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Mehrpoliger Schalter für Installationszwecke In elektrischen Anlagen,
bei denen hohe Schaltleistungen und große Stromstärken auftreten, sind besonders
leistungsfähige Schalter erforderlich. Es sind für solche Zwecke mehrpolige Schalter
verschiedener Art entwickelt worden; dazu gehören insbesondere die Kippschalter
mit einer Schaltwalze, welche die beweglichen Kontakte trägt und parallel zu dem
die festen Kontakte enthaltenden Sockel in einer muldenförmigen Aussparung desselben
drehbar gelagert ist; hierzu gehören auch die mehrpoligen Schalter mit mehreren
in gleicher Achsrichtung angeordneten Schaltrollen, zwischen denen der Betätigungsmechanismus
angebracht ist, und welche ebenfalls parallel zu dem die festen Kontakte enthaltenden
Sockel in einer muldenförmigen Aussparung desselben drehbar gelagert sind.
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Für den erwähnten mehrpoligen Kippschalter sind insbesondere raumsparende
Ausführungen, in Vorschlag gebracht worden, wobei der an dem einen Ende der Schaltwalze
auf der Schalterwelle befestigte kurbelförmige Schalthebel innerhalb des Umfangs
des Schalterdeckels zu liegen kommt.
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Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf mehrpolige Schalter mit
mehreren Schaltrollen, deren bekannte Ausführungen einen sehr sperrigen Aufbau haben,
weil es an einer raumsparenden organischen Verbiindung zwischen dem Betätigungsmechanismus.
und den Schaltrollen fehlt. Die Erfindung will diese Mängel beheben und damit den
mehrpoligen Schalter mit mehreren Schaltrollen, der wegen der mittleren Lage des
Betätigungsmechanismus für eine raumsparende Gestaltung besonders geeignet erscheint,
für Installationszwecke verfügbar machen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Schaltrollen eine zweckmäßig
gemeinsame, die Schaltstellungen
sichernde Rasteinrichtung besitzen
und daß der Betätigungsmechanismus aus einem um die Achse der Schaltrollen schwenkbaren
Schalthebel besteht, der mit seinem Nabenteil zwischen die Schaltrollen greift und
mit den Schaltrollen über eine in beiden Drehrichtungen wirksame Schnelldreheinrichtung
gekuppelt ist, und dessen Handhabe aus einem innerhalb des Schaltergehäuseumfangs,
zweckmäßig in der Schaltermitte, radial nach außen weisenden Griff besteht. Die
Schaltrollen und der Nabenteil des Schalthebels bilden hierbei eine walzenförmige
Einheit, die eine einfache Lagerung und Verrastung innerhalb des Sockels ermöglicht
und eine sehr einfache Gestaltung des Schaltergehäuses unter Ermöglichung eines
guten Abschlusses desselben zuläßt. Der Nabenteil des Schalthebels kann aus einem
einfachen Scheibenkörper bestehen, so daß bei Verwendung von mehr als zwei Schaltrollen
zusätzliche scheibenförmige Abstandhalter zwischen benachbarten Schaltrollen erforderlich
sind. Es ist aber auch möglich, den Nabenteil mehrgliedrig auszuführen, derart,
daß er zwei oder mehr im Abstand voneinander liegende Scheibenkörper umfaßt, in
deren Lücken die Schaltrollen Platz finden. Schließlich besteht aber auch die Möglichkeit,
die Nabenscheiben als selbständige Teile auszuführen und nachträglich mit dem Griff
zweckmäßig lösbar zu einer Einheit zu verbinden.
