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Elektrischer Schalter mit Kniehebeltriebwerk Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektrischen Schalter mit Kniehebeltriebwerk, vorzugsweise für Drehstrom,
dessen Antriebsglied parallel zu den in gleicher Ebene liegenden Konitaktflächen
der ortsfesten Kontaktpaare nach ,einem toten Gang ein Zwischenschaltglied mit Kniehebeln
@odfer gleichwertigen Teilen, wie Nocken mit Rollen, mitnimmt und hierdurch einen
Kontaktbrückenträger unter hberwindung der Ausschaltfeder in die Einschaltstellung
und den Kniehebel o. dgl. unter Überwindung seiner Federung in seine Sperrlage drückt.
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Bei dem bekannten Schalter vollziehen sich alle Bewegungen der @einzellen
Glieder in parallelen Bewegungen. Dadurch baut sich der Schalter sperrig, und- ,es.
ist schwierig, bei allen Kontakten eine gleichmäßig gute Anlage zu erreichen.
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Diese Nachteile werden bei dem Schalter der Erfindung vermieden. Die
Erfindung be-
steht in erster Linie darin, daß alle drei Schaltglieder a,
b und c, die Kontaktklötze sowie die drei Kniehebel um eine Achse herum angeordnet
sind, so daß die Parallelbewegungen um diese Achse herum ,erfolgen und die Schaltbiewegungen
mittels eines drehbaren Handgriffes ausgeführt werden können.
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Die Zeichnung stellt die Erfindung dar. Die Abb. i und 2 stellen schematisch
des leichteren Verständnisses wegen die .auf Zylinderflächen angeordneten Glieder
in einer Ebene dar, während die übrigen Abbildungen erfindungsgemäße Ausführungen
zeigen, bci denen alle Teile um eine Achse herum ange-Ordnet sind.
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Abb. i zeigt einen Drehstramschalter im geöffneten, Abb.2 im einges,chal.teten
Zustande. Die Grundplattelt trägt drei Gruppen von je zwei Anschlußlzoonta,ktenRGV,
TV, SU.
Über dieser Grundplatte lt sind die drei Schaltglieder a,
b und c vorgesehen. Das mit einem Handgriff 2 versehene Bet:ätigwlgsgli:edukann
parallel zur Kontaktfläche, also auch parallel zur Platte k in Pfeilrichtung hin
und her bewegt werden. Dabei nimmt dieses BetätigUngsglied a mit totem Gang k ein
Zwischenglied b mit. Der tote Gang k ergibt sich dadurch,
daß der
Abstand der Knaggen 3 und 4 voneinander -um k größer ist als der Durchmesser der
Rolle 5, die an der Bewegung des Gliedesa teilnimmt. Das Zwischenglied b trägt auf
der Unterseite drehbar gelagert die Knie- oder Kipphebel 6 und 7, welche um di;,
Achsen 8 rund 9 drehbar sind und sich mit den unteren Füßen io und ii auf das, Schaltgliedc,
das an diesen Stellen Vertiefungen besitzt, stützen.
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Wird der Handgriff 2 des Betätigungsgliedes a nach rechts bewegt,
so drückt die Rolle 5 den Knaggen 4. und damit das Zwischenglied b ebenfalls nach
rechts, bis es sich, nachdem es die Strecke in zurückgelegt hat, gegen die Säulen
12 und 13 legt. Dabei haben die Drehpunkte 8 und 9 der Kniehebel 6 und 7 Kreisbögen
um die Fußpunkte io und i i beschrieben, bis sie ihre senkrechte Lage über den Stützpunkten
der Füße io und i i ein wenig überschritten haben, wie dies in Abb.2 dargestellt
ist. Da sich dadurch der Abstand des Zwischengliedes b vom SchaltgIled c vergrößert,
wird das Schaltglied c mit den Verbindungskontaktstücken e, e' und e" auf die Anschlußkontakte
der Platte lt 'gedrückt, gegen die Kraft der verhältnismäßig weichen und nicht sehr
starken Federng und ä'. Die Abstandsvergrößerung zwischen den Gliedern b und c durch
das Aufkippen der Kniehebel 6 und 7 ist aber etwas größer als der Abstand der Verbindungskontakte
e von den Anschlußkontakten der Platte kt. Infolgedessen wird das Zwischenglied
b gegen die zunächst nahezu spannungslosen, aber kräftigen Federn, f und f angehoben,
was zur Folge hat, daß die Verbindungskontaktstücke e, e' und e" kräftig gegen die
Anschlußkonta@ktstücke gedrückt -werden. Dadurch ist die Einschaltung beispielsweise
des Drehstroimn zotors .erfolgt.
