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Anlaßschaltgerät mit Umschalteinrichtung Es sind Umschaltvorrichtungen
für die Sratorwicklung von Wechselstrominduktionsmotoren beim Anlaßvorgang mit geschlossenem
Rotor bekannt, bei denen durch vorübergehendes Kurzschließen der Ständerwicklungen
während der Umschaltezeit die elektrischen und mechanischen Begleiterscheinungen
des Umschaltvorgangs dahin beeinflußt werden, daß der Magnetisierungstromstoß beim
Aufschalten der Vollspannung eine Herabsetzung erfährt und daß die, beispielsweise
zur Steuerung am Motor aufgesetzter selbsttätiger Kupplungen dienstbar gemachten,
mechanischen Wirkungen einer kurzzeitigen Verzögerung des bewegten Läufers in vorteilhafter
Weise erzielt werden. ,Die vorliegende Erfindung bezweckt unter Benutzung, der während
der Umschaltzeit vorübergehend hergestellten I#,urzschlußkontaktgebung, die Umschalteinrichtung
in die Form eines halbselbsttätigen A.nlaßschaltgerätes zu bringen, wie es beispielsweise
beim Anlassen eines mit selbsttätiger Kupplung versehenen Kurzschlußankermotors
zweckmäßig Verwendung findet.
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Nach der Erfindung besteht die Umschaltkontakteinrichtung aus Schalthebeln,
die mit einer die Netzanschlüsse herstellenden Hauptkontakteinrichtung so verbunden
ist, daß bei abgeschalteten Hauptkontakten beide Umschaltkontaktgebungen gleichzeitig
hergestellt und hierdurch die Wicklungsgruppen kurzgeschlossen sind. Die Umschaltbewegung
erfolgt im Laufe der in einem Zuge durchzuführenden Bewegung des Bedienungsgriffes,
nachdem an ihm ein gewisser Weg zurückgelegt ist, gegebenenfalls nach Einhalten
einer bestimmten Zeitspanne. Dabei wird aber selbsttätig wieder eine Abschaltung
herbeigeführt, wenn etwa der Bedienungsgriff vorzeitig losgelassen wird. Hierzu
dient eine Reibungskupplung, beispielsweise eine Federbandkupplung, die in Richtung
der einen Kraftspeicher spannenden Einschaltbewegung des Schaltgriffes ein kleineres
Reibungsmoment unter nachgiebigem Rutschen ausübt, in der entgegengesetzten Richtung
aber nach selbsttätigem Freiwerden vom Schalthebel am Ende des Bedienungsweges ein
bis zur starren Mitnahme aus dem Kraftspeicher erhöhtes Moment. -Ein Ausführungsbeispiel
eines solchen mit Sterndreieckanlaßschaltung arbeitenden Anlaßschaltgerätes wird
mit den Abb. i bis i ö erläutert, und zwar zeigen die Abb. i und jeweils als Schaltbild
schematisch die Schaltweise des mit den Abb. 3 und 4 im konstruktiven Aufbau beschriebenen
Schaltgerätes, während die Abb. 5 bis io die einzelnen Phasen dessen selbsttätigen
Arbeitspieles näherbringen. Die Abb. i i bis 14 erläutern ergänzende Ausgestaltungen.
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Davon ausgehend, daß bei der erforderlichen sprungweisen Schaltbewegung
Walzenkontaktbahnen
mit ihrer Reibung gegenüber den Kontaktfingern
die Gefahr des Steckenbleibens bergen und daß zur Herabsetzung des unstationären
Einschwingstromstoßes (ruhs) durch Ausblasen des alten Feldes beim Vbergang von
der Anlaßstufe »Stern« zur Betriebsstellung »Dreieck« die drei Wicklungsgruppen
UX sowie VY und WZ vorübergehend in sich kurzzuschließen sind, wobei zwangläufig
die Abschaltung vom `letz gesichert sein muß, ist eine Schaltanordnung getroffen
worden, wie sie die Abb. i in der ausgeschalteten Ruhestellung des Schalters zeigt.
Die an die Drehpunkte a dreier Schalthebelpaare a, und a. angeschlossenen Wicklungsenden
X, I', Z sind unter Vermittlung reiner Druckkontaktstellen jeweils durch die Schalthebel
a, mit den Wicklungsanfängen U, V, Il,' verbunden und durch die Schalthebel a2 gleichzeitig
mit dem gemeinsamen Sternpunkt O. Dadurch sind die drei Wicklungsgruppen durch die
Verbindungen 0-O in sich kurzgeschlossen. Die Netzanschlüsse R, ST
sind
dabei durch die Kontakttraversen c vollkommen abgetrennt. Durch die (in gestrichelten
Linien angedeuteten) Gestängeteile bi, b, und d sind die Kontakttraversen c mit
den Kontakthebeln a, und a... in mechanischen Zusammenhang gebracht. Hierzu bilden
beispielsweise die im Gelenkpunkt b verknüpften Glieder b1, b=, die bei f, und-
f. an die Schalthebel a, und a.. angelenkt sind, mit a, und a.. ein Parallelogramm,
dessen dem Punkt a gegenüberliegende Ecke b durch das Gestänge d mit der Kontakttraverse
c verknüpft ist.
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Soll nun die Schaltung der Anlaßstufe »Stern<; hergestellt und
gleichzeitig der Netzanschluß R, S, T durchgeführt werden, dann sind gemäß der Abb.
2 lediglich die Kontakthebel a, mit ihrem Gelenkstellen f, anzuheben, wodurch sich
die Ecke b des Parallelogramms (sich um den an Ort und Stelle kontaktbildend bleibenden
Gelenkpunkt f drehend) hebt und am Gestänge d in Kniehebelwirkung die Kontakttraverse
c zur Kontaktgebung mit den Netzanschlüssen zwingt. Dadurch ist lange vor dem Anlegen
der Netzspannung der Kurzschlußzustand in den drei Wicklungsgruppen beseitigt, nur
die Wicklungsenden X, Y, Z sind in der Sternver# bindung 0-O zusammengeschmolzen,
Zvährend die Anfänge U, V, W an die Netzanschlüsse R, S, T gelangen. Will man nun
zur Betriebsschaltung »Dreieck« übergeben, dann wird durch Fallenlassen der Hebel
a, zunächst der Abschalt- und gleichzeitige Kurzschlußzustand der Abb. r hergestellt
(durch den das alte Feld ausgetilgt und der Magnetisierungsstromstoß der Neuaufschaltung
herabgesetzt wird), worauf in ähnlicher Weise an Stelle der Hebel al, wie auf der
Abb. 2 dargestellt, die Hebel a. anzuheben sind, so daß deren Gelenkpunkte f1 Kontakt
bilden. Hierdurch erhält man wiederum mit dem Aufheben des Kurzschlusses allein
die Dreieckverbindung, so daß also U mit Z, Il mit X und W mit Y verbunden und diese
Verbindungsteilen über die Kontakttraverse c an die Netzzuleitungen R, .S, T gelegt
sind.
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Anstatt an den Hebeln a, und a," die entweder durch Gewichtswirkung
oder durch Federwirkung das Bestreben zeigen, in der Ruhestellung der Abb. i zu
verharren, unmittelbar anzugreifen, hätte man bei dieser Anordnung -beispielsweise
nur den Gelenkpunkt b von der Ruhestellung (Abb. i) aus gegenüber dem Drehpunkt
a um den Winkel ß,_ nach rechts zu bewegen (Abb. 2), um die Anlaßschaltung »Stern«
einzuschalten und nach Rückgängigmachen dieser Bewegung um den Winkel ß, nach links
zu verdrehen, um die Betriebsschaltung »Dreieck« zu verwirklichen. Die erforderlichen
Kontaktdrücke entstehen ohne weiteres aus den Kräftezusammenhängen der Gestängeanordnung.
Dabei wird das Netz jeweils zuletzt ein- und zuerst abgeschaltet, und zwar an der
Kontakttraverse c, so daß dieser allein die Beherrschung der Schaltleistung zufällt,
während die Kontaktstellen bei f1 und f2 höchstens die sehr geringe Schaltleistung,
wie sie der Ausblasung des aus dem vorangegangenen Schaltzustande noch aufrechten
Felde entspricht, zu bewältigen haben.
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Als Beispiel der konstruktiven Verwirklichung zeigen die Abb. 3 und
_. ein solches Schaltgerät in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen, und zwar
zeigt die Abb. 3 einen ganzen und teilweisen Schnitt nach der Linie A-A der Abb.
