex^ so konditioniert, daß sie, bevor sie in Kontakt miteinander gebracht werden, im wesentlichen das gleiche Potential luben.Bei dem anderen Versuch wird die Verringerung eines elektrischen Stromflusses zwischen zwei miteinander verbundenen elektrischen Leitern vor der Herbeiführung ihrer Trennung beabsichtigt. Eng verbunden mit dem zuletzt erwähnten Versuch ist ein Verfahren, bei dem ein Ainveichstromkreis aufgebaut wird, der gegenüber dem normalen Strompfad durch die elektrischen Leiter einen viel größeren Widerstand hat, aufgebaut wird somit ein Anzapfstrompfad, über den der Strom dann fließen kann, wenn die elektrischen Leiter voneinander getrennt werden, oder aber vor dem

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dem Trennen der beiden elektrischen Leiter wird ein Pufferstrom zwischen den beiden elektrischen Leitern aufgobaut, Zu den Verbesserungen dieser Tecluiologie gehören Verfahren, bei denen der Ausweichstrompfad kurz vor dem Trennen der elektrischen Leiter aufgebaut und eingeschaltet wird und nach dem Trennen der elektrishen Leiter, unü zwar sofort nach deren Trennung, wieder abgeschaltet wird, um dadurch die durch die Herbeiführung eines derartigen Ausweichstrompfades entstehenden Leistungsverluste zu vermeiden. Wegen der Anforderungen, die durch den Aufbau eines mit einem hohen Widerstand behafteten gestellt werden, Strompfade für schwache Stromstörken können nur kurzzeitig aufrechterhalten werden, und wegen der Anforderungen, die durch die Steuerung starker Ströme gestellt werden, stellen diese bisher bekannten Vorrichtung keine zuverlässige Lösung der im Zusammenhang mit elektrischen Schaltvorrichtungen und elektrischen Schaltwerken bestehenden Probleme dar, wenn die Schaltwerke für die zuvor beschriebenen Anwendungsfälle eingesetzt werden sollen»

Ein Ziel dieser Erfindung ist somit die Schaffung einer elektrischen Schaltvorrichtung oder eines elektrischen Schaltwerkes zum Steuern und Regeln der von einer Stromquelle aus erfolgenden Stromzuführung zu einer von dieser Stromquelle aus angetriebenen Vorrichtung, und zwar und zwar unter stufenweiser Veränderung der Stromstärke, und dies im wesentlichen ohne Lichtbogenbildung zwischen den Teilen der Schaltung.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer derartigen elektrischen Schaltvorrichtung, wobei eine

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Reihe von festen Kontakten von einem beweglichen Schaltkontakt nacheinander belegt wird, wobei weiterhin über Übergangskontakt und der mit diesem Übergangdkontakt verbundenen Schaltung ein Ausweichs-Vollast-Strompfad über diese festen Kontakte hergestellt wird, und zwar noch vor der Belegung dieser festen Kontakte durch den beweglichen Schaltkontakt.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer solchen elektrischen Schaltvorrichtung oder eines solchen elektrischen Schaltwerkes, bei der/dem der Übergangskontakt und die mit ihm verbundene Schaltung einen Vollast-Ausweichs-Strompfad mit goringem Widerstand aufbauen, der für einige Zeit gehalten werden kann, und es auf diese Weise ermöglicht, daß der Übergang^skontakt und der bewegliche Schaltkontakt im Hinblick auf die festen Kontakte in eine andere Schaltstellung gebracht werden können.

Ein wiederum anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer solchen elektrischen Schaltvorrichtung, bei der sich der Übergangskontakt in diraktor körperlicher Berührung noch vor dem Zustandekommen eines Stromflusses durch den festen Kontakt über einen jeden fes tun Kontakt bewegt, und bei dem der Strorafluß noch voi dem Zeitpunkt unterbrochen wird, in dem sich der Übergangskontakt aus der Berührung mit dem festen Kontakt löst, um dadurch die Lichtbogenbildung zwischen den beiden Kontakten, oder die Neigung zur Lichtbogenbildung zwischen diesen beiden Kontakten, zu verhindern oder beträchtlich zu verringern.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung wiederum ist die Schaffung einer elektrischen Schaltvorrichtung oder eines elek-

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trischen Schaltwerkes, bei der jede minimale Lichtbogenbildung im Kontakabschnitt eines Relais lokalisiert ist, das leicht periodisch überprüft und, falls dies erforderlich werden sollte, ersetzt werden kann«

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Schaltvorrichtung oder eines elektrischen Schaltwerkes, das neben der Veränderung in der Stromstärke des von einer Stromquelle aus zugeführten Stromes auch noch in der Lage ist, die Drehrichtung der von der elektrischen Stromquelle zu verändern, also einen Polwechsel vorzunehmen«,

Ein noch anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer elektrischen Schaltvorrichtung, die Stärke der Stromzuführung und die Richtungswahl, Polumschaltung, derart durchzuführen, daß Stromstärke und Polumschaltung wechselseitig voneinander abhängig sind, und zwar derart, daß die elektrische Energie nur an bestimmten Zeitpunkten zugeführt werden kann und eine Polumschaltung in der Stromzuführung nur dann möglich ist, wenn der angetriebenen Vorrichtung von der Stromquelle aus keine elektrische Energie zugeführt wird«

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist wiederum die Schaffung einer elektrischen Schaltvorrichtung oder eines elektrischen Schaltwerkes, die/das leicht als oine relativ kompakte und unkomplizierte Konstruktion gebaut werden kann, wobei die Bauteile bei hoher Zuverlässigkeit eine längere Lebensdauer haben, bei der die Teile beim Ausfallen eines Teiles leicht gewartet und repariert werden können„

Die elektrische Schaltvorrichtung oder das elektrische

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Schaltwerk zur Herbeiführung einer abgestuften Änderung in der Stromstärkerke der von der Stromquelle aus der angetriebenen Vorrichtung zugeführten elektrischen Energie besteht im wesentlichen aus einer Halterung; aus mehreren Einzel-Verbraucherkontakten, die in einer festen Zuordnung auf der Halterung angeordnet sind und mit verschieden starken Widerständen in Verbindung stehen; aus einem beweglichen Schaltkontakt, der sich über die Verbraucherkontakte bewegen und diese Verbraucherkontakte nacheinander belegen kann; aus einem Übergangskontakt, der mit jedem der diskreten Verbraucherkontakte in Verbindung kommt, und zwar noch bevor diese von den Schaltkontakten belegt werden; schließlich auch noch aus einer Übergangsschaltung, die über einen jeden der diskreten Verbraucherkontakte vor deren Belegung durch die Schaltkontakte einen Vollast-Ausweich-Strompfad aufbaut und dadurch eine stufenweise Veränderung in der Stärke des weitergeleiteten elektrischen Stromes herbeiführt, und dies im wesentlichen ohne Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten.

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Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) naher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig. 1 Einen horizontalen Teilschnitt durch eine

Schaltvorrichtung dieser Erfindung·. Dieser Schnitt der in die Linie 1-1 von Fig. 2 gelegt ist, zeigt insbesondere eine exemplarische Schalteranordnung.

Fig„ 2 Einen Schnitt durch die elektrische Schaltvorrichtung dieser Erfindung, der in die Linie 2-2 von Fig. 1 gelegt ist.

Fig. 3 Einen in die Linie 3-3 von Fig. 2 gelegten

Horizontal-Teilschnitt, der insbesondere das elektrische Fortschaltsystem wiedergibt, des

gleichen auch die Verriegelungsmechanik für den Geschwindigkeitssteuerungshebel„ Die Verriegelungsmechanik befindet sich laut Darstellung in der Nullstellung, so daß die Geschwindigkeitssteuerung betätigt werden kann.

