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Elektrische Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl von Kontaktpaaren
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung mit einer Mehrzahl ortsfester
Kontakte, die mit einer Mehrzahl beweglicher Kontakte zusammenarbeiten.
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Erfindungsgemäß ist für die beweglichen Kontakte außer einer Hauptbetätigungseinrichtung
eine zweite, durch Druck wirksame Betätigungseinrichtung vorgesehen, die während
des eingeschalteten Zustandes der Hauptbetätigungseinrichtung in Wirksamkeit tritt
und während dieses Zustandes ein stufenweises Ein- und Ausschalten der Kontakte
ermöglicht, und zwar in Abhängigkeit von einer Größe, die von den durch die Hauptbetätigungseinrichtung
ausgelösten Schaltvorgängen nicht beeinflußt wird.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sitzen die beweglichen
Kontakte auf einem elektromagnetisch angetriebenen Trägerarm, und es ist als Hauptbetätigungseinrichtung
ein den Kontaktträgerarm antreibender Elektromagnet und ein in dessen Erregerstromkreis
liegender Anlaßschalter vorgesehen, bei dessen Schließung der
Kontaktträgerarm
in die Schließrichtung der Kontakte entgegen der Wirkung einer Feder verschwenkt
wird. Dabei kann die Schwenkgeschwindigkeit durch eine einstellbare Dämpfungs=vorrichtung
gesteuert werden. Als zweite Betätigungseinrichtung steht der Kontaktträgerarm außerdem
unter dem Einfluß einer Druckvorrichtung, die entgegen der Spannung einer Schließfeder
im Sinne einer Öffnung der Kontakte wirkt, und zwar derart, daß bei Überschreiten
eines vorbestimmten Höchstdruckes schrittweise ein oder mehrere Kontakte geöffnet
werden, auch wenn der Elektromagnet noch erregt ist. Sinkt der Druck, so werden
die Kontakte unter dem Einfluß der Druckvorrichtung nacheinander wieder geschlossen.
Auch die Druckvorrichtung ist vorzugsweise einstellbar, um den Druckwert ändern
zu können, bei dem jeweils der Schalter geöffnet wird.
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Als wesentliche Bauglieder enthält die bevorzugte Ausbildungsform
nach der Erfindung also die eigentliche Schaltanordnung mit den Kontakten, die elektromagnetische
Hauptbetätigungseinrichtung zum Öffnern und Schließren der Kontakte sowie als zweite
Betätigungseinrichtung, die ebenfalls@.zum Öffnen oder Schließen der Kontakte dient,
eine Druckvorrichtung, die bei einem einstellbaren Höchstdruck anspricht. Die genannte
Ausbildungsform ist also derart, daß der in Richtung einer Schließbewegung der Kontakte
wirkende Elektromagnet während der ganzen Betriebszeit der Vorrichtung erregt bleibt,
es jedoch von den in der Druckvorrichtung herrschenden Druckverhältnissen abhängt,
ob trotz der von dem Elektromagnet ausgeübten Schließwirkung ein: oder mehrere der
Kontakte wieder geöffnet werden. Der Kontaktträgerarm kann also durch zwei voneinander
unabhängige Antriebsorgane in die Offenstellung geschwenkt werden. Wird dagegen
der Anlaßschalter der Hauptbetätigungseinrichtung geöffnet, so öffnen sich die Kontakte
ohne Rücksicht auf die jeweils in der Druckvorrichtung herrschenden Bedingungen.
Die einstellbare Dämpfungsvorrichtung ist vorzugsweise so eingerichtet, daß die
Geschwindigkeit der Schließbewegung während des ganzen Schaltweges konstant bleibt.
Dies wird vorzugsweise erreicht durch einen veränderbaren Flüssigkeitsnebenschluß
in der mit .Bremstopf und Bremskolben ausgerüsteten Dämpfungsvorrichtung. Durch
die von der Druckvorrichtung bewirkte Öffnungsbewegung wird die Därnpfungsvörrichtung
jeweils wieder in Bereitschaftslage zurückgeführt, um dann wieder die Geschwindigkeit
einer darauffolgenden Schließbewegung regeln zu können.
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Die Schalteinrichtung eignet sich insbesondere zum Anlassen und Steuern
eines Elektromotors für die Druckregelung in Anlagen zur Erzeugung von Dampf, Druckluft
u. dgl., ist aber auch für zahlreiche andere Anwendungen geeignet.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. i ist ein senkrechter Schnitt
im wesentlichen nach Linie i-i von Fig. 5, wobei der Anschlußkasten im Aufriß dargestellt
ist; Fig.2 ist ein waagerechter Schnitt im wesent-. lichen nach Linie-2-2 von Fig.
i; Fig. 3 ist eine Vorderansicht des oberen Teiles der Anordnung und läßt die Druckeinstell-
und -anzeigevorrichtung erkennen; Fig. q. ist ein senkrechter Teilschnitt ähnlich
wie Fig. i und zeigt 'die Schalteinrichtung in Offenstellung; Fig. 5 ist ein senkrechter
Schnitt nach Linie 5-5 von Fig. i ; Fig. 6 ist eine Stirnansicht des die Kontakte
enthaltenden Teiles der Vorrichtung; Fig. 7 ist ein Schaltbild; Fig. 8 ist ein im
wesentlichen Fig. i :entsprechender Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausbildungsform
der Schaltvorrichtung.
