DE593797C - Elektrischer Schalter mit drei Schaltstellungen, insbesondere Sterndreieckschalter - Google Patents

Description

Sterndreieckschalter und Ständeranlasser mit einer Widerstandsstufe oder mit einem einstufigen Anlaßtransformator und ähnliche Schalter werden oft mit drei Schaltstellungen versehen, einer Ausschalt-, einer Anlaß- und einer Betriebsstellung. Wenn solche Schalter außerdem eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausschalten bei Überlast oder bei Fehlschaltung oder zum elektromagnetischen Ein- und

ίο Ausschalten besitzen, so zeigt die gewöhnliche Bauart in Schaltwalzenform mit Schleifkontakten große Nachteile. Die Reibung an den Schaltstellen und besonders die für augenblickliches Überschalten von der Anlaß- in die Betriebsstellung erforderlichen kräftigen Rasten und Sprungwerke erfordern überaus starke Rückzugfedern und eine große mechanische Schaltarbeit. Schwierigkeit bereitet auch die Anordnung der Vorrichtung für die, Überstromauslösung, welche aus jeder der beiden Stellungen erfolgen soll. Überdies ist z. B. bei Sterndreieckschaltern ein Schalten von der Dreieck- über die Stern- in die Ausschaltstellung unbedingt zu vermeiden.

Bei solchen Geräten werden oft Schaltschütze mitverwendet. Diese Lösung ist jedoch sehr kostspielig. Für einen Sterndreieckschalter mit Netzabschaltung benötigt man z. B. drei dreipolige Schütze oder ein gewöhnliches Schütz mit Umschaltschütz. Dazu kommt noch ein Motorschutzrelais. Geräte, die aus einem Netzschalter mit Motorschutzvorrichtung und einem Umschalter zusammengebaut sind, erfordern einen umständlichen genieinsamen Antrieb^

Um Kosten und Abmessungen klein zu halten, baut man Schaltgeräte mit Druckoder Wälzkontakten, wie sie bei Schützen verwendet werden. Umschalter mit Druckkontakten und drei Schaltstellungen (Null-, Anlauf- und Betriebsstellung) müssen von der Null- in die Anlaufstellung nach der einen und von dieser Stellung über die Null- in die Betriebsstellung nach der anderen Richtung bewegt werden. Das erschwert sowohl die zwischen den beiden Stellungen vorgeschriebene Momentschaltung sowie die Überstromauslösung, welche eine Ausschaltbewegung je nach der Stellung des Schalters in verschiedenen Drehrichtungen bedingt. Der Antrieb von Hand ist umständlich und erfordert geschulte Bedienung. Der Fernantrieb muß in zwei getrennten, verschieden gerichteten Bewegungen erfolgen, elektrischer Antrieb erfordert zwei Magnete oder einen Motor mit Drehrichtungsumschaltvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit drei Schaltstellungen, insbesondere Sterndreieckschalter, der die genannten Nachteile nicht besitzt. Sie besteht darin, daß eine die beweglichen Kontakte tragende Schwenkvorrichtung auf eine selbsttätig in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsgrößen, wie Zeit, Strom, Spannung, auslösende Sperrvorrichtung abgestützt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch einen Sterndreieckschalter in drei verschiedenen Schaltstellungen, und zwar Fig. 1 in der Null-, Fig. 2 in

der Stern- und Fig. 3 in der Dreieckstellung, während Fig. 4 ein der Schalterstellung nach Fig. ι entsprechendes elektrisches Schaltbild darstellt.

