DE392420C - Eingeschlossener Messerschalter - Google Patents

Description

DEtJTSCHgS REICH

AUSGEGEBEN AM 20. MÄRZ 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 392420 -KLASSE 21 c GRUPPE 35

(W59967

Westinghouse Electric and Manufacturing Company in East Pittsburg.

Eingeschlossener Messerschalter. Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Dezember 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 2. Dezember 1920 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalter und insbesondere auf einen eingeschlossenen Messerschalter, in welchem der elektrische Strom durch die Einklemmung eines beweglichen Messerblattes zwischen stationären Kontaktklemmen geschlossen wird.

Es ist bekannt, daß beim Öffnen eines

Schalters der entstehende Lichtbogen häufig eine Beschädigung des Messers und der Kontaktklemme zur Folge hat, und um diese schädlichen Einflüsse zu vermeiden, sind die Schalter so ausgeführt worden, daß sie eine Schnappwirkung haben, wodurch die Dauer des entstehenden Lichtbogens verkürzt wird. In gewissen Fällen genügt indessen diese Schnappwirkung nicht, um den Lichtbogen auszulöschen, ehe er nicht schon eine schädliche Wirkung bzw. ein Ankerben des Messers oder der Kontaktklemmen bewirkt hat, und wenn dies der Fall ist, so werden diese Teile bald unbrauchbar.

Der Zweck der Erfindung ist, einen der-

Abb. 2 ein senkrechter Längsschnitt nach

artigen Messerschalter zu verbessern, und zwar dahin, daß der Lichtbogen, der beim Öffnen eines Schalters entsteht, so stark verringert wird, daß er das Messer oder die Kontaktklemmen nicht beschädigen kann.

Gemäß der Erfindung wird das bewegliche Messerblatt in einer ganz flachen Kammer bewegt, die in einem isolierten Gehäuse angeordnet ist, und die gerade nur eine solche ίο Tiefe hat, daß das Messerblatt sich zwischen den Kammerwänden hindurch bewegen kann, so daß der Lichtbogen, der sich beim öffnen des Schalters bildet, ganz eingeschlossen ist und durch die Berührung mit den Wänden der Kammer, die ganz nahe am Alesserblatt liegen, abgekühlt wird.

Die stationären Koritaktklemmen, mit denen das Messerblatt zusammenwirkt, sind außen am Gehäuse befestigt und ragen durch öffnungen in der Kammerwand in die Kammer hinein, wobei die Ränder dieser Öffnungen abgeschrägt sind, um scharfe Kanten für den Lichtbogen zu erzielen, die auf beiden Seiten des Messerblattes an der Stelle liegen, wo die Berührung mit den Kontaktklemmen erfolgt. Die Zeichnung zeigt beispielsweise die Ausführungsform eines geschlossenen Messerschalters gemäß der Erfindung.

Abb. ι ist eine Draufsicht auf den Schalter, 30

der Linie II-II in Abb. 1.

Abb. 3 ist ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie III-III der Abb. 1 in der Pfeilrichtung gesehen.

Das in der Zeichnung dargestellte Beispiel zeigt einen Schalter, wie er bei Wagenheizungen benutzt wird. Der Schalter selbst hat ein ! drehbares Messer mit Schnappwirkung und wird durch einen Motor bewegt, der vorzugsweise durch einen Thermostaten gesteuert wird. Der Steuerschalter ist mit dem Motor und dieser mit den Klemmen des nicht dargestellten Thermostaten so verbunden, daß, wenn die Temperatur des Wagens oder ^; sonstigen Gebäudes, in dem der Schalter angebracht ist, eine bestimmte Höhe übersteigt, der Strom durch den Motor mittels des Thermostaten geschlossen wird und infolgedessen der Schalter um eine Vierteldrehung mit Schnappwirkung in die .Stellung gedreht \vird, wo die Stromkreise durch das Heizungssysteni sowie durch den Motor gleichzeitig unterbrochen sind.

Wenn die Temperatur in der Umgebung des Thermostaten wieder auf einen vorbestimmten Grad sinkt, so wird durch den Thermostaten der Motorstrom wieder geschlossen und infolgedessen das Schaltermesser um eine Vierteldrehung in eine Stellung gedreht, in welcher der Strom durch die Heizanlage geschlossen ist, dagegen der Strom durch den .