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Die .dargestellte Schaltvorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Schalteranordnung
A mit den Kontakten, eine als Hauptbetätigungseinrichtung arbeitende elektromagnetische
Antriebsvorrichtung B zum Öffnen und Schließen der Kontakte, eine als zweite Betätigungseinrichtung
arbeitende Druckvorrichtung C zum Öffnen und Schließen der Kontakte, einen Wähler
D zur Einstellung des Druckes; bei welchem die Druckvorrichtung C betätigt wird,
um die Schalteinrichtung stufenweise durch Unterbrechen der einzelnen Kontakte in
vorbestimmter zeitlicher Aufeinanderfolge zu öffnen, und den Anschlußkasten E für
die elektrischen Verbindungen.
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Die Schalteranordnung A ist auf einer Grundplatte i gelagert, die
durch Schrauben 2 zentral am oberen Ende eines Hauptgehäuses 3 befestigt ist, welches
mittels Bolzen q. an eine Schalttafel od. dgl. montiert ist. Der nahe dem einen
Ende der Grundplatte i vorgesehene Isolierblock 5 trägt die ortsfesten Kontakte
6, 7, 8, 9 und io (Feg. 6) einer Mehrzahl von Einzelschaltern. Im vorliegenden Beispiel
sind dieKontakte6 und 7 auf einem metallischen Arm i i am einen Ende der Gruppe
angeordnet, während die anderen drei Kontakte 8, 9 und io auf einem ähnlichen Halter
12 am anderen Ende der Gruppe sitzen. Es ist ersichtlich, daß zwei der im nachstehenden
genannten Stromleitungen an die Halter i i bzw. 12 angeschlossen sind. Jeder der
ortsfesten Kontakte 6 bis io ist zwischen aufwärts gerichteten Schenkeln je eines
permanenten Hufeisenmagnets 13 angeordnet.
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Ein zweiarmiger Hauptantriebshebel iq. ist zwischen einem Paar senkrecht
auf der Grundplatte i angeordneten, aufwärts gerichteten Armeei 16, auf dem Drehzapfen
15 schwenkbar gelagert. Ein Federbecher 17 am inneren Ende des Hebels iq. dient
zur Aufnahme des oberen Endes einer Druckfeder 18, deren unteres Ende von der Federkappe
i9 umschlossen wird, welche einstellbar auf der Schraube 2o gelagert ist, die von
der Grundplatte i aufwärts ragt. Die Feder 18 steht ständig unter Druck und sucht
das Innenende des Hebels- 1q. aufwärts, d. h, in Richtung des Uhrzeigers, zu schwenken
(Fig,
i) und so die Kontakte zu öffnen. Auf dem Schwenkzapfen 22 ist im äußeren gegabelten
Endteil 23 des Hebels 14 eine Rolle 21 gelagert. Die Rolle 21 legt sich gegen das
Kopfstück 24 am oberen Ende eines Stößels 25 an, die von der elektromagnetischen
Einrichtung B angetrieben wird. Wenn der Stößel 25 gehoben wird, schwenkt der Hebel
14 in zum Uhrzeiger entgegengesetzter Richtung (Fig. i) entgegen der Wirkung von
Feder 18, so daß die einzelnen Kontakte nacheinander geschlossen werden.
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Ein Hilfskontaktträgerhebel26 ist ebenfalls auf dem Drehzapfen 15
gelagert, und zwar mittels zweier Arme 27, die seitlich vom Hauptantriebshebel 14
abwärts ragen. Eine um den Drehzapfen 15 gewickelte Torsionsfeder 28 legt sich mit
ihren Enden 29 und 30 gegen Teile der Hebel 14 bzw. 26, so daß der Hebel
26 im allgemeinen abwärts gegen den inneren Endteil des Hebels 14 gedrückt
wird und mithin in diesem Fall beide Hebel als Einheit schwenken. Die Feder 28 vermag
jedoch nachzugeben, so daß Hebel 26 lind die darauf befindlichen Kontakte
unabhängig von Hebel 14 aufwärts schwenkbar sind. Dies wird mittels eines Stößels
31 bewirkt, der nach oben durch eine Öffnung im Hebel 14 hindurchragt und auf eine
auf der Unterseite des Hebels 26 nahe seiner Achse befestigte Kugel 32 wirkt.
Der Stößel 31 wird durch die Druckvorrichtung C angetrieben, wie nachstehend näher
beschrieben wird.
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Die Anordnung mit den beweglichen Kontakten ist auf einem Isolierblock
33 gelagert, welcher auf dem metallischen Hebelarm 26 sitzt. Eine Mehrzahl einzelner
Kontaktträgerarme 34 bis 38 ist in gesonderten. Schlitzen, des Isolierblockes 33
gelagert und ist an den Innenenden der Kontaktträgerarme um den waagerecht verlaufenden
Isolierzapfen 39 am Innenende des Blockes 33 schwenkbar. Nahe dem Außenende des
Blockes 33 ist jeder Kontaktträgerarm .zwischen einem Paar kleiner Druckfedern 40
und 41 gelagert. Die Feder 40 ist zwischen der Unterseite des Armes und dem Boden
einer Ze:ntrierboh.rung 42 in, Block 33 eingesch,lo,ssen,, während die andere: Feder
41 sich zwischen der Oberseite des Armes und dem Boden einer ähnlichen Zentrierbohrung
43 in einem Ouerstück 44 aus Isolierstoff erstreckt, das quer zur Oberseite des
Blockes 33 verläuft und mit diesem verbunden ist. Die einzelnen beweglichen Schalterkontakte
45 bis 49 sind in Form von Stellschrauben ausgebildet, die in den Außen.endteilen,
der einzelne Trägerarme 34 bis 38 befestigt sind. Diese beweglichen Kontakte 45
bis 49 vermögen mit den oben:erwähnten feststehenden Kontakten. 6 bis io zusammenzuwirken.
