DE410597C - Stromkreisschalter mit elektromagnetischer Steuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromkreisschalter, bei dem in bekannter Weise eine elektromagnetische und eine mechanische Vorrichtung so vereinigt sind, daß zur Herstelkmg des Stromkreises die vereinte Wirkung beider Vorrichtungen nötig ist, zur Unterbrechung dagegen nur eine von ihnen zur Wirkung zu kommen hat.

Die Erfindung besteht in einer solchen An-

to Ordnung, daß zunächst die elektromagnetische Einrichtung in Tätigkeit gesetzt wird und hierbei einen Hilfisschalter steuert, der den Antrieb der mechanischen Einrichtung vermittelt, so daß beim Einschalten die elektromagnetische Einrichtung nur den ersten Teil der Schließbewegung ausführen kann und die Kontakte einander nähert, die mechanische Einrichtung dagegen beim zweiten Teil der Bewegung die Kontakte aufeiniander-

ao drückt. Infolgedessen kann die elektromagnetische Einrichtung schwach bemessen sein, weil die zum Aufeinanderpressen der Kontakte erforderlichen großen Kräfte von der mechanischen Einrichtung geliefert werden. Ebenso tritt beim Öffnen zunächst die elektromagnetische Einrichtung in Tätigkeit und zieht die Kontakte, unterstützt von einer stark gespannten Feder, plötzlich auseinander, so daß der Öffnungsfunke schnell abreißt, worauf die mechanische Einrichtung die Kontakte in die Anfangsstellung-zurückbringt.

Die Spannung der Feder nimmt entsprechend der Schließbewegung zu, so daß die zuerst wirksame elektromagnetische Einrichtung nur geringe, die zuletzt wirksame mechanische Einrichtung höhere Federkräfte zu überwinden hat. Auch hierdurch wird eine schwache Bemessung der elektromagnetischen Einrichtung ermöglicht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, .daß der Hilfs- und der Hauptschalter Anschläge haben, die sich kreuzende Bahnen^ beschreiben, so daß sie sich, außer in bestimmten Stellungen, verriegeln. Hierdurch wird verhindert, daß der Hilfsschalter in Tätigkeit gesetzt werden kann, bevor die mechanische Vorrichtung ihre öffnungsbewegung vollendet hat.

Dies hat besondere Bedeutung, wenn zwei hintereinandergeschaltete Strcumkreisschalter gemäß der Erfindung verwendet werden, deren Hilfisschalter zu gemeinsamer Bewegung vereinigt sind. Denn dann wird ein Wiedereinschalten verhindert, wenn einer der Schalter infolge von Beschädigungen, wie Zusammenschmelzen der Kontakte, in der Schlußbewegung geblieben ist, bis beide Sätze der Hauptkontakte getrennt worden sind.

In der Zeichnung stellen dar:

Abb. ι die Seitenansicht nebst Teilschnitt unter Fortlassung unwesentlicher Teile für einen Stromunterbrecher mit einem Hilfsschalter,

Abb. 2 ein Leitungsschema für eine elektrische Zugsteuerung, bei welcher der Stromkreisschalter als Liniensehalter verwendet wird.