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Soll der Motor nieder ausgeschaltet werden, so wird der Handgriff
z des Betätigungsgliedesa aus der in Abb.2 dargestellten Stellung nach links bewegt,
wodurch sich auch die Rolle 5 mit nach links bewegt, bis sie den Knaggen 3 des Zwischengliedes
b erreicht. Auf diesem Wege von der Größe k ändert sich an der Einschaltung des
Stromes nichts, sondern die Verbindungskontaktstücke e liegen nach wie vor mit der
gleichen Kraft gegen die Anschlußkontaktstücke der Platte lt an. Wird .aber jetzt
der Handgriff :2 noch ein klein wenig weiter nach links bewegt, wodurch die Drehpunkte
8 und 9 der Kniehebel 6 und 7 die Strecklage überschreiten, so schnellen das Zwischenglied
b und das Schaltglied c plötzlich zusammen in die in Abb. i dargestellte Lage, wodurch
die Kontaktstücke e mit großer Geschwindigkeit von den Anschlußkontaktstücken der
Platte lt entfernt werd--n. Der Strom wird dadurch unterbrochen. Diese schnelle
Stromunterbrechung erfolgt unabhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher der Handgriff
2 des Betätigungsgliedes a bewegt wird, weil der tote Gang von der Größe k, der
zwischen dem Betätigungsglied a und dem Zwischenglied b vorhanden ist, eine solche
plötzliche Bewegung der Glieder b und c gestattet, da das Zwischenglied b sich unabhängig
vo!m Betätigungsglieda gegenüber diesem um die Strecke k bewegen kann.
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Werden nun die drei Gruppen von Kontaktstücken der Anschlußkontaktplatte
h nicht in einer Reihe, sondern auf einem Kreise um Birne Achse herum .angeordnet,
so tritt an Stelle der geradlinigen Bewegung der Glieder a, b und c eine
Drehung um diese Achse. Eine solche Ausführung zeigen die Abb. 3 bis 6, eine andere
die Abb.7 bis 10. In diesen Abbildungen sind des besseren Verständnisses wegen weitgehend
die gleichen Bezeichnungen wie in den schematischen Zeichnungen Abb. i und 2 für
entsprechende Teile gewählt.
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,; bis 6 Bei der Ausführung nach den Abb.
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ist mit der Anschlußkontaktplatte lt die Achse 1.1 fest verbunden.
Um sie sind das Betätigungsglied a, das einen 'Handgriff bildet, das Zwischenglied
b und das Schaltglied c drehbar. Das Betätigungsglieda hat in Umfangsrichtung den
oben beschriebenen toten Gang, der dadurch erreicht wird, daß Mitnehmerstifte 15
und 15', von denen auch einer genügt, in bogenförmige Langlöcher 16 und 16' des
Zwischengliedes b eingreifen.