4. und die Abb. ,l nach der Linie B-B der Abb. 3. Die Gelenkpunkte des Parallelogramms
a, f1, b, f= der schematischen Darstellung der Abb.2 und 3 sind verwirklicht
durch vier aus einfachen eisernen Rundstäben bestehenden Wellen (Abb. 3), 23, 29,
31, die jeweils paarweise durch zahlreiche Isolierglieder 27 aus Plattenmaterial
dadurch wie Kettenglieder verbunden sind, daß sie in eine entsprechende Bohrung,
die jedes Glied 27 in der Nähe seines Endes besitzt, eingeschoben sind. Der
Gelenkpunkt a (Abb. z und 2) wird dabei durch die Schalterwelle 23 (Abb. 3 und .4)
gebildet, die mit einem Ende in dem nach beiden Seiten offenen kastenförmigen Gehäuse
i gelagert ist und mit dem anderen in einer Bohrung des Betätigungshebels 4. läuft,
der seinerseits mit dem zylindrischen Innemimfang seiner Nabe C über den Außenumfang
des zylindrischen Gehäuseflansches D 'passend, gegenüber dem Gehäuse i um die Wellenachse
schwenkbeweglich
gelagert ist. Durch die über die Unterlagsscheihen
24 greifenden Splinte 25 ist sowohl die Schalterwelle 23 an ihren Enden gegenüber
axialer Verschiebung als auch gleichzeitig der Schalthebel 4 festgelegt. Von der
Schalterwelle 23 her greift nun im Innern des Gehäuses i, durch den Stift 13 bzw.
die Mitnehmerschraube 1.1 gegen Verdrehung festgelegt, je ein Gabelhebel r1 und
12 auf die Antriebswelle 31 hinüber, deren Enden beiderseits in der Gabelöffnung
so fassen, daß sie parallel zur Schaltwelle 23 von der dargestellten Ruhelage des
Schaltgerätes aus nach oben verschoben werden kann, ohne die Führung an den Gabelhebeln
i i und 12 zu verlieren. Diese Antriebswelle 31 entspricht dem Gelenkpunkt b der
schematischen Darstellung, der gemäß der Abbildung um den Winkel ß,1 aus der Mittellage
nach rechts geschwenkt werden muß, um zur Sternschaltung zu kommen und um den Winkel
ß2 nach links, um die Dreieckschaltung zu erzielen, eine Schwenkbewegung, die durch
das Gabelliebelpaar i z, i 2 vorgeschrieben wird, wenn die mit ihm starre Schaltwelle
23 entsprechend diesen Winkeln verdreht wird.
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Die zugehörige Aufundabbewegung der über die beiden Zwischenwellen
29 isoliert an die Schalterwelle 23 angelenkten Antriebswelle 31 wird nun (entsprechend
dem Gestänge d der schematischen Abb. i und 2) auf die Kontakttraversen c dadurch
übertragen, daß die Antriebswelle 31 mit ihren. Enden außerdem noch in Schlitze
F1 eingreift, die an den Seitenteilen eines aus U-förmig gebogenem Bleche gebildeten
Schalterbügels 15, senkrecht zur Aufundabbewegungsrichtung verlaufend, beiderseits
vorgesehen sind. Der Schalterbügel 15, der an seinem freien Ende eine aus einem
Plattenpaare 16 gebildete Isolierbrücke, durch Splinte 17 festgelegt, faßt, wird
in der Aufundabbewegung einerseits oben durch den (von oben her durch das Gehäuse
i hindurchgeschraubten) Führungszapfen 18 in einer Bohrung geführt, andererseits
führt er sich zu beiden Seiten in je einem von oben nach unten verlaufenden Schlitze
F, an der gegenüber dem Gehäuse i gelagerten Schalterwelle 23. Während der Führungszapfen
18 den Schalterbügel 15 oben, gleichzeitig gegenüber einer Verschiebung längs der
Schalterwelle 23 festlegt, ist unter Beilegung der Zwischenscheiben 54 auch im Bereiche
der halben Höhe des Bügels 15 eine seitliche Führung an den gegenüber der Schalterwelle
23 seitlich festliegenden Gabelhebeln 11, 12 geschaffen. Der so nur mit dem Freiheitsgrad
der Aufundabbewegung behaftete Schalterbügel 15 legt nun seinerseits sowohl die
Antriebswelle 27 vermittels der Scheiben 32 und der Stifte 33 als auch die zwischen
seine Schenkelöffnung frei durchlaufenden Zwischen -,velle-29 an >deren Stirnfl@clien
gegenüber einer axialen Verschiebung fest.
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Die drei mit Blattfederung versehenen Kontakttraversen c werden durch
Schraubenzugfedern 22, -die durch den Zwischenraum der beiden Isolierbrücken 16
hindurchtreten, dadurch festgelegt, daß das eine z. B. zu einer Öse gebogene obere
Ende der Feder 22 die Bestandteile der Trav ersenfeder c gemeinsam faßt und das
zu einem Querstift geformte untere Ende an der Isolierbrücke 16 angreift. Durch
entsprechende Nuten sind die drei Kontakttraversen c seitlich in ordnungsmäßigem
Schlagweitenabstand und Kriechwegabstand festgelegt und bilden so senkrecht zur
Schalterwelle 23 drei getrennte Ebenen, in deren Fortsetzung nach oben auch alle
übrigen Kontaktteile angeordnet sind.
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Die Kontaktkörper 2o der Traversen c überbrücken nach ihrer Aufwärtsbewegung
jeweils .die Kontaktstücke 48 und 49, die von den beiden Isolierbrücken 44 von rechteckigem
Querschnitt getragen werden. Diese Brücken 44 sind ihrerseits an ihren Enden von
entsprechenden Ausnehmungen .der beiden Tragbleche .l6 gefaßt, welche senkrecht
zu ihnen verlaufen und mit Schrauben 47, die von außen her durch das Gehäuse i hindurchtreten,
am Gehäuserahmen befestigt sind. Hierdurch sind die beiden Isolierbrücken 44. deren
Zwischenrauen nach unten durch eine dünne Isolierplatte 45 abgedeckt ist und .die
in ihrer Länge so bemessen sind, daß sie parallel zur Schalterwelle 23 gerade frei
in dein lichten Raume des Gehäuses i Platz finden, zu einem geschlossenen Ganzen
zusammengehalten. Die Schalterwelle 23 tritt dabei gleichzeitig in einer entsprechenden
Bohrung durch die Tragbleche 46 hindurch. Hierbei sind an der Bohrung des Tragbleches
46, das neben dem Gabelhebel i i liegt und diesen gleichzeitig seitlich führt, zwei
Aussparungen vorgesehen, die für die aus der Welle 23 hervorstehenden Enden des
Stiftes 13 (die in je eine Keilnut der Bohrung des Gabelhebels i i eingreifen) Platz
lassen, so daß die Schalterwelle 23 am Schaltergriff 4 nach Lösen der Schraube 14
und des auf deren Seite liegenden Splintes 25 ganz nach der Seite herausgezogen
werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß nach Hochschrauben dies Führungszapfens
18 und Entfernung der Schrauben 47 der Isolierbrückentragbleche 46 der gesamte Schaltmechanismus
als geschlossenes Ganzes aus einer .der beiden freien Gehäuseöffnungen (Abb, 4)
leerausgenommen werden kann. Entfernt man die Welle 23 dabei (in der Abb. 4 nach
links) so, daß man von der Seite des Gabelhebels 12 her gleichzeitig einen Dorn
der gleichen Dicke (und gerade von der
Länge der lichten Weite des
Gehäuses längs der Welle) dem Wellenende nachschiebt, dann gelingt es, dabei auch
die ganzen über die welle 23 gefädelten Teile geschlossen zusammenzuhalten.
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Die Stromführung des Schalthebels a1 und a2 der schematischen Darstellung
der Abb. i und 2 wird von der V-förmig die Schalterwelle 23 in elastischer Deformation
umfassenden Blattfederanordnung 35, 37 gebildet, deren Enden um die Zwischenwellen
29 herumgreifen und die, jeweils in hochflanschigen Isolierrollen 26 liegend, gegenüber
den Wellen 23 und 29 isoliert sind. Unter dem Einflusse der Biegungsspannungen stützt
sich die Mitte der Blattfederanordnung, von unten her drückend, unter Vermittlung
der Isolierrolle 26 an der Schalterwelle a3 ab, und die beiden Enden finden ihr
Widerlager mit den Kontaktkörpern 36 an dem Kontaktteile 49 einerseits und 5o andererseits.