Es ist ersichtlich (vgl.insbeson:dereFig.6), da.ß der mittlere Kontaktarm 36 im
wesentlichen gerade ausgebildet ist, während die äußeren Endteile der Arme. 35 und
34 abwärts gebogen. und jene der Arme 37 und 38 aufwärts gebogen sind, so, daß die
einzelnen beweglichen Kontakte stufenartig angeordnet sind, wenn sich die Schalter
in ihrer Offen.stellung gemäß Fig. 4 und 6 befinden, wobei Kontakt 45 am einen.
Ende der Reihe am tiefsten und Kontakt 49 am anderen. Ende der Reihe am höchsten
sitzt. Wenn der Kontaktträgerhebel 26 langsam in einer zum Uhrzeiger entgegengesetzten
Richtung (Fig. 4) verschwenkt wird, gelangt zuerst Arm 34 in den Wirkungsbereich
seines permanenten Magnets 13, worauf dieser Arm plötzlich. entgegen der Wirkung
der Druckfeder 4o abwärts gezogen wird, so, daß sich die Schaferkontakte 6 und 45
schließen. Nach einem kurzen Zeitraum wird Kontaktarm 35 durch seinen Magnet 13
ebenfalls plötzlich nach abwärts geschnappt, so. daß das zweite Paar Schalterkontakte
7 und 46 geschlossen wird, und so weiter durch die ganze Reihe der Schalter.
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Wenn die Antriebshebel 14 oder 26 oder beide in Richtung des Uhrzeigers
verschwenkt werden, werden die Federn 40 immer stärker zusammengedrückt, bis ihre
Spannkraft hinreichend ist, um die Anziehungskraft der Magnete: 13 zu überwinden,
worauf die Schalterkontakte plötzlich auseinandergerissen werden. Es ergibt sich
also, daß die einzelnen Schalter in vorbestimmten Zeitabständen sowohl in die geschlossene
als auch in die geöffnete Stellung einschnappen. Da ferner die einzelnen Kontaktträgerarme
bei jedem Schaltvorgang um eine Achse 39 geschwenkt werden, die in. einem gewissen
Abstand oberhalb der Achse 15 des Antriebshebels liegt, ergibt sich, daß
die einzelnen beweglichen Kontakte 45 bis 49 sich schleifend quer ,zu den Stirnflächen
der ruhenden Kontakte 6 bis io bewegen, so daß diese. Kontaktflächen sauber gehalten
werden.
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Die einzelnen von den Schalterkontakten ausgehenden Stromzuleitungsdrähte
laufen. ebenso wie die zum Elektromagnet 50 führenden Leitungen abwärts durch
eine Öffnung 51 in der Grundplatte i und. sind mit geeigneten. Anschlußklemmen innerhalb
des Gehäuses E verbunden.
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Die elektromagnetische Einrichtung B umfa,ßt ein Gehäuse 52, das an.
dem in Fig. i rechts liegenden Ende der Grundplatte i aufgehängt ist. Das Gehäuse
umschließt und trägt die Spule 5o. Die Spule 5o ist um ein senkrechtes Führungsrohr
53 zentriert, innerhalb dessen oberem Ende der Magnetkern 54 angeordnet ist, der
bei 55 in. der oberen Wandung des Gehäuses 52 befestigt ist. Der Magnetkern. 54
besitzt eine als Führung für den Stößel 25 dienende Mittelbohrung. Der bewegliche
Anker 56 wird innerhalb des unteren Teils von Rbhr 53 geführt sowie durch einen
Kragen 57, der vermittels Bolzen 58 an der unteren Wandung des Gehäuses 52 befestigt
ist. Ein teilweise mit Öl gefülltes Dämpfergehäuse 59 ist an seinem oberen offenen
Ende mit dem Kragen 57 verschraubt. Der Dämpfungskolben6o gleitet dicht längs der
Innenwandung des Gehäuses 59 und besitzt einen mittleren, nach oben gerichteten
Rohrstutzen 61, der als Gehäuse für ein Kugelventil 62 dient, das eine im Boden
des Kolbens befindliche Ventilöffnung 63 zu schließen vermag. Quer durch den oberen
Endteil des Rohrstutzens 61 erstreckt sich ein Stift 64, der auch das untere Ende
einer Gewindestange 65 durchsetzt. Der obere Teil der Gewindestange 65
ist
in den. beweglichen Anker 56 eingeschraubt und wird in der eingestellten Lage durch
die Gegenmutter 66 gesichert. Eine ringförmige Verschlußplatte 67 weist einen. äußeren
sektorförmigen Ausschnitt 68 auf und wird in ihrer Lage gegen den Boden des Kolbens
vermittels einer Feder 6g gehalten, -die sich mit ihrem oberen Ende gegen einen
Stützring 70 anlegt, der den Rohrstutzen 61 unterhalb des Stiftes 64 umgibt.
