DE893683C - Elektrisches Schaltgeraet mit Schaltschloss fuer hohe Schalthaeufigkeit - Google Patents

Elektrisches Schaltgeraet mit Schaltschloss fuer hohe Schalthaeufigkeit

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Publication number
DE893683C
DE893683C DEA7327D DEA0007327D DE893683C DE 893683 C DE893683 C DE 893683C DE A7327 D DEA7327 D DE A7327D DE A0007327 D DEA0007327 D DE A0007327D DE 893683 C DE893683 C DE 893683C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pawl
switch
lock
switching frequency
high switching
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Expired
Application number
DEA7327D
Other languages
English (en)
Inventor
Wilhelm Herden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Filing date
Publication date
Application filed by AEG AG filed Critical AEG AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE893683C publication Critical patent/DE893683C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/50Manual reset mechanisms which may be also used for manual release

Description

  • Elektrisches Schaltgerät mit Schaltschloß für hohe Schalthäufigkeit Die neuzeitlich gesteigerten Anforderungen an Schaltgeräte bezüglich ihrer Schalthäufigkeit zwingen zu besonderen Konstruktionen von bewegten Teilen, die an sich durch Reibung einem starken Verschleiß unterliegen.
  • Zu diesen besonders hoch beanspruchten Teilen gehören in erster Linie -die Klinken. Die Beanspruchung einer Klinke auf Flächenpressung wächst jeweils stetig mit der Zeit des Abgleitens der Klinkenflächen voneinander und wird im Augenblick der Entklinkung unendlich groß, weil in diesem Augenblick ,der gesamte, auf der Klinke lustenide Druck von einer unendlich kleinen Fläche aufgenommen werden muß. Eis ist daher ersichtlich, daß die Grenze der zahlenmäßig möglichen Stellungswechsel eines Schaltgerätes in erster Linie von :der Belastung, Beschaffenheit und Gestaltung solcher Klinken abhängt.
  • Die Schwierigkeiten, die ein verklinkter Schalter in dieser Hinsicht bietet, haben, wie allgemein bekannt ist, dahin geführt, daß bei Forderung nach besonders hoher Schalthäufigkeit der verklinkte Schalter verworfen. und dafür dem Schaltschütz der Vorzug gegeben wird, weil dieses ohne Verklinkungsmechanismus :auskommt, da bei ihm der erforderliche Kontaktdruck vom aufrechterhalten wird. Andererseits muß aber bei Verwendung von Schaltschützen auf E,iigenischaften, wie sie dem verklinkten Schalter eigen sind, z. B. hohe Schaltleistung, verzichtet werden, denn. hohe Schaltleistung bedingt starke Kontaktdrücke, die der Haltemagnet nicht zu erzeugen vermag, wenn er nicht unwirtschaftlich groß gemacht wird.
  • Beide Schaltergattungen besitzen somit ihre: hesonJeren Vorzüge. Das Ziel der Erfindung geht dahin, beide Vorzüge miteinander zu verbinden, .so daß hohe Schalthäufigkeit gepaart mit hoher Schaltleistiung in einem Gerät vereinigt werden.
  • Die Erfindung geht von ider Überlegung aus, @daß von einem Zahnradgetriebe sehr große Kräfte übertragen werden können, ohne,daß ein übermäßiger Verschleiß an den Zahnflanken eintritt, weil diese aufeinander abrollen und nicht abgleiten. Der mechanische Vorgang des Eingriffs eines Zahnes bei .der Übernahme der Kraftübertragung kann auch als Verklinkungs- bzw. Entklinkungsvorgang angesehen werden.. Wenn man in Betracht zieht, daß bei jeder Urnidrehung eines Zahnradgetriebes bezogen auf einen Zahn ein .solcher Verkli;nkungs-und Entklinkungsvorgan.g entsteht, so kann. man ermessen, daß bei der Vielzahl der möglichen Umdrehungen solcher Getriebe eine sehr hohe Zahl solcher Verklinkunigs- und Entklinkungsvorgänge zustande kommt.
  • Dieser Verklinkungs- und Entklinku.ngs.vorgang eines Getriebezahnes findet bei dem nachstehend beschriebenen Scha;lterschloß, für das ein Patentschutz nachgesucht wird, Anwendung.