Zur Aufnahme der zugehörigen Abstützkräfte sind die Kontaktstreifen 49 und 5o U-profilartig
versteift. Die Stellen G1 an den um die Zwischenwelle 29 herumfassenden Enden der
Blattfederanordnung 35, 37 nehmen den Gelenkdruck, wie er bei dem mechanischen Arbeitsspiele
des Schalters entsteht, auf. je nachdem man die Zwischenwellen 29 sich auch noch
anderweitig abstützen läßt (z. B. an den Kontaktteilen 49, 5o, an den Isolierbrücken
44 am Gehäuse i oder auch am Schalterbügel i5), läßt sich leicht erreichen, erforderlichenfalls
bei G1 auch einen beliebig kleineren Gelenkdruck von den Blattfedern 35, 37 aufnehmen
zu lassen bzw. ihn überhaupt dort zum Verschwinden zu bringen. Wird die Zwischenwelle
29 angehoben, dann wird nach Durchlaufen eines Bogens @@ die Blattfederanordnung
35, 37 bei G2 angehoben, und der betreffende Kontaktkörper 36 erreicht schließlich
nach einer Verdrehung der Schalterwelle 23, z. B. um den Winkel ß2, die strichpunktiert
angedeutete Lage, zu der gleichzeitig die ebenfalls strichpunktiert angedeutete
Hochlage des Schaltbügels 15 und der Traversen c gehört.
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Die Isolierglieder 27 sind auf den Wellen 23 und -29 unter Zwischenschaltung
isolierender Distanzscheiben 30 so angeordnet, daß sie gleichzeitig die Isolierabstände
der gesamten Blattfederanordnung 35, 37 wahren. An der Antriebswelle 31, wo die
Notwendigkeit einer isolierenden Distanzierung entfällt, geschieht sie durch metallische
Distanzrohrstöcke 34 und Scheiben 32.
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Die Stromzuführung zu der Blattfederanordnung 35, 37 geschieht unter
Zwischenschaltung einer biegsamen Litze 38, die in ihrem mittleren Teile unter der
elastischen Deformation zwischen die Blattfedern 35 und 37 gepreßt ist und durch
entsprechende öffnungen an der Blattfeder 35 hindurchtretend und nach Bildung einer
Schleife mit ihren Enden mit dem Anschlußbolzen 39 verschraubt sind. Die geringe
Bewegung des Anschlußpunktes im Verlaufe des Arbeitsspieles des Schalters bedingt
so eine ausreichend geringe Bi aungsbeanspruchung der Litze 38. Die Anschlußbolzen
39 durchdringen, in je einem Isolierrohr 42 eingebettet, auf der einen Seite die
Isolierbrücke 44 sowie den Kontaktkörper 49 und enden in je eine Anschlußklemme
für die Anschlüsse X, Ir, Z (Abb. i und 2). feit dem anderen Ende sind sie in einen
Isolierstab 43 eingeschraubt, der seinerseits die andere Isolierbrücke 44 sowie
den Kontaktkörper 5o durchdringt und die Anschlußklemmen für die Zuleitungen R,
S, T für die Kontaktstücke 48 trägt. Die Kontaktstücke 5o werden mit den Klemmen
0, 0, 0 angeschlossen, die Kontaktstücke 49 mit den Klemmen U, Tl,
W (Abb. i und 2).
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Die Zuführung der Leitungen von außen her geschieht aus dem Raume
H, in den sich das Gehäuse an der Rück- und Bodenseite des Schaltgerätes erweitert
und in den z. B. bei h oder T2 entsprechende Isolierrohranschlüsse von oben oder
unten einmünden. Die Ausbauchung bei H liefert außerhalb gleichzeitig je einen Befestigungswinkel
Hl für eine lotrechte und waagerechte Fläche. Die beiden offenen Seiten des Apparates
sind durch die Schutzkappen 2 abgedeckt, die durch einen am Gehäuse i in einer Bohrung
beweglichen federnden Bügel 3 gemeinsam angepreßt werden.
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Die jeweilige Stellung des Schalters ist von außen her vermittels
einer durchsichtigen und mit dem Springring 57 festgelegten Scheibe 56 erkennbar
gemacht, und zwar läßt die Sichtöffnung die Lage .des Gabelhebels i i an einem Schriftsektor
55 erkennen, der in der Mittellage die Schrift »Aus« zeigt und in einer um den Winkel
ß, und ß2 abgelenkten Lage »Stern« und »Dreieck«.
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Die selbsttätige Schwenkbewegung der Schaltwelle 23 um diesen Winkel
ß1 und ß2 nach rechts und links mit einer einfachen Fortbewegung des Schaltergriffes
4 geschieht nun aus Kraftäußerungen, die an der mit der Exzentrizität E vermittels
des Stiftes 13 unverdrehbar auf die Welle 23 aufgesetzten Antriebsscheibe
9 im wechselnden Sinne hervorgebracht werden. Hierzu ist am zylindrischen Umfange
der Antriebsscheibe 9 in mehreren: Windungen ein Schraubenfederband 8 aufgelegt,
dessen Enden El und K2 rechtwinkelig vom Umfange weg abgebogen sind und durch die
zylindrischen Wände sowohl am flanschartigen Vorsprunge D des Gehäuses i als auch
der Nabe G des Schalthebels 4 in entsprechenden Ausnehmungen durchtreten, und
zwar
ist die Ausnehmung längs des Umfanges am Gehäuseflansch D durch die Flanken D1 und
D2 begrenzt und an der Nabe C durch die Flanken Cl und C2. Das einseitig zugeschärfte
Ende K1 des Schraubenfederringes 8 greift dabei noch weiter radial auswärts (Abb.
5) in den Bereich einer am Außenumfang der Nabe C mit den Schrauben 7 befestigten,
bei Q an gebogenen Blattfeder 6 hinüber, die in der Nähe ihres freien bei Q1 aus*ärts
umgebogenen Endes eine Ausnehmung P besitzt, die das zugeschärfte Ende K1 aufzunehmen
und an der Kante P1 mitzunehmen vermag. Das andere, kürzere nicht in den Bereich
der Blattfeder 6 übergreifende Ende K2 weist eine nach dem Ende K1 zu zeigende Abbiegung
auf, derart, daß es zur Richtung von K1 parallel wird.
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Durch die Abbiegung der Blattfeder 6 bei Q ist eine Federwirkung dahin
erreicht, daß die Kante P1 unter dem Einflusse von Druckäußerungen, die seitens
des an ihr eingeklinkten Endes K1 auf sie ausgeübt werden, sich längs des Umfanges
von der Flanke C2 um einen gewissen Federweg zu entfernen vermag. Ferner vermag
die Feder 6 sich radial nach .außen federnd abzuheben, wenn das außerhalb der Ausnehmüng
P gelangte EndeKi zum Zwecke des Wiedereinklinkens mit der Fläche seiner Zuschärfung
an die sanft ansteigende Fläche Q1 gepreßt wird und sie nach außen zwingt. Durch
entsprechende Langlöcher ist Vorsorge getroffen, daß die Blattfeder 6 gegenüber
den Schrauben 7 längs des Umfanges um einen gewissen Betrag verschoben und so der
tangentiale Abstand der Federkante P1 gegenüber der Flanke C2 verstellt werden kann.
Durch die Schraube 5 (Abb. .4), die gleichzeitig dem Hebel q. bei D1 und D.; einen
Anschlag für eine Schwenkbeweglichkeit von etwas mehr als go° liefert, läßt sich
ferner der radiale Abstand der äußersten Spitze des Endes K1 von der Klinkenkante
P1 verstellen. Es bedarf hierzu z. B. nur einer herausschraubenden Verdrehung der
Schraube 5, über deren Kopf die Feder 6 hinweg führt, um die Federkante P1 gegenüber
der Spitze des Endes KI radial nach auswärts zu verschieben.
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Der Schraubenfederring 8, der mit einer gewissen Vorspannung über
den Umfang der Antriebsscheibe g gezwungen ist, hat nun nach den Gesetzen der Seilreibung
die Eigenschaft, daß eine außerordentlich gesteigerte Reibung zwischen dem umschlingenden
Bande 8 und der Scheibe g auftritt, wenn man dessen im Drehsinne vorausliegendes
Ende längs des Scheibenumfanges zu bewegen trachtet. Greift man dagegen nicht so
an, daß der übrige Teil des Bandes hinter dem Ende hergezogen, sondern vor ihm hergeschoben
wird, trachtet man also, das Band von dem im Drehsinne zurückliegenden Ende her
gegenüber der Scheibe g zu verdrehen, dann ent$teht keine Steigerung des nvischen
dem umschlingenden Bande 8 und der Scheibe g aus dem Anpressungsdruck der elastischen
Deformation gegebenen Reibungsmomentes, sondern eine Schwächung; mit anderen Worten,
trachtet man, stets am Ende K1 angreifend, danach, den Schraubenfederring 8 nach
den Abb. 5 bis ro (wo die Anordnung im teilweisen Schnitte senkrecht zur Achse der
Schalterwelle 23 von der Seite des Schalthebels q. her gesehen dargestellt ist)
gegenüber der Scheibe g im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers zu verdrehen,
dann entsteht eine sehr große, womöglich Selbstsperrung, d. h. starre Mitnahme bedingende
Reibung; verdreht man dagegen im Sinne des Uhrzeigers, dann entsteht ein wesentlich
kleineres Reibungsmoment. Die Verhältnisse sind nun so gewählt, daß die bei Bewegung
des bei P1 eingeklinkten Endes K1 im Uhrzeigersinn entstehende geringere Reibung
stets mit Sicherheit dazu ausreicht, das die Schalterwelle 23 in die Mittellage
zwingende Drehmoment zu überwinden und die gesamte Schaltbewegung um den Winkel
(31 durch Mitnahme der Scheibe g mit Rechtsdrehung des Schaltergriffes q. restlos
zu vollziehen. Darüber hinaus kann der Schraubenfederring 8 gegenüber der dann stillstehenden
Scheibe g -gleitend unter Ausübung eines die verdrehte Lage um den Winkel j31 voll
aufrechterhaltenden Reibungsmomentes im .selben Sinne vom Schaltergriff q. weiterbewegt
werden. Sobald aber das ausgeklinkte Ende K1 im entgegengesetzten Uhrzeigersinne
rückwärts angetrieben wird, erfolgt eine jeden Gleitvorgang ausschließende starre
Mitnahme.
