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Stufenschaltvorrichtung Bei den üblichen Kurbelschaltern für die allmähliche
Einschaltung eines Widerstandes sind gewöhnlich die Kontaktstreifen im Kreise an
einer unbeweglichen Grundplatte fest angeordnet, und auf der festen, kreisförmigen
Kontaktbahn gleitet ein federnder Kontakt, die Bürste, welcher das aufeinanderfolgende
Einschalten der Kontaktstreifen bewirkt.
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Im Gegensatz zu dieser üblichen Anordnung sind gemäß vorliegender
Erfindung nicht die Bürste, sondern die einzelnen Kontakte federnd ausgebildet und
zu diesem Zweck als spiralförmig gewickelte Federn gestaltet. Diese Federn liegen
infolge ihrer Federwirkung seitlich mit ihren Windungen auf hierfür gewölbten leitenden
Mantel- oder Stirnflächen eines verdrehbaren ringförmigen Kontaktkörpers.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt
die Zeichnung, und zwar sind: Abb. x und 2 Querschnitt und Grundriß einer Ausführungsform,
Abb. 3 und q. Querschnitt und Grundriß einer zweiten Ausführungsform, Abb. 5 und
6 Querschnitt und Grundriß einer dritten Ausführungsform und Abb. 7 und 8 Querschnitt
und Grundriß einer vierten Ausführungsform.
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Die vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
sind Schaltvorrichtungen für stufenweise Einschaltung einzelner Kontakte und Kontaktgruppen,
bei denen die Möglichkeit der Einschaltung eines Belastungswiderstandes für no oder
auch für 22o Volt, gegebenenfalls eines Kontrollers, vorgesehen ist; jedoch sind
sie auch für beliebige andere Schaltungen geeignet.
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Auf der Zeichnung zeigen Abb. = und 2 sowie auch Abb. 3 und q. eine
Anordnung der federnden Kontakte, bei welcher die Leiter a jedes dritten Kontaktes
an eine Sammelplatte 13 angeschlossen sind, während die zwei Leiter b der übrigen
Kontakte mit den Widerstandsklemmen in Verbindung stehen. Diese Schaltungsart gestattet,
für ein Stromnetz von iio Volt je zwei der anderen Enden der an die Leiter b angeschlossenen
Widerstände untereinander zu verbinden und sie somit entweder parallel oder für
ein Stromnetz von 22o Volt ohne Zuhilfenahme der an die Leiter a angeschlossenen
Kontakte hintereinanderzuschalten.
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Gemäß Abb. i und 2 ist die Schaltkurbel i zusammen mit der Mittelachse
2 als Ganzes ausgebildet. Die Achse 2 ist in dem Gehäusekern 3 der Vorrichtung drehbar
gelagert. Der Gehäusekern 3 ist mittels der Bolzen ¢ mit Belägen 5 und 6 aus Isolierstoff
verbunden, welche mit dem Gehäusekern eine tiefe Ringrille 7 bilden. In dieser Rille
ist ein Ring 8 mit einem vorstehenden abgerundeten Rande g, g' angeordnet. Die eine
Hälfte g dieses abgerundeten Ringteiles ist aus irgendeinem Isolierstoff und die
andere g' aus elektrisch leitendem Material, z. B. aus Kupfer, hergestellt.
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Auf der einen Hälfte des Umfanges der ganzen Vorrichtung ist eine
Reihe spiralförmig gewundener
Federn io angeordnet, welche den
abgerundeten Teil des Ringes umgeben und durch Isolierbügel ix voneinander getrennt
sind, indem die Enden der Federn io z. B. durch Schrauben 12 an den Belägen 5 und
6 befestigt sind. Der eine Teil der Federn io ist durch Leiter a an eine halbringförmige
Sammelplatte 13 und der übrige Teil durch die Leiter b an die einzelnen Stufen des
Widerstandes oder einer sonstigen Belastung auf irgendeine bekannte Weise angeschlossen.
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Die Kurbel r ist mittels einer Schraube 14. mit einem Ansatz 15 des
Ringes g, g' verbunden. In der Anfangsstellung der Kurbel i befindet sich unter
den Federn io gemäß der beispielsweisen Ausführungsform nach Abb. i und 2 die Ringhälfte
g aus Isolierstoff, so daß die Federn io voneinander isoliert sind. Beim Drehen
der Kurbel i schiebt sich unter die Federn io der leitende Teil g' des Ringes und
schaltet die benachbarten Federn io und dadurch auch den entsprechenden Teil des
Widerstandes bzw. der sonstigen Belastung ein.
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Infolge der Federwirkung der Spiralkontakte io ist die leitende Verbindung
derselben mit dem Metallteil des Ringes stets gesichert.