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Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, den ein- oder mehrgliedrigen
Nabenteil des Schalthebels und die Schaltrollen mittels einer oder mehrerer Voreilfedern
über eine drehbare Schalterwelle miteinander zu kuppeln. Es bestehen hierfür mehrere
Möglichkeiten, unter denen sich insbesondere eine Ausführung bewährt hat, bei welcher
d!ie Schaltrollen drehfest auf der Schalterwelle angebracht sind, während der Nabenteil
des Schalthebels gegenüber der Schalterwelle verdrehbar ist unter Begrenzung des
Schwenkweges durch die Vore.ilfeder, welche das Kupplungsorgan darstellt. Die drehfeste
Anordnung der Schaltrollen auf der Schalterwelle ist besonders deshalb zweckmäßig,
da dabei die Ge-"-ähr Besteht, daß alle Stromwege gleichzeitig geöffnet oder geschlossen
werden, weil sämtliche Schaltrollen gleichmäßige und gleichzeitige Drehbewegungen
ausfuhren müssen.
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Die Voreilfedern sind so gestaltet, daß ein nicht verzögerbares Sprungwerk
entsteht und; beim Schaltvorgang; das Ziehen von Lichtbögen weitgehend vermieden
ist. Für die Ausgestaltung der Voreilfedern stehen ebenfalls mehrere Ausführungsmöglichkeiten
zur Verfügung. Die Verwirklichung der Erfindung ist auf keine spezielle Ausführungsform
der Voreilfeder angewiesen.
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Es empfiehlt sich, die Schnelldreheinrichtung für die Schaltrollen
in den miteinander zu kuppelnden Teilen, unter Umständen entweder im Schalthebel
oder in einer oder mehreren Schaltrollen, verdeckt zu lagern. Die Möglichkeit hierzu
ist in besonders hohem Maße bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schalters gegeben;
insbesondere ist es möglich, die cL:e Schnelldrehung bewirkende Voreilfeder in dem
Nabenteil bzw. einem Glied des Nabenteils des Schalthebels oder in einer der Schaltrollen
unterzubringen. Ein zusätzlicher Raumbedarf wird daher durch die Schnelldreheinrichtung
nicht bedingt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Schnelldrehkupplung
zwischen Schalthebel und Schaltrollen durch starre Kupplungsmittel zu ergänzen,
die erst nach Zurücklegung eines bestimmten Schalthebelweges zur Wirkung kommen
können. Diese starren Kupplungsmittel bilden für den Fall eine sehr wertvolle Hilfe,
daß die Schnelldreheinrichtung wegen Federbruchs oder wegen sonstiger Störung versagen
sollte, weil mit ihrer Hilfe der Schalter betätigt werden kann, wenn auch die Drehbewegung
der Schaltrollen nicht so sprunghaft sein mag, wie es im ungestörten Zustand der
Fall ist. Die starre Kupplung kann aber darüber hinaus für den Normalfall den Vorteil
bieten, daß die Schnelldreheinrichtung bzw. die Voreilfeder durch sie eine gewisse
Entlastung erfährt.
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Die Zusammenfügung der Schaltrollen und des Schalthebels bzw.desscn
Nabenteil zu einem walzenförmigen Gebilde bietet im übrigen die Möglichkeit eines
sehr wirksamen Abschlusses der Schalträume bzw. der stromführenden Teile. So ist
es möglich, den Schalthebel mit einem gegebenenfalls lösbaren Abdeckflansch auszustatten,
der sich eng an die Schaltrollen anschmiegt uiid dieselben insbesondere im Bereich
der Schalthebelöffnung im Schalterdeckel abdeckt. Andererseits ist es möglich, den
NTabenteil des Schalthebels bzw. die Abstandhalter zwischen den Schaltrollen mit
einer oder mehreren Umfangsrippen auszustatten, welche in entsprechende Nuten im
Schaltersockel eingreifen und dadurch eine besonders wirksame Trennung benachbarter
Schaltrollen schaffen.
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Zugleich bietet die erfindungsgemäße Zusammensetzung des Schalters
die Möglichkeit, die die Kontaktbeläge der Schaltrollen verbindenden Brücken in
seitwärts offene Rillen der Rollenkörper einzulagern, wo sie vollkoininen geschützt
liegen und den Schaltvorgang in keiner Weise beeinträchbigen können.