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Zur Herbeiführung dieser starr mitnehmenden rückläufigen Bewegung
dient die beiderseits der Scheibe g angeordnete bügelartig gestaltete Biegungsfeder
ro, die mit ihrem das eine Federende darstellende Mittelteil zwischen den Enden
K1 und K2 hindurchtritt und dabei auf das Ende K1 in rückläufigem Sinne drückt und
.mit ihrem zweiteiligen anderen Ende am Gehäuseflansch D ihr Widerlager findet.
Sie ümfaßt dabei die Scheibe g gleichzeitig so, -daß sie den Schraubenfederring
8 hindert, an ihrem Umfang seitlich abzugleiten. Sie wird gespannt mit einer Bewegung
des Endes K1 im Sinne des Uhrzeigers, sobald der Schaltgriff q. in .dieser Richtung
aus der mit den Abb. ,4 und 5 @dargestelltenAusgangslage bewegt wird. Diese spannende
Bewegung dauert dabei so lange, als hierbei das Ende K1 an der Kante P1 der Ausnehmung
der mit dem Schaltergriff festen Blattfeder 6 mitgenommen wird.
Sobald
aber das Ende K1 aus dem kraftübertragenden Zusammenhang mit dem Schalthebel 4.
gelöst wird, dann schnellt die an K,. angreifende gespannte Feder io in dickläufiger
Bewegung - wobei die erwähnte starre Mitnahme der Scheibe 9 durch den Schraubenfederring
8 auftritt - die Schalterwelle 23 nach der entgegengesetzten Seite.
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Um diese Freigabe der Federwirkung herbeizuführen, ohne Klinken abheben
zu müsen, ist die Antriebsscheibe 9 gemäß E exzens s
trisch gelagert. Hierdurch
wird bewirkt, daß das zu geschärfte Ende KI sich radial nach einwärts aus dem Bereiche
der mitnehmenden Kante P1 mehr und mehr zurückzieht, und sich schließlich ausklinkt,
sobald der Schraubenfederring 8 gegenüber dem exzentrisch liegenden Kreisumfang
der Scheibe 9 ausreichend verdreht wird. Entfällt jedoch eine solche Relativbewegung
und dreht sich der Ring 8 starr mit der Scheibe 9, dann wandert das Ende K1 um denselben
Drehpunkt wie die mitnehmende Kante P1, so daß eine Radialverschiebung zwischen
beiden nicht eintritt.
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Das Reibungsdrehmoment aber, ob es nun je nach dem Bewegungssinne
des Endes K1 des Schraubenfederringes 8 an der exzentrischen Scheibe 9 klein oder
groß auftritt, steht und fällt mit dem Bestehen der elastischen Spannung, mit der
der Ring die Scheibe 9 umfaßt. Diese Spannung kann nun in einfacher Weise z. B.
dadurch fortgenommen und jedeÜbertragungsmöglichkeit zwischen Ring 8 und der Scheibe
9 praktisch beseitigt werden, daß auf die beiden Enden K1 und K2 ein Druck ausgeübt
wird, der sie aufeinander zu zu bewegen trachtet und den Ring 9 dadurch aufspreizt.
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Eine derartige, auf den kraftübertragenden Zusammenhang zwischen dem
Federringe 8 und der Scheibe 9 aufhebend wirkende Spreizung kann nun einmal dadurch
hervorgebracht werden, daß in der mit der Abb. q. dargestellten Ausgangslage auf
den Schalthebel q. ein Druck im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers ausgeübt
wird, wodurch die Enden Ki und K2 von den Flanken C2 und Dl in eine "Zange genommen
werden. Diese beim mit dem Arbeitsspiele noch zu beschreibenden Vorgange des Neueinklinkens
auftretende Kraftäußerung trachtet die tangential wirkende Spannung der das Ende
KI gegen C2 ziehenden Feder 6 aufrechtzuerhalten. Dieselbe aufspreizen.de Wirkung
endlich tritt auch auf, wenn der um den Bogen a3 bewegte Schalthebel q. (Abb. 8)
die beiden Federenden K1 und K2 bei P1 und D2 druckäußernd in die Zange nimmt.
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Tritt man in das Arbeitsspiel des Schalterätes in dem Augenblicke
ein, da -die Ausgangslage der Abb.5 vorliegt, dann ergibt sich mit der bisher beschriebenen
Gesamtanordnung folgende Wirkungsweise: Zur Durchführung des Anlassens ist der Schaltgriff
q. in steter Weiterbewegung im Ubrzeigersinne zu verdrehen. Hierdurch wird der von
ihm bei P1 starr mitgenommene Schraubenfederring 8, wegen der Auf spreizung durch
die die Enden K1, KZ zusammenziehende Tangentialkraft der Feder 6, praktisch reibungsfrei
gegenüber der stehenbleibenden Antriebsscheibe 9 unter allmählicher Spannung der
Feder io bewegt. Mit der zunehmenden, sich auf das Ende K1 legenden Spannung dieser
Feder io, die vom Schaltgriff 4 her über die Feder 6 auf das bei P, mitgenommene
Ende K1 übertragen werden muß, wird die Feder 6 mehr und mehr im tangentialen Sinne
beansprucht, so daß mit ihrem federnden Nachgeben der tangentiale Abstand der Kante
P1 gegenüber der Flanke C2 sich nach und nach vergrößern muß. Hierdurch wird aber
die Flanke C2 von dem auf ihr lastenden Aufspreizdrucke des Endes K2 mehr und mehr
befreit und so die den Ring 8 aufspreizende Wirkung allmählich beseitigt, so daß
der Ring 8 mit immer stärker werdendem Reibungsdrehmoment an der Scheibe g im Sinne
einer Mitnahme der Schalterwelle 23 zu wirken beginnt. Während dieser Bewegung,
wobei der Ring 8 gegenüber der stillstehenden Scheibe 9 relativ verdreht wird, wandert
das Ende K1 an der Kante P1 infolge der Exzentrizität E der Scheibe 9 zwar radial
nach einwärts, ohne indessen zunächst ausklinken zu können.
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Nachdem der Schaltgriff q. den Winkel a1 durchlaufen hat (Abb. 6),
besitzt der Ring 8 gegenüber der Scheibe 9 eine so weit gestiegene Reibungsmomentausübung,
vermöge deren er nunmehr die sich jeder Bewegung aus der Ruhelage widersetzende
Schalterwelle 23 im Sinne des Winkels ß1 nach der Schaltstellung der Anlaßstufe
zu zu verdrehen vermag, ohne daß hierbei der Ring 8 gegenüber der Scheibe 9 rutscht.
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So kommt es, daß keine Wirkung aus der ExzentrizitätE bedingt wird
und das EndeKl gegenüber P1 sich nicht im ausklinkenden Sinne weiter zurückzuziehen
vermag, während dei Griff q. schließlich, nachdem er um den Winkel ß1 - immer unter
weiterer Spannung der Feder io - zusätzlich bewegt worden ist, und nach Erreichen
des Gesamtschwenkwinkels u2, die Anlaßstufe »Stern« restlos eingeschaltet hat (Abb.
7).
