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Elektrischer Schalter Es sind elektrische Schalter bekannt, deren
bewegliche Kontakte in der Einschalt= und notwendigenfalls auch in der Ausschaltstellung
durch Magnete festgehalten werden. Es geschieht dies beispielsweise dann, wenn als
Schaltmittel ein Bimetallstreifen dient, -dessen Schaltgeschwindigkeit zur Erzielung
einer Momentschaltung unzureichend ist. Der bewegliche Kontakt wird dann vömMagneten
so lange festgehalten, bis der Bimetallstreifen genügend Spannkräfte erhalten-hat.
Das gleiche gilt auch für Ausführungsformen von Schaltern, bei denen zur Einleitung
der Schaltbewegung beispiels-' weise Schaltkapseln verwendet werden, -die in einem
geschlossenen Raum ein bei Erwärmung sich ausdehnendes. Gas aufweisen. . Es sind
ferner Druckknopfschalter bekanntgeworden; bei deren Bedienung zunächst zusätzliche
Schaltfedern gespannt werden, bis sie die Haltekraft der auch hier ortsfest angeordneten
Haltemagneten überwinden. Derartige elektrische Schalter mit Festhaftung des beweglichen
Kontaktes durch ortsfeste Magnete und zusätzliche Schaltmittel sind in ihrem Aufbau
verwickelt und daher teuer.
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Es sind weiterhin elektrische Schalter bekannt, deren Schaltbewegung
durch Zusammenwirken zweier magnetischer Teile herbeigeführt wird. Bei einem derartigen
Drehschalter für registrierende: MeBinstrumente, bei. dem es auf< eine Momentschältbewegung
nicht ankommt, sind mehrere von Federn getragene 'Kontakte im Kreis herum um drehbar
gelagerte Magnete angeordnet, so daB die beweglichen Kontakte; die jeweils mit einem
Anker versehen sind, bei' 'Annäherung der Magnetpole in die Einschalt- ' stellung
gezogen und bei Entfernung der Magnete von. den Federn in die Ausschaltstellung
gebracht werden. Bei diesen ' und ähnlichen Schaltern, wie sie z. B. in Form von
durch magnetische Induktion betätigte Schalter bekannt sind, bleibt stets ein Luftspalt
zwischen, den zusammenwirkenden magnetischen Teilen bestehen,. es findet sich sogar
häufig zwecks Umkapselung zwischen den magnetischen Teilen eine besondere Trennwand.
Diese Ausführungsformen, die keine Momentschaltung aufweisen und bei denen -die
Magnetkraft zufolge des verbleibenden Luftspaltes nur zum Teil ausgenutzt wird,
sind daher als elektrische Schalter höherer ; Leistung ungeeignet. Das gilt auch
für einen Relaisschalter mit zwei drehbar gelagerten Magneten, von denen der eine
den Bewegungen des anderen folgt. Hier ist keine Sicherheit für eine Momentschaltung
geboten, es ist vielmehr ohne weiteres möglich, den von dem einen. Magneten bewegten
Schaltkontakt in einer Zwischenstellung stehen zu lassen, in der
möglicherweise
ein unzulässig hoher Kontaktübergangswiderstand besteht.
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Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalter, bei denen die
Kontaktbrücke und der zu ihrer Bewegung dienende Betätigungsteil je einen Dauermagneten
aufweisen, die durch ge-_ genseitige Anziehung unter Fortfall jeder Schaltfeder
die Schaltbewegung veranlassen: Solche Schalter werden nach der Erfindung mit voller
Momentschaltung, und zwar ohne zusätzliche Hilfsmittel und ohne besondere Schaltfedern
dadurch ausgebildet, daß der auf der um eine Achse schwenkbar gelagerten Kontaktbrücke
vorgesehene Dauermagnet außerhalb der Drehachse der Kontaktbrücke derart angeordnet
ist; daß der Dauermagnet bei Annäherung -des auf dem drohbaren Betätigungsteil vorgesehenen
Dauermagneten an diesen bis zum unmittelbaren Anschlag unter alleiniger Überwindung
der Kontaktfederung angezogen und dadurch die Kontaktbrücke in der Einschaltstellung
auch bei Fortdauer der Drehbewegung des Betätigungsmagneten für die Dauer der Kontaktgebung
festgehalten wird. Ein derartiger Schalter besitzt schlagartige Schaltbewegungen
und eine weitgehende Ausnutzung der Magnetkraft. Der Schalter besitzt außer den
üblichen; zum Tragen der Kontakte erforderlichen Federn überhaupt keine. Federn;
er besitzt auch kein irgendwie ausgestaltetes Gesperre, so daß sein Aufbau gegenüber
sonstigen elektrischen Schaltern mit Momentschältbewegung außerordentlich vereinfacht
ist. Das bedeutet, däß der Schalter bei seiner Herstellung sich sehr leicht zusammensetzen
und auf seine Wirksamkeit und richtige Arbeitsweise überprüfen läßt. Die Beanspruchungen
der Teile des Schalters auch bei rauhem Betrieb sind äußerst günstig; so daß die
Lebensdauer des Schalters gegenüber sonstigen bekannten Ausführungen wesentlich
heraufgesetzt ist. Es ist dies insbesondere darauf` zurückzuführen, daß der Schalter
nach der Erfindung keine Schaltfedern besitzt, die bekanntlich bei jeder Art von
Dreh-, Kipp-, Druckknopf- und sonstigen Schaltern ungünstig beansprucht werden und
daher häufig frühzeitig zu Bruch gehen.