  • Zwischen zwei "l#,ufn:ahm-eplatten z (Fig. i), von denen nur die untere im Bild gezeigt wird, liegen folgende Klinken: Eine Endklinke 2, drehbar um den Zapfen, 3, eine Mitnehmerklinke 4, drehbar um den Zapfen 5, eine Mittelklinke 6, drehbar um den Zapfen 7, sowie die Auslöseklinke 8 mit der abgeflachten Welle 9, drehbar um sich selbst. Ferner enthält das Schloß ,die Kniiehebelteile io, io, die bei i i bzw. 12 drehbar angelenkt sind.
  • Als Hilfsmittel für die Betätigung des Schlosses liegen außerhalb desselben -der Schaltfinger 13 mit der Schaltklinke 14 und die feste Endklinke 15, drehbar um den Zapfen 16 am Lager 17, .das am Schaltergestell fest montiert ist.
  • Die Platten i, i sind bei 18 für den Durclitritt der Schaltwelle mit Laufsitz durchbohrt. Das Sch.loß wird also lose auf die Schalterwelle aufgeschoben.
  • Dagegen. sitzt die Mitneh:merkurbel 13 fest auf der Schalterwelle. Das Schaltschloß ist in Fig. i in Ein-Stellung gezeichnet. Bei Aus-Stellung befindet sich der Schaltfinger 13 .in der mit »Aus« gekennzeichneten Lage. Aus dieser wird sie in die Ein-Stellung .durch eine an der äußeren Schloßplatte angreifende Kraft gebracht, wobei der Kraftschluß über .die Mitnehmerklinke 4 und die Schaltklinke 14 erfolgt. An den Zahnflanken i9 entsteht dabei der Einschaltdruck PE, der die Mitnehmerk .linke .4 im Uhrzeigendrehsinn um den Zapfen '5 zu drehen sucht. Dieses Drehmoment nehmen .die Hebelarme 1o, 1o auf, wobei, da sie sich nicht ganz in der Strecklage befinden, im Knie eine nach außen gerichtete Kraft P" entsteht. Die Mittelklinke 6 hat die Aufgab, diese Kraft P, aufzunehmen, indem sie sich mit der Nase 2o auf der abgeflachten Welle g abstützt. Die Untersetzung der Kräfte von der Kraft PE bei i9. und der Ab stützkraft P" bei 2o ist außerordentlich groß, wie aus der Figur augenscheinlich hervorgeht. Die Kraft. Pu wind um so kleiner, je mehr die Hebel ic@, io bei Ein-Stellung sich in der Strecklage befinden.
  • Mit der Abstützung bei 2o ist der Kraftschluß vollzogen:, und das Klinkensystem im Schloß hefindet sich in der Sperrlage.
  • Damit neun in der Ein-Stellung auch die äußere einschaltende Kraft, z. B. des bedienenden Mannes, aufgefangen wird, ist das Endklinkensystem 2, 15 vorgesehen. Sobald der Einschaltvorgang so weit erfolgt ist, daß die Endklinke 2 hinter die Endklinke, 15 bei 2,1 tritt, vermag die 1,:hidlclinlre 15 die zurückdrehenden Kräfte nach Aufhören, der Einschaltkraft aufzunehmen. In diesem Ruhezustand der Ein-Stellung entsteht an den Klinkenflächen Zi eine Haltekraft: Ph" die dem Einschaltdrehmoment verhältnisgleich ist. Die Kraft Ph sucht die Endklinke 2 im Uhrzeigerdrehsinn zu drehen. Über die Verzahnung der E.hdklinke, 2 mit :der Mitnehmerklinke 4 wird das Drehmoment der Endklinke schließlich über die Schaltklinke 14 auf :den Schaltfinger 13 übertragen, so daß also auch hier der Kraft.schluß vollzogen ist und -der Schalter nicht in die Aus-Stellung zurückdrehen kann.
  • Um auszuschalten, muß .das Schloß ausgelöst werden. Das erfolgt durch Drehen der Auslöseklinke 8 im Uhrzeigerdrehsinn. Dabei wind auch die abgeflachte Welle g mitgedreht, und die Klinkennase 2o gleitet ab-. Damit ist aber -das Kräftegleichgewicht im Schloß gestört. Die Kraft PE vermag,die Mitnehmerklinke 4 zu drehen:, wobei .das Kniehebelpaar io, io einknickt und die Schaltklinke 14 über seine Eingriffslinie abrollt. Über die Verzahnung zwischen der Mitnehmerklinke 4. und,der Endklinke 2 wird auch diese gedreht und zwangsläufig die Verklinkung bei 2ii gelöst. Die Lage :der Klinken im Schloß, die sich hieraus ergibt, zeigt die Fig. 2.
  • Sobald .die Schaltklinke 14 außer Eingriff gelangt, fällt der Schaltfinger 13 und mit ihr der Schialter in die Aus-Stellung zurück. Das Schloß mit seinen Klinken folgt dieser Bewegung nach. Infolge seines Eigendrehmoments im Aus-Schaltdrehsinn verklinkt es sich mit -dem Schaltfinger selbst, so daß es damit in die Bereitschaft kommt, den Schalter zu einer neuen Einschaltung mi.tzunehmen. Bei der erwähnten Wiedervenklinkung in der Aazs-Lage .drückt die Zahnflanke; 22 (Fig. 2) gegen die Schaltklinke 14. Dabei wird an der Mitnehmerklinke 4 ein Drehmoment im Uhrzeigerdrehsin.n erzeugt; der Kniehebel io, io wird gestreckt, und die Mittelklinke 6 wird wieder in ihre Abstützlage bei 2o zurückgeführt (Fig. i).
