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Elektrischer Wand- und Deckenzugschalter Zusatz zum Patent 662s99
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung des durch das Patent 662
399 geschützten Wand- und Deckenzugschalters, bei dem auf einer zum Sockel parallelen
Welle zwei durch diese miteinander gekuppelte Schalträdchen und zwischen diesen
eine gegenüber der Welle verdrehbare Schnurrolle angeordnet sind. Gemäß dem Hauptpatent
sind zwei kreissägeartig verzahnte, an den Rückenflächen ihrer Zähne Schaltkontakte
tragende Isolierstoffschalträdchen und eine vorzugsweise aus Isolierpreßstoff bestehende
Schnurrolle auf der an ihren außerhalb der Rädchen liegenden Enden gelagerten Welle
unmittelbar nebeneinander angeordnet, und die die Schnurrolle mit den Schalträdchen
verbindende Knarrvorrichtung einerseits und die Rückdrehfeder für die Schnurrolle
anderseits sind in Aussparungen an den Stirnseiten der Schnurrölle und der dieser
zugekehrten Stirnseite eines Schalträdchens angeordnet.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht in einer neuartigen Ausbildung
der kreissägeartig verzahnten Schalträdchen und der dazwischen angeordneten Schnurrolle.
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Bei dem Schalter nach dem Hauptpatent liegen die Spitzen sämtlicher
Zähne der Schalträdchen auf dem gleichen Radius, wie dies auch bei anderen Schaltern
mit einem kreissägeartigen Schalträdchen allgemein üblich ist. Dabei tritt eine
sehr hohe Beanspruchung der auf den Rückenflächen der Schalträdchen schleifenden
Sockelkontaktfedern
auf, und zwar aus folgendem Grunde: Die Höhe
der :die Kontakte tragenden Zähne ist deshalb, weil die Sockelkontaktfedern zur
Erzeugung des nötigen Kontaktdruckes in der Einschaltstellung ges Schalters eine
gewisse Spannung haben müssen, durch den gewünschten Kontaktdruck bestimmt. Damit
:die Schalträdchen :durch die Sockelkontaktfedern in allen Schaltstellungen verrastet
sind, müssen die Rückenflächen sämtlicher Rädchenzähne, also sowohl der kontaktfreien
als auch der mit Kontakten versühenen Zähne, ansteigende Rückenflächen haben. Die
Folge davon ist, daß beim Ausschalten eine über die für den Kontaktdruck erforderliche
Spannung hinausgehende zusätzliche Spannung der Sockel, kontaktfedern stattfindet.
Dabei kommt man, wenn die Federn schon in der Einschaltstellung zur Erzielung eines
hohen Kontaktdruckes stark gespannt sind, nahe an die höchstzulässige Beanspruchung
der Federn heran. Haben die kontaktfreien Zähne die gleiche Höhe wie die mit Kontakten
versehenen Zähne, dann tritt die gleiche hohe Beanspruchung der Sockelkontaktfedern
auch beim Einschaltvorgang auf. Diese Federn werden also bei jedem einzelnen Schaltvorgang
bis nahe an :die höchstzulässige Grenze beansprucht, was ein baldiges Erlahmen derselben
zur Folge hat. Dieser Mangel soll gemäß der Erfindung durch eine unterschiedliche
Ausbildung der kontaktfreien Zähne und der kontakttrabenden Zähne der Schalträdchen
beseitigt werden.
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Es ist bei Dreh- und Zugschaltern mit einem kreissägeartig verzahnten
Schalträdchen an sich bekannt, die kontaktfreien Zähne einerseits und die mit Kontakten
versehenen Zähne anderseits unterschiedlich auszubilden. Bei einem dieser bekannten
Schalter besteht die unterschiedliche Ausbildung der Zähne des Schalträdchens darin,
daß der tiefste Punkt der kontaktfreien Zähne auf einem kleineren Radius liegt als
der tiefste Punkt der kontakttragenden Zähne. Durch diese Maßnahme, die in erster
Linie die Erzielung eines großen Funkenabrißweges bezweckt, tritt nebenher die Wirkung
ein, daß die Sockelkontaktfedern in der Ausschaltstellung eine geringere Spannung
haben als in der Einschaltstellung. Das hat aber auf die Lebensdauer der Federn
keinen maßgeblichen Einfluß, weil diese im wesentlichen von der vorkommenden Höchstbeanspruchung
abhängt, die, wie oben erläutert, dadurch hervorgerufen wird, daß die Sockelkontaktfedern
beim Weiterschalten des Rädchens bis nahe an die höchstzulässige Grenze beansprucht
werden.
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Bei einem anderen bekannten Schalter mit unterschiedlichen Zähnen
am Schalträdchen liegen die Spitzen der kontaktfreien Zähne auf einem größeren Radius
als die Spitzen der kontakttragenden Zähne. Dabei haben lediglich die kontaktfreien
Zähne steigende Rückenflächen, während die Rückenflächen der mit Kontakten versehenen
Zähne konzentrisch zur Achse des Schalträdchens verlaufen. Bei dieser Ausbildung
erfahren die Sockelkontaktfe:dern zwar nur bei jedem zweiten Schaltvorgang, nämlich
beim Einschalten, eine über die zui- Erzeugung des Kontaktdruckes erforderliche
Spannung hinausgehende Beanspruchung. Dem steht aber ein wesentlicher Nachteil gegenüber,
der darin liegt, daß das Schalträdchen in der Einschaltstellung nicht verrastet
ist. Es kann deshalb leicht vorkommen, daß das Schalträdchen, sei es durch die ihm
beim Einschaltvorgang erteilte Beschleunigung oder durch Erschütterungen, über die
Einschaltruhestellung hinaus weitergedreht wird. Das hat zur Folge, daß die Sockelkontaktfedern
an den Kontakten des Schalträdchens nicht mehr voll anliegen, so daß sich die Berührungsflächen
verkleinern und ein unzulässiges Erwärmen und Verschmoren der Kontakte eintritt.
Ja, es kann sogar ein selbsttätiges Ausschalten durch Erschütterungen vorkommen.
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Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe unter Anwendung
von Schalträdchen, deren Zähne sämtlich ansteigende Rückenflächen haben, in der
Weise, daß die Spitzen der kontaktfreien "Zähne auf einem kleineren Radius liegen
als die Spitzen der kontakttragenden Zähne. Hierdurch ist die hohe Beanspruchung
der Sockelkontaktfedern beim Einschaltvorgang vermieden. Ein bis nahe an die Höchstgrenze
gehendes -@nspannen der Federn findet nur noch beim schalten, d. h. beim Heraufgleiten
der Kontaktfedern auf den Rückenflächen der kontakttragenden Zähne des Schalträdchens
statt, wodurch die Beanspruchung der Sockelkontaktfedernwesentlich verringert und
damit ihre Lebensdauer erhöht ist. Dabei besteht gegenüber dem bekannten Schalter,
bei dem die Spitzen der kontaktfreien Zähne auf einem größeren Radius liegen und
die Rückenflächen der kontakttragenden Zähne konzentrisch zur Rädchenachse gekrümmt
sind, der Vorteil, ,daß die Schalträdchen in allen Stellungen durch die Kontaktfedern
verrastet sind, so daß ein ungewolltes Weiterdrehen durch Erschütterungen o. dgl.
vermieden ist und die damit verbundenen Nachteile nicht auftreten können. Beim Schalter
nach der Erfindung wird also die erwünschte Schonung der Sockelkontaktfedern erreicht,
ohne dali deshalb ein anderer Nachteil in Kauf genommen zu werden braucht.
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Beim Schalter nach dein Hauptpatent ist
die zwischen
den beiden Schalträdchen angeordnete Schnurrolle mit einem radialen Ausschnitt versehen,
dessen Kanten gegen das am Sockel festgelegte Ende der Rückdrehfeder schlagen, um
so das Hinundherdrehen der Schnurrolle zu begrenzen. Demgegenüber hat die Scbnurrolle
gemäß der vorliegenden Erfindung die Form eines Kreisscheibenausschnittes, dessen
Bogenlänge so gewählt ist, daß seine Endkanten in den Endlagen der Schnurrolle an
den Boden der die Schalträdchen und die Schnurrolle enthaltenden Sockelhöhlung anschlagen.