Fig. k Einen in die Linie k-k von Fig. 2 gelegten Horizontal-Teilschnitt mit Wiedergabe der Verriegelungsmechanik für den Geschwindigkeitssteuerungshebel, wobei diese Verriegelungsmechanik sich in ihrer Mittelposition befindet

und dadurch eine Betätigung des Geschwindigkeitssteuerungshebels verhindert,

Fig. 5 Ein Horizontal-Teilschnitt ähnlich Fig. h mit Darstellung der Verriegelungsmechanik für den Geschwindigkeitssteuerungshebel, wobei sich

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diese Verriegelungsmechanik in der Vorwärts-Position befindet, der Geschwindigkeitssteuerungshebel in der Mittelposition.

Fig. 6 Eine perspektivische Darstellung eines nockengesteuerten Zeitschalters, der im Rahmen dieser Erfindung Anwendung findet»

Fig. 7 Eine Darstellung der elektrischen Bauteile und die zwischen der Ausführung dieser Erfindung nach Fig« 1 bis Fig. 6 vorhandenen Verbindungen.

Gleiche oder ähnliche Teile, die in der Zeichnung dargestellt sind, sind auch mit den gleichen allgemeinen Hinweis zahlen g ek ennz eic line t _β Wie aus Fig» 2 zu erkennen ist, ist die elektrische Schaltvorrichtung dieser Erfindung mit der allgemeinen Hinweiszahl 10 gokennzeichnet» Zu der mit Fig„ 2 dargestellten elektrischen Schaltvorrichtung 10 gehört ein irgendwie schüsselartiges Gehäuse 11, das an dem einen Ende mit der Bodenplatte 12 verschlossen wird, die an dem Gehäuse 11 unter Verwendung geeigneter Teile oder Werkstoffe befestigt werden kann, beispielsweise durch Verkleben oder durch (nicht dargestellte) Befestigungselemente, damit der Zugang zu der von der Innenwandung 13 des Gehäuses Il gebildeten Ringkammer gewährleistet ist« Diese Konstruktionsteile können hergestellt werden aus irgendeinem der vielen elektrisch nichtleitenden Isolierstoffe, beispiels weise aus verschiedenen Kunststoffen, die den Fachleuten auf diesem besonderen Fachgebiet bekannt sein dürften. Wenn aus Gründen der Bequemlichkeit die elektrische

ti Schaltvorrichtung 10 so dargestellt ist, das deren Achse vertikal ausgerichtet und durch die Mitte des Bodens

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geführt ist, und zwar als "Vertikalachse", so sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß diese Schaltvorrichtung in jeder Lage montiert werden kann und auch in jeder Lage gleich gut arbeitet.

Zu den Schaltelementen dieser elektrischen Schaltvorrichtung 10 gehören das Richtungsschaltsystein, das mit der allgemeinen Hinweiszahl I^ gekennzeichnet ist, und die Steuerwelle des Richtungssteuerungssystes, die mit der allgemeinen Hinweiszahl 15 gekenriz eic line t ist und sich entlang der Vertikalachse erstreckt durch das Zylindergehäuse 11, durch die innere Uingkammer dieses Zylindergehäuses und durch die zugehörige Bodenplatte 12. Von der Steuerwelle 15 wird das Richtungssteuerungssystem l't so gehalten, daU es sich mit dieser Welle drehend bewegen kann, wobei ein Teil davon zwischen den Distanzstücken 21 und 22 derart angeordnet ist, daß sich, wie dies später noch zu beschreiben sein wird, der richtige Abstand ergibt. Ein mit der allgemeinen Hinweiszahl l6 gekennzeicluietes Geschwindigkeitssteuerungssystem ist der Richtungssteuerungswelle mit der Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 koaxial zugeordnet, Mit der Geschwindigkeitssteuorungswelle 17 verbunden sind die Schaltelemonte, die sich um die Vertikalachse unabhängig drehen können, und zwar um die Vertikalachse des elektrischen Schaltgerätes Eine elektrische Folgeschaltvorrichtung 19 ist koaxial zur Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 ringsum diese Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 angeordnet und liegt dabei an einer Muffe 17' an. Eine Andruckvorrichtung, beispielsweise eine Feder 20, die zwischen dem elektri-

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Folgeschaltsystem 19 und dem zylindrischen Gehäuse 11 angeordnet ist, drückt fortwährend das Folgeschaltsystem 19» das Geschwindigkeitssteuerungssystorn Ιό, das Distanzstück 21, das Richtungssteuerungssystem lh und das Distanzstück 22 gegen die Bodenplatte 12, damit die Einhaltung des Abstandes dieser mit Fig. 2 dargestellten Teile gewährleistet bleibt. Durch die auf der Richtungssteuerungswelle 15 sitzenden Ringo 23 und 2k und durch das Distanzstück 25 wird eine feste Abstands-Zuordnung zwischen diesen Teilen und der Richtungssteuerungswelle 15 gewährleistet. Wie dies aus Fig» 2 zu erkennen ist, können die Wellen 15 und 19 etwas über das Gehäuse 17 an einem Ende hervorstehen, damit Verbindungen für die Fernsteuerung angebracht werden kön-

Wie nun aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, sind mehrere Richtungskontakte 26A, 26B und 26C in der Bodenplatte 12 derart angeordnet, daß sie mit der Bodenplatte 12 in gleicher Höhe liegen, oder axial nach innen zu einer Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 geneigt sind. Die Kontakte 26A, 26b und 26c lassen sich günstig im gleichen Radialabstand zur Vertikalachse und im gleichen Bοgenwinkelabstand anordnen. Die Richtungskontakte 26A, 26b und 26c sowie die anderen mit dieser Putontanmeldung angeführten Kontakte können aus jedem geeigneten und gut leitenden Werkstoff hergestellt sein, beispielsweise aus Kupfer, Messing, Silber oder vergoldetem Kupfer. Ein Richtungsumschaltkontakt 28 ist in der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 derart angeordnet, daß er mit dieser Fläche fluchtet, oder in dieser Innenfläche

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27 in Axialschräglage eingesetzt ist. In Radialrichtung ist der Kontakt 28 zwischen den Richtun^skontakten 26A und 26C und einem Schaltkontakt 29 in einem Bogen derart angeordnet, der durch eine bogenförmige Trennung zwischen den Richtungskontakten 26A und 26C definiert ist«, Der Schaltkontakt 29 kann in der Fläche 27 so angeordnet sein , wie dies beim Kontakt 28 der Fall ist, und dabei radial zwischen dem Richtungsumschaltkontakt 28 und der Richtungssteuerungswelle liegen, und zwar in einem Bogen, der sich mindestens über die beiden Richtungskontakte 26A und 2613 erstreckt

Zu dem Richtungssteuerungssystem Ik gehört dor bewegliche Richtungssteuerungskontakt 30 und der bewegliche Richtungsschaltkontakt 31» zu denen die radial innen und radial außen angeordneten KontaktfIachon 31' und 31" gehören, die beide von einem RichtungssteuerungshGbel 32, der bei der mit der allgemeinen llinweiszahl 33 gekennzeichneten Stelle mit einem Bolzen odor Stift befestigt ist. Die Kontaktflächen 30, 31' und 31" sind zueinander in einem festen Abstandsverhältnis angeordnet, so daß dann, wenn die Richtungssteuerungswelle von der mit Fig. 1 wiedergegebenen Position aus nach rechts gedreht wird, die beweglichen Richtungskontakt- flächen 31' und 31" gleichzeitig im wesentlichen sowohl den Schaltkontakt 29, als auch den Richtungskontakt 2όΑ belegen, während der bewegliche Richtungsutnschaltkontakt gleichzeitig auf den Richtungsumschaltkontakt 28 und auf den Richtungskontakt 26B geschaltet wird, wodann der Motor mit entgegengesetzter Drehrichtung arbeitet. In dieser Schaltstellung schlägt der Richtungs-

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Steuerungshebel 32 gegen einen Anschlag 27B an, der von der Bodenplatte 12 hervorsteht und eine Linksdrehung verhindert.