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Es ist für die Erfindung gleichgültig, ob es sich um einen einfachen
Ausschalter, einen Umschalter oder beispielsweise um einen Reihenschalter handelt.
Man kann selbstverständlich statt einer Kontaktbrücke deren mehrere vorsehen, von
denen jede ihren Magneten besitzt, wobei jedem dieser Magnete auf dem als Betätigungsteil
dienenden beweglichen Schaltstück ein besonderer Magnet zugeordnet sein kann. Durch
Anordnung der-Magnete auf dem Schaltstück- kann man den Schalter als Ausschalter
. oder Umschalter oder Reihenschalter ausbilden. Sind beispielsweise auf dem Schaltstück
zwei Magnete vorgesehen, von denen jedem je eine Kontaktbrücke mit Magnet zugeordnet
ist; so kann man die auf dem Schaltstück vorgesehenen Magnete im Verhältnis zum
Schaltwege des Schaltstückes derart versetzt zueinander anordnen, daß der Einschaltstellung
-der einen Kontaktbrücke eine Ausschaltstellung der anderen Kontaktbrücke entspricht.
Dann hat man es -mit einem- Umschalter zu tun. Man kann ferner nach -der Erfindung
auf dem Schaltstück an oder in der Nähe eines der auf ihm vorgesehenen Magnete in
Richtung entgegen der Einschaltbewegung einen Ansatz aus magnetischem Stoff vorsehen,
der die vom Magneten .angezogene zugehörige Kontaktbrücke auch bei Fortsetzung der
Einschaltbewegung in der angezogenen Stellung festhält. Dann liegt ein Reihenschalter
vor.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
bei einem Drehschalter mit hin und her gehender Schaltbewegung und zwei Kontaktbrücken.
Abb. i zeigt eine Draufsicht, Abb. 2 eine Seitenansicht.
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Auf der Grundplatte a des Schalters sind um Bolzen b drehbar die beiden
aus: Isolierstoff bestehenden Kontaktbrücken cl und c, gelagert. Jede der Kontaktbrücken
besitzt einen Kontaktbelag d, der in den federnd angeordneten beweglichen Kontakten
e endigt. Jeder Kontaktbrücke cl, c2 sind je zwei ortsfeste Kontakte f zugeordnet.
Jede der Kontaktbrücken cl, c2 trägt Stabmagnete g1 und g2, die beim Ausführungsbeispiel
noch von -kleinen Ringen h aus Weicheisen umgeben sind.
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Auf der drehbaren Welle i ist das beim Ausführungsbeispiel gänzlich
aus Eisen oder sonstigem magnetischem Stoff bestehende Schaltstück j angeordnet,
welches entsprechend den beiden Kontaktbrücken cl, c2 mit zwei Stabmagneten k1,
k2 versehen ist. Die Anordnung der Magnete g1, g2 rauf den Kontaktbrücken und k1,
k2 auf dem Schaltstück ist. derart, daß jeweils ein Nordpol des einen Magneten einem
:Südpol des anderen Magneten gegenübersteht. Das Schaltstück j ist, wie Abb.-i erkennen
läßt, nicht als kreisrunde Scheibe ausgebildet, sondern es besitzt an den Magneten
k1, k2 in Richtung entgegen der durch einen Pfeil angeordneten Einschaltbewegung
Ansätze m, n aus magnetischem' Stoff. Diese Ansätze können also mit dem Schaltstück
jaus einen Stück bestehen.
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Auf dem Schaltersockel a sind ferner kleine Magnete o fest angeordnet,
die auf der den Magneten g1, g2 zugewandten Seite mit einem Belag P aus nicht magnetischem
Stoff, z. B. Messing, versehen sind.
