DEP0028750DA - Ferngesteuerter Schalter - Google Patents

Description

In elektrischen Anlagen, zum Beispiel in der Ausrüstung elektrischer Lokomotiven oder in selbsttätigen Anlagen, ist es wichtig, Hauptschalter zu verwenden, die von einer verhältnismässig schwachen Energiequelle, wie einer Hilfsbatterie, mittels einer einzigen Leitung ohne Kontakte oder Relais, ohne Druckluft oder Schaltmagnetspulen fernsteuerbar sind. Diese Schalter sollen andererseits eine sehr sorgfältige Isolation gegen Erde, einen geringen Platzbedarf und eine für starke und für schwache Ströme geeignete Blaswirkung besitzen.

Die vorliegende Erfindung betrifft Schalter, bei denen diese Bedingungen besonders durch die Verwendung folgender Teile erfüllt sind:

1. Eine Maschine für schnelles Schliessen und Öffnen mit Freiauslösung, der vorzugsweise nur eine einzige Feder benötigt und durch einen Elektromotor mit Kurzschlussbremsung angetrieben wird.

2.) Zweier in Reihe geschalteter und in zwei verschiedenen Blaskammern untergebrachter Unterbrechungsstellen, die so angeordnet sind, dass die Unterbrechungslichtbögen sich nicht in freier Luft entwickeln können.

3. Pneumatischer Vorrichtungen, die zugleich die Dämpfung der beweglichen Teile und die Blasung der Lichtbögen durch Druckluft bewirken.

4. Einer magnetischen Verriegelung, die so ausgeführt ist, dass sie nicht hängen bleiben kann.

5. Einer doppelten Isolation gegen Erde und anderer weiter unten beschriebener Mittel.

In anderer Hinsicht gestattet die oben erwähnte, insbesondere bei der Abschaltung sehr schwacher Ströme wirkende, pneumatische Blasvorrichtung gemäss der Erfindung, die Windungszahl der magnetischen Blasspulen zu verringern, was zur Gewichts- und Raumersparnis beiträgt. Indem sie gestattet, die magnetische Blaswirkung zu verringern, vermindert diese Anordnung gleichzeitig die Unterbrechungsüberspannungen.

Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung bezogen auf einen Lokomotivschalter dar, der für eine Spannung in der Grössenordnung von 1500 Volt vorgesehen ist. In der Zeichnung zeigen

Abb. 1 bis 5 schematisch die verschiedenen Teile der Einrichtung in ihren verschiedenen Stellungen.

Abb. 6 zeigt die Einrichtung in Ansicht von der Seite der Blaskammern.

In dem betrachteten Beispiel hat der Schalter zwei in Reihe geschaltete Unterbrechungsstellen mit zwei festen und zwei beweglichen Kontakten. Diese letztgenannten sitzen auf einem gewissen Träger und werden durch denselben Mechanismus bewegt, der von einem kleinen Reihenschlussmotor angetrieben wird, welcher den Schalter schliesst, sobald man ihn durch die Batterie der Anlage speist. Diese Speisung wird selbsttätig aufrecht erhalten, bis der Schalter vollständig geschlossen ist und dann selbsttätig unterbrochen, während der Motor durch elektrische Kurzschlußbremsung mittels geringster Hilfskontakte stillgelegt wird.

In den Abb.1 bis 5 sieht man nur ein einziges Paar von Kontakten. Mann muss sich vorstellen, dass ein zweites Paar gleichartiger Kontakte sich hinter den dargestellten befindet.

Die Abb.1 zeigt den Schalter in geschlossener Stellung. Man sieht dort den einen der beiden festen Kontakte 1 von der Form eines Blasrohres und den einen der beweglichen Kontakte 2, der ein Horn 3 trägt und auf dem Träger 4 befestigt ist. Dieser Träger kann um das Gelenk 5 an dem Hebel 6 schwenken, welcher bei 7 angelenkt ist.

Der Hebel 6 hält durch den Haken 8 die obere Platte des Blasebalges 9 angehoben, die das Querstück 10 und die Blasdüsen 11 trägt.

