DE662458C - Elektrischer Umschalter, dessen Schaltglied eine Ausschaltstellung und zwei Einschaltstellungen hat - Google Patents

Description

• Elektrischer Umschalter, dessen Schaltglied eine Ausschaltstellung und zwei Einschaltstellungen hat Zum Umkehren der Drehrichtung yon Motoren oder für wahlweises Einschalten von zwei getrennten Netzen oder andere Umschaltungen verwendet man sogenannte Umkehrschalter oder Umschalter, die durch ein Handrad, einen Handhebel oder auch mittels eines Druckknopfes betätigt werden. Beabsichtigt man, diese Schalter mit einem thermischen, magnetischen oder einem kombinierten thermisch-magnetischen Schutz auszustatten, dann ist hierzu die Verwendung sogenannter zusätzlicher Schutzschalter notwendig. Bei Umkehr- und Bremsbetrieben z. B. benötigt man einen oder zwei Einschalter, einen Reversierschalter und hinter dem Reversierschalter vor dem Motor Überstromauslösevorrichtungen. Von den letzteren Vorrichtungen benutzt man eine entsprechende Anzahl je nach Pol und Phase. Bei einem Drehstrommotor sind sechs getrennte Einzelapparate vorzusehen, die man als normale Installationsselb.stschalter ausbilden kann. Es ergeben sich damit acht bzw. neun Einzelapparate, die bei einem Anlaßvorgang oder einem Reversiervorgang sämtlich zu betätigen, zumindest aber zu kontrollieren sind. Um die Anzahl der Apparate zu mindern, faßt man die pro Pol oder Phase erforderlichen thermischen Schutzvorrichtungen für Rechts- und Linkslauf auch zusammen. Es ergeben sich dann immer noch fünf oder sechs Einzelapparate, deren Bedienung aber durchaus nicht einfacher geworden ist. Man hat darum weiter in Vorschlag gebracht, die Schutzorgane zu kuppeln, so daß für die beiden Drehrichtungen je zwei gekuppelte oder als Ganzes zusammengebaute Apparate erforderlich werden. Man erhält dann immer noch vier bis fünf Einzelapparate. Die beschriebenen Anlagen sind sehr teuer, erfordern viel Platz und benötigen die Bedienung und überwachung sämtlicher Einzelapparate. Fehlschaltungen, die bei Umkehr- bzw. Bremsbetrieben durchaus nicht erwünscht sind, sind ohne weiteres möglich. Verriegelungen der benutzten Schaltapparate wären dringend erwünscht; sie werden aber naturgemäß sehr kompliziert ausfallen und sehr teuer werden. Bei äußerster Einschränkung der Einzelapparate kann man in manchen Fällen mit zwei Schaltern auskommen, einem Umkehrschalter und einem zusätzlichen Motorschutzschalter; aber auch hier ist die Anlage noch teuer, 'der Platzbedar f groß und die Bedienung zweier Apparate erforderlich. Der Nachteil, daß Fehlschaltungen möglich sind, besteht auch weiterhin. Die Bedienung beider Apparate erfordert daher eine sehr große Aufmerksamkeit, und auch hier wäre eine Verriegelung der beiden Schalter notwendig. Eine praktische Ausführung eines derartigen Schalters ist bereits bekannt. Der Umkehrschalter ist mit dein thermischen Motorschutzschalter zu einem gemeinsamen Aggregat in demselben Gehäuse vereinigt. Der Schalter hat zwei Schaltwalzen; die eine-Schaltwalze dient zum Umschalten, die andere Schaltwalze cum Ein- und Ausschalten des Netzes.