Die Richtungskontakte 2ÖA, 26b und 26C, sowie alle Kontakte, die der Bodenplatte 12 zugeordnet sind haben als einen integralen Bestandteil dieser Bodenplatte 12 einen Gewindestift 39, der durch die Bodenplatte 12 hindurchgeführt ist* Auf diesen Gewindestift 39 aulgesetzt ist eine Unterlegscheibe 35 und aufgeschraubt eine Mutter 36, damit ein in der nachstehend beschriebenen Weise eine lösbare Verbindung mit den elektrischen Leitern hergestellt werden kann,,

Im Winkelabstand zu den Richtungskontakten 26Λ, 20Β und 26C sind mehrere definierte Verbraucherkontakte 37A, 37B 37C und 37D fest angeordnet und zwar im Hinblick auf und vorzugsweise fluchtend mit der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 oder in A-X-ialrichtung mit etwas Schrägneigung. Er Abstand zur Vertikalachse ist gleich und auch der Bogenabstand ist gleich. In der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 ist ein Übergangskontakt 38 angeordnet, vorzugsweise in der für die Verbraucherkontakte 37A, 37B, 37C und 37D geltenden Art und in einem Bogen, der von der größten Sehne zwischen den Verbrauchorkontakten 37A und 37D definiert wird. Der Schaltkontakt 29 wird vorzugsweise radial nach innen neben dem Übergangskontakt 38 angeordnet und kann als Umfangsverlängerung des den Richtungskontakten 26A, 26B und 26C zugeordneten Schaltkontaktes aisgeführt sein, oder aber als ein separates Kontaktteil mit kürzerem Bogen. — im wesentlichen zwisehen den Kontakten 37A, 37B, 37C und 37D — und elektrisch

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mit dem Teil des Schaltkontaktes 29 in Verbindung stehen, der dem Richtungssteuerungssys tem I^ zugeordnet is t.

Der bewegliche Übergangskontakt ^O und der Geschwindigkeitsschaltkontakt kl haben jeweils radial nach innen und radial nach außen angeordnete Kontaktflächen kl¹ und kl" und sind in die Aussparungen k2 eines Geschwindigkeitss teuerungshebels 18 eingesetzt, der von der Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 aus hervorsteht und mit dieser Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 in einem Stück gearbeitet ist» Die Kontakte kO, kl' und ^1" sind abs tandsmäßig derart zueinander angeordnet, daß dann, wenn sich die Kontaktfläche ^1" des beweglichen Geschwindigkeitssschaltkontakt mitten auf einen Verbraucherkontakt befindet, beispielsweise auf dem Verbraucherkontakt 37A, der bewegliche Übergangskontakt im wesentlichen den benachbarten Verbrauch rkontakt, beispielsweise den Verbraucherkontakt 37B, belegt und den Kontakt mit 37B hergestellt hat» Die Winkelanschläge 29A und 29B sind derart angeordnet, daß sich der Geschwindigkeitssteuerungshebel 18, damit sich die Kontaktfläche ^1" des beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontaktes kontinuierlich über den Innenboden 27 der Bodenplatte 12 bewegen kann, und zwar von einer Schaltposition "AUS" aus, die dem Verbraucherkontakt 37A benachbart ist,(dies ist in Fig„ 1 dargestellt), bis zu der für die größte Geschwindigkeit stehenden Position mitten über dem Verbraucherkontakt 37D, belegt der Kontakt die Verbraucherkontakte 37B und 37C, dann sind abgestuft die Schalts!eilungen für die Schaltgeschwin-

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digkeiten eingestellt, die zwischen der Anfangsgeschwindigkeit und der Endgeschwindigkeit liegen. In gleicher Weise bewegt sich der Übergangskontakt kO von einer Position aus, in der er sich teilweise über dem Verbraucherkontakt 37A befindet bis in eine Position über der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12, und zwar direkt neben dem Verbraucherkontakt 37D„

Innerhalb des von den Anschlägen 29A und 29B bestimmten Bogens sind die Verbraucherkontakte in der Form so ausgeführt und im Abstand so angeordnet, daß sich der Übergangskontakt ^O in Folgeschaltung zuerst den Verbraucherkontakt 37A belegt und diesen dann wieder verläßt, sodann zwischen die Verbraucherkontakte 37A und 37B zwischenzeitlich gelangt, um von dort aus dann den nächsten Verbraucherkontakt, den Kontakt 37B zu belegen und um die nachstehend beschriebenen Übergangsschaltfunktionen durchzuführen. Sowohl der Geschwindigkeitsschaltkontakt 29 als auch dor bewegliche Richtungssteuerungs-Schaltkontakt beleiben während ihrer gesamten Drehbewegung kontinuierlich mit dem Schaltkontakt 29 in Verbindung. In ähnlicher Weise bleibt auch der bewegliche Übergangsschaltkontakt k0 mit dem Übergangskontakt 38 dauernd in Vorbindung, desgleichen auch der Richtungsumschaltkontakt 30 der dauernd mit dem Richtungsumschaltkontakt 28 in Verbindung bleibt. Die Kontaktflächen 4l· und kl" des beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontaktes sowie die Kontaktflächen 31' und 31" des beweglichen Richtungssteuerungsschaltkontaktes bilden axial-überbrückte Kontaktflächen und bauen damit über den Übergangskon-

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takt 38 über den Richtungsumschaltkontakt 28 während der Drehbewegung des Geschwindigkeitssteuerungshebels 18 und des Richtungssteuerungshebels 32 jeweils einen nichtbelegbaren Strompfad auf.

Auf jeden der vorerwähnten beweglichen Kontakte wirkt eine genügend große Federvorspannung ein, die derart auf die beweglichen Kontakte drückt, daß zu den entsprechenden Kontakten in der Bodenplatte eine gute elektrische Verbindung gewährleistet ist. So drückt beispielsweise eine Blattfeder k3 in einr Aussparung 42 die Kontaktflächen kl' und kl" vom Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 weg. Die SpiraJfedern oder die anderen mit Federdruck arbeitenden Vorrichtungen könnten natürlich auch zur Herbeiführung eines derartigen Andruckes verwendet werden.

Wie nun ganz besonders aus Fig. 2, Fig„ 3_t Fig. 7 hervorgeht, sind dem elektrischen Fortschaltsystem oder Folgeschaltungssystem 19 zugeordnet:- eine elektrisch nicht leitende Scheibe kk, ein Verzögerungsrelais-Grenzschalter k$ (Fig. 7) und ein Zeitschalterrelais-Endschalter k6 (Fig. 7). Zum Verzögerungsrelais-Schalter k$ ge hört ein Relaisanschluß kj _t der zum Teil in das scheibenartige Bauelement kk eingebetten und ringsum die Richtungssteuerungswelle 15 bogenförmig angeordnet sein kann; der weiterhin zugehörige und ebenfalls auf der Scheibe kk angeordnete Relaisabgang kk, entspricht dem Relaisanschluß **7, nur daß er über einen anderen Bogen angeordnet ist auf der Scheibe kh, als dies für den Relaisanschluß U7 der Fall ist. Ein vertikal angeordneter Kontakt k9 ist von den Geschwindigkeitssteuerungshebel aus nach oben geführt, und zwar durch eine Aus-