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Weitere Besonderheiten vier Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung der in der Zeichnung veranschaulichten _ltisführungsform des erfindungsgemäßen
Schalters. Es zeigt Abb. i eine Darstellung des Schalters in teilweisem Längsschnitt,
Abb. 2 eine Draufsicht auf den Schalter, Abb. 3 einen teilweisen Querschnitt gemäß
Linie III-111 der Abb. i, Abb. d a den Schaltgiebel in Seitenansicht, Abb. 41) eine
Seitenansicht der Voreilfeder, Abb. 5 die die Schaltstellringen sichernde Rasteinrichtung
in der durch die Linie der :Abb. 2 gekennzeichneten =\nsicht, Abb.6 einen teih@eisen
I_<iii(,sscliiiitt durch di; drehbare Einheit eines Schalters mit mehrteiligem
Schalthebel, Abb. 7 eine der Abh. 6 entsprechende Schnittdarstellung durch einen
Schalter anderer führung,
:\b1).8 eine durch die Linie VIII-VIII
der Abb. 7 #,ekelinzeichnete .\lisicht eines der Lagerwinkel, Abb.9 eine durch die
Linie IX-IX der Abb.7 gekennzeichnete .'\nsicht eitler der beiden Mitnehlnerscheiben.
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:\bh. lo eine durch die Linie X-X der :\1>1>. 7 gekennzeichnete Absicht
des Schalthebels, _\1>b. i t eine durch die Linie XI-XI der Abb. 7 gekennzeichnete
Ansicht einer der Schaltrollen, Abli. 12 eine durch die Linie XII-XII der
Abb. 7 ,gekennzeichnete Ansicht der Rastvorrichtung. Der in den Abb. i bis s dargestellte
Schalter besteht im w esentlichen aus dem Sockel i, dem Schaltergell;iuse 2 ulld
eillenl noch näher zu beschreibenden Schaltwerk. In dem muldenförmig ausgehöhlten
Sockel sind zwei Lagerwinkel 3 und 4 mit Hilfe von Schrauben 5 befestigt, in welchen
die Vierkantwelle 6 des Schaltwerks mit ihren zylindrischen Enden 6" und 6b gelagert
ist. Auf der Vierkantwelle 6 sind drei Schaltrollen 7a, 7b und 7, drehfest angeordnet,
die als selbständige Scheibenkörper ausgeführt sind. Zwischen benachbarten Schaltrollen
7 liegen die beiden sclieil>cnförinigenGlieder8"und8n, w clche (len Nauenteil des
Schalthebels 9 bilden. 1>er Nauenteil bzw. die Glieder 8" und 8b desselben sind
mit der Vierkantwelle 6 des Schalters mittels Voreilfedern io gekuppelt, wie aus
Abb. 4a und 4b besonders deutlich erkennbar ist. Jedes der scheibenförmigen Glieder8"
und8, ist mit einer durchgehenden Bohrung ii versehen, von welcher aus zwei radiale
Einschnitte 12 und 13 ausgehen, zwischen denen ein Steg 14 stehengelassen
ist. Die Bohrung i i dient zur Aufnahme eines aus zwei Scheiben 15 und einem Steg
16 zusammengesetzten Spulenkörpers, welcher die Feder io enthält, deren Schenkel
17 radial nach außen weisen. Beim Einsetzen des Spulenkörpers 1,5 in die
Bohrung i i kommen die Federschenkel 17 in d,ie radialen Ausneihmungen 12
und 13 zu liegen und schließen den Steg 14 zwischen sich ein. Die Scheiben 1,5 des
Spulenkörpers sitzen drehfest auf der Schalterwelle 6, so daß beim VerschNvenken
des Schalthebels die Feder io eine zusätzliche Spannung erfahren muß, die dazu dient,
die Welle 6 mit den darauf drehfest sitzenden Schaltrollen 7 in die jeweils andere
Schaltstellung zu bringen. Für diesen Schaltvorgang ist natürlich eine Rasteinrichtung
erforderlich, welche die Schaltstellungen sichert und die Welle 6 mit den Schaltrollen
so lange in der zu verlassenden Schaltstellung hält, bis die Spannung der Voreilfeder
io groß genug ist, um die Umschaltung zu bewirken.