'Motor unterbrochen. Dieses Schaltsystem an sich bildet nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und es ist daher die Schaltanordnung nicht weiter beschrieben.

Der Schalter selbst besteht nach dem dargestellten Beispiel aus einem Gehäuse 4 mit Bodengußstück 5, an welchem der Schalterträger 6 befestigt ist. Der Schalter, der in diesem Träger drehbar ist, besteht aus einer drehbaren Welle 7 mit Isoliernabe 8. Diese trägt das Messerblatt 9. Die Drehung des letzteren erfolgt mittels eines Elektromotors 10, der durch den nicht dargestellten Thennostatenschalter gesteuert wird. Die Bewegungsübertragung vom Motor zur Schalterwelle 7 ■ erfolgt durch einen Räderzug 11, durch den die Welle 7 vom Motor aus mit stark verringerter Geschwindigkeit gedreht wird. Der Schalter ist ein solcher mit Schnappwirkung, bei welchem jede Vierteldrehung unter Schnappwirkung für eine vorherbestimmt-' Drehungsbewegung des Motors erfolgt. Die Schnappvorrichtung kann beliebiger bekannter Art sein und ist daher nicht dargestellt.

Die Einrichtung zum Auslöschen des Lichtbogens gemäß der Erfindung besteht aus einer isolierten Platte 12, die die Schalterklemmen bzw. Verbindungszapfen 13 und die unteren Kontaktklemmen 14 trägt. Letztere sind in Aussparungen 15 an der unteren Seite der Platte angeordnet und mit den zugehörigen Klemmen 13 mittels geeigneter Leiter in beliebiger Weise verbunden, was von der Schaltungsanordnung abhängt, für die der Schalter bestimmt ist.

Die Bodenplatte ist mit einer runden öffnung 16 versehen, durch weiche die Schalternabe 8 hindurchgeht, während das Messerblatt 9 so dicht als möglich über der Platte liegt, wie es mit der Bedingung vereinbar ist. daß das Messerblatt nicht an der Plattenfläche reibt.

Eine isolierte Deckscheibe 17 ist an der Platte 12 befestigt und schließt das Schaltermesser vollständig ein, welches sich frei in der flachen Kammer 18 drehen kann, die zwischen · der Deckscheibe und der Bodenplatte ausgespart ist. Es ist zu beachten, daß nur gerade so viel Zwischenraum zwischen den Messerflächen und den Wandflächen der Kammer 18 sein darf, daß das Messerblatt sich frei drehen kann. Die Deckscheibe 17 ist mit einer Anzahl rechteckiger Öffnungen 19 versehen, welche in gleichem Abstand um die Schalterwelle herum so angeordnet sind, daß sie zueinander in rechtem Winkel stehen. Die Kanten 20 dieser Öffnungen sind versenkt oder gegeneinander abgeschrägt, so daß sich Schneidkanten 21 am Innenrand der öffnungen bilden, deren Zweck weiter erläutert wird. Die Bodenplatte 12 ist mit einer ent-

S92420

sprechenden Anzahl Öffnungen gleicher Form versehen, die sich mit denen in der Deckscheibe 17 decken. Die gegenseitige Lage ist aus Abb. 3 ersichtlich.

Die oberen ,Kontaktklemmen 22 sind mit den unteren 14 mittels der aus Abb. 3 ersichtlichen Verbindung, bestehend aus einem Bolzen 23, verbunden, der den Fuß 24 hat, um eine Klemmschraube 25 aufzunehmen, die ihn mit dem Leiter Yerbindet, der zu den Klemmen 13 führt. Die Kontaktklemme 14 ist an einem Schaft 27 aufgefädelt und liegt zwischen einer Scheibe 28 und dem versteckten Fuß 24. Der Bolzen 23 ist fest an der Bodenplatte 12 mittels einer Innengewindehülse 29 angezogen. Diese Hülse trägt die Kontaktklemme 22, welche am Bolzen angebracht ist, nachdem die Deckscheibe 17 auf der Bodenplatte aufgesetzt ist. Eine langrunde Scheibe 30 über der Kontaktklemine 22 dient dazu, die Deckscheibe 17 in Stellung zu halten. Die Scheibe und die Kontaktklemme 22 werden mittels einer Klemmscheibe 31 befestigt.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß sich das Messerblatt 9 in der flachen Kammer 18 dreht und zwischen den federnden Kontaktkleinmen 22 und 14 sitzt. Die nicht dargestellte Schnappvorrichtung bewirkt eine Vierteldrehung des Messerblattes unter Schnappwirkung bei einer vorbestimmten Drehung der Welle 7 und ein Anhalten des Mfesserblattes 9, sowie seine Enden mit den federnden Klemmkontakten in Berührung sind, wie in Abb. 3 ersichtlich.