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sparung 44' in dem scheibenartigon Bauelement 44 und bis in eine Position, in der or sich zwischen den Enden des Relaisanschlussses 47 und des Relaisabganges 48 befindet. Zwischen dem Vertikalkontakt 49 und dem Relaisanschluß 47 ist ein elektrischer Leiter verlegt und mit geeigneten Befestigungselementen befestigt, beispielsweise mit den Schrauben 51 und 52. Damit erhalten der Vertikalkontakt 49 und der Relaisanschluß 47 elektrisch die gleiche Indentität und liefern zudem eine mechanisch gerichtete Drehkraft, durch die der Vertikalkontakt 49 während der Nullstellung und der Vorwärtseinstellung der Geschwindigkeitssteuerung l6 (d_eh. während der Festeinstellung oder der Rechtsdrehbewegung der Geschwindigkeitssteuerung l6) mit dem Relaisabgang 48 in Verbindung gehalten wird und von diesem Relaisabgang 48 getrennt wird, immer dann, wenn durch die Geschwindigkeitssteuerung 16 eine negative Beschleunigung oder Verzögerung geschaltet wird, (d.h. immer dann, wenn sich die Gcschwindigkeitssteuerung linksdrehend bewegt). Den Fachleuten dürfte bekannt sein, daß es sich bei der Verwendung dos elektrischen Leiters 50 zur Herbeiführung einer elektrischen Identität zwischen zwei elektrisch leitenden Werkstoffen nur um ein Beispiel aus den zahlreichen Vorrichtungen handelt, mit denen die gleiche Funktion erzielt werden könnten)β Damit aber ist auch die Verwendung des elektrishen Leiters 50» wie dies hier beschrieben wird) zur Erzielung einer gerichteten Drehkraft, um dadurch zwei elektrisch leitende Stoffe oder Materialien zum selektiven Eingriff zu bringen, auch nur eines der zahlreichen

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Mittel oder eine der zahlreichen Vorrichtungen, mit denen die gleiche Wirkung erzielt werden könnte.

Zum Übergangszeitrelais-Endschalter gehören ein Relaisabgang 48 als eine der Relaisverbindungen und eine Zeitschaltnocke 53» die auf dem scheibenartigen Bauelement 44 befestigt sind. Zum Zeitschalternocken 53 gehören mehrere vorstehende Kontaktpunkte 53A, 53B, 53C und 53D und ein Zeitkontaktbolzen 55. Der Zeitschaltnocken 53 ist bogenförmig ringsum die Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 und ringsum die Richtungssteuerungswelle 15 angeordnet, darüber hinaus läßt er sich bequem unterbringen zwischen dem scheibenartigen Bauelement 44 und dessen äußeren Rand und dem Relaisabgang 48 „ Die elektrische Zeitschaltnocke 53 kann in den Relaisabgang 48 dadurch integriert werden, daß eine Brücke 54 verwendet wird.

Wie am besten aus Fig. 3 und Fig. 6 zu erkennen ist, kann ein Zylinder mit Innengewinde 56 einstellbar in einen elliptischen Schlitz durch das zylindrische Gehäuse 11 eingesetzt werden. Der Zeitschaltkontaktbolzen 55 kann in den mit Innengewinde versehenen Zylinder 56 eingeschraubt und derart eingestellt werden, daß er nacheinander den Kontakt mit den Kontaktpunkten 53A, 53B, 53C und 53D herstellt, und zwar vorzugsweise dann, wenn der bewegliche Übergangsschaltkontakt 4θ einen der Verbraucherkontakte 37A, 37B, 37C und 37D belegt, oder kurz vor dem Lösen dieses beweglichen Übergangsschaltkontaktes 40 aus der Belegung eines dieser Verbraucherkontakte, und vorzugsweise so lange, wie sich dieser bewegliche Übergangsschaltkontakt 4θ

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über die jeweiligen Verbraucherkontakte bewegt. Durch die Winkeleinstellung des GewindeZylinders 56 im Ellipsen-Ausschnitt 57 ermöglicht die Korrektur von Zeitabweichungen, die durch Veränderungen in den mechanischen Toleranzen hervorgerufen werden könnten.

Zur Herstellung von elektrischen Verbindungen sind ein Relaisanschluß-KontaktstJΠ 56 und ein Relai ibgang-Kontaktstift 59 , die in der Konstruktion ähnlich dem Zeitschalter-Kontaktstift 55 ausgeführt sein können, derart vorgesehen, daß sie ständig sich (wie dies aus Fig» 2 und Fig. 3 hervorgeht) im Druckkontakt über den gesamten Drehbereich der Scheibe 44 mit den jeweiligen Stromleitern für den Relaisanschluß 47 und für den Relaisabgang 48 stehen. Der Druck dieser Kontaktstifte 58 und 59 gegen den Relaisanschluß 47 und gegen den Relaisabgang 47 ist vorzugsweise so groß, daß auf die Scheibe 44 eine gewisse Stabilität übertragen wird, was wiederum zur Folge hat, daß Zufallsdrehungen aufgrund von Vibrationen und anderen von außen her einwirkenden Kräften verhindert werden, wobei sichergestellt ist, daß der Vertikalkontakt 49 mit dem Relaisabgang 48 nur dann Kontakt hat, wenn sich der Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 rechtsdrohend bewegt., Wenn die elektrische Schaltarbeit sowohl des Übergangszeitrelais-Endschalter 46 als auch des Geschwindigkeitssteuerungsrelais-Endschalters 45 nachstehend beschrieben wird, so sei in diesem Zusammenhang jedoch darauf hingewiesen, daß Vorkehrungen für die Winkeleinstellung der Kontaktstife 58 und 59 nicht notwendig sind, weil sich sowohl der Relaisanschluß-Stiftkontakt 58 als auch

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Relaisabgang-Stiftkontakt 59 sich in permanenten Drehkontakt mit den ihnen jeweils zugeordneten elektrischen Leitern für den Relaisanschluß und für den Relaisabgang befinden.

Fig. 2, Figo 3_f Fig. h und Fig. 5 lassen nun erkennen, daß die mit der allgemeinen Hinweiszahl 60 gekennzeichnete Verriegelungsmechanik wirkungsmäßig verbunden ist mit dem Geschwindigkeitssteuerungssys tem l6 und mit dem Richtungseteuerungssystem lh. Zur Verriegelungsmechanik 6θ gehört ein Verriegelungsbolzen 6l, der zum Teil gleitend von einer nach unten gerichteten gabelförmigen Verlängerung 62 des Gehäuses 11 gehalten wird, insbesondere aber von den Hebelarmen 62' und 62" dieser gabelförmigen Verlängerung 62, Wenn sich, wie dies mit Fig. 2 und 3 dargestellt ist, der Richtungssteuerungshebel in der Position "Null" befindet, dann drückt eine Feder 63, die zwischen einem Hebelarm 62" der gabelförmigen Verlängerung 62 und einem Federanschlagbolzen 6h ringsum den Verriegelungsbolzen 6l angeordnet ist, das sich in Radialrichtung am weitesten außen befindliche Ende 61' des Verriegelungsbolzens 6l gegen eine Nocke 65, die als integrales Bestandteil des Richtungssteuerungshebels 32 ausgeführt sein kann, und sich somit zusammen mit diesem Richtungssteuerungshebel 32 drehend bewegt. Zur Nocke 65 gehören die im Winkelabstand zueinander angeordneten drei Einrastoisition 65·, 65" und 65¹¹¹. In der Nullstellung erfolgt ein Einrasten des zum Verriegelungsbolzen 6l gehörenden Endes 6I¹ in die mittlere Rastposition 65" der Nocke 65. Wird nun gemäß Darstellung in Fig. 2 und Fig. 3 die Richtungssteuerungs-