Die mechanische Einrichtung ist ein um-

laufender Daumen ι mit einer Kurvenbahn 2 für eine Rolle 3, die an dem einen Ende eines bei 5 drehbaren Hebels 4 so befestigt ist, daß der Daumen umlaufen muß, wenn die Rolle aus der Kurvenbahn austreten soll, damit die Kontakte des Stromkreisschalters geschlossen werden. Die Einrichtung ist so getroffen, daß kein Teil des Hebels 4 außer der Rolle den Daumen berühren kann. Die elektromagnetische Einrichtung ist ein Elektromagnet 6 mit Anker 7, der von dem einen Arm eines bei 9 drehbaren Winkelhebels 8 getragen wird. Der andere Arm diese Hebels ist an einem schwingenden Geis lenk 10 drehbar befestigt, dessen anderes Ende den mittleren Drehpunkt 11 eines Kniegelenks trägt. Dieses besteht aus den beiden Gliedern 12, 13; das Glied 12 ist bei 14 an dem Hebel 4 befestigt, das Glied 13 bei 15 an einem schwingenden Arm 16, der bei 20 mit dem Gehäuse verbunden ist und die beweglichen stromunterbrechenden Kontakte 17 trägt, die mit den festen Kontakten 18 zusammenwirken. Eine Druckfeder 19 sucht den schwingenden Arm 16 um seinen Drehzapfen 20 in der Richtung zu drehen, in welcher die Kontakte 17 und 18 sich trennen. ; Mit dem Stromkreisschalter kann ein j Hilfsschalter verbunden werden, der aus der j einen Stellung in die andere bewegt wird, ! wenn der Anker 7 und der Winkelhebel 8- bewegt werden. Diese Anordnung besteht aus ', einer Druckstange 21, die durch den Anker 7 ! bewegt wird und auf ein Schaltglied 22 einwirkt, das bei 23 drehbar ist und Kontakte trägt, von denen einige mit 31 und 24 be- | zeichnet sind, und die mit festen Kontakten, : von denen einer mit 25 bezeichnet ist, zusammenwirken. Eine Druckfeder 26 wirkt , auf das Glied 22 in einer solchen Richtung ein, daß es entgegen dem Uhrzeiger bewegt wird, so daß es gegen die Stoßstange 21 ge- _: preßt wird, deren linkes Ende mit dem '· Anker 7 in Berührung steht, wenn dieser sich in der angezogenen Lage befindet. Die Bewegung des Schaltgliedes 22 kann zu einem unten erläuterten Zweck mechanisch ver- ! riegelt werden, und zwar bei der Bewegung des schwingenden Armes 16 mittels eines Schwanzstückes 27 auf dem Glied 22, das einen Anschlag 30 auf einem Arm 28, einer Verlängerung des Armes ιό, berührt.

Gemäß Abb. 2 kann neben den sich bewegenden Kontakten 31 und 24 auf dem Hilf sschalter 22 ein anderer sich bewegender Kontakt 32 verwendet werden, der geerdet ist, ' und ferner neben dem festen Kontakt 25 drei : weitere feste Kontakte 33, 34 und 35. Der bei 36 gezeigte Hauptschalter hat sieben €0 Steuerstellungen einschließlich der Ausschaltstellung, wie durch die sieben senkrechten punktierten Linien angedeutet ist. Einige der festen Kontakte sind fortgelassen worden, zwei, nämlich 37 und 38, sind dargestellt und ebenso nur zwei bewegliche Kontaktsegmente, nämlich 39 und 40. Der Daumen 1 des Stromkreisschalters ist auf einer Welle 41 befestigt, auf welcher auch eine Reihe anderer Daumen (nicht dargestellt) befestigt sind, um die Widerstände für die Hauptmotoren ^: und einen Hilfstrommelschalter ein- und auszuschalten, dessen Kontakte 42 mit festen Kontakten in bekannter Weise zusammenwirken. Die Welle 41 wird durch Schneckengetriebe 43 von einem Hilfsmotor vorwärts j und rückwärts getrieben, dessen Feldwickj hingen 44 und Anker 45 von dem Haupt- : schalter 36 abhängig sind. Wenn die Hilfsj trommel 42 in der Stellung ist, welche der Ausschaltstellung entspricht, wie in Abb. 2 für die Hauptmotore dargestellt, dann werden zwei feste Kontakte 46, 47, deren letzterer geerdet ist, durch einen sich bewegenden Kontakt 48 auf der Trommel zu einem später erläuterten Zweck geschlossen.

Wenn der Fahrer den Hauptfahrschalter 36 in die erste Stellung bringt, so wird eine Hilfsstromquelle durch Kontakte 38, 40, 39, 37 auf die Wicklung des Elektromagneten 6 geschaltet und unter Vermittlung der Kon- _go takte 46, 48 und 47 und der Hilfstrommel 42 an Erde gelegt. Der Anker 7 wird infolgedessen angezogen, der Winkelhebel 8 bewegt das schwingende Glied 10 abwärts und führt so den Drehpunkt 11 des Kniegelenks gegen, aber nicht hinter die Totpunktlage. Dieses veranlaßt den Kontakt 17 des Hauptmotorstromkreises, sich teilweise gegen den ähnlichen Kontakt 18 entgegen der Feder 19 zu Dewegen. Diese Kraft ist geringer, als sie unter dem vollen Federdruck sein würde, wenn die Kontakte 17 und 18 geschlossen werden. Die Erregung des Magneten 6 veranlaßt auch den Hilfsschalter, sich nach rechts aus der in Abb. 2 gezeigten Lage zu bewegen, und der Strom von der Hilfsquelle geht durch die Feldwicklungen 44 des Hilfsmotors über die Kontakte 33, 31 und 25, durch den Anker des Hilfsmotors zu den Kontakten 34 und 32 und zur Erde. n₀

