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Selbstschalter Es sind Selbstschalter mit Kniegelenkmechanismen bekannt,
die ein in Bewegungsrichtung des Druckknopfes längs verschiebbares Kniegelenk haben.
Das Kniegelenk ist an seinem einen Ende mit dem Druckknopf und an seinem anderen
Ende mit dem Schaltorgan verbunden. Bei diesem Selbstschalter muß das Kniegelenk
in der Einschaltstellung des Sehalters gegen Rückgang gesperrt sein, da das Schaltorgan
das Kniegelenk zurückzubewegen sucht. Diese Schalter haben neben einem einfachen
Aufbau den Vorzug, @daß die Auslöseorgane keine unter der Wirkung der Kräfte der
Ausschalt- und Kontaktdruckfeder stehende Verklinkung, deren Herstellungsungenauigkeiten
von großem Einfluß auf die Auslösecharakteristik des Selbstschalters sind, zu lösen
haben. Die Auslöseorgane haben lediglich das Kniegelenk einzuknicken.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, an diesen Selbstschaltern
eine schlagartig wirkende Vorrichtung vorzusehen, die rasch nicht nur das Schaltorgan
aus der Einschaltstellung bewegt, sondern auch die Rückgangssperrung des in Bewegungsrichtung
des Druckknopfes längs beweglichen Kniegelenkes aufhebt. Auf diese Weise wird der
Ablauf des Ausschaltvorgangs des Mechanismus sehr beschleunigt, wodurch eine Steigerung
.der Schaltleistung erreicht 'Wird. Erfindungsgemäß wird diese dadurch erreicht,
daß das Kniegelenk ein eine Ausschaltfeder und eine Kontaktdruckfeder
des
Schaltorgans spannendes Glied steuert, das beim Ausschalten .durch Schlag das- Schaltorgan
aus seiner Einschaltstellung reißt und zugleich eine die Rückgangssperrung des Kniegelenks
bewirkende Verklinkung des Druckknopfes in seiner -Tiefstellung löst.
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Infolge der Verwendung ges federspannenden und schlagartig wirkenden
Gliedes ist es auch möglich, den Selbstschalter mit,dem in Bewegungsrichtung des
Druckknopfes verschiebbaren Kniegelenk mit einer Momenteinschaltung des Schaltorgans
zu versehen. "Zweckmäßig wird dies dadurch erreicht, daß die Organe für die die
Rückgangssperrung des Kniegelenks bewirkende Verklinkung zugleich ,zur Momenteinschaltung,des
Schaltorgans dienen.
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In der Zeichnung ist= ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Fig. i bis 4 geben zunächst den Mechanismus des Selbstschalters in schematischer
Darstellung wieder, wobei die einzelnen Figuren den Einschaltzustand, den Ausschaltzustand
und die Zwischenstellungen zeigen. Die Fig. 5 'bis 7 stellen den Mechanismus an
einem in Schalttafeln versenkbaren Selbstschalter (Einbauform) dar.
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Mit i ist der ortsfeste Schaltkontakt und mit 2 der bewegliche Schaltkontakt
bezeichnet. Der -beweglicheSchaltkontakt sitzt an einem hebelförmigen Schaltorgan
3, .das um eine Achse 4 drehbar ist. Um die Achse 4 ist ferner eine Kurbel 5 drehbar.
Die Kurbel 5 steht unter der Wirkung der Aussebaltfeder 6, die sich gegen den ortsfesten
Stift 7 abstützt und die Kurbel im Gegenuhrzeigersinn zu ,drehen sucht. Zwischen
dem Schaltorgan 3 und der Kurbel 5 ist eine sogenannte Kontaktdruckfeder 8 vorhanden.
An der Kurbel 5 ist eine Anschlagfläche 9, die mit -dem Schaltorgan 3 zusammenwirkt.
Mit io ist ein Einschaltdruckknopf bezeichnet, der sich in einer festen Führung
i i befindet. Zwischen :dem Einschaltdruckknoof io und der Kurbel @ ist ein aus
zwei Gliedern i2, 13 bestehendes Kniegelenk angeordnet, das mit seiner Längsachse
in Bewegungsrichtung ,des Einschaltdruckknopfes verschiebbar ist. Das eine Ende
des Kniegelenks ist an dem Einschaltdruckknopf io und das andere Ende an der Kurbel
5 angelenkt. Das Schaltorgan 3 ist mit einer Klinke 14 versehen, die mit einem Vorsprung
35 des Druckknopfes io ,zusammenwirkt. Um die Achse 4, um :die das Schaltorgan 3
und die Kurbel 5 drehbar sind, ist zugleich ein Auslösehebel 15 drehbar angeordnet,
der unter Wirkung einer schwachen Haltefeder 28 steht. Der Auslösehebel z5 wird
von einem thermischen Auslöser 16, einem Bimetallstreifen, gesteuert. Der Auslösehebel15
wirkt an einem Vorsprung 17 mit dem Knie des Kniegelenks 12, 13 zusammen. Der Abstand
des Vorsprungs 17 von der Drehachse 4 des Auslösehebels 15 ist wesentlich kleiner
als,der Abstand derjeenigen Stelle, an der der thermische Auslöser 16 auf :den Auslösehebel
einwirkt.