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welle 15, und mit dieser Richtungssteuerungswelle 15 auch der RichtungsSteuerungshebel 32, von der Nullstellung aus nach rechts gedreht, dann wird in den Raststellungen 65' und 65" jeweils eine Zwischenposition eingeschaltet, wie dies mit Fig. k dargestellt ist β In diesen Zwischenposition drückt die Nooke 65 den Verriegelungsbolzen 6l radial nach innen in eine Verriegelungsposition mit einem Flansch 66, der in den Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 eingearbeitet ist, und verhindert dadurch eine Weiterschaltung des Geschwindigkeitssteuerungssystems l6„ Wird nun die Richtungssteuerungswelle 15 weiter nach rechts gedreht, und mit ihr auch der Geschwindigkeitssteuerungshebel 32, dann wirkt die Raste 65' der Nocke 65 derar auf den Verriegelungsbolzen 6l ein, daß dieser sich radial nach außen bewegen kann, und zwar so weit, daß er sich vom Flansch 66 lösen kann, und eine Betätigung der Geschwindigkeitssteuerung l6 ermöglicht, wie dies mit Fig. 15 dargestellt ist. In ähnlicher Weise wird dann, wenn die Richtungssteuerungswelle 15 und der Richtungssteuerungshebel 32 von der Nullstellung aus nach links gedreht werden, in jeder Zwischenposition zwischen den Raststellungen 65" und 65¹¹¹ eine Weiterschaltung der Geschwindigkeitssteuerung so lange verhindert, bis daß der Verriegelungsbolzen 6l in die Rastposition 65¹¹¹ eingerastet ist und dadurch eine Weiterschaltung der Geschwindigkeitssteuerung ermöglicht. Damit aber läßt sich die Geschwindigkeitssteuerung nur dann drehen und weiterschalten, von der Nullstellung aus, damit läßt sich der Geschwin-

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digkeitssteuerungshebel 18 nur dann zum Anschlag 29A drehen und weiterschalten, wenn sich der Richtungssteuerungsliebel jeweils in der Schaltstellung Null, Vorwärts, Rückwärts befindet. In diesem Zusammenhange .sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn sich der Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 von der Nullstellung aus bewegt, und sich der Bolzen 6l in irgendeiner der Rastpositionun 65', 65" und 65"' befindet, dieser Geschwindigkeitssteuerungshebel 32 verriegelt wird und dann so lange nicht bewegt werden kann, bis daß der Geschwindigkuitssteuerungsheben 18 zur Aus-Position hin zurückgedreht worden ist und dabei gegen den Anschlagsbolzen 27A anschlägt, woraufhin dann wiederum eine axial nach innen gerichtete Verschiebung des Verriegelungs'oolzens 61 möglich gemacht wird»

Figo 7 zeigt nun ein Schaltungsbeispiel für die elektrische Schaltvorrichtung 10_β Diese Schaltung wird nachstehend anhand eines typischen Schaltbeispieles erklärt« Für die Erläuterung sind die Teile der elektrischen Schaltvorrichtung 10 so dargestellt, als seien sie mit einem Antriebssystem verbunden« Zu diesem Antriebssystem gehört ein konventioneller Gleichstrommotor 70 mit seinen Feldwicklungsanschlussen Sl und S2 sowie mit seinen Ankerwicklungsanschlüssen Al und A2. Die als Batterie B dargestellte Stromquelle ist eine Einzelbatterie, die zur Ermöglichung der Aufschaltung einer Zwischenspannung mit einem Spannungsteiler versehen ist. Diese Stromquelle kann aber auch als Batteriebank ausgeführt sein, deren Zwischenspannungsanschluß 8l mit dem Motor 70 in Reihe geschaltet ist. Mit der Hinweiszahl 7^ gekennzeichnet

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ist eine Widerstandsschaltung, die aus einem, oder laut Darstellung aus mehreren Widerständen bestehen kann, beispielsweise aus den Widerständen 7^A, 7^B und 7^C, welche über die Anschlüsse 77A, 77B und 77D mit dem Feldwicklungsanschluß verbunden sind, beispielsweise dem Anschluß S2 des Motors 70 auf der der Batterie B gegenüberliegenden Seite, wobei in selektiver Weise ein veränderlicher Widerstand aufgesehaltet werden kann, und zar der größte Widerstand über den Anschluß 77A und der kleinste Widerstand über den Anschluß 77D. Die Anschlüsse 77A, 77B und 77C sowie 77D sind mit den Anschlußstutzen 39 der Verbraucherkontakte 37A, 37B, 37C und 37D verbunden, die zu der dargestellten elektrischen Schaltvorrichtung 10 gehören»

Die Ankerwicklungskontakte Al und A2 des Motors 70 stehen mit den Richtungskontakten 26A und 26C in Verbindung, und zwar über die Kabel 78A und 78B„ Zwischen die Richtungskontakte 26c und 26ß ist eine Brücke 79 geschaltet, die, wie dies aus der Darstellung hervorgeht, als elektrischer Leiter ausgeführt sein kann, beispielsweise als als Kupferdraht, der mit den entsprechenden Gewindestutzen 39 der Kontakte 20A und 26 C mit Muttern 36 verbunden wird.

Ein konventioneller "EIN-AUS"-SchaIter 80 ist zwischen dem Zischenpotentialanschluß 81 der Batterie B und dem Verzögerungsrelais 90 sowie zwischen dem Übergangsschalt-Zeitrelais 95 derart in Reihe geschaltet, dal¹, diese Relais 90 und 95 arbeiten können. Die Strombelastbarkeit und die Abschaltleistung des "EIN-Al!S"-Schalters 80 brauchen nur so groß zu sein, daß sie den relativ kleinen Stromrelais den Strom zuführen können, so daß für das

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für den Eins cha It Vorgang keine Schalter mit holier Strombelastbarkeit erforderlich sind, wie dies oft bei ähnlichen Anwendungsfällen der Fall ist. Bei dem Verzögerungsrelais oiler dem Bremsrelais 90 kann es sich um ein koventionelles elektromagnetisch betätigtes Relais mit einem Schließerkontakt 91 handeln, der dann, wenn das Rolais nicht angezogen hat, sich in der normalerweise geöffneten Schaltposition befindet und dann eine mechanische Verriegelung herbeiführt und schließt, wenn das Relais nach ^tromaufschaltung anzieht. Das gegenüberliegende Ende dieses Relais ist mit dem "EIN-AUS"-Schalter 80 verbunden, und sowohl auf den Verzögerungsrelais-Endschalter 45 als auch auf den Übergangszeitrelais-Endschaltor 46 über den Relaisabgang-Stiftkontakt 59 geführt (Siehe auch Fig. 3). Das t/bergangsschaltungs-Zeitrelais 95, das dem Verzögerungsrelais SO gleicht, kann ein konventionelles elektromagnetisch betätigtes Relais sein, dessen Kontaktschalter 96 gegenüber dem mit dem Schalter 80 verbundenem Ende mit dem Ende des Übergangs schaltungszeitrelais-Endschalters 46 und auch noch gegenüber der Verbindung mit dem Verzögerungsrelais mit dem Zeitschalter-Stiftkontakt 55 verbunden ist« Das dem Anschluß des Verzögerungsrelais 90 gegenüberliegende Ende des /erzögerungsrelais-Endschalters 45 ist am Relaisanschluß-Stiftkontakt 58 mit der Klemme der Batterie B verbunden, die ihrerseits wiederum mit dem Motor 70 in Verbindung steht«

Der Kontaktschalter des Verzögerungsrelais ist gegen— JO über der zum Motor führenden Verbindung mit dem Motor

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und dem Richtungsumschaltkontakt 28 derart verbunden, daß er dann, wenn sein Schließen durch das Verzögerungsrelais 90 herbeigeführt worden ist, einen Stromdurchgang durch die elektrische Steuerungsvorrichtung 10 zuläßt, und zwar über den Richtungsumschaltkontakt Der Kontaktschalter des Übergangsschaltungszeitrelais 96 ist schaltungsmäßig derart zwischen dem Schaltkon_ takt 29 und den Übergangskontakt 28 angeordnet, daß dann, wenn dieser Kontaktschalter 96 durch die Einwirkung des Verzögerungsrelais geschlossen wird, bestimmte elektrische Sch^ltfunktionen im Übergang zuläßt. Diese Übergangsschaltfunktionen werden nachstehend erläutert.

