DE596603C

DE596603C - Schaltvorrichtung fuer groessere elektrische Leistungen

Info

Publication number: DE596603C
Application number: DEB152614D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-10-20
Filing date: 1931-10-20
Publication date: 1934-05-05

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine durch ein selbsttätig wirkendes Regelorgan gesteuerte Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten großer elektrischer Leistungen.

Es sind selbsttätige elektrische Schaltvorrichtungen bekannt, bei denen die Stromunterbrechung unmittelbar durch einen hebelartigen Kontakt oder mittelbar durch Magnet oder Relais erfolgt. Für Schwachstrom sind diese Apparate ohne weiteres geeignet. Bei Starkstrom ist jedoch die erzielbare Schaltleistung sehr gering, und außerdem sind diese Schaltvorrichtungen so empfindlich, daß leicht Störungen eintreten können, die nur durch geschulte Fachleute behoben werden können.

Man hat zur Schaltung größerer Ströme Quecksilberschaltröhren verwendet, doch . ist die Differenz zwischen Ein- und Ausschaltung zu groß, da die Röhren eine starke Neigung erfahren müssen, ehe die Unterbrechung des Kontaktes erfolgt.

Der Erfindungsgegenstand vermeidet diese Nachteile; er ist widerstandsfähig bei verhältnismäßig einfachem Aufbau, leicht zu bedienen und dabei geeignet, Ströme beliebiger Größe ein- und auszuschalten.

Die Vorrichtung besteht aus einer rotierenden hohlen Trommel mit auf ihrer Innenseite in beliebiger Anzahl entsprechend der Schalterzahl angeordneten rinnenförtnigen Kanälen, die mit hohlen und geschlitzten Mitnehmerarmen zur Betätigung der Schalthebel verbunden sind. In diese hohlen Mitnehmerarme

werden durch eine von einem beliebigen Regelorgan gesteuerte Führungseinrichtung Kugeln geleitet. Die Kugeln werden am Ende der Mitnehmerarme aufgefangen. Befindet sich die Kugel im hohlen Mitnehmerarm, so wird dessen Schlitz gesperrt und der in den Schlitz hineinragende Schalthebel gedreht, befindet sie sich außerhalb, so gleitet der Schalthebel durch den offenen Schlitz des Mitnehmerarmes und wird nicht betätigt.

Die Steuerung der Kugel ist abhängig von der Temperatur z. B. eines Heizkessels oder eines Ofens, eines Uhrwerkes für periodische Schaltung oder eines beliebigen anderen Auslösungsorgans.

Beiliegende Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar.

Abb. ι zeigt eine Seitenansicht im Schnitt, Abb. 2 eine Vorderansicht,

Abb. 3 einen Grundriß im Schnitt,

Abb. 4, 5, 6 eine Sonderdarstellung des Mitnehmerarmes.

Die zylindrische Trommel 1 ist an einer Scheibe 2 befestigt, an der sich eine Welle 3 mit Übersetzung 4 befindet. Der Antrieb der rotierenden Trommel 1 erfolgt durch die Welle 5 eines Antrieborgans, z. B. eines Motors. Die hohle Trommel 1 ist im Innern mit einem oder mehreren rinnenförmigen Kanälen 6 versehen, die an einer Stelle mit hohlen und geschlitzten Mitnehmerarmen 7 verbunden sind, wie in Abb. 4, 5, 6 dargestellt. Die Rinnen 6 dienen zur Führung je einer

Kugel 8, die durch eine von einem Regelorgan 2i, 22 gesteuerte Führungseinrichtung 12, 13 den Rinnen 6 und damit den Mitnehmerarmen 7 zugeleitet werden.
Die Führungseinrichtung 12, 13 ist außerhalb der an einer Seite offenen Trommel 1 an einem feststehenden Träger 9 gelagert. An der Welle 10 ist ein Schwenkarm 11 beweglich befestigt, der unten mit einer waagerechten, ζ. Β. zylindrisch ausgeführten Weiche 12 versehen ist. Ferner besitzt der Schwenkarm 11 einen Ansatz 19, der ein waagenartig gelagertes Leitbahnsystem 13 entsprechend der Bewegung des Schwenkarmes 11 verstellt.

Das Leitbahnsystem 13 ist mit der Nabe 14 um die am Träger 9 befestigte Welle 1S beweglich und besitzt dem Durchmesser der Kugeln 8 entsprechende Leitbahnen 16 und 17. Die Anzahl dieser nebeneinanderliegenden Leitbahnen 16 und 17 entspricht der Anzahl der Rinnen 6 der Trommel 1. Oben an dem Leitbahnsystem 13 ist ein Trichter 18 angeordnet, der bei Drehung der Trommel 1 die in dem Mitnehmerarm 7 befindliche Kugel 8 auffängt. Der Schwenkarm 11 ist mit einem Ansatz 20 versehen, der mit einem beweglichen Stift 21 eines Regel organs 22 oder eines nicht dargestellten Uhrwerkes entweder gelenkig verbunden ist oder sich an diesen anlehnt.