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Wird der Handgriff, d. h. das Betätigungsglieda, das Abb. 4 in der
Draufsicht zeigt, im Sinne des Uhrzeigers gedreht, so gelangt er in die Stellung,
welche Abb. 6 zeigt. Dabei nehmen die Mitnehmerstifte 15 und 15' das Zwischenglied
b mit, indem sie auch dieses um die Achse 1.1. drehen. Das hat zur Folge, daß die
drei doppelseitig ausgebildeten Kipp-oder Kniehel)e117, 17' und 17", von denen der
Klarheit -vagen in den Seitenansichten Abb. 3 und 5 nur die Kniehebel 17 gezeichnet
sind, von den Kreuzgelenken 18, 18' und 18" der drei Arme des Zwischengliedes b
mitgenommen werden, da diese Kreuzgelenke an den Zapfen i9, i9', i9", die mit den
Kniehebeln 17, 17', 17" fest verbunden sind, angreifen. Dadurch werden die Kniehebel
um die Zapfen 2o drehend hochgekippt, bis die Zapfen i8, i8', i8" die Strecklage
der Kniehebel etwas überschritten haben. Diese Lage zeigen die Abb.5 und 6. Weiter
kann der Kniehebel sich um den Zapfen 2o nicht drehen, weil ein senkrechter Stift
21, der am Zwischenglied b befestigt ist und in ein bogenförmiges La.ngl@o,ch des
Schaltgliedes c eingreift, -im Ende dieses Langlbcbes angekommen ist. Beim Hochkippen
der Kniehebel
17, 17', 17" wird das Schaltglied eben-so,
wie w oben. an Hand der Abb. i -und 2 beschrieben wurde, auf die Kontakte der Anschlußkontaktplatte
Ja gegen die Kraft der Feder g niedergedrückt und werden die, Verbindungskontakte
e, e', e" auf die Anschlußkontakte der Platte h mit der Kraft der Feder f,
die sich etwas, zwsa=e"ndrückt, gepreßt. Dadurch ist der Strom eingeschaltet.
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Wird der Handgriff a .entgegen :dem Sinne des Uhrzeigers gedreht,
so legt @er zunächst den toten Gang gegenüber dem Zwischen= glied b zurück. Wird
er dann noch etwas weiter gedreht, slo: nimmt er das Zwischenglied b mit und bringt
dadurch schon nach ganz kurzem Wege die Kniehebel über die Strecklage. SiobaId das
geschehen ist, schnellt das Zwischenglied unter dem Einfluß der Federn um ein Stück
herum, und die Kniehebel i7, 17', 17" gelangen in die in den. Abb. 3 und q. ;gezeichnete
Lage, wodurch eine sichnelle Trennung :der Kontakte und damit Ausschaltung des Stromes
eintritt.
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Wird der Handgriff, um :den angeschlossenen Mütor für die :entgegengesetzte
Drehrichtung einzuschalten, noch weiter entgegen dem Sinne des Uhrzeigers gedreht,
so-drehen sich zunächst der Handgriff a, das Zwischenglied b und das Schaltglied
c alle zusammen um die Achse 1q., wobei auch die Kniehebel 17, 17', l f'
an der Drehung teilnehmen, iohne ihre Lage gegenüber dem Schaltglied c zu ändern,
bis: däis Schaltglied e sich so weit gedreht .hat, daß _ die Verbindungskontakte
e über dem mittleren und dem entgegengesetzten Nachbarkontakt wie im ersten Falle
stehen. Weiter kann sich das Schaltglied c nicht drehen, da es von einem Stift 2z
in der Anschlußkontaktplatte h, der in ein bogenförmiges Langlotch im Glied c hineinragt,
daran gehindert wird. Bei weiterer Drehung des Handgriffes a spielt sich alles entsprechend
nur nach der anderen Seite so ab, wie es loben beschrieben wurde. Dabei drehen sich
die Kniehebel 17, 17', 17" um die Achsen -'#3, 23', 23.E Die Achsen2o und
23 stecken in kleinen Rollen, die sich in Aussparungen des Schaltgliedes c legen.
Beim Aufkippen der Knieliebe117 bleiben diese Rollren in Ruhe. Es drehen sich lediglich
die Achseln in diesen Rollen.
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Statt den Schalter mittels des Handgriffes a auszuschalten, k,-.nn
er bei üb.erla:stung des durch den Schalter eingeschalteten Motors auch durch einen
Thermostaten, der beispielsweise ,aus einem Bim@etallstre:ifen besteht, ausgeschaltet
werden.
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Wird in jede der Stromzuführungen zu den mittleren Kontakten R, S,
T der drei Kontaktgruppen ein vom Strom beheizter Bimetallstreifen 25, 25', 25"
eingeschaltet, so kann mittels :der bei Überlastung des Motorseintretenden stärkeren
Erwärmung des Bimetallstreifens :der Schalter derart beeinflußt werden, daß er ausschaltet.