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Mit der Weiterführung der Schalterbewegung gelangt man, nachdem noch
ein kleinerer Bogen unter Überwindung der allmählich stark angewachsenen Spannung
der Feder io zurückgelegt worden ist, mit dem Gesamtwinkel rzs zur Stellung der
Abb. B. Dieser
restlichen Bewegung vermag die Schalterwelle 23,
die ja ihre volle Verdrehung um 131 gemäß :der Abb. 7 .bereits erreicht hatte, nicht
zu folgen, es verdreht sich vielmehrderRing8 gegenüber der wieder feststehenden
Scheibe 9 unter Ausübung eines ebenfalls am Hebel 4. zu überwindenden, den Schaltzustand
der Anlaßstufe aufrechterhaltenden Reibungsmomentes, wobei das Ende K1 infolge der
Exzentrizitätswirkung zwar noch um einengewissen Betrag gegenüber der Mitnehmerfläche
P1 zurücktritt, ohne indessen dort schon aüsklinken zu können, so daß der Federring
8 auch weiterhin noch starr mit dem Schalthebel 4 bewegt wird. Bei dieser Bewegung
stößt nun das Ende K2 des Federringes 8 in dem Augenblicke, wie er durch die Abb.
8 dargestellt ist, plötzlich gegen den in Gestalt -der Flanke D2 erreichten Anschlag.
Der auftretende, die Schaltbewegung aufhaltende Anschlagdruck äußert sich sofort
in tinerSpreizwirkung des Federringes 8, dessen Enden KI und K2 zwischen P1 und
D2 zusammengedrückt werden. Damit hört jedeDrehmomentausübung .nvischen dem Federring
8 und der Antriebsscheibe 9 praktisch auf, und. die so freigegebene Schalterwelle
23 schnellt plötzlich um den Winkel ß1 unter dem Einflusse der die Ruhelage erzwingenden
Drehmomente zur Ausgangslage zurück (Abb. 9). Da nun mit dieser rückläufigenBewegungder
Scheibe9 gegenüber dem zunächst noch bei P1 festgehaltenen Federring B wieder eine
Relativbewegung im Sinne eines Wanderns längs des Umfanges der Scheibe 9 im rechtsdrehenden
Sinne verknüpft ist, so wird das Ende KI durch die Wirkung der Exzentrizität um
einen bedeutenden Weg - zumal, da das Ende K1 sich an der senkrecht zur Exzentrizitätsstrecke
E gelegnen Stelle des Scheibent' befindet, an der zu einer kleinen Relativbewegung
am Umfang die größte Radiale erschiebung gehört - radial nach einwärts von der Kante
P1 zurückgezogen, so daß beispielsweise spätestens mit der erreichten Mittellage
der Abb.9 die Ausklinkung vollzogen ist und so dem Federring 8 jeder Zusammenhang
mit dem Schaltgriffe 4. verlorengeht.
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Die damit freigegebene Spannung der Feder io, die am Ende IC, im rückläufigen
Sinne wirkt, so daß eine starre Mitnahme der Scheibe 9 durch den Federring 8 gegeben
ist, wirft sich auf die Schalterwelle23 und zwingt diese, jenseits der Ruhelage
den Winkel ß2 zurückzulegen und dort zu verharren. Dadurch vertauscht das Schaltgerät
die Ausschalte- und Kurzschlußlage der Abb.9 sofort mit der vollen Einschaltestellung
des normalen Betriebszustandes (Abb. io). Der mit dem Ausklinken des Endes K1 vollkommen
entlastete Schalthebel 4 findet gegenüber dem Drehmomente seines Eigengewichtes
mit der Anschlagschraube3 (Abb.4) an der FlankeD2 ein Widerlager, so daß er in der
um etwas mehr als 9o° gegenüber seiner Ausgangslage verdrehten Lage bleibt.
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Würde man den Schaltergriff 4 loslassen, bevor die Anschlagstellung
der Alyb.9 erreicht gewesen wäre,. würde man also irrtümlich den Schalte organg
nicht zu Ende führen, dann würde sowohl die bis dorthin erzeugte Spannung der Feder
io als auch die infolge ihrer bisherigen Überwindung am Schaltergriff 4 erzeugte
Tangentialspannung der Feder 6 plötzlich freigegeben werden. Die Feder io würde,
am Ende K1 des Federringes 8 angreifend, da es sich um eine rückläufige Bewegung
handelt, sofort den Federring 9 zur starren Mitnahme der Scheibe 9 zwingen und so
die Schalterwelle 23 unter Rückgängigmachen des Ablenkungswinkels ß1 zurückwerfen
wollen. An dieser Bewegung würde der bei P1 eingeklinkte, mit der Tangentialspannung
der Feder 6 verbundene Griff .4 zunächst teilnehmen müssen. Die hierdurch gegebene
Wirkung läßt sich am besten übersehen, wenn man die vorübergehende Annahme macht,
daß das auf .die Achse der Schalterwelle 23 reduzierte Massenträgheitsmoment der
mit der Welle bewegten Massen so groß wäre, daß die Schalterwelle in der in Betracht
kommenden Zeit weder von dem Drehmomente, das sie zur Ruhelage zurückzuzwingen trachtet,
noch von dem im gleichen Sinne wirkenden Momente der Feder io nennenswert bewegt
werden könnte, also so gut wie feststehen bliebe. Dann würde mit dem Loslassen des
Griffes 4 die Feder io, da der Federring 8 für die rückläufige Bewegung, solange
eine Spreizwirkung nicht vorliegt, mit der stillstehend gedachten Antriebsscheibe
9 starr wäre, am Ende K1 ein festes Widerlager finden können. Die gemäß der im Augenblick
des Loslassens bestehenden Spannung der Feder io genau entsprechende Tangentialspannung
der Feder 6 dagegen, die an der freibeweglichenMasse des Schaltergriffes ¢ wirkt,
vermag sich, indem sie den Griff 4 gemäß ihrem Federwege rückwärts bewegt, sofort
zu entspannen, wobei natürlich ein Schwingungsvorgang einsetzt, der die beteiligten
Massen über die statische Ruhelage hinausschnellen läßt. Dadurch gelängt aber sofort
die Anschlagflanke G2 zum Drucke auf das Ende K2, und der Ring 8 wird aufgespreizt.
Damit wird aber die Feder io ihres Widerlagers an der Scheibe 9 durch den freigegebenen
Ring 8 beraubt und kommt an der Kante P1 der Tangentialfederung 6 vorübergehend
zur vollen Wirkung, wobei sie unter Spannung der Tangentialfeder den.Griff4 im rückläufigen
Sinne antreibt. Hierdurch
wird nun, da sich der Abstand von P1 gegenüber
C2 sofort wieder vergrößern muß, die Spreizwirkung wieder aufgehoben und die Kraft
der Feder io wieder vom Hebel 4 weg auf die Antriebsscheibe io gelegt, mit anderen
Worten, nach Maßgabe der gewählten Federverhältnisse, Massen- und Reibungsverhältnisse
findet ein Schwingungsvorgang statt, der den vorzeitig losgelassenen Schaltergriff
4 nicht in einem plötzlichen und zerstörend wirkenden Zurückschnellen, sondern sanft
zur Ausgangslage der Abb. 5 zurückführt.
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Berücksichtigt man nun hierbei, daß die Schalterwelle 23 natürlich
ein endliches Massenträgheitsmoment besitzt und in Wirklichkeit bewegt wird, dann.
kommt hinzu, daß neben dem aus dem Schwingungsvorgangeentstehenden, pulsierenden
Drehmomente der Federn 6 und io die Schalterwelle .durch das Rückführungsdrehmoment
in Rückgängigmachung des Winkels ß1 zur Ausgangslage zurückgeschnellt wird. Dabei
muß, da infolge des Schwingungsvorganges der Griff 4 mit dem immer wieder aufgespreizten
Ringe 8 an der Scheibe 9 rückwärts wandert, vom Schaltergriffe 4 ein größerer Bogen
rückwärts zurückgelegt werden als von der Schalterwelle 23.
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Wenn man also, im ungünstigsten Falle, den Schaltergriff 4. gerade
in der Stellung der Abb. 8, unmittelbar vor der Freigabe der Schalterwelle 23 zum
Herbeiführen der Betriebsschaltung, vorzeitig loslassen würde, dann würde, wenn
.die um ß1 zurückgeschnellte Schalterwelle 23 ihre Ausgangslage erreicht hat, für
das Weiterbewegen nach der anderen Seite um den Winkel P2.nicht eine Spannung der
Feder io gemäß dem Ablenkungswinkela3 des Schaltergriffes (wie sie bei ordnungsmäßiger
Bedienung vorläge) verfügbar sein, sondern nur noch gemäß einem Winkel der Gesamtablenkung
des Schaltergriffes im Betrage a3 bis ß,,. die sich weiter verringert, gemäß der
weiteren Winkelverringerung aus dem Rückwärtswandern des Federringes 8 gegenüber
der Scheibe 9 aus dem Sch.wingungsv organg.