Im Boden des Kolb°ns 6o sind mehrere kleine Durchlaßbohrungen 71 abgestufter Größe
vorgesehen, und die Geschwindigkeit, mit welcher Öl durch den Kolben hindurchfließen
kann, wird durch die Winkeleinstellung der Platte 67 bestimmt, derzufo:lge mehr
oder weniger Öffnungen 71 freigegeben werden.
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Angenommen, die einzelnen Schalter A seien, wie in Fig. 4 dargestellt,
geöffnet, dann befinden sich der Stößel 25 und der Anker 56 in ihrer unteren Lage,
desgleichen der Dämpfungskolben 6o nahe dein unteren Ende des Gehäuses
59. Beim Schließen des Anlaßschalters F (s. Fig. 7) wird die Spule 5o erregt
und der Anker 56 nach oben gezogen, so daß der Stößal 25 und das Kopfstück % ngehoben
werden und diese so den Haupthebel 14 in einer dem- Uhrzeiger entgegengesetzten
Richtung verschwenken, und die Schalter A schließen. Die Hubgeschwindigkeit des
Ankers 56 wird durch den Dämpfer verlangsamt, weil der Dämpfungskolben 6o durch
die Gewindestange 65 zugleich mit dem Anker 56 nach oben gezogen wird. Beim Heben
des Kolbens. 6o schließt sich das Kugelventil 62, 63 selbsttätig, so: daß Öl nur
durch die im Ko:lb:en-Boden befindlichen Öffnungen 7r, welche von der Platte 67
nicht abgedeckt sind, strömen kann. Infolgedessen wird der Anker 56 ziemlich langsam
gehoben, und die einzelnen Schalter A werden nacheinander und in, vorbestimmter
zeitlicher Beziehung geschlossen. Jedesmal bei Unterbrechung des Erregerkreises
für die Magnetspule 5o, sei es durch Öffnen des Anlaßschalters F oder durch Unterbrechung
des Stromkreises aus irgendwelchen anderen Gründen., dehnt sich die Feder r8 aus
und öffnet so die Schalter A. Gleichzeitig wird durch den, Hebel 14 über das Kopfstück
24 und den Stößel 25 der Anker 56 gesenkt, und diese Bewegung wird nicht wesentlich
durch die Dämpfungseinrichtung verlangsamt, weil sich nunmehr das Kugelventil 62
selbsttätig von seinem Sitz abhebt und einen freien Durchtritt des Öles durch die
Ventilbohrung 63 im Boden des Dämpf ungskolbens 6o gestattet.
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Die Druckantriebsvorrichtung C für den Schalter besteht aus einer
biegsamen Membran 72, die zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 3 und einem Drücld<:opf
73 eingespannt ist, welcher mit dem unteren Ende des Gehäuses 3 durch Schraubenbolzen
74 verbunden ist. In den Nippel 76 des Kopfstückes 73 erstreckt sich eine Rohrleitung
75, die mit der Quelle eines Druckmittels, beispielsweise Dampf, in Verbindung steht;
das Rohr 75 steht ferner durch die Bohrung 77 mit der Druckkammer 78 unterhalb:
der Membran 72 in. Verbindung. Ein in der Bohrung 8o des Gehäuses 3 senkrecht beweglicher
Kolben 79 trägt an seinem unteren Ende einen Kopf 81, welcher die Oberseite
der Membran 72 berührt. Das obere Ende des Kolbens 79 legt sich gegen den
Kopf 82, der die unteren Enden der Druckfedern 83 und. 84 stützt. Die oberen Enden
dieser Federn. legen sich gegen einen ähnlichen Kopf 85, der sich vermittels eines
selbst einstellenden Lagers bei 86 gegen das untere Ende eines rohrförmigen Stößels
87 anlegt, welcher im allgemeinen in unveränderlicher Lage gehalten wird, aber in
senkrechter Richtung vermittels des im nachstehenden beschriebenen Wählers D eingestellt
werden kann. Das untere Ende des Stößels 3i ist im unteren Mernb:rankolben
79 befestigt, und der obere Teil des Stößels 31 wird durch den rohrförmigen
Stößel 87 geführt.
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Wenn in der Kammer 78 der Druck hoch genug wird, um den Druck der
Federn 83 und 84 zu überwinden, dann werden der Kolben 79 und der Stößel
3 r gehoben, so: daß der Hilfshebel 2,6 um den Schwenkzapfen 15 verschwenkt
wird und einer oder mehrere der SchalterA nacheinander geöffnet werden. Es hängt
von der Höhe des Druckes ab, wie viele der Schalter A geöffnet werden, nämlich davon,
um wieviel der Höchstwert überstiegen ist, auf den die Druckvorrichtung eingestellt
ist. Soolange die Spule 5o erregt ist, verharrt der Hauptantriebsh.ebel 14 in der
in Fig. r dargestellten Lage, während der Hilfshebel 26 durch die Druckvorrichtung
C unabhängig von Hebel 14 aufwärts geschwenkt wird, da die Torsionsfeder 28 eine
Bewegung des Hebels 26 unabhängig von Hebel 14 gestattet. Wenn der Druck in der
Kammer 78 sinkt und auf den vorbestimmten Höchstwert fällt, dann dehnen sich die
Federn 83 und 84 wieder aus und senken den StÖßell 3r, so daß die Schalter A wiederum
nacheinander in Abhängigkeit von der Druckabnahme unter der Wirkung der Feder 28
ge-
schlossen werden. Wird jedoch der Stromkreis für die Spule 5 0
unterbrochen, dann hält die Feder 18
die Schalter geöffnet, selbst wenn der
Druck unter den erwünschten. Höchstwert fallen sollte, wobei sich dann lediglich
der Stößel 31 abwärts, vom Hilfshebel 26 fort, bewegt, dieser aber durch den Haupthebel
14 in seiner gehobenen Lage. gehalten wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich.