Dieses veranlaßt den Hilfsmotor, die Daumenwelle 41 in die erste Schaltstellung für die Hauptmotoren zu drehen, aber sobald sie diese Stellung erreicht hat, veranlassen gewisse dazwischentretende Kontakte auf den _1Xg Gliedern 36 und 42 das Stromloswerden der Wicklung an einer Relaisschaltung 49 und infolgedessen das Schließen des Relaisschalters 49, welcher den Anker des Hilfsmotors kurzschließt und ihn anhält. Bei der Bewegung aus der Ausschaltstellung in die erste Schaltstellung bewegt die Daumenwelle 41 den

Daumen ι, bis die Rolle 3 auf dem Hebe¹ 4 die Kurve 2 verlassen hat und so den Hebel au'sschwingt. Diese schwingende Bewegung erteilt den Kniegelenken 12 .und 13 eine Seitenbewegung, durch welche der Arm 16 zum Schwingen um seinen Drehpunkt 20 gebracht wird, und führt die Kontakte 17 und 18 entgegen der vollen Federkraft 19 zusammen. Diese Kontakte schließen den Stromkreis zwischen der Hauptstromquelle und den Hauptmotoren durch geeignete Widerstände, die durch Daumen (nicht dargestellt) auf der Welle 41 gesteuert werden, und die Hauptmotoren werden infolgedessen angelassen. Sobald die Hilfstrommel 42 sich aus der Ausschaltstellung bewegt hat, was unmittelbar nach der Bewegung des Hilfsschalters 22 in die Lage entgegengesetzt der in Abb. 2 dargestellten eintritt, wird der Stromkreis durch den Magneten 6 an den Kontakten 46, 47 und 48 unterbrochen. Alsdann würde der .Magnet stromlos werden, wenn nicht eine Zweigleitung z>u den oberen Kontakten vorhanden wäre in Gestalt des Kontaktes 35 und 25. des geerdeten Kontaktes 32. Der Hauptschalter wird nun weiterbewegt durch alle seine Schaltstellungen, und die Daumenwelle 41 nebst der Hilfstrommel 42, dem Nocken 1 und allen anderen Wlderstandseinschaltuaumen (nicht dargestellt) bewegen sich stufenweise vorwärts, da sie von dem Hilfsmotor in \erbindung mit Zwischenkontakten auf den Gliedern 36 und 42 und dem vorher erwähnten Relaisschalter 49 angetrieben werden, welcher den Anker des Hiltsmotors kurzschließt, ihn anhält und den Anker wieder einschaltet, wenn vorwärts gefahren werden soil. Wenn man den Zug stillsetzen oder auslaufen lassen will, wird der Hauptschalter 36 in die Ausschaltstellung gebracht und so die Stromzuführung zu dem Elektromagneten ο an den Kontakten 37, 38, 39, 40 abgeschnitten. Infolgedessen fällt der Anker 7 ab und der Winkelhebel 8 dreht sich um seinen Drehpunkt, bis seine Bewegung durch die Pufferfeder 29 aufgehalten wird. Das Kniegelenk beugt sich unter dem Einfluß der J/eder 19 und läßt die Kontakte 17 und 18 auseinanderschnellen, der Hauptstromkreis wird unterbrochen, obgleich der Daumen 1 eine Zeitlang in den Stellungen bleibt, welche dem Schließen dieser Kontakte entsprechen. Gleichzeitig wird der Hilfsschalter 22 durch die Feder 26 in die in Abb. 2 gezeigte -Lage zurückbewegt mit der Wirkung, daß der Strom aus der Hilfsquelle durch die Feldwicklung 44 des Hilfsmotors in derselben Richtung wie vorher fließen kann, durch die Kontakte 33> 3¹! 34j Anker 45 des Hilfsmotors in einer Richtung entgegen derjenigen, wenn der Hilfsschalter 22 in der anderen Stellung ist, über die Kontakte 25 und 24 zur Erde. Dieses veranlaßt den Hilfsmotor, sich rückwärts zu drehen, die Daumenwelle4i mit ihren Daumen und die Trommel 42 werden alle zurück in d.e g^ Ausschaltstellung gebracht, und wenn diese Lage erreicht ist, senkt sich die Rolle 3 des Hebels 4 in die Kurve 2 auf dem Daumen und die ganze Vorrichtung wird in die Lage gebracht, aus der der Zug wieder angelassen werden kann, sobald der Hauptfahrschalter 35 wieder aus der Ausschaltstellung bewegt wird. Wenn der Hilfsschalter 22 unter dem Einfluß seiner Feder 26 in die in Abb. 2 gezeigte Lage einmal rückwärts bewegt ist, infolge der Bewegung des Hauptscnarters 36 in seine Ausschaltstellung, dann ist es nicnt möglich, den Elektromagneten 6 durch Bewegung des rfauptrahrscnalters in eine J/anrcstenung wieder zu erregen, bis der Hilfsmotor g₀ die Hilfstrommel wieder in ihre Ausschaltstellung gebracht und so den Stromkreis finden Elektromagneten an den Kontaicten 40, 47 und 48 geschlossen hat; wenn außerdem der Elektromagnet erregt worden ist, hat er g₅ nur den WiriKelhebel des Stromkreisunterbrechers gegen die verhältnismäßig kleine Kraft der jfeder 19 unter teilweiser Kompression einzurücken, da das Schließen der Hauptkontakte 17 und 18 entgegen dem vollen Federdruck einen Augenblick später durch den Daumen χ erfolgt, wenn er die Rolle 3 auf dem Hebel 4 aus der Kurve 2 bewegt.