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Mit einer derart verminderten Kraft der Feder io aber entfällt die
Möglichkeit, daß die Schalterwelle 23 durch die Feder io auch noch um den Winkel
ß2 zur vollen Einschaltstellung gezwungen werden kann, so daß der Schalter bei vorzeitigem
Loslassen des Schaltergriffes 4 stets die abschaltende Ausgangslage erzwingt. Mit
der selbsttätigen Rückbe,vvegung des Schaltergriffes 4 in die Nähe seiner Ausgangslage,
wie sie auf dem Schwingungsvorgang auch an der stillstehenden Schalterwelle 23 gegeben
ist, gelangt dann der -Griff 4. außerdem schließlich in den Bereich einer derart
geringen Spannung der Feder io, daß die Tangentialfederung 6 den Ring 8 dauernd
aufgespreizt zu halten vermag (Abb. 5).
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Soll das ordnungsmäßig in der Betriebsstellung der Abb. io befindliche
Schaltgerät abschalten, dann ist der Schaltgriff 4 nach der Ausgangslage rückwärts
zu drehen, wobei er, nachdem seine Flanke C, das Ende K2 erreicht hat, den Ring
8 im Sinne der geschwächten Reibungsmomentausübung gegenüber der Scheibe 9 gleiten
läßt. Da diese geschwächte Reibungsmomentausübung aber das die Schalterwelle 23
von sich aus zurückzuzwingen trachtende Drehmoment übertrifft, so bleibt die den
Einrückzustand verkörpernde Ablenkung um den Winkel /32, in deren Sinne ja die Bewegung
ausgeführt wird, bestehen. Die mit dem Gleitvorgange wegen der Exzentrizität E jetzt
gegebene radiale Auswärtsbewegung des nicht eingeklinkten Endes P1 ist durch die
radiale Auffederung der Feder 6 ermöglicht. Da die Feder 6 in tangentialer Richtung
entspannt ist, also P1 der Flanke C, weitgehend genähert ist, so kann die Einklinktmg
des Endes K1 nur dann erfolgen, nachdem der Schaltgriff 4 die Ausgangslage der Abb.
5 erreicht hat, wodurch, da das Ende K1 an der Flanke Dl ein Widerlager findet,
die bei C2 und Dl in eine Zange genommenen Enden K1 und K2 unter weiterhin rückläufiger
Kraftausübung auf den Hebel 4 unter Aufspreizwirkung entsprechend genähert werden.
Damit ist aber sofort auch das Reibungsmoment zwischen dem Ringe 8 und der Antriebsscheibe
9, das den Schalter eingerückt hält, fortgenommen, und die Schalterwelle 23 schnellt
zur Ausgangslage zurück, so daß mit der Abschaltung gleichzeitig die Einklinkung
vollzogen wird und das Gerät zur Durchführung eines neuen Schaltvorganges bereitsteht.
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Die Zeitdauer, während der das Schaltgerät bei der Durchführung des
Einschaltev organges die Anlaßstufe eingeschaltet hält, ist bedingt durch die Zeit,
die man braucht, um den Schaltergriff 4 von der Kontaktgebung der Anlaßstufe bis
zur Freigabe der selbsttätigen Umschaltung (Abb. 8) zu bewegen. je weniger der Bogen
a3 (Abb. 8) den Bogen a, (Abb. 7) übertrifft, desto kürzer wird bei gleichbleibender
Bewegungsgeschwindigkeit die Zeitdauer, während der die Anlaßstufe eingeschaltet
ist, -und um so wenigerfühlbar wird gleichzeitig der Einfluß der Betätigungsgeschwindigkeit
auf diese Zeitdauer. Mit der Vorstellung der Feder 6 gegenüber den Befestigungsschrauben
7 im Sinne einer Vergrößerung des tangentialen Abstandes der Kanten P1 von . der
Flanke C, genügt schon eine kleine Spannung der Feder io, um die Spreizwirkung der
Feder 8 aufzuheben und
das Mitnehmedrehmoment zu bedingen, als
vorher, so daß sich der Winkel a1 (Abb. 6) und damit im selben Maße auch der Winkel
ä2 gegenüber dein unverändert bleibenden, aus dem Anschlage D2 gegebenen Winkel
a3 verringert und die Einschaltedauer der Anlaßstufe verlängert wird. Mit der radialen
Einstellung der Klinkenkante P1 durch die Schraube 5 (Abb. 4) wird verändert, in
welcher Stellung der von der Abschaltung der Anlaßstufe zur Einschaltung der Vollstufe
unterwegs befindlichen Schalterwelle 23 das (sich unter dem Einfluß der Exzentrizität
E radial zurückziehende) Ende K1 abgleitet, d. h. die Spannung der Feder io sich
auf die Schalterwelle 23 wirft. Hierdurch wird gleichzeitig die Zeitdauer, während
der Winkel ;r (Abb. 3) beiderseits der Mittellage beim Überschalten durchmessen
wird, also die Zeitdauer, während der die Kurzschließung der Wicklung zum Ausblasen
des restlichen Feldes aufrechterhalten wird, in gewissen Grenzen beeinflußt, wobei
es freisteht, auch den Winkel y selbst größer zu machen.
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Wie aus dem Schaltbilde der Abb. 2 hervorgeht, erlaubt die Anordnung
auch ohne weiteres, anstatt die Klemmen 0 in einem gemeinsamen Sternpunkte kurzzuschließen,
sie durch einen beliebigen Widerstand zu verbinden und dadurch die Kurzschlußstromaufnahme
des Motors in der Anlaßstufe über die Wirkungsweise der Sterndreieckanlaßschaltung
hinaus, wo sie bekanntlich starr auf rund den dritten. Teil herabgesetzt wird, noch
wesentlich weitergehend herabzusetzen. So wird es möglich, selbst Kurzschlußankermotoren
mit den ungünstigsten Kurzschlußstromaufnahmen im Zusammenhang mit einer ordnungsmäßig
wirkenden Anlaßkupplung ohne Überschreitung der Anlaßspitzenströme des Schleifringankers
in der Anlaßstufe ans Netz zu legen. Im Ruhezustande des Schalters (Abb. i) sind
dann die Wicklungen nicht kurzgeschlossen, sondern durch eben diese Widerstände
überbrückt, so daß zwar für das Ausblasen des alten Feldes eine weniger intensive
Wirkung zur Verfügung steht. Es trifft sich indessen günstig, daß gerade bei der
Anwendung eines Widerstandes das Feld in der Anlaßstufe ohnehin geschwächt wird,
so daß dann auch nur ein entsprechend kleineres -Feld vor dem Neuaufschalten auszublasen
ist. Ein solcher Zusatzwiderstand im Sternpunkte hätte im übrigen nur die Anlaßleistung,
soweit sie etwa den höchstzulässigen Normalwert noch übertrifft, aufzunehmen, wobei
die Anlaßarbeit, da außerdem nur die leerlaufende Masse des Läufers zu beschleunigen
ist, verhältnismäßig klein ist, so daß, da er dank der besonderen Wirkungsweise
des Schaltgerätes zeitlich beschränkt eingeschaltet ist, das Widerstandsmaterial
sehr knapp bemessen werden kann.
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Bei Anwendung solcher Zusatzwiderstände wird die Leerlaufzeit des
Läufers, während der die Anlaßstufe eingeschaltet bleiben muß (sonst in der Regel
1f2 bis i Sekunde), nicht unwesentlich verlängert. Damit ergibt sich die Zweckmäßigkeit,
das Schaltgerät auch noch dahin auszugestalten, daß man die Zeitdauer, während der
die Anlaßstufe eingeschaltet bleibt, nicht einfach hinnimmt, wie sie sich aus der
Geschwindigkeit der Schaltbewegung des Griffes ¢ ergibt, sondern zwangläufig überwacht
bzw. selbsttätig begrenzt.
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So zeigt die Abb. i i, wie beispielsweise die zwischen die Klemmen
0 geschalteten Widerstände w dazu benutzt werden, einen Bügel 58 in seinem Bereiche
h zu heizen, der zwischen dem beheizten und den nicht unmittelbar geheizten Schenkel
1, zwei sich gegenüberliegende Endflächen i, und i. beheizt, die z. B. den
mit dem Schaltergehäuse festen Isolierbrückenträger 46 (Abb. 4) und eine hülsenartige
Scheibe 59 frei zwischen sich hindurchlassen. Die Hülse 59 sei dabei in den zylindrischen
Innenraum. des Gehäuseflansches D frei drehbar eingelegt und, wie auf der Abh. 7
strichpunktiert angedeutet, mit einer Aussparung von dl bis d2 am Umfange versehen,
die die Enden K1 und K2 der Feder 8 hindurchtreten läßt und bei d2 gegenüber dem
Ende K2 an Stelle der Flanke D2 einen Anschlag zu liefern vermag, sobald die Hülse
59 festgehalten wird. Wenn die Einschaltstellung der Anlaßstufe gemäß der Abb. 7
voll erreicht ist, so werden- die Widerstände w während des bereits im Gange befindlichen
Motoranlaufes, und zwar gerade solange noch nicht die volle Motordrehzahl erreicht
ist, am intensivsten geheizt. Nach einer gewissen kurzen Zeit, die so bemessen ist,
daß der Motor in ihr seine Leerlaufdrehzahl erreichen kann, hat sich die entwickelte
Wärme zunächst allein dem Teile h des Stabes 58 mitgeteilt, so daß dieser unter
dem Einflusse der Wärmedehnung das Ende i, an das .Ende i2 heranpreßt und so die
bisher frei drehbare Hülse 59 an der feststehenden Platte 46 festklemmt.