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Es ergibt sich also, daß der zum Öffnen der Schalter A in irgendeinem
Zeitpunkt erforderliche genaue Druck, durch die. vorgegebene Kompression der Federn
83 und 84 bestimmt wird, und diese Kompression läßt sich durch Heben oder Senken
des rohrförmigen Stößels 87 einstellen. Die eine Seite des Stößels 87 ist als Zahnstange
88 ausgebildet, die mit einem Zahnrad 8g auf dem Innenende einer waagerechten, Welle
go (Fig. 5) im Eingriff steht, welche im Gehäuse 3 gelagert ist. Ein Außenteil gr
der Welle go ist in einer Trommel 92 drehbar gelagert, die sich ihrerseits innerhalb
eines am Gehäuse 3 befestigten Jochstückes 93 frei zu drehen. vermag, jedoch
nur in einer Richtung, nämlich im Uhrzeigersinn. Eine Drehung der Trommel g2 in
entgegengesetzter Richtung wird durch eine Federkupplung 94 verhindert, deren eines
Ende 95
innerhalb eines Schlitzes im Joch 93 verankert ist,
während der übrige Teil der Feder in Richtung des Uhrzeigers um einen. Teil der
Trommel 92 herumgewickelt ist. Eine Reibungsscheibe 96 ist zwischen dem Innenende:
der Trommel 92 und einem Kragen .97 eingeschaltet, der auf der Welle 9o vermittels
der Schraube: 98 befestigt ist. Ein Handrad 99 ist bei ioo auf das Ende der Welle,
go aufgeschraubt, so saß beim Drehen, des Handrades nach rechts, d. h. in Richtung
des Uhrzeigers, ein Eingriff mit dem Außenende der Trommel 92 erfolgt und letztere
vermittels der Reibungsscheibe 96 gegen den feststehenden Kragen 97 gepreßt
wird, so d.aß die ganze Anordnung zusammen mit Welle 9o in Uhrzeigerrichtung gedreht
wird.
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Ein anderer Kragen ioi, welcher vermittels der Schraube ioi' auf der
Welle 9o befestigt ist, trägt einen Zeiger 102, der mit einer Skala 103 (Fig_ 3)
zusammenwirkt, welche auf der Vorderseite des Deckels 104 angebracht ist. Der Deckel
104 ist um den aufwärts gerichteten Flansch io4' (Fig. 4) der Grundplatte i herum
so angeordnet, saß die Schalteranordnung A eingeschlossen ist. Zeiger io2 (Fig.
3) gibt auf der Skala 103 den Druck, z. B. den Dampfdruck, an, auf den die Vorrichtung
ist. In den Zeichnungen ist die Einstellung der Vorrichtung beispielsweise auf einen
Dampfdruck von i5o dargestellt; wenn der Dampfdruck also bis zu diesem Wert angestiegen
ist, tritt die Druckvorrichtung C in Wirksamkeit, um die Schalter A zu öffnen. Sinkt
der Dampfdruck dagegen unter den eingestellten Wert, dann können sich die Schalter
A wieder schließen. Wenn. die Einstellung auf einen höheren. Druck erfolgen soll,
wird das Handrad 99 in Uhrzeigerrichtung gedreht, wodurch die Federn 83 und 84 stärker
zusammengedrückt werden. Sobald das Handrad frei gelassen wird, erfaßt die Federkupplung
94 dieTrommel 92 und verhindert diese an. einer entgegengesetzten. Drehung. Da die
Trommel 92 nunmehr zwischen. dem Handrad 99 und dem auf der Welle 9o befestigten.
Kragen 97 eingeklemmt ist, wird die Welle 9o ebenfalls an einer Drehung entgegen
dem Uhrzeigersinn verhindert, und die Federanordnung 83 und 84 wird in dieser neuen
Einstellage gehalten. Soll der Dampfdruck erniedrigt werden, so wird das Handrad
99 ein "venig in zum Uhrzeiger entgegengesetzter Richtung gedreht. Dies hat zur
Folge; saß sich das Handrad zunächst abschraubt und sich. auf dem Gewindeteil ioo
der Welle go von der Trommel 9:2 fortbewegt, wodurch der Druck des Handrades auf
das Innenende der Trommel 92 aufgehoben. wird. Dies hat zur Folge, saß alle Teile
sich in einer zum Uhrzeiger entgegengesetzter Richtung drehen können, ausgenommen
Trommel 92, die durch die Federkupplung 94 gegen eine derartige Drehung festgehalten
wird. Angenommen, das Handrad 99 sei noch vom Arbeiter erfa.ßt, dann wird jede etwaige
weitere Drehung der Welle 9o entgegen der Uhrzeigerbewegung bewirken, saß sich das
Handrad nach innen längs dem Gewindeteil ioo derWelle bewegt und wiederum die sich
nicht drehende Trommel 92 zwischen das Handrad und den Kragen 97 ' Itlemmt und so
eine weitere Drehung der Welle 9o unterbricht. Man erkennt mithin, saß die Welle
9o der Umkehrrichtung des Handrades 99 nahezu folgt, aber sich nicht weiter bewegen
wird, als es die Einstellung des Handrades gestattet. Die Welle 9o kann daher durch
das Handrad 99 in jeder Richtung um irgendeinen erwünschten. geringen Betrag eingestellt
werden und wird in jeder erwünschten Einstellage sicher gehalten.