Je nach Bewegung des Stiftes 21 wird die Weiche 12 des Schwenkarmes 11 den Führungsstegen 23 und 24, die am Träger 9 befestigt sind, genähert oder entfernt. Hierdurch wird der Spalt zwischen Weiche 12 und Führungsstegen 23 und 24 vergrößert oder verkleinert, so daß die Kugel 8 hindurchgleiten kann oder aber festgehalten wird. 25 sind die Drehhebel z. B. eines handelsüblichen Paket-

^o schalters 26 von beliebiger Schaltleistung.

Die Mitnehmerarme 7, in Abb. 4, S, 6 dargestellt, besitzen einen Schlitz 27 mit einem Kanal 28 zur Aufnahme der Kugel 8. Der Kanal 28 ist im - Anschluß an die Rinne 6 trichterförmig ausgebildet, damit bei Drehung der Trommel 1 die Kugel 8 leicht in den Mitnehmerarm 7 geführt wird. Der Kanal 28 ist am Ende verengt, so daß die Kugel 8 den Schlitz 27 sperrt und in diesem Zustande den Hebel 25 des Schalters 26 bewegt. Nachstehend ist ein vollständiger Schaltvorgang mit Aus- und Einschaltung beschrieben.

Bei Inbetriebnahme eines Kessels oder Ofens usw. ist der Stift 21 des Regelorgans 22 eingezogen; die Kugeln 8 befinden sich auf der Führungseinrichtung in der Lage 8^S; die Schlitze 27 der Mitnehmerarme 7 sind frei; die Trommel 1 rotiert ständig; der Schalter 26 wird von Hand eingeschaltet, und damit beginnt die Beheizung und Erwärmung des Kessels.

Hat der Kessel die konstant zu haltende Temperatur oder den Druck erreicht, so wird der Stift- 21 herausgeführt, bewegt den Schwenkarm 11 mit der Weiche 12, der Schlitz zwischen dieser und dem Steg 23 vergrößert sich, die Kugel 8 fällt in eine Rinne 6 der rotierenden Trommel 1, wird dann in den Kanal 28 des Mitnehmerarmes 7 geführt, sperrt dadurch den Schlitz 27, betätigt den Schalthebel 25 und schaltet damit die Stromzufuhr aus.

Der Ansatz 19 am Schwenkarm 11 hat auch das Leitbahnsystem 13 bewegt und die Leitbahn 16 gehoben, so daß sie nach dem Trommelumfang hin geneigt ist, wie durch punktierte Linien angedeutet.

Die Kugel 8 ist. mit der Trommel 1 nach oben geführt, fällt bei entsprechender Neigung durch die eigene Schwere aus dem Mitnehmerarm 7 durch den Trichter 18 auf die obere Leitbahn 16 und von hier durch untere Leitbahn 17 in den Spalt zwischen Weiche 12 und Führungssteg 24. Da der Stift 21 jedoch noch herausgeführt ist, wird die Kugel 8 in der Lage8^& festgehalten; die Stromzufuhr bleibt unterbrochen, und die Beheizung ist außer Tätigkeit.

Der Kessel kühlt sich nun allmählich ab, der Stift 21 wird eingezogen und dadurch der Spalt zwischen Weiche 12 und Steg 24 vergrößert. Die Kugel 8 fällt wieder in eine Rinne 6, wird dem Mitnehmerarm 7 zugeführt, sperrt den Schlitz 27, bewegt 'den Schalthebel 25 und schaltet die Heizung ein. Das Leitbahnsystem 13 ist in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt und die obere Leitbahn 16 nach dem Mittelpunkt der Trommel 1 hin geneigt. Die Kugel 8 gelangt nun aus dem Mitnehmerarm 7 und Trichter 18 über Leitbahn 16 an den Führungssteg 23 und bleibt in dem Spalt zwischen diesem und der Weiche 12 liegen. Die Beheizung verursacht nun wieder ein Ausdehnen des Stiftes 21, und der Schaltvorgang wiederholt sich. Auch bei Ausschalten der Heizung von Hand nehmen die Kugeln stets wieder die Lage8^a zwischen Führungssteg 23 und Weiche 12 ein, so daß der Schaltvorgang sich immer wieder in gleicher und richtiger Reihenfolge abspielt. Die zylindrische Weiche 12 kann unterteilt sein und aus mehreren Zylindern verschiedenen Durchmessers bestehen, so daß die Bewegung der Kugeln 8 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander bei allmählich steigender oder fallender Temperatur des Kessels oder Ofens gesteuert wird.