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Der leitende Teil g' des Ringes kann auch nur einen Teil des halben
Ringumfanges betragen -und nur eine, zwei oder mehr Kontaktfedern einschalten, indem
er dieselben bei Drehung der Achse 2 mit den- betreffenden Klemmen des Stromkreises
entsprechend dem vorgeschriebenen Schaltungsschema verbindet: Abb. 3 und 4. zeigen
eine andere Ausführung der Vorrichtung in Tellerform, und zwar. als doppelt wirkende
mit zwei Kurbeln.
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Das Gehäuse besteht aus zwei mit ringförmigen, nach oben gewölbten
Rillen versehenen Tellerscheiben 5 und: 7, welche durch Bolzen 18 mit Stützhülsen
17 untereinander verbunden sind.
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Die Kurbel i, deren Achse 2 in der Rohrachse 2a einer zweiten Kurbel
i4 gelagert ist, ist mittels der mit der Achse z ein Ganzes bildenden Scheibe ig
durch Nieten mit der unteren drehbaren Tellerscheibe 3 verbunden, während die Kurbel
ja mittels eines Bundes auf der Achse 2a durch Nieten -mit der drehbaren Tellerscheibe
3a in Verbindung steht.
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Beide Scheiben 3 und 3a besitzen auch ringförmige, einander entgegengesetzt
gewölbte Rillen, welche gegenüber den entsprechenden Rillen der Scheiben 5 und 7
liegen.
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In den Scheiben 5 und 7 sind je über einen halben Umfang je zwei Reihen
von Öffnungen 16 vorgesehen, durch welche je eine ringförmige Spiralfeder io durchgeführt
ist. Die Federn io erhalten entsprechend der Rillenform der Scheiben 5 und 7 und
der Scheiben 3 und 3 a die in der Abb. 3 gezeigte Gestalt von je zwei gleichgerichteten
Kreisbögen, indem der innere konkave Teil jedes solchen Ringes io infolge der Federwirkung
der Spirale stets mit dem konvexen Teil der Scheiben 3 bzw. 3a in Berührung bleibt.
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Die eine Hälfte der konvexen Oberfläche der aus Isolierstoff bestehenden
Scheiben 3 und 3a ist mit einem Metallbelag g versehen. Der eine Teil der Federn
ist mittels der Leiter b an die Klemmen der betreffenden Abschnitte des Widerstandes
bzw. der Belastung angeschlossen.
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Beim Drehen der Kurbel ja kommt der Metallbelag g der Scheibe 3a immer
mehr unter die Federn io und schaltet allmählich die einzelnen Spiralfedern io des
oberen Teiles der Vorrichtung ein. Beim Drehen der zweiten Kurbel z geschieht" das
Gleiche mit den Federn io der unteren Scheibe 3.
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Auch hier kann ebenso wie in derAusführungsform nach Abb. = und 2
der die Kontaktfedern io schaltende leitende Belag g kleiner als ein Halbkreis sein.
Außerdem können die Kurbeln i und ja nach Bedarf entweder nacheinander oder zusammen
gedreht werden, wodurch das Schalten des oberen und des unteren Teiles der Vorrichtung
nacheinander oder gleichzeitig bewirkt werden kann.
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Die Vorrichtung kann gegebenenfalls auch aus mehr als zwei Teilen
mit entsprechenden Kurbeln bestehen.
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Abb. 5 und 6 der Zeichnung zeigen die weitere Entwicklung desErfindungsgedankens.Während
bei den Ausführungsformen nach Abb. x und 2 sowie 3 und q. die Federn io nur an
einem Teile bzw. an einer Hälfte des Scheibenumfanges angeordnet sind, zeigen die
Abb. 5 und 6 die Anordnung derselben auf dem ganzen Umfang der Vorrichtung.
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Zu diesem Zwecke ist die Kurbel i gemäß Abb. 5 und 6 auf den Vierkant
der Achse 2 aufgesetzt und mittels Schrauben q. an einer mittleren Trommel 3 befestigt,
mit welcher zusämmen sie in dem Gehäuse der Vorrichtung drehbar ist. An dem Gehäuse
sind zwei Zylinderkörper 5 und 6 befestigt, welche im mittleren Teile verschieden
gewölbt sind und dadurch einen Zwischenraum 7 bilden. Der äußere Körper 6 besitzt
eine Reihe Öffnungen 16, durch welche die aus Spiralwindungen bestehenden Federringe
io hindurchgeführt sind, die mit der konvexen Seite des gewölbten Körpers 5 in steter
Berührung bleiben. Der Körper 5 ist an einer Stelle mit einem senkrechten Schlitz
23 versehen, durch den ein entsprechend der Wölbung des Körpers 5 gewölbter federnder
Metallstreifen oder ein aus Metallgewebe bestehendes Band g durchgeführt ist. Das
eine Ende dieses Bandes ist an dem in die Trommel 3 eingesetzten Metallstück 8 befestigt,
während das andere aus dem Schlitz 23 nach außen hervorragende Ende frei drehbar
ist. Wie aus Abb. 6 ersichtlich, umfaßt das aus dem Schlitz 23 austretende
Band
g den Körper 5 von außen, indem es unter die Ringfedern io zu liegen kommt und somit
mit denselben in einer sicheren leitenden Berührung steht. Der eine Teil der Federn
io ist an dem Ring 13 der Vorrichtung kurzgeschlossen, die übrigen sind durch Leiter
mit den einzelnen Klemmen der Widerstandsabteilungen bzw. der Belastung verbunden.