Nach Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 und ganz besonders nach Fig. 7 könnte für die elektrische Schaltvorrichtung ein typischer Schaltungsablauf wie folgt aussehen. Zunächst einmal befindet sich die Geschwindigkeitssteuerung in der Aus-Position, befindet sich weiterhin die Richtungssteuerung Ik in der Nullstellung. Wird nun über den "EIN-AUS"-Schalter 80 der Stromkreis geschlossen, dann werden die Relais 90 und 95 zu arbeiten beginnen. Sodann wird die Richtungssteuerung 17 durch Drehen der Richtungssteuerungswelle I5 in der bereits beschriebenen Weise auf die gewünschte Richtungsposition geschaltet, beispielsweise auf "Vorwärts". Mit der Einstellung der Richtungssteuerung auf die Position "Vorwaärts" ist ein Motorstromkreis hergestellt worden, in dem der Ankerstrom des Motors 70 fließen könnte durch den Schaltkontakt 29, durch den bewegli-Richtungsschaltkontakt 31, der sich auf den Schaltkon-

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takt 29 gelegt hat, durch den Richtungskontakt 2öB, durch die Brücke 79, durch den Richtungskontakt 26C sowie über den Anschluß 7^B zur Ankerwicklungsklemme A2, woraufhin dann durch die Ankerwicklung des Motors 70 fließt und sodann zum vollständigen Aufbau des Stromkreises durch die verschiedenen anderen Teile der elektrischen Schaltung 10, wie dies nachstehend beschrieben wird. Der Strom fließt dabei durch den Anschluß 78A, durch den Richtungskontakt 26a sowie durch den beweglichen Richtungsumschaltkontakt 30 zum Richtungsumschaltkontakt 28„ Befindet sich die Richtungssteuerung in einer der vorbeschriebenen Position entgegengesetzten Position, dann erfolgt eine Polumschaltung des über den Motor 70 fließenden Ankerstromes, der dann mit entgegengesetzter Drehrichtung arbeitet.

Auch dann, wenn die die Richtungssteuerung lk sich in der Position "Vorwärts" befindet, läßt die Verriegelungsmechanik des Geschindigkeitssteuerungshebels 32, d_oh. die Verriegelungsvorrichtung 60, eine Betätigung und Fortschaltung der Geschwindigkeitsteuerung 16 zu« Damit aber kann, wie dies bereits zuvor schon beschrieben worden ist, eine Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerung l6 durch eine entsprechende Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 eingeleitet und durchgeführt werden«,

Damit ein Arbeiten der elektrischen Schaltvorrichtung 10 bei großer Stromaufnahme möglich ist, wie dies oft bei solchen Vorrichtungen, wie durch den Motor 70, erforderlich ist, ist eine elektrische Scha1tubergangsschaltung vorgesehen, durch die die Lichtbogenbildung,

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die in der Geschwindigkeitssteuerung l6 bei der Folgeschaltung von diskret angeordneten Verbraucherkontak-

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ten aufkommen kann, verhindert oder zumindest verringert wird. Im wesentlichen wird von der Schaltübergangsschaltung ein besändiger Ausweich-Strompfad aufgebaut, über den der Vollast-Strom vor dem Belegen des entsprechenden Verbraucherkontaktes durch den beweglichen Geschwindigkoitsschaltkontakt 4l, durch einen jeden der Verbraucherkontakte fließen kann, was zur Folge hat, daß das Potential zwischen den Verbraucherkontakten 37 und dem beweglichen Schaltkontakt ^l zur Zeit der Belegung ausgeglichen worden ist»

Wie aus der bisher gegebenen Beschreibung sowie aus Fig.l, Fig. 3, Fig. 6 und Fig. 7 hervorgeht, wird durch jede Linksdrehung und durch jede geringfügige Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerung l6 der Verzögerungsrelais-Endschalter 45 geschlossen, der seinerseits wiederum das Verzögerungsrelais 90 anziehen läßt. Dies hat wiederum zur Folge, daß der Kontaktschalter 91 dieses Relais geschlossen wird und dabei den Richtungsumschaltkontakt 28 in der zuvor erwähnten Weise mit der Batterie B verbindet. Dieser Schaltzustand wird im weiteren Verlaufe dieser Patentanmeldung als Null-Zustand oder Zustand der positiven Deschleunigung bezeichnet. Eine weitere schrittweise Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerung l6 resultiert in einem Schließen des Übergangsschaltungszeitrelais-Endschalters h6 mit der damit verbundenen Erregung des Übergangsschaltungszeirelais 96wobei der nachstehend angeführte Ausweich-Stromkreis aufgebaut wird, durch

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den der Strom wie folgt fließen kann:- von der Batterie B aus über den Kontakt 91 des Verzögerungsrelais, über den Richtungsumschaltkontakt 28 sowie über die zum Motor 70 gehörende Ankerwicklung zum Schaltkontakt 29, durch den Schaltkontakt 29, durch den Kontakt 96 des Übergangsschaltungszeitrelais, durch den Übergangsschaltungskontakt 38, durch den beweglichen Übergangsschaltkontakt Uo, durch den Verbraucherkontakt 37A, durch den größten Widerstand mit dem maximalen Wert 7^A, 7^B und jUC sowie dann über die Feldwicklung des Motors 70 zurück zur anderen Klemme der Batterie B, von wo aus er zu fließen begann«

Damit dürfte also klar sein, daß deswegen, weil ein beweglicher Schaltübergangskontakt 4o mitten auf einen Verbraucherkontakt 37A eingestellt wird, und dies noch vor Beginn eines Stromflusses durch diesen Kontakt, zwischen diesen Kontakten die Lichtbogenbildung verhindert oder beträchtlich verringert wird« Eine Lichtbogenbildung oder irendeine Neigung zur Lichtbogenbildung wird weiterhin dadurch verringert, daß der maximale Widerstand 3^A, 3^B und 3^C dazu verwendet wird, den einsetzenden Stromfluß allmählich auf einen geringeren Wert zu bringen. In diesem Zusammenhang muß darauf hingewiesen werden, daß fast alle weiteren Lichtbogenbildungsreste im wesentlich auf den Schaltkontakt 96 des Schaltübergangszeitrelais beschänkt sind. Hierbei handelt es sich um ein Kontaktelement, das leicht zugänglich ist, daß sich leicht warten läßt und relativ billig ist. Dieses Kontaktelement gehört zum Schaltübergangszeitr elais 95o Aus diesem Grunde hat das Schaltgerät

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eine längere Lebensdauer aufzuweisen, wird die Wartungshäufigkeit verringert, verringern sich die Kosten und die Stillstandszeiten für Vorrichtungen, die eine hohe Stromaufnahme haben, wie dies beim Motor 70 der Fall ist.

Eine weitere schrittweise Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerung 16 hat zur Folge, daß eine Verbindung zwischen dem beweglichen Schaltkontakt ^l und dem Verbraucherkontakt 37A,wobei während dieser Zeit die Verbindung mit dem beweglichen Schaltübergangskontakt Uo mit dem Verbraucherkontakt 37A während des Zustandes des Schaltüberganges, der gerade erörtert wird, erhalten bleibt. Um es nochmals zu wiederholen, es ist klar, daß zuerst zwischen dem Schaltkontakt 29 und dem Verbraucherkontakt 37 über den Kontakt 36 des Schalübergangszeitrelais 96 , über den Übergangskontakt ^0, über den beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt 4l ein Ausweich-Strompfad mit geringem Widerstand aufgebaut wird, weswegen dann auch der bewegliche Geschwindigkeitsschaltkontakt kl und der Verbraucherkontakt 37A vor dem Einsetzen irgendeines Stromdurchganges das gleiche Potential haben. Zum Zweiten wird durch den Anfangsstromfluß gegen einen hohen Widerstand, d.h. durch den Schaltkontakt 29 und den Verbaucherkontakt 37A über den beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt kl wiederum die Lichtbogendildung bzw« die Neigung zur Lichtbogenbildung verhindert oder beträchtlich verringert.

Weil die Verbindung zwischen dem Schübergangskontakt '♦Ο und dem Verbraucherkontakt 37A auch weiterhin bestehen bleibt, baut sich der hohe Widerstand des beweglichen

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des beweglichen Ubergangsschaltkontaktes allmählich ab, während gleichzeitig der anfangs niedrige Widers tandswert des beweglichen Ubergangsschaltkontaktes ^O dann allmählich erhöht, wenn sich dieser Kontakt kontinuierlieh vom Kontakt 37A löst.