Der gezeichnete Schalter besitzt sechs Gruppen von je drei festen Kontakten 1, 2, 3, die in drei Reihen I, II, III angeordnet sind, und sechs bewegliche Kontakte 4 mit gemeinsamer Drehachse. Die festen Kontakte 1 sind mit der zu schaltenden Arbeitswicklung 5 und die festen Kontakte 2, 3 mit den Netzleitungen 6 stromleitend verbunden (Fig. 4). In der Anlaufstellung verbindet jeder der bewegliehen Kontakthebel 4 einen festen Kon- takt ι der Reihe I mit einem festen Kontakt 2 der Reihe II; in der Betriebsstellung sind die festen Kontakte 3 der Reihe III mit den festen Kontakten 1 der Reihe I verbunden. Zum Tragen der beweglichen Kontakte 4 dient eine Leiste 7, die mittels Zapfen 8 beiderseits drehbar gelagert ist und die sich auf den oberen Hebel 9 des Kniegelenkes 9, 10, 11 stützt, dessen unterer Winkelhebel 10, 11 vom Drehzapfen 12 getragen wird, der seinerseits am Gehäuse 13 befestigt ist. Das Kniegelenk 9, 10, 11 ist in der Altsschaltstellung des Schalters (Fig. ι) nahezu gestreckt und stützt sich in dieser Lage mit dem möglichst lang gehaltenen Arm 11 auf die Klinke eines Zeitelementes, das z. B. als Luft- oder Flüssigkeitsdämpfungszylinder oder als Räderhemmwerk ausgebildet sein kann. Bei der gezeichneten Ausführungsform ist als Zeitwerk ein Bimetallstreifen 14 verwendet, der zu Beginn der Einschaltung mittelbar oder unmittelbar geheizt wird, sich dann durchbiegt und außer Eingriff mit dem Hebelarm 11 gelangt. Im Gehäuse 13 ist ferner die Drehachse 15 für den Antriebshebel 16 gelagert, der mittels Druckfeder 17, Zugstange 18 und: Drehzapfen 19 die beweglichen Kontakte 4 steuert. Der Antrieb des Hebels 16 erfolgt elektrisch durch einen Zugmagneten 20; er kann aber auch von Hand bewirkt werden.

Beim Drehen des Antriebshebels 16 im Uhrzeigersinn werden zunächst die Kontakte4 so lange gedreht, bis sie auf den festen Kontakten i, 2 der Reihen I und II aufliegen, und dann wird die bereits vorgespannte Feder 17 weiter zusammengedrückt (vgl. Fig. 2 und 4). Bei Handantrieb ist der Hebel 16 in der Einschaltstellung verklinkt. Die Feder 17 wird bei der Schaltbewegung so stark gespannt, daß in ihr die für die nächste Schaltbewegung der Kontaktleiste7 erforderliche Kraft bereits aufgespeichert ist, die zur Auswirkung gelangt, sobald die Drehzapfen 8 beim Einsinken des Kniegelenks 9, 10, 11 sich, geführt in Schlitzen 21 des Lagers 13, nach unten bewegen können. Fast gleichzeitig dreht die immer noch gespannte Feder 17 die Kontaktleiste 7 diesmal nicht mehr um die Zapfen 8, sondern um die festen Kontakte 1 der Reihe I, also im Gegenuhrzeigersinne. Dabei verlassen die beweglichen Kontakte 4 der linken Seite die festen Kontakte 2 der Reihe II und werden mit großer Geschwindigkeit auf die Kontakte 3 der Reihe III gedruckt (Fig. 3), und zwar mit einer Kraft, die der Vorspannung der Feder 17 entspricht.

Ebenso einfach wie die Einschaltung gestaltet sich auch die Ausschaltung des Gerätes, wobei belanglos ist, ob von der Sternstellung (Fig. 2) oder der Dreieckstellung (Fig. 3) in .die Ausschaltstellung (Fig. 1 und 4) übergegangen wird. Bei Handbedienung wird der Hebel 16 im Gegenuhrzeigersinne zurückgedreht ; bei Magnetantrieb wird die Wicklung des Magneten 20 abgeschaltet. Das Abheben der Kontakte 4 geschieht zwangsläufig mittels Zugstange 18 und Drehzapfen 19. Zugleich wird das Kniegelenk 9, 10, 11 infolge Entspannung der Feder 17 und unterstützt durch das Gewicht des Hebels 11 und gegebenenfalls durch die Zugkraft einer Feder 22 wieder in die gestreckte Lage zurückgeführt (Fig. 1). Die große Zahl der Schaltstellen gewährleistet ein einwandfreies Abschalten großer Leistungen. Bei Geräten für kleine Leistungen können die Kontaktstellen der rechten Schalterseite (Fig. 1 bis 3) fortfallen, d.h. die rechten beweglichen Kontakte 4 können beweglich mit den Kontakten 1 der Reihe I verbunden sein, die dann nur als Anschlußklemmen dienen.

Der neue Schalter kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Er bietet z.B. besondere Vorteile beim selbsttätigen Abschalten mittels Überstromauslöser. Geräte mit Handbetrieb erhalten eine zwischen An- lao triebshebel 16 und Zugstange 18 anzuordnende Freiauslösung. Ihre Lage und die Richtung der Rückwärtsbewegung des Hebels 16 ist in beiden Schalterstellungen die gleiche, so daß die Auslöser unabhängig von der augenblickliehen Schalterstellung arbeiten können. Bei Magnetantrieb werden in der Regel elektrische statt mechanische Auslöser angeordnet, welche die Wicklung des Magneten 20 bei gefährlicher Überlast abschalten. Auch können die Drehzapfen 8 statt mittels Kniehebel 9, 10, 11 auch mit Hilfe einer Sperrvorrichtung anderer Art gestützt werden.

Es steht nichts im Wege, die Erfindung bei Schaltvorrichtungen anzuwenden, wo die Stellung II (Fig. 2 und 4) nicht nur Anlaßstellung, sondern auch Dauerbetriebsstellung ist. Auch dann kann die Überschaltung aus der zweiten in die dritte Stellung statt durch ein Zeitelement 14 selbsttätig in Abhängigkeit von Betriebsverhältnissen oder willkürlich durch Lösung der Verklinkung 'des Knie-

hebeis 9,10,11 von Hand, z.B. mittels Druckknopfes, erfolgen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den neuen Schalter mit Anlaßwiderständen für Gleich- oder Wechselstrommotoren oder mit einem Motoranlaßtransformator zusammenzubauen oder ihn als Polumschalter für Wechselstrommotoren mit zwei getrennten Ständerwicklungen zu verwenden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit Druckkontakten und drei Schaltstellungen, insbesondere Sterndreieckschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (8) einer die beweglichen Kontakte (4) tragenden drehbaren und schwenkbaren Kontaktvorrichtung (7, 8) auf den einen Gelenkhebel (9) einer die Schwenkung (oder Umschaltung) sperrenden und selbsttätig in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsgrößen, wie Zeit, Strom, Spannung, auslösenden Kniehebelvorrichtung (9, 10, 11) abgestützt ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der ersten zur zweiten Schaltstellung bei gesperrter Kniehebelvorrichtung durch Drehung der Kontaktvorrichtung (7) um den Zapfen (8) erfolgt, während der Übergang von der zweiten zur dritten Stellung bei ausgeklinkter Kniehebelabstützung durch Schwenken der Kontaktvorrichtung um das eine freie Ende dieser Vorrichtung erzielt wird.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung (7) von der nur in einer einzigen Richtung wirkenden Schalterantriebsvorrichtung (20) unter Aufladung eines Kraftspeichers (17) in dem einen Sinne gedreht und vom Kraftspeicher in entgegengesetztem Sinne geschwenkt wird.

4. Schalter nach' Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Hebel (10, 11) der Kniehebelvorrichtung (9, 10, 11) mittels eines zeitabhängigen Elementes (14) gesperrt ist.

5. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzapfen (8) der Schwenkvorrichtung (7) in Schlitzen (21) eines Gestelles (13) beweglich geführt sind.

6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebelvorrichtung (9, 10, 11) zusätzlich mit einem Handauslöser versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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