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Im Schaltbild gemäß Fig. 7 bezeichnet G eine _Stromquelle und M den
zu steuernden Motor, z. B. den. Gebläsemotor eines Ölbrenners, welcher eine Nebenschlußfeldwicklung
io5 aufweist. Mit io6 bis iio sind Relais ähnlicher Bauart bezeichnet. Die Schalterkontakte
der Relais io6 bis iog werden geöffnet, wenn diese Relais stromlos sind. Die Schalterkontakte
des Relais i io sind geschlossen, wenn das Relais stromlos ist, und werden bei Erregung
des Relais geöffnet. Bei offenem Anlaßschalter F, wie in Fig. 7 gezeichnet, steht
der Motor h7 still, während der Elektromagnet B stromlos ist und alle Schalter
A geöffnet sind. Wird nunmehr der Anlaßschalter F in seine vollständige Schließlage
bewegt, dann verbindet der bewegliche Schalterkontakt i i i die beiden feststehenden
Kontakte i i2 und I i3, während derbewegliche eKontakt i 14 mit dem feststehenden
Kontakt i 15 in Berührung gelangt. Die Elektromagnetvorrich.tungB wird nunmehr
über folgenden Stromkreis erregt: Von Batterie G über Leitung 116, Anlaßschalterkontakte
114 und 115, Leitung 117, Spule B und Leitung 118 zurück zur Batterie. Die Schalter
A werden nunmehr nacheinander in kurzen Zeitabständen geschlossen. Der bewegliche
Kontakt 34 wird zuerst den feststehenden Kontakt 6 berühren, wodurch. der Erregerstromkreis
für Relais io6 wie folgt geschlossen wird: Von Batterie über Leitung 116, Anlaßschalterkontakte
i i i und 112" Leitung I i9, Kontakte 6 und 34 der Schalteranordnung A, Leitung
12o, Relais io6 und Leitungen 121 und 122 zurück zur Batterie. Die Kontakte des
Relais roh werden nunmehr geschlossen und so folgender S tromkreis durchs enAnker
des MotorsMhergestellt:Von Batterie G über Leitung I23, Motor M, Leitung 124, Widerstände
125, 126 und I27, Leitung 128, Kontakte des Relais io6 und Leitungen 129 und 122
zurück zur Batterie. Zur gleichen Zeit wird ein Nebenschluß-Stromkreis durch die
Feldspule des Motors wie folgt geschlossen: Von Leitung 123 durch die Feldspule
io5, Leitungen 130 und I3I, geschlossene Kontakte des Relais iio und Leitungen 132
und 133 zu Leitung 128 und von hier über die Kontakte des Relais io6 wiederum
zurück zur Batterie.
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Kurz hierauf wird das zweite Paar der Schalterkontakte, nämlich die
Kontakte 35 und. 7, geschlossen, wodurch das Relais 107 über einen ähnlichen
Stromkreis erregt wird, wie er in bezug auf das Relais io6 beschrieben worden ist.
Hierdurch wird der Widerstand i27 durch die Leitung 134 und die geschlossenen Kontakte
des Relais 107 kurzgeschlossen. In ähnlicherWeise werden durch die aufeinanderfolgende
Erregung der Relais io8 und iog nacheinarider
die Widerstände 126
und 125 kurzgeschlossen, wodurch stufenweise die Stromstärke im Motorankerkreis
erhöht wird. Wenn das letztere Paar von Schalterkontakten 38 und io geschlossen
wird, dann findet eine Erregung des letzten Relais iiostatt, wodurch seine Kontakte
geöffnet werden und der Kurzschluß 'des Widerstandes 135 über die Leitungen, 131
und 132 aufgehoben wird, so daß nunmehr dieser Widerstand in. Reihe mit der Feldspule
io5 des Motors geschaltet wird und sich so die Motordrehzahl erhöht. Man ersieht
mithin, daß allein der einfache Vorgang des Schließens des Anlaßschalters F bewirkt,
daß die elektromagnetische Vorrichtung B die Schalter A in richtiger zeitlicher
Aufeinanderfolge schließt, um die'Stromstärke und Drehzahl des Motors M in geeigneter
Weise zu erhöhen. Wenn der Anlaßschadter F wieder geöffnet wird, dann wird Magnet
B stromlos, und die Schalter A werden selbsttätig geöffnet, um den Motor stillzusetzen.
Das gleiche tritt ein, wenn die Elektromagnetvorrichtung B aus irgendeinem anderen
Grund stromlos werden sollte.