  Beide Walzen sind miteinander gekuppel`

  und verriegelt. Der Schaltkasten hat erltlsla,.

  liehe Abmessungen und erfordert damit i i@l

  Raum. Die Kupplung und Verriegelung der Schaltwalze bedeutet aber eine Komplizierung und Verteuerung des gesamten Apparates.
• Die Erfindung bringt eine überraschend einfache und elegante Lösung, die sämtliche Nachteile, die den anderen Apparaten anbaften, beseitigen soll: Nach der Erfindung gelangt nur ein einziges Schaltglied zur Anwendung, das gleichzeitig als Umschalt- und Stromunterbrechungsorgan dient. Es ist stets bestrebt, seine Ausschaltstellung einzunehmen, und wird in jeder Einschaltstellung durch ein besonderes Schaltwerk mit Freiauslösung festgehalten. Auf die Freiauslösung jedes der beiden Schaltwerke wirkt ein und derselbe thermische oderfund magnetische und der Handauslöser ein. Die beiden Freiauslöseschaltwerke sind als Kniehebelschaltwerke ausgebildet, die an die Enden eines mit dem beweglichen Schaltglied fest verbundenen drehbaren Doppelhebels angelenkt sind und unter dem Einfluß der Handeinschaltung nur von der Ausschaltstellung des Schaltgliedes aus in zwangsläufiger gegenseitiger Bewegung abwechselnd in die Einschaltregelstellung bewegbar sind. Beide Kniehebelschaltwerke werden zweckmäßig zueinander symmetrisch angeordnet, und in ihrer Symmetrieachse liegt der Kraftspeicherauslösehebel. Die Sperrklinke des Kraftspeicherauslösehebels ist nach der Erfindung auf der durch die thermischen oder und magnetischen Auslöser betätigten Auslösewelle drehbar angeordnet, und eine Feder sucht die Sperrklinke und die Auslösewelle gegeneinander entgegen der Wirkung eines Kurvenstückes zu drehen, das an einem radialen Arm der Auslösewelle einstellbar befestigt ist und mit seiner Kurvenfläche gegen einen Stift der Sperrklinke anliegt.
• Die Erfindung ist auf der Zeichnung in den Abb. i und 2 schematisch dargestellt, während die Abb. 3 bis 7 eine Ausführungsform des Schalters veranschaulichen.
• Von den Abb. 3 bis 7 zeigen: Abl). 3 eine Aufsicht auf den Schalter; Abb. .- einen Schnitt nach der Linie A-h der Abb: 3; Abb. 5 eine Ansicht in Richtung C der Abb. 3; Abb. 6 einen Schnitt nach der Linie D-E der Abb. 3 und Abb. 7 eine Ansicht in Richtung F der Abb. 3. In den Abb. i und 2 ist die Schaltwalze mit i bezeichnet, die Kontaktarme mit 2 und 3 und die Kontaktfinger mit 4.. Die Schaltung