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Die Wirkungsweise und :die Vorteile dieses Schaltmechanismus sind
folgende: Die Fig. i zeigt den Schaltmechanismus in der Einschaltstellung, in der
.die Schaltkontakte 1, 2 geschlossen 'sind. Der Einschaltdruckknopf zo be= findet
sich in seiner Tiefstellung. Durch das Kniegeldnk 12, 13, das etwas über die Totpunktlage
hinaus d'urc'hgedrückt ist, hat sich :die Kurbel 5 mit ihrer Anschlagfläche 9 von
dem Schaltorgan 3 entfernt. Durch die Kurbel .5 wird :die Ausschaltfeder 6 gespannt;
zugleich drückt :die Kurbel über die Kontäktdruckfeder 8 gegen; :das Schaltorgan
3. Diese Wirkung ist nur dadurch möglich, daß die Klinke 14 des Schaltorgans hinter
den Vorsprung 35 :des Einschaltdruckknopfes io gelangt. Diese Verklinkung bildet
die Rückgangssperrung des mit seiner Längsachse die Bewegungsrichtung des Einschaltdruckknopfes
verschiebbaren Kniegelenks. Zugleich ist hierdurch der Einschaltdruckknopf in seiner
Tiefstellung :gesichert, so daß keine Erschütterungen den Schaltmechanismus an einer
selbsttätigen Auslösung bringen können.
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Spricht der thermische Auslöser 16 an, so wird der Auslösebebel15
im Uhrzeigersinn gedreht (Fg. 2). Der Auslösehebel stößt mit seinem Vorsprung 17
gegen. das Knie des Kniegelenks. und drückt es ,durch. Für :das Durchdrücken :des
Kniegelenks ist keine große Kraft erforderlich. Dadurch, daß der thermische Auslöser
16 in einer größeren Entfernung von der Drehachse 4 des Auslösehebels 15 als das
Knie des Kniegelenks 122,13 mit dem Auslösehebel 15 zusammenwirkt, gelingt es, mit
besonders kleinen Auslösekräften des thermischen Auslösers 16 auszukommen. Sobald
:das Kniegelenk über seine Tötpunktlage zurückgedrückt ist, entspannen sich die
Ausschaltfeder 6 und die Kontaktdruckfeder 8, wobei zunächst das Schaltorgan noch
in der Einschaltstellung verbleibt. Die beiden Federn beschleunigen die Kurbel 5
und lassen sie mit Wucht gegen das Schaltorgan schlagen. Da die Anschlagfläche 9
der Kurbel 5 sich in großer Entfernung von der Drehachse 4 der Kurbel befindet,
ist der Stoß der Kurbel auf das Schaltorgan 3 besonders wirkungsvoll. Das, Schaltorgan
wird schlag artig aus der Einschaltstellung gerissen. Dieses schlagartige Herausreißen
aus derEinschaltstellung ist besonders günstig für den elektrischen Abschaltvorgang,
da während der Kontaktunterbrechung der Zustand, indem sich der Kontaktdruck verringert,
rasch durchlaufen wird. Zugleich erhält das Schaltorgan eine hohe Ausschaltgeschwindigkeit.
Durch die Schlagwirkung der Kurbel wird auch rasch die Verklinkung des Druckknopfes
io in seiner Tiefstellung gelöst (Fig. 3). Für die Lösung der Verklinkung sind im
-Gegensatz zu den bekannten Schaltungen somit keine Kräfte der Auslöseorgane notwendig.
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Nach der Freigabe des Druckknopfes io durch das Schaltorgan 3 bewegt
sich der Druckknopf wieder aufwärts. Diese Aufwärtsbewegung wird dadurch bewirkt,
daß die an dem Druckknopf io befindliche sehwache Feder 18 :das Kniegelenk 12, 13
streckt und etwas über seine Totpunktlage hindurchdrückt. Damit ist der Ausschaltezustand
des Mechanismus endgültig erreicht (Fig.4).