Es kann dieses z. B. in der Weise geschehen, daß das sich bei der Erwärmung aufkrümmende
freie Ende des Bimetallstreifens unter die Nase; 2q. des hochgekippten Kniehebels
17 (Abb. 5) drückt. Dadurch wird der Kniehebel 17 über die Seecklage hinwegbewegt
und schnellt dann in die Lage, wie sie Ab:h.3 darstellt, zurück, wodurch der Schalter
ausschaltet. Dieses tritt bereits ein, wenn nur einer der Bimetallstreifen. zu stark
erwärmt wird, also nur eine der- drei Phasen des Drehstromnes überlastet wird.
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Der Bimetallstreifen wird durch den @elektrischen Strom am. einfachsten
in der Weise erwärmt, :daß er selbst vom Strom durchflossen wird. Um hierbei die
Zu- und Abführung des Stromes an die Einspannstelle des Biimetallstreifens verlegen
zu können, wird dieser von der Elnspannseite her in einer die Breite unterteilenden
Weise bis in die Nähe des freien Endes aufgespalten, so. daß der Sitnom von der
Eins:pannstelle zum freien Ende und von hier zur Einspannstelle zurückfließen muß.
Abb. i i stellt einen solchen Streifen -dar. Ergibt sich dabei kein genügend großer
elektrischer Widerstand, so kann der Bimetallstreifen mehrfach von der Einspannseite
her in einer die Breite unterteilendem: Weise bis, in die Nähe des freien Endes
und zwischen solchen Spalten- vom freien Ende her bis in die Nähe der Einspannsitelle
aufgespalten werden (Abb. 12). Die Einspannung der in. .dieser Weise unterteilten
Bimetallstreifen muß zwischen isoherendem Werksitofferfolgen.
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Um die Ab:bildimgen nicht zu unübersichtlich zu machen, sind die Bimetalistreifen
25, 25' und 25" nur in der Draufsicht (Abb.6) dargestellt, dagegen in den Seitenansichten
(Abb. 3 und 5) und in Abb. ¢ fortgelassen.
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Die Abb. 7 bis io zeigen einen Schalter, bei dem das Zwischenglied
b an Stelle der Kniehebel 17, 17', i7" Rollen 26, 26', 26" aufweist, die bei. der
Drehung des Zwischengliedes b auf die Höcker 27 hinaufro:llen, zwisichen
denen sie im ausgeschalteten Zustande, wie Abb. 7 und 8 dieses zeigen, ruhen. Sobald
die Rollenmittelpunkte etwas den höchsten Punkt überschritten haben, ist der Schalter
eingeschaltet. Weiter kann sich dann das Zwischenglied b gegenüber denn Schaltglied
c nicht drehen, da es durch einen Anschlag daran ;gehindert wird. Dieser Anschlag
kann m einem kleinen Winkelhebel, 28 bestehen, dessen ,auf dem Schaltglied c gelagerter
Dreh- i punkt ungefähr mit dem Berührungspunkt zwisthen Rolle 26 und Höcker 27 in
der höchsten
Rollenlage fluchtet. Mittels der Schraube 29, die sich
an dem Winkelhebel 28 befindet, kann der Anschlag genau eingestellt werden. Das
freie Ende 3o des Hebels 28 ruht dabei auf dem hochgeknickten oder mit einem Knopf
3 i versehenen Ende des Birnetallstreifens 25.
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Bei allen Ausführungsbeispielen empfiehlt es sich, die Verbindwngskentaktstückee,
e', e"
am Schaltglied e pendelnd aufzuhängen, so daß geringfügige Schrägstellungen
möglich sind, damit sie sich fest auf beide Kontaktstücke der Grundplatte legen.
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Statt daß die Bitnetallstreifen bei zu hoher Erwärmung die Getriebeteile
des Schalters unmittelbar aus der Sperrstellung herausdrücken, kann dieses auch
mittelbar dadurch g r e schehen, daß die Bimetallstreffen bei der Erwärmung durch
Ausklinken eine auf den Anschlag wirkende Federkraft freigeben, so daß der Anschlag
den Kniehebel anhebt, der dadurch in die Ausschaltstellung geht.