Damit kommt es zu einer sich fortwährend verändernden Stromteilung zwischen dem beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt kl, dessen Stromanteil immer größer wird, und dem beweglichen Übergangsschaltkontakt '+O, dessen Stromanteil immer kleiner wird, bis daß kurz vor dem Lösen des beweglichen Ubergangsschaltkontaktes ko vom Verbraucherkontakt 37A der Stromdurchgang durch den beweglichen Übergangsschaltkontakt 40 beträchtlich kleiner geworden ist. Zu diesem Zeitpunkt kommt es zu einem Öffnen des zum Übergangsschaltzeitrelais gehörenden Endschalters k6, der daraufhin auch das Übergangsschaltzeitrelais 95 abfallen läßt, woraufhin dann sich der zu diesem Relais 95 gehörende Schalter 96 sich öffnet und dadurch eine elektrische Unterbrechung des Stromkreises herbeiführt, der aus dem Schaltkontakt 29, und dem Verbraucherkontakt 37A besteht, sowie aus dem Übergangsschaltkontakt 38 und dem beweglichen Übergangs schaltkontakt ^0. Als Folge davon wird der Übergangs-Schaltzustand beendet,.auch diesmal ohne Lichtbogenbildung.

Die Schaltvorrichtung 10 verbleibt solange in diesem Schaltzustand, bis nach einer weiteren inkrementalen Rechtsdrehung der Geschindigkeitssteuerung l6 der bewegliche Übergangsschaltkontakt den Verbraucherkontakt 37B im wesentlichen belegt hat. Sodann wird wiederum

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in der bereits beschriebenen Weise die Schaitubergangs schaltung aufgebaut. Weil in diesem bestimmten Falle der durch den beweglichen Schaltübergangskontakt kO fließende Strom nur durch die kleineren Widerstände 7^B und 74c geführt wird, fließt zu Beginn ein proportional stärkerer Strom durch den beweglichen Schaltübergangskontakt Uo als durch den beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt 4l, so daß noch bevor dieser Kontakt mit dem Verbraucherkontakt 37B in Verbindung tritt, der bewegliche Geschwindigkeitsschaltkontakt 4l im wesnetlichen auf das Potential gebracht wird, das der Verbraucherkontakt 37B hat, so daß wiederum die Lichtbogenbildung zwischen dem beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt und dem Verbraucherkontakt verhindert oder beträchtlich verringert wird. Mit einer weiteren inkrementalen Ruchtsdrehung wird der Zustand des Schaltüberganges dann wieder beendet, so daß dann der volle Strom nur durch den beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt Ul fließt. Nach zweimaliger Wiederholung dieser Schaltfolge kann der Strom durch den kleinsten Widerstand fließen, d.h. dem Motor wird der volle Strom zugeführt. Die Zwischenschaltstufen ermöglichen eine stufenweise Veränderung in der Stärke der elektrischen Energie, die dem Motor 70 zugeführt wird.

Es ist festgestellt worden, daß bei gewissen Anwendungsfällen und während bestimmter Phasen des Betriebsablaufes eine Extrembelastung nicht erforderlich bzw. nicht erwünscht ist, beispielsweise bei der Verzögerung oder beim Bremsen. So kann eine Abschaltvorrichtung vorgesehen werden, die in diesem Falle die elektrische Schalt-

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Vorrichtung 10 elektrisch von der außen befindlichen Last und von der außen befindlichen Stromquelle trennt. Im Rahmen der Erfindung ist eine derartige Vorrichtung vorgesehen worden. Es handelt sich hierbei um das Verzögerungsrelais 90, dessen Kontakt 91 schaltungsmäßig am Richtungsumschaltkontakt 29 zwischen der Batterie B und der elektrischen Schaltvorrichtung 10 angeordnet ist. Es ist schon beschrieben worden, daß jede durch eine Linksdrehung der Geschwindigkeitssteuerung 16 herbeigeführte Verzögerung ein Öffnen des Kontaktschalters 91 ψ der zum Verzögerungsrelais gehört, zur Folge hat, wobei die elektrische Schaltvorrichtung 10 elektrisch von der außenliegenden und als Batterie B ausgeführten Stromquelle getrennt wird. Eine Verzögerung oder Abbremsung kann, falls dies erforderlich werden sollte, auch dann durchgeführt werden können, wenn die Schaltvorrichtung 10 auf Zwischenstufen der Geschwindigkeit eingestellt ist. In diesem Falle wird über das Relais 90 der Stromfluß durch die elektrische Schaltvorrichtung wieder eingeschaltet, wie dies bereits beschrieben worden ist. In diesem Falle sei darauf hingewiesen, daß jede Lichtbogenbildung, die durch die Unterbrechung des Stromes jeder Stärke verursacht wird, auf den Relaiskontakt 91 beschränkt bleibt. Dieser Relaiskontakt ist leicht zugänglich, läßt sich leicht warten, weil es sich dabei um einen relativ billigen Kontaktteil des Verzögerungsrelais 90 handelt,, Dies hat wiederum zur Folge, daß die elektrische Schaltvorrichtung 10 eine längere Lebensdauer hat, und dies bei gleichzeitiger Verringerung der Wartungshäufigkeit, der Kosten und der Stillstandszeiten solcher Vorrichtung, die so hohe Ströme erforderlich machen, wie dies beim Motor 70 der Fall ist.

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Soweit diese Erfindung Gegenstand vieler Veränderungen und Modifikationen ist, die im Detail vorgenommen werden können, so sind alle beschriebenen Angelegenheiten und die Darstellungen in den Zeichnungen als illustrativ zu betrachten und nicht als endgültig oder einschränkend„

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e e r s e i t e

Claims

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- A 1 -

John Welsh, North Canton, Ohio, U.S^A₀ 2704382

Pa fcentansprüche:-

Elektrische Schaltvorrichtung d ad urch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- ein Gehäuse; mehrere diskrete Verbraucherkontakte, die zum Gehäuse hin eine Teste Anordnung aufweisen und mit Widerständen verschiedener Widerstandswerte in Verbindung stehen; eine Schaltkontaktvorrichtung, die im Hinblick auf die vorerwähnten diskreten Verbraucherkontakte beweglich ist und nucheinander auf diese Kontakte geschaltet werden kann; eine Schaltübergangskontaktvorrichtung,die noch vor der Belegung der Verbraucherkontakte durch den vorerwähntn Schaltkontakt mit diesen diskreten Verbraucherkontakten verbunden wird; sowie ein Übergangsschaltung, die noch vor der Belogung eines jeden der vorerwähnten Verbraucherkontakte durch den bereits angeführten beweglichen Schaltkontakt einen Vollast-Ausweich-Strompfad aufbaut und dadurch eine allmähliche Änderung in der Stärke der·-elektrischen Energie herbeiführt, die weiterzuleiten ist, ohne daß es dabei zwischen den Kontakten zu einer Funkenbildung oder Lichtbogenbildung kommt.

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2. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorerwähnte Übergangsschaltkontakt im Hinblick auf den Verbraucherkontakt beweglich ist und auf diese Verbraucherkontakte eingestellt werden kann.

3. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vorerwähnten Übergangsschaltkontakt und dem Geschwindigkeitsschaltkontakt eine auf den Abstand bezogene feste Zuordnung besteht ο

k. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorerwähnte Üburgangsschaltkontakt und der Geschwindigkeitsschaltkontakt von Steuerungshebeln gehalten werden«

5. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungshebel so angeordnet ist, daß sich im Hinblick auf die diskreten Verbraucherkontakte um eine Achse drehen kann*

6. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucherkontakte bogenartig ringsum die Welle angeordnet sind; daß schließlich auch noch Anschlagsvorrichtungen vorhanden sind, die die Drehbewegung der Steuerungshebel im wesentlichen auf die im Bogen angeordneten Verbraucherkontakte begranzen,

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7. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß zu der Übergangsschaltung eine Schaltvorrichtung gehört, die intermittierend einen Stromfluß durch den Übergangsschaltkontakt zuläßt.

8. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der vorerwähnte Schalter so arbeitet, daß er den Stromdurchgang durch irgendeinen der Verbraucherkontakte nur dann zuläßt, wenn dieser Verbraucherkontakt im wesentlichen von dem Übergangsschaltkontakt belegt worden ist, wobei der Schalter dann den Stromfluß durch den Übergangsschaltkontakt unterbricht, noch bevor dieser Übergangsschalter den erwähnten Verbraucherkontakt verlassen hat.

9. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem vorerwähnten Schalter eine Zeitschaltnockenkontaktvorrichtung gehört, die den Kontakt in Zuordnung zur Folgeschaltung der Verbraucherkontakte und deren Belegung durch den Übergangsschaltkontakt herstellt und unterbricht,,

10. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vorerwähnte Übergangsschaltkontakt mit dem Verbraucherkontakt zum Zwecke des Aufbauens eines Vollast-Ausweich-Strompfades verbindet.

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' 2 7 OU 8 2 .¹⁰-tTI

11. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schaltvorrichtung ein Ausschalter zugeordnet ist, der dann die Zufuhr der elektrisehen Energie unterbricht, wenn zwischen den Verbraucherkontakten und dem Geschwindigkeitsschaltkontakt eine Relativbewegung stattfindet,,

12. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vorerwähnte Schalter dann die Weiterleitung der elektrischen Energie ermöglicht, wenn zwischen den Verbraucherkontakten und dem Geschwindigkeitsschaltkontakt eine Relativbewegung stattgefunden hat,und eine Relativbewegung zwisehen diesen Kontakten nicht gegeben ist _Λ

β Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Schaltübergangsschaltung noch eine zweite Kontaktvorrichtung gehört, auf die die Lichtbogenbildung beschränkt ist.

lh. Elektrische Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören: - ein als Halterung ausgeführtes Gehäuse; mehrere in fester Zuordnung zu diesem Gehäuse angeordnete Kontakte; ein erster beweglicher Kontakt, der die Verbindung zu einem der vorerwähnten mehreren Kontakten herstellt; ein zweiter beweglicher Kontakt, der dem ersten beweglichen Kontakt zugeordnet ist und noch vor dem ersten beweglichen Kontakt

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einen jeden der vorerwähten ersten Kontakte belegt, um einen Vollast-Ausweich-Strompfad über einen jeden der vorerwähnten ersten Kontakte aufzubauen, und zwar noch vor dessen Belegung durch den bereits angeführten ersten beweglichen Kontakt, was zu Folge hat, daß zwischen dem von dem ersten beweglichen Kontakt belegten Kontakt ein Übergang hergestellt wird zwischen diesem Kontakt und dem ersten beweglichen Kontakt, die mit verschiedenen Widerständen im wesentlichen ohne Lichtbogenbildung verbunden werden; schließlich auch noch ein dritter beweglicher Kontakt der andere der mehreren Kontakte belegt und dabei im Hinblich auf diese Kontakte eine Schaltfunktion vornimmt,,

15. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch lk, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des dritten beweglichen Kontaktes unabhängig von der des ersten beweglichen Kontes ist«

16. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß daß der zweite bewegliche Kontakt und der erste bewegliche Kontakt in einem festen Abstand zueinander angeordnet sind.

17. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1^, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bewegliche Kontakt von einem Geschwindigkeitssteuerungshebel gehalten wird, und der dritte bewegliche Kontakt von einem Richtungs-Steuerungshebel.

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18„ Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Geschwxndigkeitssteuerungshebel und dem Richtungssteuerungshebel eine Verriegelungsraechanik angeordnet ist.

19„ Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Verriegelungsmechanik ein unter Einwirkung einer Feder stehender Vcrrii'^elungsbolzen gehört, der wirkungsmäßig in eii.e Nocue eingreift «,

Elektrische Schaltvorrichtung, dadux'ch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- ein als Halterung ausgei lihrtes Gehäuse; mehrere diskrete Verbraucherkon( i:- te, die in einem festen Verhältnis zum Gehäuse angeordnet sind und mit Widerständen verschiedener Größen in Verbindung stehen; ein beweglicher Schaltkontakt der so ausgelegt ist, daß er nacheinander die vorerwähnten ersten Kontakte belegt; ein Schaltübergangskontakt, der die Verbindung mit einem jeden der vorerwähnten diskreten Verbraucherkontakte noch vor dessen Belegung durch den Geschwindigkeitsschaltkontakt herstellt und dadurch über einen jeden der vorerwähnten mehreren diskreten Verbraucherkontakte einen Vollast-Auswich-Strompfad herstellt, nocli bevor dieser Verbraucherkontakt durch den Geschwindigkeitsschaltkontakt nach einer Relativbewegung zwischen dem erwähnten diskreten Verbraucherkontakt und dem

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Geschwindikeitssteuerungskontakt von diesem Geschwindigkeitsschaltkontakt belegt wird, und zwar in der einen Richtung; schließlich auch noch eine Abschaltvorrichtung, die bei einer in die entgegengesetzten Richtung erfolgenden Relativbewegung die Weiterleitung der elektrischen Energie abschaltet.

ο Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn zwischen dem einem der diskreten Verbraucherkontakte und dem Geschwindigkeitsschaltkontakt keine Relativbewegung gegeben ist, die bereits erwähnte Abschaltvorrichtung die Weiterleitung der elektrischen Energie zuläßt.

22. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Abschaltvorrichtung ein Stromleiter gehört, der auf* einer Scheibe angeordnet ist, die sich um die Welle drehen kann, desgleichen auch noch ein Kontakt, der sich mit dem Geschwindigkeitsschaltkontakt um diese Welle bewegt und dabei während einer in die einen Richtung gehenden Relativdrehung den Kontakt mit diesem Stromleiter herstellt.

23. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Andruckvorrichtung vorhanden ist, die unter Federeinwirkung die vorerwähnte Kontaktvorrichtung während der in der einen Richtung erfolgenden Relativdrehung oder während des Fehlens

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einer solchen Relativdrehung· die vorerwähnte Kontaktvorrichtung gegen den vorerwähnten Stromleiter drückt.

2k. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr ein Kontaktstift gehört, der an dem Stromleiter zum Zwecke der Stabilisierung der Scheibendrehbewegung anliegt.

25. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 2k, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kontaktstift einen beständigen Kontakt mit dem vorerwähnten Stromleiter herstellt»

26. Elektrische Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören: ein als Halterung ausgeführtes Gehäuse; eine Reihe von diskreten Verbraucherkontakten, die in fester Zusordnung zum Gehäuse angeordnet sind und mit Widerständen verschiedener Widerstandswerte in Verbindung stehen; ein beweglieher Geschwindigkeitsschaltkontakt der sich im Hinblick auf eine Belegung der Verbraucherkontakte in Folgeschaltung bewegt; ein Übergangssehaitkontakt, der mit einem jeden der vorerwähnten diskreten Verbraucherkontakte in Verbindung gebracht wird, und zwar noch vor dessen Belegung durch den Geschwindigkeitsschaltkontakt, und dadurch einen Vollast-Ausweich-Strompfad über einen jeden der diskreten Verbaucherkontakte nach einer in der einen Richtung erfolgten Relativdrehung zwischen Verbraucherkontakten und Geschwindigkeits-

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schaltkontakt aufbaut; schließlich auch noch eine Ausschaltvorrichtung, die nach einer in die andere Richtung führenden Relativdrehung die Zuführung elektrischer Energie abschaltet»

Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltübergangsschaltung mit der Abschaltvorrichtung verbunden ist, damit ein Steuerungsstrom zwischen ihnen fließen kann.

- Ende -

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