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Um das Schaltorgan 3 wieder einzuschalten, wird der Druckknopf io
abwärts bewegt. Der
Druckknopf dreht bei gestrecktem Kniegelenk
die Kurbel 5 im Uhrzeigersinn, wodurch sich die Ausschaltfeder 6 spannt. Zugleich
wird die Kontaktdruc'kfeder 8 des Schaltorgans 3 gespannt. Das Schaltorgan kann
jedoch noch nicht einschalten, da sich die Klinke 14 des Schaltorgans gegen den
Vorsprang 35 des Druckknopfes io legt. Bevor der Druckknopf io seine Tiefstellung
erreicht hat, gleitet die Klinke 14 an dem Vorsprung 35 ab und gelangt hinter diesen
Vorsprung. Dadurch wird. das Schaltorgan 3 freigegeben und kann unter teilweisem
Einspannen der Kontaktdruckfeder 8 in die Einschaltstellung schnellen (Fig. i).
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Der oben beschriebene Mechanismus ist mit Vorteil an beliebigen Schaltern,
z. B. an Selbstschaltern in Schraubstöpselform, in Elementform, in Sockelform oder
in Einbauform oder für die übliche Schalttafelbauart anzuwenden.
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Im folgenden ist die Anwendung des Schaltmechanismus an in Schalttafeln
versenkbaren Selbstschaltern (Einbauform) beschrieben. An einer Tragplatte i9 sitzen
zwei T-förmige Stege 30, 31, die Abstandstücke für aus Isolierstoff bestehende Wände
2o, 21 bilden. Zwischen den Wänden 2o, 2i ist der gesamte Mechanismus des Selbstschalters
angeordnet. Der Mechanismus ist der gleiche wie der in den Fig. i bis 4 dargestellte.
Es sind für ihn .die gleichen Bezugszeichen verwendet. Folgende Abweichungen sind
vorhanden: Der Schalter ist nicht mit einer einzigen, sondern mit einer doppelten
Unterbrechungsstrecke versehen. Zu diesem Zweck ist :der bewegliche Schaltkontakt
2 als Kontaktbrücke ausgebildet. Die Kontaktbrücke wirkt mit zwei ortsfesten Gegenkontaktstücken
i', i" zusammen, die mit den Lötanschlüssen 22, 23 in Verbindung stehen. Die Kontaktbrücke
ist mit Hilfe eines Isolierkörpers 24 an dem Schaltorgan 3 befestigt, der in Schlitze
25 der Wände 2o, 21 des Schaltmechanismus geführt ist. Während an dem Mechanismus
der Fig. i bis 4 eine besondere Anschlagfläche g an der Kurbel 5 zum Zusammenwirken
mit dem Schaltorgan 3 vorgesehen ist, dient bei dem Selbstschalter der Fig. 5 bis
7 der Kupplungsstift 33 zw isdhen dem Kniegelenk 12, 13 und der Kurbel 5 als Mittel
zum Anschlagen an das Schaltorgan. Der thermische. Auslöser 16, ein Bimetallstreifen,
ist in Reihe zwischen dem Lötanschluß 22 und :dem ortsfesten Gegenkontaktstück i'
geschaltet.
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Außer dem Einschaltdruckknopf io ist an dem Schalter ein Ausschaltdruckknopf
26 vorgesehen. Der Ausschaltdruckknopf 26, der wie der Einschaltdruckknopf 1o in
der Tragplatte i9 geführt ist, wirkt auf einen Ansafz 32 des Auslösehebels 15. Die
Achse 4, um die das Sdhaltorgan 3, -die Kurbel 5 und der Auslösehebel 15 drehbar
sind, ist .zugleich Träger der Ausschaltfeder 6 und der Kontaktdruckfeder 8, wobei
diese Federn als Drehungsfedern ausgebildet sind. Zweckmäßig wird auch die Haltefeder
28 des Auslösehebels 15 auf der Achse 4 angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es,
die Ausschaltfeder, die Kontaktdruckfeder und gegebenenfalls die Haltefeder konzentrisch
zueinander auf der Achse 4 anzuordnen. Auf diese Weise gelingt es, trotz der Anordnung
der Federn auf einer einzigen Achse den Abstand der Wände 2o, 21 des Schalters sehr
klein zu Ihalten.
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Der Selbstschalter gemäß der Erfindung hat außerdem noch den Vorzug,
daß man mit einer sehr kleinen Anzahl von Teilen auskommt und trotzdem allen neuzeitlichen
Forderungen, wie 'hohe Schaltleistung, Sicherung des Druckknopfes in der Einschaltstellung,
Momenteinschaltung, leichte Auslösbarkeit, Genüge leistet. Zu dem einfachen Aufbau
trägt insbesondere die Unterbringung sämtlidher drehbaren Teile auf einer Achse
bei. Obwohl das Schaltorgan einen großen Schaltweg besitzt, arbeitet der Selbstschalter
mit einem kleinen Hub des Einschaltdruckknopfes.