  • Die Auslöseklinkedreht sich unter der Wirkung einer nicht gezeichneten Feder sofort in die Ein-Idinks.bellun.g zurück, sobald der Angriff- einer Aus-Iösekraft an ihr aufgehört hat.
  • Die die Verklinkung des Schlosses lösenden Kräfte wirken nach der vorangegangenen Beschreibung bei icg und 2o (Fig. i). Bei 2o wirkt eine gleitende Kraft PJ@), wobei @o den Reibungskoeffizient bedeutet; er ist infolge der starken Untersetzung sehr klein.
  • Bei ig wirkt unmittelbar die Kraft Fr, :deren Größe direkt vom Einschal.tdrehrnoment des Schalters bestimmt wird, während. bei den bisher üblichen Konstruktionen die: Entklinkung einfach durch Abgleiten ,der Verklinkungsflächen voneinander erfolgte, wird gemäß der .Erfindung an den Stellen der größten Beanspruchung ein Abrollen der Verklinkungsflächen erzwungen.
  • Die Schaltklinke i¢ rollt beim Her.ausgleiten auf der Zahnflanke i9 nach Art einer Innenverzahnung ab, wobei die Eingriffslinie eine Evolvente darstellt. Zugleich rollen die Zähne der Verklinlzung zwischen den Klinken. 2 und :1. aufeinarider ab und heben dabei zwangsläufig die Verklinkung bei 21 auf, wobei die Klinkenflächen infolge der zwangsweisen Führung durch die Verzahnung voneinander abgehoben werden. Nach der Entklinkung gleitet wohl die Schaltklinke mit ihrem Kopfkreis :an der Fläche 23 der Mitnehmerkl:inke entlang (Fig. -2), aber ohne; jede Last. Die Entlastung erfolgt noch auf der Eängriffslinie :der Zahnflanken.
  • Die Lösung der Verklin;kung zwischen. -den Endklinken 2 und 15 spielt sich folgendermaßen ab: Sobald nach Auflösung :des Schlosses der Schaltfinger sich in Aus-Richtung in Bewegung setzt, wird infolge der gegenseitigen Verzahnung zugleich mit der Mitnehmerklinke q. die Endklinkle 2 gedreht, und, zwar dreht sich die Klinke 2 im U hrzeigerdrehsinn. Hierbei wird die Klinkenfläche2i an der Klinke 2 von ihrem Auflager abgehoben. Sie wird also entlastet. Die Klinke i.2 würde sich von der Klinke 15 wegbewegen, wenn nicht das ganze Schloß mit allen Klinken, angetrieben von der Schaltklinke 13, in demselben -Maße nachfolgen würde. Dieses Nachfolgen tritt nicht ein, wenn das Schloß im Handgriff festgehalten wird. was z. B. beim Handeinschalten auf Überstrom imitier der Fall sein wird. Mit der Drehung Ader Klinke -2 wird die Klinkenüberdeckung stetig kleiner, bis der Abrutsch erfolgt. Bevor dieser eintritt, ist .jedoch die Schaltklinke bereits aus ihrer Verklinkung mit dem Schaltfinger gelöst. Die Schalterwelle dreht sich frei in. Aus-Richtung weiter und läßt :das Schloß dabei hinter sich zurück. Die Ausschaltung geht also unabhängig davon vor sich, ob das Schloß am Handgriff des Schalters festgehalten wird oder nicht. Wird eis nicht gehalten, so folgt es nach dem Abrutsch der Klinkenflächen 2 der Drehung der Schalterwelle nach. Die Lösung der Verklinkung der Klinkenfläche 21 geht also ohne nennenswerte Reibungsarbeit an :den Abrutschflächen vor sich, denn während des Abgleitens der Flächen tritt mittels der Verzahnung und zwangsläufigen. Wegbewegung der Auflagefläche eine völlige Entlastung vom Auflagedruck ein. Nach der Ausklinkung -der Schaltklinke ist das Schloß ohnehin entlastet.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRTJCHE: i. Elektrisches Schaltgerät mit Schaltschloß für hohe Schalthäufigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenflächen des Schlosses als bei der Ausklinkung auf ihren. Rollkreisen abrollende Zahnflanken ausgebildet sind.
  2. 2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch i. gekennzeichnet durch verzahnte Zwischenklinken, die derart ;aufeinander kämmen, daß bei der En.tklinkung einer dieser Klinken vor-oder nachgeordnete, einander überdeckende Klinkenflächen voneinander abgehoben werden.
DEA7327D 1942-01-24 1942-01-24 Elektrisches Schaltgeraet mit Schaltschloss fuer hohe Schalthaeufigkeit Expired DE893683C (de)

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