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Beim Ausführungsbeispiel ist ein Reihenschalter mit drei verschiedenen
Schaltstellungen angenommen. In der Null Stellung befinden sich beide Kontaktbrücken
in der Ausschaltstellung,
in der (dargestellten) Stellung I ist
die Kontaktbrücke c2 eingeschaltet, :dagegen die Kontaktbrücke cl ausgeschaltet.
In der weiteren Stellung II sind beide Kontaktbrücken eingeschaltet. Die. Wirkungsweise
ist die folgende: In der dargestellten Stellung, die durch Drehung des Schaltstückes
j im Sinne des eingezeichneten Pfeils aus der Null-Stellung heraus erreicht wurde,
befindet sich der Stabmagnet k2 in nächster Nähe des Stabmagneten g2 der Kontaktbrücke
c2; er hat diese in die Einschaltstellung gezogen und hält sie hier fest. Wird die
Welle i um 45' in Richtung des eingezeichneten Pfeils weitergedreht, so wird der
Stabmagnet k1 mehr und mehr in die Nähe des Magneten g1 gebracht, bis er schließlich
diesen und damit die Kontaktbrücke cl entgegen der Haltekraft des ortsfesten Magneten
o an sich heran, also in die Einschaltstellung zieht. Der Ansatz n am Schaltstück
y hat dabei bewirkt, daß -trotz der Bewegung des, Stabmagneten k2 in Richtung des
Pfeils, also trotz der Entfernung der Magnete k2, 92 voneinander der Eisenweg geschlossen,
also die Kontaktbrücke c2 angezogen bleibt. Das hat zur Folge, daß in der Stellung
II beide Kontaktbrücken cl und c2 sich in der Einschaltstellung befinden. Würde
man den Ansatz n fortlassen; also das, Schaltstück y etwa wie in gestrichelten Linien
angedeutet ausbilden, so würde beim Übergang aus der Stellung I in die Stellung
II bei der Entfernung des Stabmagneten k2 dessen e Anziehungskraft sehr rasch nachlassen
und die Kontaktbrücke c2 unter der Wirkung der Kontaktfedem in die Äusschaltstellung
gedreht werden, in welcher sie durch die Einwirkung des Festhaltemagneten o auf
dem Stabmagneten 92 gehalten wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit
hin und her gehender Schaltbewegung dient der Ansatz m am Schaltstück y lediglich
dem Massenausgleich, er ist an sich unnötig. ' Der Erfindungsgegenstand gestattet
auf leichtestem Wege Abänderungen. . Wenn man beispielsweise die Stabmagnete k1,
k2 nicht in der aus Abb. r ersichtlichen Weise versetzt zueinander anordnet, sondern
auf einem gemeinsamen Schaltstückdurchmesser vorsieht, so -erreicht man, daß entweder
beide Kontaktbrücken cl, c2 ein- oder beide ausgeschaltet sind. Man kann selbstverständlich
die Anordnung auch so treffen, daß bei Anlage der Stabmagnete g1, g2 an den Festhaltemagneten
o die Stromkreise nicht geöffnet, sondern geschlossen sind. Statt zweier Kontaktbrücken
kann nur eine einzige, es können aber auch drei oder mehrere Kontaktbrücken vorgesehen
sein. Die Schaltbewegung braucht keine drehende, sie kann eine auf gerader Linie
erfolgende sein.
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Die Bedienung des-Schalters kann von Hand durch bloßes Drehen der
Achse i mittels eines Schaltgriffes erfolgen. Es kann, aber auch- ein motorischer
Antrieb vorgesehen sein. Als Beispiel sei angegeben die Bedienung eines Leuchtschaltbildes,
welches die Vorgänge etwa einer Werkzeugmaschine veranschaulichen soll. - In diesem
Falle genügt es, die Drehachse i mit der Werkzeugmaschine zu kuppeln und ihr entweder
eine hin und her gehende oder eine in einer Richtung gehende Drehbewegung zu erteilen;
was zur Folge hat, daß in Abhängigkeit von der Werkzeugmaschine die sich abspielenden
Vorgänge durch das Schließen und Öffnen der Kontaktbrücken im Leuchtschaltbild erkennbar
werden. Als Antrieb kann aber beispielsweise auch ein Thermostat, ein Bimetallstreifen,
ein Elektromagnet o. dgl. dienen. Der Vorteil ist auch hier gegenüber, bekannten
Ausführungen derart zu sehen, daß beim Erfindungsgegenstande jedwede zusätzlichen
Verriegelungen oder Federn, deren Kraft leicht erlahmt, fehlen. Das bedeutet nicht
nur eine Verlängerung der Gebrauchsdauer, sondern auch eine Erleichterung insofern,
als sehr schwache Verstellkräfte ausreichen und trotzdem eine Momentschaltung und
sichere Festhaltung der - Kontaktbrücken erzielt wird.