Ferner kann jeder der hintereinanderliegenden Schwenkarme 11 einzeln beweglich sein und einen eigenen versetzt angeordneten Ansatz 20 erhalten, so daß bei ebenfalls einzeln beweglichen Leitbahnsystemen 1.3 mit

Leitbahnen 16, ι? und Trichtern 18 eine automatische Schaltung mehrerer durch Elektrizität betriebener Maschinen möglich . ist, wenn die einzelnen Schwenkarmen durch ein Uhrwerk für periodische Schaltung bewegt wenden.

Ein normaler Paketschalter läßt die Ausschaltung von 6o Amp. von Hand zu. Ein solcher Schalter wird aber in vielen Fällen

ίο nicht genügen, um die insgesamt vorhandene Leistung ab- und zuzuschalten. Erfindungsgemäß können deshalb mehrere Schalter zu einer Serie vereinigt werden. Gleichzeitig werden naturgemäß mehrere Rinnen 6 mit

is Mitnehmerarmen γ und Kugeln 8 vorgesehen. Die einzelnen Schalthebel sind in einem solchen Falle hintereinander angeordnet. Damit nun bei einer Serienschaltung nur ein schwacher Antriebsmotor für die Trommel ι verwendet werden kann, wird die Anordnung so getroffen, daß nur stets ein Schalter allein betätigt wird. Aus diesem Grunde sind die Mitnehmerarme 7 an den einzelnen Rinnen 6 versetzt angeordnet.

Die Erfindung kann weiterhin als Zeitschalter benutzt werden, wenn auf einer sich in 24 Stunden einmal drehenden Walze Erhöhungen angeordnet sind, wodurch der Schwenkarm 11 angehoben wird, eine bestimmte Zeit in der Auslösung verharrt und schließlich wieder, nach Ablauf der Sperrzeit, in die Ruhelage zurückkommt.

Im übrigen lassen sich mit der Schaltvorrichtung auch Ventile o. dgl. vollkommen automatisch schalten.

Claims

Patentansprüche:

i. Schaltvorrichtung für größere elektrische Leistungen, die durch ein selbsttätig wirkendes Regelorgan gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, 'daß eine durch "eine besondere Antriebskraft in Drehung versetzte Trommel (1) an ihrem inneren Mantel mit einem oder mehreren rinnenförmigen Kanälen (6) und an ihrem äußeren Umfang mit hohlen und geschlitzten Mitnehmerarmen (7) versehen ist, deren Hohlraum mit den Rinnen in Verbindung steht, und daß den Rinnen (6) durch von einem Regelorgan (21, 22) gesteuerte Führungseinrichtungen, beispielsweise eine schwenkbare Weiche (11, 12) und ein waagenartig gelagertes Leitbahnsystem (13), Kugeln (8) zugeleitet werden, die in die hohlen Mitnehmerarme (7) eintreten, an deren Ende sie aufgefangen werden und dort Mitnehmerzapfen zum Verstellen eines Schalthebels bilden.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Weiche (12) Führungsstege (23 und ^24) angeordnet sind, welche je nach der Bewegung der Weiche (12) die Kugeln (8) festhalten oder zwischen Weiche und Führungssteg hindurchgleiten lassen.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das um die Achse (15) drehbare Leitbahnsystem (13) y₀ durch einen am Schwenkarm (11) der Weiche (12) angebrachten Ansatz (19) so gesteuert wird, daß die obere Leitbahn (16) bei einem Ausschlag der Weiche nach dem einen Führungssteg (23) hin eine nach der Weiche (12) zu geneigte Lage bekommt, so· daß die der Leitbahn (16) von dem Trichter (18) zugeführte Kugel unmittelbar der Weiche (12), und zwar dem zwischen der Weiche und dem Führungssteg (23) gelegenen Führungsspalt, zugeleitet wird, während bei einem Ausschlag der Weiche (12) nach dem anderen Führungssteg (24) hin die Leitbahn (16) eine solche Neigung erhält, daß die g₅ Kugel über die Leitbahn (17) dem zwischen Weiche (12) und dem Führungssteg (24) gelegenen Führungsspalt zuläuft.
4. Schaltvorrichtung nach den An-Sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Weiche (12) ein Ansatz (20) angebracht ist, auf den der Stift (21) des selbsttätigen Regelorgans (22) einwirkt.
5. Schaltvorrichtung nach den An-Sprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mit mehreren Kanälen (6) ausgerüsteten Trommel (1) einzeln für sich bewegliche und mit eigenen Ansätzen (20) versehene Weichen (12) sowie einzein bewegliche Leitsysteme (13) vorgesehen sind und daß die Führungseinrichtungen (12, 13) durch die Walze eines Uhrwerkes gesteuert werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen