-
Elektrischer Schnellschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektrischen Schnellschalter mit einem beweglichen Schaltstück, das an einem in
Richtung der Schaltbewegung drehbar und verschiebbar gelagerten Kontaktträger starr
befestigt ist. Bei einem derartigen Schnellschalter wird der Kontaktdruck und die
Öffnungsbewegung durch eine zwischen der Schaltstelle und der Verktinkung angeordnete
Feder bewirkt. B81 der bekannten Schalterbauart ist jedoch eine weitere Feder vorgesehen,
die gegen die erstgenannte Feder -wirkt. Um entgegen der Kraft der unmittelbar an
der Schaltstelle am Schaltarm angreifenden; an sich schon verhältnismäßig kräftigen
Feder einen ausreichenden Kontaktdruck zu erzeugen, muß die andere Feder noch stärker
ausgebildet werden, wodurch die Verklinkung sehr stark belastet wird. Dabei ist
es nicht möglich, mit nur einer Feder auszukommen, da z. B. beim Fehlen der in der
Nähe der Schaltstelle am Schaltarm angreifenden Feder die andere Feder beim Lösen
der Verklinkung den Schaltarm am unteren Anschlag und an der Schaltstelle zum Anschlag
bringen würde. Demgegenüber geht die Erfindung von folgenden Überlegungen aus. Bei
den Schaltern der eingangs genannten Bauart besitzt der gesamte bewegliche Schaltteil
drei Auflagepunkte, nämlich außer dem Berührungspunkt mit dem Gegenschaltstück noch
zwei weitere, mittels deren ,das den Kontaktdruck hervorrufende Drehmoment hervorgebracht
wird, indem der eineAuflagepunkt ein festes Widerlager bildet, während auf den anderen
die Kraft einer Feder oder eines Magneten o. dg1. wirkt. Einer der drei Auflagerpunkte
muß mit Rücksicht auf den im Laufe der Zeit eintretenden Abbrand der Schaltstücke
nachgiebig sein, außerdem ist einer der nicht nachgiebigen Stützpunkte gewöhnlich
als lösbare Sperre ausgebildet. Wird der Schalter durch Wegnahme dieser Sperre ausgelöst,
so werden die Kontakte nicht ohne weiteres sofort getrennt, weil vorher erst die
nachgiebige Auflagestelle eine andere Lage einnimmt. Während dieser Zeit ist aber
der Kontaktdruck nicht in voller Höhe vorhanden und die Schweißgefahr dadurch erhöht.
Das ist deswegen besonders unangenehm, weil der
Schalter beispielsweise
bei Auslösung durch einen Kurzschluß gerade während dieser Zeit zwischen der Lösung
der Sperre und der Trennung der Kontakte besonders hoch beansprucht wird.
-
Die Erfindung ermöglicht, diese schädliche Zeitspanne zum Verschwinden
zu bringen und dabei neben .der Erleichterung der Verklinkung die Schalterbauart
insbesondere dadurch zu vereinfachen, daß nur eine Feder, die ,weniger stark bemessen
sein kann, als es bei den bekannten Schalterbauarten der Fall ist, verwendet w=ird.
Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der Angriffspunkt der
Feder zwischen dem Schwerpunkt des Kontaktträgers und der Verklinkung so gewählt
ist, daß beim Lösen der Verhlinkung die Schaltstelle sofort geöffnet wird, und daß
außerdem die Bewegung des beweglichen Schältstückes durch Anschläge so gesteuert
wird, daß auch im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung dieselbe Feder das Schaltstück
in die Offenstellung überführt.
-
Besonders vorteilhaft kann zu diesem Zweck der Punkt, um den sich
das Schaltstück zu Beginn der Ausschaltbewegung dreht, zw ischen der Berührungsstelle
der Kontakte und dem Angriffspunkt der Feder gewählt werden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
-
Das Schaltstück und sein Träger bilden einen einzigen starren Körper
i i, der das feste Gegenschaltstück 12 im Punkte A berührt, mit einem Bolzen 13
in einem Gerüstteil 14., und zwar in einem Langloch, geführt ist und an seiner unteren
Kante K gegen eine Klinke 15 anliegt. Im Punkte F greift die Feder 16 an. Die Anordnung
läßt verhältnismäßig viel Abbrand zu, da der Bolzen 13 im Langloch erst weit nach
rechts wandern kann, ehe er anschlägt. Im Einschaltzustand. den die Fi.g. i wiedergibt,
ist F der nachgiebige, A und K sind die beiden nicht nachgiebigen Auflagepunkte
des Schaltteiles ii. Man kann den Schaltteil ii- als einarmigen Hebel ansehen, dessen
Drehpunkt bei K liegt, während in F eine Kraft, nämlich die Federkraft, angreift,
welche in A eine Gegenkraft, nämlich den Kontaktdruck, hervorruft. Die gleiche Federkraft
wirkt im Anschlußsinne, sobald die Klinke 15 durch den Elektromagneten 17,.18 infolge
Erregung der Spule 2o durch Überstrom oder Kurzschlußstrom ausgelöst ist. Sie würde
bei langsamem Ablauf der Bewegungsvorgänge den Schaltteil i i um den Punkt A drehen,
bis der Bolzen 13 am rechten Ende dieses Führungslangloches zur Anlage gekommen
ist, dann würde der Schaltteil i i als doppelarmiger Hebel um den Bolzen 13 als
Schwenkpunkt wirken. Bei den in Wirklichkeit mit großer Geschwindigkeit ablaufenden
Ausschaltvorgängen bildet sich infolge der Massenträgheit ein besonderer Drehpunkt
P aus. Dieser liegt erfindungsgemäß zwischen dem Kontaktberührungspunkt A und dem
Federangriffspunkt F. Der Schaltarm r i wirkt also gewissermaßen als ein doppelarmiger
Hebel um den Punkt P. Das hat zur Folge, daß gleich zu Beginn. der Bewegung des
Schaltteiles i i die Trennung der Schaltstücke i i und 12 erfolgt. Die Bewegung
geschieht mit größerer Geschwindigkeit als etwa eine Drehung um den Punkt K für
den angenommenen Fall, daß die Klinke 15 eingerückt bleiben und statt dessen plötzlich
der feste Kontakt 1.2 weggenommen würde. Die geringere Geschwindigkeit in dem gedachten
und die erwünschte größere Geschwindigkeit in dem tatsächlich eintretenden Fall
ist darauf zurückzuführen, daß in letzterem Falle die Summe der Trägheitsmomente
in. - r°, wobei iic die Masse und r ihr Abstand vom Drehpunkt ist, kleiner
ist, da der Drehpunkt P zwischen F und A liegt und somit die Abstände der einzelnen
Teile des Armes i i von diesem Drehpunkt geringer sind, als wenn K der Drehpunkt
wäre. Sobald im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung der Bolzen 13 in seinem Führungslangloch
zur Anlage kommt, bildet er den Drehpunkt für die weitere Bewegung.
-
Liegt der Drehpunkt P nicht zwischen den Punkten A und F, so dreht
sich der Arm i i nach Wegfall der Sperre 15 bei der Ausschaltbewegung stets um den
Berührungspunkt <=I, so daß die Berührung, jedoch mit vermindertem Kontaktdruck,
erhalten bleibt, bis der Bolzen 13 zur Anlage gekommen und Drehpunkt geworden ist.
-
Damit sich nun der Drehpunkt P an der gewünschten Stelle ausbildet,
wird der Schaltteil i i nach der weiteren Erfindung so ausgebildet, daß sein Schwerpunkt
zwischen der Kontaktberührungsstelle A und dein Federangriffspunkt F liegt. Der
Abstand 1o von diesem letzgenannten Punkt ist bestimmt durch die Gleichung
Hierin bedeutet 1i das polare Trägheitsinoment des Schaltarmes 13, bezogen auf den
Trägheitsmittelpunkt, -11 die Masse des Schaltarmes 13, Ll den Abstand des Trägheitsmittelpunktes
vom Federangriffspunkt F, 1S den Abstand des Schwerpunktes vom Federangriffspunkt
F.
-
Ein weiteres Mittel, die erwünschte Lage des Drehpunktes P zu erzielen,
ist erfindungsgemäß
darin zu erblicken, daß Teile des Schaltgestänges
an dem beweglichen Schaltteil zwischen der Berührungsstelle der Kontakte und dem
Federangriffspunkt angelenkt sind.