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Wenn. der Anlaßschalter F geschlossen und die Elektrom.agnetvorrichtung
B erregt - bleibt, dann wird, falls der Dampfdruck im System über den vorbestimmten
erwünschten. Höchstwert ansteigt, die vom Druck beeinflußte Vorrichtung C in der
bereits beschriebenen Weise in Wirksamkeit treten, um die Schalter A zu öffnen.
In diesem Falle werden die Schalterkontakte 38 und io zuerst geöffnet, mithin das
Relais iio stromlos und seine Kontakte geschlossen, so, daß der in Reihe mit der
Feldspule 105 liegende Widerstand 135 kurzgeschlossen wird, wodurch eine Herabsetzung
der Drehzahl erfolgt. Wenn diese verringerte Drehzahl des Motors und mithin auch
die verringerte Brennstäffzuführung zum Ofen bereits eine Herabsetzung des Dampfdruckes
auf den eingestellten Höchstwert zur Folge haben, dann werden die Kontakte 38 und
io wiederum geschlossen und das Relais zio geöffnet, um die Motordrehzahl zu erhöhen.
Wenn jedoch der Dampfdruck in der Druckvorrichtung C allein durch Öffnen der genannten
Kontakte 38 und io noch nicht hinreichend herabgesetzt wird, dann öffnen sich andere
Kontakte, um zusätzliche Widerstände in den Ankerstromkreis des Motors einzuschalten,
so. daß die Drehzahl so, lange herabgemindert wird, bis der Dampfdruck auf den eingestellten
Höchstwert zurückkehrt, worauf die vorher geöffneten Kontakte sich wiederum schließen,
um die Motordrehzahl zu erhöhen.
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Es ist mitunter erwünscht, den Motor M während einer gewissen Zeit
mit verringerter Drehzahl zu betreiben, beispielsweise während des Anheizens des
Systems vor dem normalen Betrieb. Um dies zu ermöglichen, wird der Anlaßschalter
F in. eine Zwischenstellung bewegt, so daß der Kontakt i i i zwar mit dem feststehenden
Kontakt i 12, nicht aber mit dem feststehenden Kontakt i 13 in Berührung gelangt.
Die beiden erstem. Relais zo6 und 107 werden dann nacheinander erregt, um den Motor
in Gang zu setzen., wobei der Widerstand 127 kurzgeschlossen wird und der
Motor .also mit den Widerständen r2,5 und r26 im Ankerstromkreis, jedoch ohne den
Widerstand 135 im Feldstromkreis läuft. Das Schließen der übrigen Schalter der Anordnung
A ist zur Erregung der Relais io8 bis i io unwirksam, weil die Stromkreise dieser
Relais beim Kontakt i z3 unterbrochen sind.
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Die, in Fig: 8 dargestellte, abgeänderte Ausbildungsform der Schalteinrichtung
gemäß der Erfindung unterscheidet sich von der bisher beschriebenen in folgenden
Punkten. Es ist ein einheitlicher Schalthebel 17, vorgesehen, der als Ganzes
geschwenkt wird, wenn er durch die Aufwärtsbewegung des Stößels 31" der Druckvorrichtung
C in Öffnungsrichtung bewegt wird. Die beweglichen Kontakte 34 bis 38 sind auf dem
Hebel 17, nachgiebig gelagert, in gleicher Weise wie die entsprechend bezifferten
Kontaktstücke auf dem Isolierblock 33 der Vorrichtung gemäß Fig. i. DieVorrichtung
zum selbsttätigen Schließen des Schalters besteht aus einer Spule 59a von, gleicher
Bauart wie bei der früher beschriebenen Anordnung. Ein Magnetkern 54" erstreckt
sich in das obere Ende der Magnetspule, während in ihrem unteren Teil ein beweglicher
Anker 56" angeordnet ist. Das obere Ende einer Zugfeder 140 ist mit dem unteren
Ende des beweglichen. Ankers 56" verbunden, während das untere Federende auf einem
zentral angeordneten Rohrstutzen 142 des Dämpfungskolbens 143 befestigt ist. Ein
Stößel 144 ist ebenfalls am oberen Ende des Rohrstutzens 1q.2 befestigt, vorzugsweise
mit Hilfe eines Stiftes 45, und erstreckt sich nach oben durch Mittelbohrungen 146
und 147 im beweglichen Anker 56" und im Magnetkern 54a, Das obere Ende des Stößels
144 ist mit dem Ende 23a des Schalterantriebshebels verbunden. Diese Antriebsverbindung
kann irgendeine geeignete Bauart aufweisen, bei der auf die Änderung der Winkellage
des Schalterantriebshebels während der Schließ-und Öffnungsbewegung des Schalters
Rücksicht genommen ist.. Für die vorliegenden Zwecke ist am oberen Ende des Stößels
144 ein. Block 148 befestigt. Dieser Block hat eine Fahne 149 mit einem offenen
Schlitz zum Eingreifen in einen. Querstift 149" des Hebelendes. Aus der beschriebenen
Bauart ist ersichtlich, daß bei »Aus«-Stellung der Schalter der Anordnung A, wie
sie in Fig. 4 dargestellt ist, der bewegliche Anker 56a, der Dämpfungskolben 143
und der Stößel 144 sich in ihrer tiefsten Stellung relativ zum Boden des Dämpfungszylinders
i5o befinden. Es ist ferner ersichtlich, daß bei einer derartigen Stellung der genannten
Teile der bewegliche Anker 56" auf der Feder 140 ruht und diese Feder frei von Spannung
ist.