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Beim Drehen der Kurbel i in der Richtung des Pfeiles (Abb. 6) bewegt
sich das Metallstück 8 nach links und führt das Band g durch den Schlitz 23 immer
mehr nach innen in den Körper 5 hinein, wobei das freie Ende des Bandes die Federn
io mehr und mehr freigibt, während es bei umgekehrter Drehung mit den Federn io
nacheinander in Berührung kommt.
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Zur Erzielung einer Abreißwirkung beim Ein-und Ausschalten ist die
Trommel 3 mit einem federnden Ansatz 21 versehen, welcher auf der Verzahnung 22
eines Ringes am Gehäuseboden überspringt.
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Bei einer solchen Ausführungsform sind sämtliche Federkontakte io
nicht auf einer Hälfte des Umfanges wie bei der Ausführungsform nach den Abb. i,
2 und 3, 4., sondern auf dem ganzen Umfang angeordnet, wodurch eine sehr kompakte
Form der ganzen Vorrichtung erzielt wird.
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Abb. 7 und 8 zeigen noch eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung
mit spiralförmigen Ringkontakten io, die auf dem ganzen Umfang der Vorrichtung angeordnet
sind.
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Die Kurbel i bildet hier in üblicher Weise mit der Achse 2 ein Ganzes.
Die Achse 2 ist mit dem im Innern des Isolierkörpers 5 in der Mitte angeordneten
drehbaren Teil 3 der Vorrichtung fest verbunden. Der Körper 5 ist mit einer inneren
Rille i4' und an seinem ganzen Umfang mit schräg oder radial gerichteten Schlitzen
versehen, in welche die mit ihren beiden Enden befestigten Spiralfedern io zu liegen
kommen, die durch die übrigbleibenden Teile des Körpers 5 gegeneinander isoliert
sind.
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In der Rille 14a ist ein isolierender Ring g' mit leitendem Metallbelag
g angeordnet, welcher einen schrägen Einschnitt 23 besitzt. Mittels eines Bolzens
1q. ist dieser Ring mit dem drehbaren Mittelkörper 3 und somit auch mit der Kurbel
i verbunden. Beim Drehen der Kurbel und des Ringes g, g' nach rechts kommt das obere
scharfe Ende eines Schnitteiles über die Federkontakte io, zieht sie nach innen
und bringt sie in die in Abb. 7 links gezeigte Lage, in welcher sie mit dem isolierten
Teil g' des Ringes in Berührung kommen. Beim Drehen der Kurbel i nach links drängt
der schräge Schnitt 23 die Federn io nach außen und bringt sie in die in Abb. 7
rechts gezeigte Lage. In dieser Lage kommen die Spiralfedern io mit dem Metallbelag
g in Berührung.
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Der Metallbelag kann gegebenenfalls auch statt an dem äußeren an dem
inneren Umfang des Ringes angeordnet sein, so daß der Teil g' leitend wird. In diesem
Falle werden durch den Metallbelag die nach innen gedrängten Spiralfedern eingeschaltet
und die nach außen gebrachten Federn ausgeschaltet.
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In sämtlichen oben angegebenen Ausführungsformen bildet das Wesen
der Erfindung die Anwendung der spiralförmig gewickelten, beweglich angeordneten
Federn an Stelle fester Kontaktplatten, wodurch eine sichere Berührung der den leitenden
Kontakt bildenden Teile erzielt wird. Dabei können sämtliche Federn nicht nur zum
allmählichen Einschalten, sondern auch für verschiedene Umschaltungen nach einem
vorgeschriebenen Schema, so z. B. zum Umschalten der Meßgeräte für einfache und
automatische Telephonie u. dgl., benutzt werden.
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Zur Vergrößerung ihres elektrischen Leitvermögens kann jede Spiralfeder
mit solchen von kleinerem Durchmesser oder mit elastischen mehraderigen Leitern
ausgefüllt sein. Die Spiralwindungen können einen runden oder flachen Querschnitt
haben und ebenso aus einem Draht von rundem wie auch anders gestaltetem Querschnitt,
z. B. aus einem auf seine Kante gestellten Band, bestehen.
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Durch diese sämtlichen Maßnahmen bekommt die Vorrichtung eine außerordentlich
kompakte Form, und sie kann ebenso für beliebig große wie auch für beliebig kleine
Stromstärken ausgeführt werden, wobei ihre Abmessungen im Vergleich mit den üblichen
überraschend klein sind.