Diese Anordnung hat zur Folge, daß die Teile, welche sich beim Öffnen der Stromkreisschalterkontakte 17 und 18 zu bewegen haben, ebenso wie der Anker 7, der WiiiKelhebel 8 und die Lenker 10, 12 'and 13, leicht ausgeführt sein und so eine schnehe Bewegung machen können, während gleichzeitig" aut diese Kontakte eine große SchlieJükrai t durch den Daumen 1 ausgeübt wird.

Zwei dieser Stromkreisschalter können nebeneinander angeordnet sein, um sie gemeinsam in Hintereinanderschaltung arbeiten zu lassen, und die Daumen zum Antrieb de/ beiden Mechanismen können so gestaltet oder so gelegt sein, daß ein Schalter sich kurz vor dem anderen schließt. Dieses hat den Vorteil, u_Q daß, wenn unter außergewöhnlichen Umständen durch einen starken Stromstoß beim Schließen ein Schaden entsteht, nur der eine Schalter davon betroffen wird. Ein solcher Schaden kann z.B. in dem Abschmelzen der ng Kontakte bestehen, so daß der Schalter sich nicht öffnen kann. Da jedoch ein Paar der Kontakte unbeschädigt bleibt, so wird der entsprechende Schalter den Stromkreis unterbrechen. Wenn zwei Schalter in dieser Weise verwendet werden, so ist es wünschenswert, daß, wenn einer von ihnen in Schlußstellung

bleibt, der andere nicht wieder in die Ein-.-chaltstellung gebracht werden kann, weil sonst der durch die beiden hintereinanderliegenden Schalter gegebene Schutz versagen würde. Wenn beide Schalter als Linienschalter in der für Abb. 2 beschriebenen Art und Weise verwendet werden, dann ist nur ein Hilfsschalter 22 nötig, und wenn das Schwanzstück 27 dieses Schalters so angeordnet ist, daß es an die Anschläge 30 auf den Armen 28, die Verlängerungen der Arme 16 auf beiden Unterbrechertl bilden, stößt, und •den Hilfsschalter 22 verriegelt, dann wird, wenn beide Elektromagnete 6 stromlos werden x5 und ihre entsprechenden Kniegelenke sich j beugen, ein Paar der Hauptkontakte 17 und 18 I sich trennen, aber das andere Paar kann verschmolzen bleiben. Das Schwanzstück 27 kann infolgedessen nicht über die Anschläge 30 auf dem Arm 28 des Schalters mit den geschmolzenen Kontakten gehen, und infolgedessen kann der Schalter 22 des Hilfsmotors sich nicht bewegen, um die Kontakte des Hilfsmotors umzukehren, durch diesen die Daumenwelle 41 zurück in die Ausschaltstellung zu bewegen, und bis dieses geschehen ist, kann der nicht betroffene Schalter nicht wieder geschlossen werden, wie vorher erläutert.