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Die erwähnte Rasteinrichtung ist insbesondere aus Abb. 5 erkennbar.
Sie bestellt aus einer drehfest auf der Welle 6 sitzenden Rastenscheibe 18, mit
welcher zwei Rollen i9 zusammenwirken. DieRollen 19 sind in zwei verschwenkbaren
Hebeln 20 untergebracht, die an Zapfen 2i des Winkelstucks 3 aufgehängt sind und
deren freie Enden mittels der Zugfeder 22 miteinander verbunden sind. Eine Verdrehtin-
der Welle 6 bed.lngt somit, daß die Hebel 20 durch die Ratenscheibe 18 gegen die
Wirkung der Feder 22 auseinandergespreizt werden. Diese Spreizung setzt einen wesentlichen
Kraftaufwand voraus, der aber nach Einleitung der Umschaltung der Beendigung des
Schaltvorganges zugute kommt, indem die Zugfeder 22 die Cberführung des Schaltwerks
in die neue Schaltstellung unterstützt.
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Die festen Kontakte 23 des Schalters sind in Vertiefungen des Sockels
befestigt. Die beweglichen Kontakte 24 sind an den Schaltrollen 7 angebracht, und
zwar in der aus Abb. 3 ersichtlichen, Weise. Die Brückcn 25, welche die zusammengehörigen
Kontaktbeläge 24 miteinander verbinden, sind in seitwärts öffenen Rillen 26 der
Rollenkörper untergebracht und liegen somit vollständig außerhalb des Bereichs etwaiger
heim Schalten entstehender Lichtbögen.
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Die Glieder 8" und 8b des zum Schalthebel 9 gehörenden Nabenteils
sind mit über einen Teil ihres Umfangs reichenden Rippen, 27 versehen, welche
in entsprechende Nuten 28 des Sockels eingreifen und dadurch die Schaltbereiche
benachbarter Kontakte wirksam voneinander trennen.
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Mit dem Schalthebel 9 bzw. dessen Nabenteil8Q und 8b ist ein zylindrisch
gebogener Abdeckflansch 29 verbunden, welcher die Schaltrollen im oberen Bereich
überdeckt und so bemessen ist, daß die Durchtrittsöffnung des Schalt'hebelgriffs.9
ständig geschlossen bleibt.
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Aus Abb. 3 ist ersichtlich, daß der Schalthebelgriff g einen zwischen
den Gliederre 8a und 8b des Nabenteils liegenden Fortsatz 3o aufweist, welcher in
eine Ausne.hmung 3 1 der mittleren Schaltrolle 7b eingreift. Hierdurch wird
eine starre Kupplungsmöglichkeit zwischen Schalthebel und Schaltrollen geschaffen,
da bei der Verschwenkung des Schalthebels aus der vollgezeichneten Stellung in die
gestrichelte Stellung der Abb. 3 der Fortsatz 3o an, die Wand 32 der Ausnehmung
3 i zur Anlage kommt und die Schaltrolle 7b und über dieselbe auch die beiden übrigen
Schaltrollen zwingt, an der weiteren Drehbewegung des Schalthebels teilzunehmen,
sofern die Spannung der Voreilfeder io nicht bereits vorher so groß geworden war,
daß sie die Schaltrollen in die neue Schaltstellung befördert.