  !:Tw, die Drehung der Walze i erfolgt jnit-

  Druckknöpfen 5, 6 und 7. Der Knopf 7

  tl%ent als Ausschaltknopf. Die Bewegung der

  " Walze i von den beiden Druckknöpfen 5 und 6 aus erfolgt über ein doppeltes Kniegelenksystem, das aus ,einem um Punkt 8 drehbaren Druckstück 9, einem Zwischenglied io und einem mit einer Nase i i versehenen Zwischenglied 1z besteht, welch letzteres an einem Doppelhebel 13 angreift, der mit der Schaltwalze i fest verbunden ist. Das Kniegelenksystem ist demnach so beschaffen, daß sich die inneren Drehpunkte 14 im eingeschalteten Zustand in der Totpunktlage befinden, wodurch sich glas Gelenksystem und die mit dem doppelarmigen Hebel 13 - dem Mitnehmer - fest verbundene Schaltwalze in der Einstellung selbst hält. Eine Feder 15 drückt das von den Zwischengliedern io und 12 gebildete Gelenk stets durch. Um die Schaltwalze i ist eine Omegafeder 16 gelegt, deren Enden an einem mit der Schaltwalze i verbundenen Stift 17 und einem feststehenden Stift 18 anliegen. Man erhält so eine Freiauslösung, die beim Herausbringen. der inneren Drehpunkte 14 aus der Totpunktlage die Schaltwalze in die ursprüngliche Lage zurückschnellen läßt. Zur Betätigung der freien Auslösung dient ein unter dem Druck der Feder ig stehender Hebel 2o, der beim Einschaltendes Schalters gesperrt wird. Auf diese Sperrung wirkt auch der Motorschutz in Form des Bimetallstreifens 21 ein. Die Wirkungsweise des Schalters ist folgende: Drückt man auf den Druckknopf 6, dann dreht sich auf der rechten Seite der Abb. i und 2 das Druckstück g um den Drehpunkt 8, und über das Kniegelenksystem io, 12 und den Mitnehmer 13 wird die Schaltwalze gedreht, die Omegafeder 16 gespannt und der Kontaktarm 2 reit dem- Kontaktfinger 4 in Berührung gebracht. Der Schalter hält sich in dieser Läge infolge der Stellung des Punktes 14 in der Totpunktlage. Tritt eine Überlastung des Stromverbrauchers ein, dann biegt sich der Bimetällstreifen 2 1 durch, wo- durch der Hebel2o freigegeben wird und unter denn Druck der Feder i9 hochspringt. Hierbei schlägt der Hebel 2o an die Nase i i des Zwischengliedes 12 und bringt den Punkt 14 aus der Totpunktlage. Die Freiauslösung mit Hilfe der Omegafeder 16 wird betätigt, die Walze i in die Ursprungslage zurückgedreht und damit der Schalter geöffnet. Hierbei drehen sich auch die übrigen Schaltglieder in die Ursprungsstellung zurück. Das Spiel wiederholt sich in genau derselben Weise, wenn man den Druckknopf 5 betätigt und die Schaltwalze im umgekehrten Sinne dreht, so daß der Schaltarm 3 mit dem Kontaktfinger d. in Berührung kommt. Der mittlere Knopf 7 dient zum Ausschalten des Schalters von Rand. Durch Betätigung des Druckknopfes 7 wird die Freiauslösung mechanisch, ohne daß der thermische Auslöser in Wirkung tritt, entklinkt.
• In der praktischen Ausbildungsform des Schalters nach den Abb.3 bis 7 sind die gleichen Einzelteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der schematischen Darstellung nach den Abb. i und 2. Die Schaltwalze ist mit i bezeichnet, ihre Kontaktarme mit 2 und 3 und die Kontaktfinger mit 4. Die Druckknöpfe tragen, wie vorher, die Bezeichnungen 5, 6 und 7. Die Druckstücke 9 tragen Rollen 22, um die Betätigung des Schalters zu erleichtern. In dem Drehpunkt 8 der Druckstücke 9 sind Federn 23 vorgesehen, deren Spannung beim Betätigen der Druckknöpfe überwunden werden muß. Die Feder 15 stellt stets eine Strecklage der beiden Zwischenglieder io und 12 her. Um aber zu verhindern, daß die Feder die Zwischenglieder durchdrückt, ist am Zwischenglied io ein Anschlag 24 angebracht, der sich gegen das Zwischenglied i2 legt. Die mit den Nasen ii versehenen Zwischenglieder 12 sind an dem Mitnehmer bzw. Doppelhebel 13 angelenkt. Der längs verschiebliche Auslösehebe12o wird von einem Hebel 25 verschoben, der im Punkt 26 mit dem Auslösehebel2o verbunden ist und unter dem Druck der Feder i9-, steht. Der Hebel 25 wird in Ausschaltstellung des Schalters durch den auf dem Mitnehmer 13 angeordneten Stift 27 in seiner Stellung gesperrt, womit auch gleichzeitig der Auslösehebel 2o in einer Stellung gehalten wird, die das Einschalten des Schalters ermöglicht. Während der Einschaltbewegung erfolgt die Sperrung des Hebels 25 an einem Anschlag 