Das Schwanzstück 27 und der Anschlag 30 auf dem Arm 28 kann auch in solcher Weise verwendet werden, daß die Kontakte 17 -und ]8 nur in die geschlossene Lage bewegt werden, wenn der Hilfsschalter 22 in einer seiner Arbeitsstellungen ist. Wenn er in einer Zwischenstellung ist, wird der obere Teil des Anschlages 30 mit dem unteren Teil des Schwanzstückes 27 in Berührung kommen und das Schließen der Kontakte 17 und 18 verhindern.

Neben der besonderen Anwendung des beschriebenen Stromschalters gemäß Abb. 2 hat dieser Schalter natürlich eine allgemeine Anwendungsmöglichkeit, die nicht durch diese als ein Ausführungsbeispiel geltende Bauart beschränkt wird.

Es ist natürlich möglich, die Kontakte des Schalters durch den Hebel 4 und den Daumen ι ebenso zu öffnen wie zu schließen, wenn der Anker 7 in seiner angezogenen Stellung ist. Es ist auch möglich, die Kontakte des Schalters durch Erregung des Elektromagneten 6 zu öffnen und den Kniehebel gegen j die volle Kraft der Feder 19 einzurücken, 1 wenn der Hebel 4 in der in Abb. 1 gezeigten Lage ist, wobei die Rolle außerhalb der Kurve l in dem Daumen 1 liegt. Ein solches Schließen _: würde aber die Verwendung eines kräftigeren '' Elektromagneten 6 und eine schwerere Bauart des Ankers 7 und seiner Teile 8, 10, 12, 13 erfordern, und es würde infolgedessen nicht möglich sein, eine schnelle Unterbrechung zu sichern, wie sie erreicht wird, wenn das Schließen durch die Drehung des Daumens 1 erfolgt.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche :

   ι. Stromkreisschalter, der von einer elektromagnetischen und einer mechanischen Einrichtung so gesteuert wird, daß zum Schließen beide Einrichtungen, zum öffnen dagegen nur eine von ihnen in Tätigkeit zu treten hat, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die elektromagnetische Einrichtung (6, 8, 10, 21) in Tätigkeit tritt und hierbei einen Hilfsschalter (22) steuert, der dann den Antrieb der mechanischen Einrichtung (1, 4) vermittelt, so daß beim Einschalten des Stromkreisschalters (17, 18) erst nach der Betätigung der elektromagnetischen Einrichtung (6, 8, 10, 21) die mechanische (1, 4) in Kraft treten kann.
2. 2. Stromkreisschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von einem Gestänge (13, 16) getragene Kontakt (17) seine Schließbewegung entgegen einer mit der Verstellung zunehmenden Federkraft (19) ausführt, zu deren Überwindung die elektromagnetische Einrichtung (6, 8) zu schwach bemessen ist, so daß sie nur den ersten Teil der Schließbewegung während der Ruhestellung der mechanischen Einrichtung ausführen kann.
3. 3. Stromkreisschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsund der Hauptschalter (22 bzw. 16, 17) Anschläge (27,30) haben, die sich kreuzende Bahnen beschreiben, so daß sie sich, außer in bestimmten Stellungen, gegenseitig verriegeln.
4. 4. Stromkreisschalter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schalter (17, 18) angeordnet sind, bei welchen die Hilfsschalter (22) entweder einen einzigen Schalter bilden oder mechanisch verbunden sind, so daß sie sich zusammen bewegen und durch ihre Stellung das Einrücken der mechanischen Einrichtungen bestimmen, und daß der Hilfsschalter mit dem Mechanismus beider Schalter so verbunden ist, daß der Hilfsschalter sich nicht eher aus der Lage bewegen kann, welche er bei Schlußstellung der Schalter einnimmt, als bis beide Sätze der Hauptkontakte getrennt worden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.