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In Abb. 3 ist im übrigen auch. der Umschaltvorgang durch dieDarstellung
der beiden Schaltstellunr gen veranschaulicht. Der volle Linienzug für die Kontakte
24 kennzeichnet deren Lage in, der Ausschaltstellung, während die gestrichelte Darstellung
die Einschaltlage kennzeichnet, bei welcher die beweglichen Kontakte 24 an den festen
Kontakten 23 anliegen.
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In Abb. 6 ist eine andere Ausführung dies Schalthebels 9 veranschaulicht.
Griff und, Nabenteile 8a sind als getrennte Stücke hergestellt und mittels eines
metallenen Winkelstücks 33 miteinander verbunden, welches an dem Griff durch Schrauben
34 befestigt und mit seinem nach unten weisenden Teil 35 in, eine entsprechende
Ausnehmung der Nabe 8.
gepreßt ist. In gleicher Weise könnte der Teil
8b
über den Winkel mit dem Griff verbunden sein. Der Teil 8b gehört aber hier
nicht zum Schalthebel, sondern ist eine selbständige Zwischenscheibe, welche drehfest
auf der Schalterwelle sitzt. Die Hebelausführung nach Abb.6 bietet die Möglichkeit,
den
Schalthebel zu kröpfen, so daß bei außerhalb der Mitte liegender
Nabe der Griff doch in der Schaltermitte liegen kann.
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Abb. 7 bis 12 zeigen eine von Abb. i bis 5 abweichende Ausführung
des Schalters. An Stelle einer Schalterwelle ist eine Torsionsblattfeder 36 vorgesehen,
auf welcher die Nabenteile 8" und 86 des Schalthebels 9, die beiden Nlitnehmerscheiben
37Q und 37b und eine Abs.tandrolle 38 drehfest sitzen. Die Blattfeder 36 ist durch
runde Öffnungen in den Schaltrollen 7" bis 7, hindurchgeführt, so daß sie innerhalb
der Schaltrollen verformt werden kann, ohne die Lage der Schaltrollen zu verändern.
Auch die LagerNvinkel3 und d weisen runde Lageröffnungen für die Feder 36 auf. Parallel
zur Feder 36 und diametral zur Schalterachse sind zwei Bolzen 39 angebracht, welche
durch passende Löcher in den Scheiben 37Q, 37b und in den Schaltrollen 7" bis 7,
hindurchgehen und somit diese Teile miteinander kuppeln. Für den Durchgang der Bolzen
39 sind die Lagerwinkel 3, .I mit kreisbogenförmigen Schlitzen .Io versehen, welche
im Verein mit der Feder 36 eine genaue Rundführung der drehbaren Schaltereinheit
vermitteln. In den Nabenteilen 8" und 86 des Schalthebels sind ähnliche bogenförmige
Schlitze .4i vorgesehen, welche eine Verdrehung des Schalthebels 9 gegenüber den
Schaltrollen 7" bis 7, zulassen. Wie Abb. 12 erkennen läßt, werden die Bolzen 39
für die Verrastung dies Schalters benutzt. Die Rasten sind an den Hebeln 42 vorgesehen,
welche ähnlich wie die Hebel 2o nach Abb. 5 an Zapfen des Lagerwinkels 3 aufgehängt
und an ihren freien Endcri mittels einer Zugfeder 22 miteinander verbunden sind.
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Wenn der Hebel 9 zwecks Änderung der Schalterstellung verschwenkt
wird, so erfährt die Blattfeder 36 eine Verwindung, weil sie infolge der Verrastung
in. den beiden Scheiben 37" 37b festgehalten wird. Sobald aber die
Federkraft den Widerstand der Verrastung überwindet, werden die Scheiben 370 37b
und mit ihnen die Schaltrollen 7, bis 7, schlagartig in diie gewünschte Schaltstellung
übergeführt.
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Es wird insbesondere bei größeren Schaltern zweckmäßig sein, an beiden
Enden der drehbaren Schaltereinheit eine Verrastung vorzusehen.