Dadurch ist eine zuverlässige Begrenzung der Schaltbewegungen der Schnurrolle erzielt.
Die bei der Ausführung nach dem Hauptpatent bestehende Gefahr, daß das als Anschlag
dienende Ende der Rückdrehfeder verbogen und aus der dasselbe haltenden Aussparung
des Sockels herausgerissen wird, ist beseitigt.
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Eine weitere neue Ausbildung der Schn'urrolle besteht erfindungsgemäß
darin, daß sie keine Umfangsrille enthält, sondern einen einfachen zylindrischen
`Umfang hat, wodurch ihre Herstellung durch formgebendes Pressen erleichtert ist.
Die Ausstattung der Schnurrolle mit einem zylindrischen Umfang beruht auf der Erkenntnis,
daß bei Anwendung der im ersten Zusatzpatent Nr.674912 gezeigten happenförmigen
Brücke eine Führungsrille für die Zugschnur entbehrlich ist, weil die Schnur mit
ihrem festen Ende in der Mittelebene der Rolle an dieser befestigt und mit ihrem
aus ,dem Schalter heraustretenden Teil in der ebenfalls in der Mittelebene der Rolle
liegenden Öffnung der kappenförmi.gen Brücke geführt ist, wodurch sie gegen seitliches
Ab--
rutschen von der Rolle ausreichend gesichert ist. Die Befestigung der
Zugschnur an der Rolle geschieht erfindungsgemäß in einer besonders einfachen und
zweckmäßigen Weise mit Hilfe eines am Umfang -der Rolle vorgesehenen Vorsprunges,
der eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut und eine damit in Verbindung stehende,
an der Endfläche des Vorsprunges vorgesehene Aussparung von größerer lichter 'Weite
enthält. Die Nut dient zur Führung des festen Endes der Schnur. während die Endaussparung
einen am Schnurende vorgesehenen Knoten aufnimmt. Dieser Knoten klemmt sich in der
Aussparung fest, wodurch er gegen Herausrutschen zuverlässig gesichert-ist. .
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Auf .der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in vergrößertemMaßstabe dargestellt. Dabei zeigen: Fig : i eine Draufsicht des Schalters,
Fig.2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie A-A in Fig. z, Fi:g.3 eine Teilansicht
von Sockel und Brücke in Richtung des Pfeiles D in Fig.2, ' Fig. 4. einen senkrechten
Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 2, Fig.5 einen senkrechten Schnitt nach der Linie
C-C in Fig. 2, Fig.6 bis 8 einen Teil einer Schnurrolle in einem durch die Mittelebene
geführten Schnitt und in zwei Ansichten in Richtung der Pfeile E und F in Fig. 6.
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Der Isolierstoffsockel i enthält eine oben offene mittlere Höhlung
2, welche etwa die unteren Hälften zweier Isolierstoffschalträdchen 5, 6 und einer
Schnurrolle 7 aufnimmt. An der Oberseite des Sockels i ist eine kappenförmige Brücke
27 aus Isolierstoff befestigt, die mit ihrer Höhlung 28 die oberen Hälften der beiden
Rädchen 5, 6 und der Rolle 7 umgreift. Die Brücke 27 weist in der Mitte ihrer Decke
einen zum Eingriff in eine Öffnung der nicht dargestellten Schalterkappe bestimmten
Vorsprung 30 sowie eine senkrechte, außen erweiterte Bohrung -29 zum Durchtritt
eines biegsamen Zugorganes 1d. auf. Die beiden Rädchen 5, 6 und die Rolle 7 sind
unmittelbar nebeneinander auf einer zur Sockelgrundfläche waagerechten Welle 3 angeordnet,
wobei die Schnurrolle 7 zwischen den beiden Schalträdchen 5-1 6 sich befindet. Die
Welle 3 ist mit ihren abgesetzten Enden in pfannenförmigen Vertiefungen 31 an den
Rändern der Sockelhöhlung 2 gelagert, welche die We4lenenden auf ihrem vollen Ouerschnitt
aufnehmen. Die Vertiefungen 31 sind oben durch die durchlaufenden waagerechten Unterkanten
der kappenförmigen Brücke 27 abgeschlossen. Beim Schaltvorgang, wobei der an der
Schnurrolle 7 wirkende Zug der Schnur 14 die Welle 3 anzuheben sucht, stützen die
Unterkanten der Brücke 27 die Wellenenden bei genau waagerecht liegender Welle ab.
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Während die Scbnurrolle 7 um die auf ihrem mittleren Teil zylindrische
Welle 3 frei drehbar ist, sind -die beiden Schalträdchen 5, 6 auf urirunden Teilen
der Welle uridrehbar angeordnet, also durch die letztere auf gegenseitige Mitdrehung
gekuppelt. Zwischen dem Schalträdchen 5 und der Schnurrolle 7 ist eine Knarrvorrichtung
eingeschaltet, die aus zwei mit lfitnehtnerzähnen versehenen Scheiben 8, 9 besteht,
von denen die eine unter dem axialen Druck einer Feder io steht. Die Knari-vorrichtung
8, 9, io ist in Aussparungen an den einander zugekehrten Seiten des Rädchens 5 und
der Rolle 7 angeordnet. Auf der dem Schalträdchen 6 zugekehrten Seite enthält die
Schnurrolle 7 eine nveite Aussparung, in der eine Drehfeder i i angeordnet ist.
Die Feder greift mit ihrem einen Ende Ilv in eine radiale Nut der Rolle 7 ein, während
ihr anderes Ende i ia in eine Aussparung am j Boden der Sockelhöhlung 2 eingreift.
Die Feder ii dient dazu, die Ralle 7 jedesmal
nach Ausführung einer
Schaltung in die Ausgangsstellung zurückzuführen. Zwischen dem Schalträdchen 6 und
der Rolle 7 kann zweckmäßig eine dünne Isolierstoffscheibe 32 eingeschaltet sein,
welche die Feder i i und insbesondere deren radiale stehendeEnden gegen das Schalträdchen
6 und die daran vorgesehenen Kontakte 16 abdeckt.
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Die Schnurrolle 7 hat,die Form eines Kreisscheibenausschnittes, dessen
Bogenlänge so gewählt ist, daß die Endkanten 1211, i2b des Scheibenausschnittes
im Zusammenwirken mit dem Boden der Sockelhöhlung :2 als Anschläge zur Begrenzung
der Drehung der Rolle 7 dienen können. In der gezeichneten Ausgangsstellung der
Rolle schlägt deren Kante i2a an den Sockelboden an, während am Ende eines jeden
Schaltvorganges die andere Kante 12b am Sockelboden anschlägt. Die Rolle hat im
Gegensatz zu den sonst bei Zugschaltern verwendeten Schnurrollen keine Rille zur
Führung der Zugschnur, sondern sie weist einen glatten zylindrischen Umfang auf.
Trotzdem ist ein seitliches Abgleiten der Schnur 14 von der Rolle deshalb nicht
möglich, weil ,die Schnur mit4hrem inneren Ende in der Mittelebene der Rolle an
deren Umfangbefestigt ist und weil ihr aus dem Schalter heraustretender Teil in
der mittleren Öffnung 29 der kappenförmigen Brücke 27 Führung hat. Zur Befestigung
der Zugschnur 14 ist die kreisausschnittförrnige Rolle 7 an einem Ende ihres Umfanges
mit einem Vorsprung 33 versehen, der eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut. 34
enthält. Diese mündet in eine an der Endfläche der Rolle vorgesehene Aussparung
35 von größerer lichter Weite als die Nut. Die an ihrem Ende mit einem Knoten versehene
Schnur 14 wird in die Nut 34 eingelegt, und es wird dann der Knoten durch Zug an
der Schnur in die Aussparung 34 hineinbewegt, von deren Wänden sie stramm umschlossen
wird, so daß sie durch die auftretende Klemmung gegen Wiederherausgleiten wirksam
geschützt ist.
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Die beiden Schalträdchen 5, 6 sind kreissägeartig verzahnt. Sie weisen
je acht Zähne mit steil abfallender Brustfläche und allmählich ansteigender Rückenfläche
auf. Ein Teil . der Zähne trägt an der Rückenfläche einen Kontaktbelag 15 bzw. 16.
Im gezeichneten Beispiel, einem Wechselschalter, ist jeder zweite Zahn eines jeden
Rädchens mit einem Kontakt versehen, wobei die Kontakte des einen Rädchens 5 gegenüber
denjenigen des anderen Rädchens 6 um einen Zahn versetzt angeordnet sind. Die vier
Kontakte 15 bzw. 16 eines jeden Schalträdchens sind durch eine mit den Kontakten
einstückige, sternförmige Metallscheibe 17 bzw. 18 verbunden, die auf der Außenseite
des Rädchens angeordnet ist. Mit jedem Schalträdchen wirken zwei am Sockel i befestigte
Kontaktfedern 19, 20 und 21, 22 zusammen, :die jeweils an den Rückenflächen zweier
in der Durchmesserrichtung gegenüberliegender Zähne anliegen. Die auf der einen
Seite -des Schalters angeordneten beiden Kontaktfedern 2o, 22 sind je mit einer
eigenen Anschlußklemme 23, 24, die auf der anderen Seite liegenden Kontakte i9,
21 dagegen mit einer gemeinsamen Anschlußklemme 25 verbunden.
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Die an den beiden Schalträdchen 5, 6 vorgesehenen Zähne haben je nachdem,
ob sie einen Kontakt tragen oder nicht, eine unterschiedliche Höhe. Die Ausbildung
ist dabei erfindungsgemäß so, daß die Spitzen der kontaktfreien Zähne auf einem
kleineren Radius liegen als die Spitzen der kontakttragenden Zähne. Der Unterschied
in der Höhe der Zahnspitzen ist in Fig.5 durch Eintragung des Maßes x besonders
deutlich gemacht. Durch diese Ausbildung ist eine wesentliche Schonung der Sockelkontaktfedern
i9 bis 22 erzielt, weil diese Federn beim Einschaltvorgang, wobei sie auf den Rückflächen
der kontaktfreien Zähne heraufgleiten, nicht so stark gespannt werden wie beim Ausschaltvorgang.
Die Zähne der Schalträdchen 5, 6 können gleichzeitig, wie ebenfalls aus Fig. 5 ersichtlich,
in an sich bekannter Weise so ausgebildet sein, daß die tiefsten Punkte der kontaktfreien
Zähne auf einem kleineren Kreise liegen als die tiefsten Punkte der kontakttragenden
Zähne. Dadurch ergibt sich, wie bekannt, ein großer Funkenabrißweg, während zugleich
die Sockelkontaktfedern i9 bis 22 in der Ausschaltstellung des Schalters nur wenig
gespannt sind. Die Kontakte 15, 16 -der Rädchen 5, 6 können gewünschtenfalls, wie
in der Zeichnung dargestellt, etwas über die Zahnspitzen hinausragen, so daß die
Enden der Kontaktfedern i9 bis 22 heim Herabschnellen von den Kontakten 15, 16 mit
Sicherheit von den Brustflächen der Zähne freies hen.
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Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das gezeichnete
Beispiel, vielmehr sind Abänderungen desselben sowie andere Ausführungen möglich.
So kann die Zahl der Kontakte 15, 16 an den Schalträdchen und ihre Anordnung je
nach der Art der auszuführenden Schaltung eine andere sein als dargestellt. Insbesondere
ist es möglich, zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Zähne mit Kontakten zu versehen
oder zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Zähne von Kontakten frei zu lassen. In
diesem Falle wird natürlich auch das Schalträdchen dahin geändert, daß zwei hohe
Zähne oder zwei niedrige Zähne unmittelbar aufei.nanderfolgen. Die Schalträdchen
5, 6 können endlich statt je acht auch
nur je sechs oder gar nur
je vier Zähne aufweisen. Die Lagerung der Schalterwelle 3 könnte gewünschtenfall:s
dahin abgeändert wenden, daß die Wellenenden vän den pfannenförmigen Vertiefungen
3 1 des Sockels nur teilweise (etwa zur Hälfte) aufgenommen werden und daß
die Unterkanten der kappenförmi:gen Brücke 2,7 als Gegenpfannen dienende
Aussparungen zum Eingriff der über die Oberfläche des Sockels i hinausragenden Teile
der Wellenenden enthalten.