In diesem Augenblick ist hierdurch der den Federring 8 aufspreizende und den Umschaltevorgang
auslösende Anschlag der Abb. 8 selbsttätig verwirklicht. Unabhängig davon, wie schnell
der Schaltgriff 4 mit dein überschreiten des Winkels a2 (Abb. 7) bewegt worden ist,
muß sich das Verlassen der Anlaßstufe stets in der richtigen Zeit vollziehen. Der
gemäß Abb. 8 starr gegebene Anschlag D2 ist mit dem an seine Stelle tretenden Anschlage
d2 gewissermaßen in einen solchen verwandelt, der sich nach Maßgabe einer auf -gezwungenen
Anlaßzeit von selbst einstellt.
Im übrigen bleibt das Arbeitsspiel
des Schaltgerätes unverändert.
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Nach einer gewissen Zeit, wenn sich die Wärme vom Schenkel h des Stabes
58 auch auf den ungeheizten Schenkel h verteilt hat, dieser also ebenfalls eine
Wärmedehnung er-. fährt, ist die zunächst allein vorhandene Dehnung des Schenkels
h wieder kompensiert, so claß die wieder ihren ursprünglichen Abstand annehmenden
Endflächen il und i, ihre Kleinmwirkung gegenüber der Hülse 59 verlieren, ein Zustand,
der unabhängig von der herrschenden Temperatur stets dann gegeben ist, sobald sich
die Wärme auf den Schenkeln h und h gleichmäßig verteilt hat. So kommt es, daß bei
der Durchführung des Abschaltevorganges (zu der zugleich mit dem Wiedereinklinken
gemäß der Stellung der Abb.5 eine Kraftäußerung von K1 auf die Flanke D1 gehört)
der mit der Abb. 7 dargestellte Hülsenring 59 an seiner Kante d1 in eine mit Dl
bündige Stellung von selbst wieder freibeweglich zurückgedreht wird und die wirksame
Anschlagkante d2 wieder erneut vorgeschoben wird, so daß sie beim nächsten Einrückvorgange
vom Ende KZ so lange vor sich hergeschoben werden kann, bis die Zeit abgelaufen
und der Anschlag wirksam wird.
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Gestaltet man die Entfernung der beiden Kanten d1 und d2 längs des
Umfanges der Hülse 59, wie mit der Abb. 9 strichpunktiert angedeutet, dagegen -
so gering, daß sie wenig mehr als dem Abstand der beiden Enden K1 und K2 entspricht,
dann stößt, sobald während des Einschaltevorganges die Hülse 59 z. B. durch die
Anordnung nach Art der Abb. i i festgehalten und bei d._ einen starren Anschlag
zu liefern gezwungen wird, <las Ende K1 gegen den Anschlag d1, wenn es gemäß
der Abb. 9 ausgeklinkt worden ist und die Schalterwelle 23 der Wirkung der Feder
io zur Durchführung der Vollschaltung ausliefern will. Hierdurch würde zwar die
Abschaltung aus der Anlaßstufe freigegeben, sobald die aus der Widerstandsheizung
entwickelte Wärmemenge auf den Stab 11 übergetreten ist, die Weiterschaltung zur
Vollstufe aber erst dann, nachdem außerdem die Wärme sich auch noch auf den Stabteil
l._, ausgedehnt hat und die Festhaltewirkung der Endflächen i1 und i2 wieder entfällt.
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Anstatt die Einhaltung der Benutzungszeit der Anlaßstufe zu erzwingen,
so daß sich die Weiterschaltung vollkommen unabhängig von der Handhabung des Schaltgriffes
nach einer bestimmten Zeit weder zu früh noch zu spät vollzieht, läßt sich auch
ein zu frühes Herbeiführen der Vollschaltung, wie es bei übermäßig rascher Handhabungsweise
eintreten könnte, verhindern. Eine solche Wirkungsweise ergibt sich mit der Abb.
i i, wenn man z. B. der Hülse 59 jede Einwirkungsmöglichkeit auf die Enden K1 und
KZ des Federringes 8 nimmt und sie (z. B. durch Angreifenlassen an der Antriebsscheibe
9) starr mit der Schalterwelle 23 verbindet. Wenn so am Schaltgriff q. auch die
die selbsttätige Durchführung des flberschaltvorganges erzwingende Stellung der
Abb. 8 erreicht ist, so kann trotzdem die Schalterwelle 23 -ihre die Einschaltung
der Anlaßstufe bedingende Rückwärtsbewegung gemäß den Abb. 9 und io so lange nicht
antreten, als der Stab 58-durch die Klemmwirkung zwischen den Endflächen i1 und
i2 aus dem ganzen oder teilweisen Betrag der Anlaßwärme die Hülse 39 mit= der Welle
23 festhält. Die Anordnung wäre dabei so zu treffen, daß die Zeitdauer für den Wärmeübergang
aus den geheizten Widerständen al gering gemacht wird, so daß es insbesondere auf
die Zeit ankommt, deen. es bedarf, bis die wirksam gewordene -Sperrung durch Verbreitung
der Wärme auf das Ende h wieder beseitigt ist.
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Anstatt der Anwendung thermischer Wirkungen zur Erzwingung der Anlaßzeit
können auch elektromagnetische Wirkungen herangezogen werden. So brauchen beispielsweise
nur in den mit der Abb. i i beschriebenen Ausgestaltungsbeispielen die Widerstände
ganz oder teilweise als Magnetspulen ausgebildet zu werden und ferner die festhaltenden
Endflächen il und i". so mit den Magnetankern verbunden zu weren, daß sie für die
Dauer des bestehenden Anlaufstromes an ihrer Klemmwirkung gehindert werden, sobald
aber der Anlaufstrom mit der erreichten Leerlaufdrehzahl auf den kleinen Leerlaufwert
zurückgegangen ist, z. B. unter Federwirkung die Scheibe 59 sofort sperren. Damit
würde dann, wie mit der Abb. 7 strichpunktiert angedeutet, mit dem plötzlichen Festhalten
der Hülse 59 die Anschlagkante d2 geschaffen, die den Schaltvorgang genau im richtigen
Zeitpunkte auslöst. Die Rückführung der Kante d2 für den nächsten Anlaßv organg
könnte dabei z. B. ohne den zweiten Anschlag d1 (Abb. 7) durch eine Feder bewirkt
werden, die die Kante d2 sofort wieder entsprechend vorschnellt, sobald die Hülse
59 vom einsetzenden Anlaßstroin freigegeben ' wird. An Stelle einer Festhaltewirkung
durch hlernmung kann natürlich in allen Fällen auch eine Klinkeneinrichtung treten,
wie überhaupt die bauliche Ausbildung des Erfindungsgegenstandes keineswegs auf
die in den Beispielen gerade beschriebenen beschränkt bleibt.
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Da es sich auf Grund der Kupplungsanwendung um sehr kurze Zeiten handelt,
so ist es auch möglich, die Einschaltzeit der Anlaßstufe durch den Schwingungsvorgang
einer
Masse zu erzwingen. Hierfür gibt die Abb. 12 ein Beispiel. Sie zeigt den Gabelhebel
12, der Schaltwelle 23, der, um den Winkel ß, abgelenkt, die Anlaßstufe eingeschaltet
hat und gleichzeitig eine vom letzten Volleinschältzustand her um den Winkel ß,
gespannte Feder 6o durch Ausheben der Klinke 61 freigibt. Die an der Nase plötzlich
frei werdende Federkraft schnellt die frei um die Schaltwelle 23- drehbare Masse
62 im Sinne des Uhrzeigers zu einer Rotationsbewegung um die Achse der Schalterwelle
23. Wenn die Masse 62 dabei durch eine Feder mit der Welle 23 so verbunden ist,
daß sie bei dieser Drehbewegung eine mit der zunehmenden-Entfernung von der Ausgangslage
wachsende Gegenkraft hervorruft, so kommt sie nach einiger Zeit zum Stillstand,
wobei die gesamte kinetische Energie in bekannter Weise in der Federspannung aufgespeichert
ist. Die Masse wird hierauf wieder zurückgeworfen, wobei sie, wenn keine Reibungsverluste
vorhanden wären, mit gleicher aber entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit wieder
in der Ausgangslage eintreffen muß, mit der sie diese verlassen hat. Die Masse 62
hat mit ihrer Nase iv die antreibende Feder 6o in dem Augenblick verlassen, in dem
diese an der am Gabelhebel 12 befestigten Klinkenfeder 63 aufgetroffen ist. Wenn
die Feder 63 von der Feder 6o eine Kraftäußerung erfährt, so schiebt sich mit der
Durch-Biegung ihr freies Ende auf die Fläche des Anschlags 64. Hierdurch wird es
der Schalterwelle 23 unmöglich gemacht, die Abschaltung durchzuführen, solange die
in ihrem Schwingungsvorgang unterwegs befindliche Masse 62, die mit ihrer Nase w
frei am Hebel 12 und der Klinkenfeder 63 vorbeischwingen kann, noch nicht zurückgekehrt
ist. Sobald sie aber mit ihrer Nase 7z an der auf der Klinkenfeder 63 lastenden
Feder 6o von rechts her mit ihrer bedeutenden Geschwindigkeit auftritt, wird die
Klinkenfeder 63 entlastet, so daß sich deren Ende vom Anschlag 64 zurückzieht und
der Schaltvorgang freigegeben ist.
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Die Zeitdauer bis zur Freigabe hat man mit der Beherrschung des Schwingungsvorganges
nach Maßgabe der beteiligten Massen und der Federgestaltungen in der Hand. Zur I-iinausziehung
des Schwingungsvorganges können an der Masse 62 zusätzliche, ihr gegenüber bewegliche
Massen durch Reibungswiderstand mitgenommen werden.
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Anstatt die Schwingungsdauer einer freischwingenden Masse 62 Heranzuziehen,
ließe sich die Anordnung.nach dem Beispiel der Abb. 12 so abändern, daß die mit
der Einschaltung der Anlaßstufe von der Klinke 61 freigegebene Feder 6o gezwungen
wird, in pulsierender Bewegung und allmählichem Wandern die Bogenstrecke bis -zur
Auflage auf der Klinkenfeder 63 zurückzulegen und daß dann als Folge des Auflagerdruckes
auf der Feder 63 der Anschlag gegen 6.4 zurückgezogen und der Einschaltvorgang freigegeben
wird. Ein derartiges, eine pulsierende Bewegung bedingendes schwingendes System
ist im Zusammenhang mit dem Vorgang der vorzeitigen Loslassung des Schaltgriffes
mit den Abb.4 bis io bei stillstehend angenommener Scheibe 9 beschrieben worden.
Die von der Klinke 61 losgelassene Nase n der Abb. 12- würde dem vorzeitig losgelassenen
Schaltergriff 4 (Abb. 5 bis io) entsprechen, der, um die Schalterwelle 23 sch"venkbeweglich
angeordnet, eine Masse vorstellt, die über eine Tangentialfederung 6 hinweg mit
der Aufspreizwirkung des Federringes S zusammenwirkt, derart, daß dem gespannten
Zustand der Tangentialfederung die Aufspreizwirkung und dem entspannten die Festhaltewirkung
des Ringes 8 entspricht. Dieses ganze System würde an Stelle der Masse 62 der Abb.
i2 treten, wobei deren Feder 6o, genau wie die Feder io der Abb. 4 bis io, an einem
Federring 8 angreifen würde, der auf einer Scheibe 9 sitzt, die beispielsweise ebenfalls
auf der Schalterwelle 23 befestigt sein kann.
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Unabhängig von diesen Ausgestaltungen nach der Seite einer selbsttätigen
Erzwingung der Einschaltzeitdätier der Anlaßstufe läßt sich das Schaltgerät ferner
dahin vervollkommnen, daß der unstationäre Einschaltstromstoß (Magnetisierungsstoß,
rush) noch weitgehender herabgesetzt wird, als dies durch die Anwendung des Ausblasens
des alten Feldes durch das vorübergehende Kurzschließen vor dem Übergang zur Vollschaltung
geschieht. So. zeigt die Abb. 13, wie ein den Einschwingungstromstoß herabsetzender
Vorkontaktwiderstand mit der Kontakttraverse c so kombiniert ist, daß jeweils unmittelbar
bevor die Hauptkontaktgebung an den Kontaktkörpern 2o einsetzt, eine Hilfskontaktgebung
an den Kontaktkörpern 65 erfolgt, die, durch die Isolierzwischenlage66 von der Haupttraverse
c isoliert, durch einen Widerstand r verbunden sind. Mit der Kontaktgebung der Hauptkontaktkörper
2o werden die die Hilfskontaktkörper 65 verbindenden Widerstandsverbindungen r von
der Haupttraverse c kurzgeschlossen. Die Abb.14 zeigt, wie mit dem vollen Anpressen
der Haupttraversen c die Hilfskontakte, 65 vermöge der Durchbiegung weiterhin noch
vollkommen abgehoben werden können.
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Anstatt den nur für einige Hundertstel Sekunden vorzuschaltenden Schutzwiderstand
Y an der Traverse c gemäß den Abb. 13 und 14
anzubringen, läßt
er sich auch an den feststehenden Kontaktteilen 48, 49 anbringen. Die Hilfskontaktkörper
65 würden dann ohne jede Isolierung mit der Haupttraverse c zu einem Blattfederbündel
vereinigt werden können, dafür müßte aber der Bereich der Kontaktflächen 49 und
5o, in dem die Hilf skontaktkörper 65 gemäß der Abb. 13 zur Wirkung kommen,
von dem Bereich, an dem die Hauptkontaktkörper 2o gemäß der Abb. 13 zum Aufruhen
kommen, isoliert werden und durch einen Widerstand y überbrückt werden.
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Die kurzzeitige Vorschaltung des Widerstandes r, wie sie beispielsweise
mit den Abb. 13 und 14 beschrieben ist, erfolgt gemäß der Gesamtanordnung des Schaltgerätes
nicht nur beim Übergang zur Vollschaltung, sondern auch beim Einschalten der Anlaßstufe.
Während sie beim Übergang zur Vollschaltung, bei einer den reinen Leeranlauf bis
zur vollen Leerlaufdrehzahl hinauf gestattenden Anlaßkupplung, da nur der kleine
Leerlaufstrom einzuschalten ist, im wesentlichen zur weiteren Herabsetzung des unstationären
Einschwingungsstromstoßes dient, hat die Widerstandsvorschaltung beim Einschalten
der Anlaßstufe vor allem auch die Wirkung eines Anlaßwiderstandes, der die Kurzschlußstromaufnahme
des noch nicht angelaufenen Motors weiterhin ermäßigt, so daß also die Wirkung des
obenerwähnten an die Klemmen O gelegten Sternpunktwiderstandes w unterstützt wird.
Wird bei der Durchführung des Einschaltvorganges, z. B. durch Einführung einer die
Schaltbewegung um den Winkel /ß1 bzw. die Hubbewegung der Kontaktbrücke 16 entsprechend
verlangsamenden Bewegung dafür gesorgt, daß die Kontaktgebung, bei der der Widerstand
r zwischengeschaltet ist (Abb.13 ), erst dann wieder unwirksam gemacht wird, nachdem
der Motor dank der Anlaßkupplung in sehr kurzer Zeit seine Leerlaufdrehzahl erreicht
hat, dann vermag der Widerstand r sogar die Rolle eines Anlaßwiderstandes allein
zu übernehmen. Dabei könnte man auch unter Verzicht auf die Sterndreieckumschaltung
den Anlaßw iderstand r nach Art einer mit den Abb. 13 und 14 beispielsweise beschriebenen
Anordnung die Anlaßstufe für die Ständerwicklung überhaupt bilden lassen. Da sich
bei einer den Leeranlauf bis zur vollen Leerlaufdrehzahl hinauf gestattenden Anlaßkupplung
die Anlaufstromstärke in sehr kurzer Zeit von selbst auf den sehr kleinen Leerlaufwert
herabsetzt, also die Beanspruchung des Widerstandsmaterials auch wieder nur sehr
kurze Zeit währt, so erfordern die Widerstände einen ungewöhnlichen kleinen Raum.
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Es bleibt unbenommen, auch dieKniehebelanordnung durch andere, die
Drehbewegung der Schalterwelle in eine Hubbewegung übertragende Mechanismen ganz
oder teilweise zu ersetzen. Sämtliche beschriebenen Einzelheiten bleiben nicht auf
die Beispiele beschränkt, in deren Zusammenhang sie gerade erläutert worden sind,
sondern gelten sinngemäß auch für die Artwendung im Zusammenhang mit den anderen
Beispielen, wie überhaupt die einzelnen Maßnahmen in jeder möglichen räumlichen
und zeitlichen Zusammenstellung Anwendung finden können, ohne außerhalb des Bereichs
des Erfindungsgegenstandes zu fallen.