28 eines Hebels 29, der mit einer Achse 30 in Verbindung steht und durch eine Kraft, beispielsweise die Schwerkraft, in der für den Einschaltvorgang nötigen Lage gehalten wird. Auf der Achse 30 sind ein oder mehrere Streifen 31 angeordnet. Auf diese kann der Motorschutz, z. B. in Gestalt von Bimetallstreifen 21, bei eingeschaltetem Schalter einwirken. Beim Durchbiegen der Bimetallstreifen 21 drücken die Enden gegen die Streifen 31, wodurch die Achse 30 gedreht und der Hebel 29 entgegen der Schwerkraft bewegt wird. Hierdurch gibt die Sperrung 28 den Hebel 25 frei, wodurch unter dem Druck der Feder i9 der Auslöseliebel 2o gegen die Nasen i i des Zwischengliedes 12 springt und den Punkt 14 aus der Totpunktlage bringt und die Schaltwalze i unter Wirkung der Omegafeder 16 in die Ausschaltlage gedreht wird. Die gezeigte praktische Lösung ist sehr wirksam, so daß die verhältnismäßig geringen Drücke, die durch die thermischen Auslöser ausgeübt werden können, zur Betätigung der Auslösung vollkommen genügen.
• Um den Schalter bei verschiedenen Stromstärken zum Auslösen zu bringen, wird die eben beschriebene Auslösevorrichtung einstellbar gemacht. Der Hebel29 wird gegen die Achse 3o, an der die Streifen 31 befestigt sind, verdrehbar gemacht. Hierdurch kann man die Streifen mehr oder weniger den Bimetallstreifen 2i nähern. Die Achse 30 mit den Streifen 3i und der Auslösehebel 29 sind durch eine Feder 32 gekuppelt, die derart wirkt, daß der Winkel zwischen den Streifen 31 und dem Auslösehebel 29 vergrößert wird. Ein Anschlagstift 33, der am Hebe129 sitzt, stützt sich gegen ein KurvenstÜck 3q., das mittels eines Betätigungshebels 36 um eine Schraube 35 drehbar ist. Der Winkel zwischen den Streifen 31 'und dem Hebel 29 läßt sich auf diese Weise einstellen und damit die Annäherung des Streifens 31 an den Bimetallstreifen 21. Der Betätigungshebel 36 trägt einen Zeiger 37, der über einer Skala 38 verstellt werden kann. Die Skala 38 ist nach Stromstärken geeicht, so daß man die gewünschten Stromstärken in gewissen Intervallen einstellen kann.
• Zur Auslösung von Hand dient der unter dem Druck einer Feder 39 stehende Druckknopf 7. Sein Stift 40 kann gegen einen um den Punkt 8 schwingenden Winkelhebel 41 gedrückt werden, der gegen den Hebel 29 drückt. Hierdurch läßt sich die Sperrung 28 lösen, wodurch sich der Schalter, wie vorher für die Betätigung durch den Motorschutz beschrieben, auslösen läßt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Umschalter, dessen Schaltglied eine Ausschaltstellung und zwei Einschaltstellungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichzeitig als Umschalt- und Stromunterbrechungsorgan dienende Schaltglied (i, 2, 3), das stets seine Ausschaltstellung einzunehmen bestrebt ist, ili jeder Einschaltstellung durch ein besonderes Schaltwerk mit Freiauslösung (8 bis 1q.) festgehalten wird, und daß auf die Freiauslösung jedes der beiden Schaltwerke ein und derselbe thermische oder/und magnetische und der Handauslöser einwirken.
2. 2. Umschalter nach Anspruch i, dadurch. gekennzeichnet, daß die beiden Freiauslöseschaltwerke (8 bis 14) als Kniehebelschaltwerke ausgebildet sind, die an die Enden eines mit dem bewegliehen Schaltglied (z, 2, 3) fest verbundenen drehbaren Doppelhebels (z3) angelenkt sind und unter dem Einfluß der Handeinschaltung (5, 6) nur von der Ausschaltstellung des Schaltgliedes (z, 2, 3) aus in zwangsläufiger gegenseitiger Bewegung abwechselnd in die Einschaltregelstellung bewegbar sind.
3. 3. Umschalter nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kniehebelschaltwerke (8 bis 14) zucin-. ander symmetrisch angeordnet sind und daß in ihrer Symmetrieachse der Kraftspeicherauslösehebel (2o) liegt. q.. Umschalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (29) des Kraftspeicherauslösehebels (25, 2o) auf der durch die thermischen oderfund magnetischen Auslöser betätigten Auslösewelle (3o) drehbar angeordnet ist und eine Feder (32) die Sperrklinke (29) und die Auslösewelle (30) gegeneinander entgegen der Wirkung eines Kurvenstücks (34) z drehen sucht, das an einem radialen Arm der Auslösewelle (3o) einstellbar befestigt ist und mit seiner Kurvenfläche gegen einen Stift (33) der Sperrklinke (29) anliegt.