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Beim Schließen, des AnlaßschaltersF.(s. Fig.7) wird die Magnetspule
5o" erregt und der bewegliche Anker 56" nach oben gezogen; wodurch die Feder 140
gespannt wird und ihrerseits einen federn: den Hub auf den Stößel 144 ausübt und
so den Schalterhebel 17, in einer solchen Richtung verschwenkt, daß seine einzelnen
Kontakte geschlossen -,verden. Dabei wird der bewegliche Anker 56" im wesentlichen
gleichzeitig mit dem Schließen des Anlaßschalters F über die volle Ausdehnung seines
Hubes
gezogen. Mithin haben, da der Stößel 144 lediglich durch die Zugspannung der Feder
140 angehoben wird, Änderungen in der Spannung des Hauptsteuerstromkreises keine
Änderung der Geschwindigkeit der Schalterschließbewegung zur Folge. Die Aufwärtsbewegung
des Stößels 144 relativ zum Anker 56" wird durch einen Anschlagkragen 141 begrenzt,
der auf dem Stößel 144 einstellbar befestigt ist.
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Die Geschwindigkeit der Schalterschließbewegung wird völlig durch
die Kontraktionsgeschwindigkeit der Feder 140 gesteuert. Dieses Ergebnis wird bei
der vorliegenden Ausbildungsform durch ein Umströmen der Bremsflüssigkeit 151 im
Dämpfungszylinder um den Dämpfungskodben 143 herum erreicht, derart, daß das Volumen
der umströmenden Flüssigkeit in dem Maße zunimmt, wie der Kolben durch die Spannung
der Feder iq.o nach oben gezogen wird. Die proportionale Volumenzunahme der umströmenden
Flüssigkeit kompen--"iert die proportionale Abnahme der Federspannung und sichert
so ein Schließen der einzelnen Sch.alterkontakte in gleichen Zeitabständen. Als
geeignetes Mittel zum Ausgleich der proportionalen Abnahme der Spannung von Feder
iq.o zum Zwecke der Erzielung obiger Ergebnisse verläuft die Innenwandung
152 des Dämpfungszylinders i5o etwas schräg, so, daß eine entsprechend größere
Menge der Flüssigkeit 151 zwischen Dämpfungskolben und Zvlinderwandung herumströ,mt,
wenn der Kolben nach oben, gezogen wird. Um eine einstellbare Änderung der Schalterschließze
t zu ermöglichen, ist der Dämpfungskolben 1.43 mit einer Mehrzahl kleiner Durchlaßka.näle
153 versehen, die hinsichtlich Größe und Anordnung den Löchern 71 der früher beschriebenen
Ausbildungsform entsprechen. Ein oder mehrere der Kanäle können je nach der Einstellung
eines Scheibenventils 154 geöffnet sein, welches in seiner Bauart der Platte 67
gemäß Fig. 2 entspricht und in. seiner Lage durch eine Feder 155 gehalten. wird,
die der Feder 69 jener anderen Ausbildungsform entspricht. Eine im Rohrstutzen 142
des Dämpfungskolbens angeordnete Kugel 156- dient zum Verschluß eines einzigen Durchtrittskanals
157 während der Aufwärtsbewegung des Kolbens, gibt aber diesen Kanal unter dem Druck
der Flüssigkeit 151 während der Abwärtsbewegung des Kolbens frei, so d.aß eine vergleichsweise,
rasche Scha.lteröffnungsbewegung bei Unterbrechung des Steuerstromkreises ermöglicht
wird, d. h. wenn derAnlaßschalter F geöffnet worden ist.
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Es ergibt sich also, daß beim Schwenken. des Schalthebels 17, in Öffnungsrichtung
zufolge der Aufwärtsbewegung des vom Dampfdruck angetriebenen Stößels 3 ia die einzelnen
beweglichen Schalterarme auf dem Schalthebel 17, sich vom ihren. ortsfesten Gegenkontakten
nacheinander in genau der gleichen Weise abheben, wie es weiter oben beschrieben
worden ist. Diese Öffnungsbewegung des Schalters bewirkt jedoch eine Rückführung
des Dämpfungskolbens 43, der gegen den Bogen des Dämpfungszylinders 15o bewegt wird,
wodurch die Dämpfungsvorrichtung wieder in Bereitschaftslage ist, um irgendeine
darauffolgende Schließung des Schalters zu verzögern, selbst wenn der Dampfdruck
in der Vorrichtung C plötzlich auf oder unter den eingestellten Höchstdruck fallen
und dadurch den Stößel 31a vom Schalterarm fortbewegen sollte, entsprechend der
in Fig. .4 dargestellten. Lage.
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Der elektrische Stromkreis zum Anlassen und Regeln des Motors M ist
für die beschriebene abgeänderte Ausbildungsform der nämliche: wie bei der früheren.
Da die meisten Bauteile der Ausbildungsform gemäß Fig. 8 die, nämlichen sind wie
.bei jener gemäß Fig. i, wurden auch die gleichen Bezugszeichen benutzt.