Sowie das Messerblatt außer Berührung mit den Kontaktklemmen kommt, sucht der entstehende Lichtbogen, der sich bei der Trennung des Messerblattes von den Klemmen bildet, dem Blatte zu folgen und sich kugelförmig auszudehnen. Die scharfen Kanten 21 an Bodenplatte und Deckscheibe schneiden nun den Teil des Lichtbogens ab, welcher sich kugelförmig von dem Teil auszudehnen sucht, der in die "Kammer 18 zwischen Bodenplatte und Deckscheibe eintritt. Auf diese Weise wird der Lichtbogen an den Eintrittskanten der Öffnungen 19 in drei Zweige gespalten, von denen jeder der starken Kühlwirkung des Isoliermaterials von Bodenplatte und Deckscheibe ausgestezt ist, welches beispielsweise Porzellan sein kann.

Ein Teil des Lichtbogens, der in die Kammer 18 gelangt, wird hierbei so abgeflacht und seine Oberfläche so vergrößert, daß er unmittelbar bei der Berührung mit den Innenwänden der Kammer stark abgekühlt wird und infolgedessen erlischt. Die Explosion, die durch den Lichtbogen in dem begrenzten Raum 18 erfolgt, veranlaßt die Verbrennungsgase zu einer plötzlichen Entladung aus den Öffnungen 19, aus denen sie mit sehr hoher Geschwindigkeit herausblasen, so daß der Lichtbogen von dem Messerblatt weggeblasen wird.

Versuche haben ergeben, daß solche Schalter gemäß der Erfindung mit Sicherheit ohne die geringste Spur einer Beschädigung des Messers oder der Kontaktklemmen unter Belastungen arbeiten, die ein Mehrfaches der vorbestimmten bzw. der im Katalog angegebenen Kapazität des betreffenden Schalters betragen. Dieser Unistand ermöglicht es, die Schaltermesser und die Kontaktklemmen höher zu sortieren bzw. zu katalogisieren als bisher, wo dies nicht nach der Stromleitungsfähigkeit geschah, sondern nach der Widerstandsfähigkeit gegen den Lichtbogen, wobei bekanntlich die erstere die letztere weit überschreitet.

Bei dem neuen Messerschalter können die Schaltermesser und die Kontaktklemmen erheblich leichter gemacht werden, was eine entsprechende Kostenverringerung bedeutet. Die Dauerhaftigkeit des Schalters wird infolge des Fortfalles des zerstörenden Einflusses des Lichtbogens wesentlich erhöht. Innerhalb der Erfindung lassen sich verschiedene Einzeländerungen treffen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit feststehen- _go den Kontaktgliedern und einem damit zusammenarbeitenden, durch eine Schnappvorrichtung bewegten Messer, welches in einem isolierenden Gehäuse eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das durch as die Schnappvorrichtung gesteuerte Messer sich in einer flachen Kammer bewegt, deren Tiefe nur gerade so groß ist, daß sich das Messerblatt ohne Berührung zwischen den Kammerwänden bewegen kann, wodurch der sich beim Öffnen des Schalters bildende Lichtbogen nicht allein ganz eingeschlossen ist, sondern auch rasch durch die Berührung mit den dicht am Miesserblatt liegenden Kammerwänden abgekühlt wird.

2. Messerschalter nach Anspruch 1 mit feststehenden Kontaktgliedern, die an der Außenseite der flachen Kammer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktglieder in die Kammer durch Öffnungen hineinragen, die sich in gegenüberliegenden flachen Kammerwänden befinden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.