Das bewegliche Gelenk 5 ist durch die Stange 12 mit dem unfesten Punkt 14 gelagerten drehbaren Anker 13 verbunden, der durch den Elektromagneten (Schaltmagneten) 15 angezogen wird. Die Zwillingsdurckfeder 16 stösst das rechte Ende des Trägers 4 nach unten, welches einen Stift 17 trägt, der in dem Langloch der Stan- ge 18 gleiten kann. Diese Stange ist an die Kurbel 19 angelenkt, die von dem Elektromotor 19' angetrieben werden kann. Dieser ist mit einer geeigneten Übersetzung ins Langsame versehen.

Die Kurbel 19 ist nicht starr auf ihrer Welle aufgekeilt, sonder hat ein Winkelspiel A (Abb.5), das beim plötzlichen Schliessen des Schalters wirksam wird, wie dies nachstehend erläutert ist. Die magnetische Blasung wird durch zwei in geeigneter Weise angebrachte Spulen 20 gewährleistet, die auf die beiden Unterbrechungsstellen wirken.

Die Auslösung des Schalters geschieht in folgender Weise (siehe Abb.2):

Sobald der Erregerstrom des Elektromagneten 15 durch ein geeignetes Mittel unterbrochen wird, dreht sich der Anker 13 unter dem Einfluss der (in Abb.2 nicht gezeigten) Feder 16 und der Stange 12 nach links, was mit dem Stift 17 gestattet, in dem Langloch der Stange 18 nach unten zu gleiten. Ferner kann sich der Träger 4 zuerst im Uhrzeigersinne drehen, wodurch der bewegliche Kontakt 2 in die gezeichnete, der Trennung der Kontakte vorhergehende Unterbrechungsstellung gelangt. Der Hebel 6 legt sich auf das Querstück 10 und der Träger 4 auf den Hebel 6.

Von diesem Augenblick an bewegen sich der Träger 4, der Hebel 6 und die obere Platte des Blasebalges 9 gemeinsam um den festen Punkt 7 schwenkend nach unten, wie dies Abb. 3 zeigt. Die Kontakte trennen sich schnell unter der Wirkung der Feder 16 (Abb.1), un ihre Bewegung wird am Ende ihres Weges gedämpft durch den Blasebalg 9, der durch die Düsen 11 Luftstrahlen auf die beiden Unterbrechungslichtbögen richtet. Diese pneumatische Blasung ist bei der Unterbrechung sehr schwacher Ströme nützlich, wenn die Ampèrwindungen der Spulen 20 nicht ausreichend sein können. Sie gestattet im übrigen, die Windungszahl der Spulen 20 zu verringern.

Die Schliessung des Schalters ist in den Abb.4 und 5 dargestellt. Um sie zu bewirken, speist man den (nicht gezeigten) Motor des Elektromagneten 15.

Die Kurbel 19 verlässt die in Abb. 1 bis 3 gezeigte Stellung und dreht sich im Sinne des Pfeiles, wodurch die Stange 18 nach oben bewegt wird, die mit dem Ende ihres Langloches den Stift 17 des Trägers 4 anhebt. Dieser letztere dreht sich gegen den Uhrzeigersinn, und der bewegliche Kontakt 2 legt sich auf den Anschlag 21, worauf der Stift 17 den Anschlag 29 berührt und den Hebel 6 anhebt, der sich von dem Querstück 10 trennt und durch den Haken 8 die obere Platte des Blasebalges 9 nach oben mitnimmt. Andererseits bringt sie mit dem Gelenk 5 aufsteigende Stange 12 den Anker 13 an den Elektromagneten 15.

Die Abb. 5 zeigt den Augenblick, in dem dieser Anker 13 den Kern des Elektromagneten 15 berührt hat, der ihn magnetisch festhält, und in dem die Kurbel 19 ihren oberen Totpunkt erreicht hat. Sobald dieser Totpunkt überschritten ist, gestattet das zu diesem Zweck vorgesehene Winkelspiel "A" der Kurbel 19, sich plötzlich im Sinne des Pfeiles F zu drehen, und zwar unter der Wirkung der Feder 16 (Abb.1), die das rechte Ende des Trägers 4 nach unten drückt, wobei sich der Stift 17 gegen das untere Ende des Langloches der Stange 18 legt. Der Träger 4 dreht sich also rasch im Uhrzeigersinn und der Kontakt 2 schliesst schnell den Stromkreis, wie dies Abb. 1 zeigt.

Sobald die Kurbel 19 den oberen genannten Totpunkt überschreitet, wird der Strom des Motors selbsttätig unterbrochen, dessen Anker kurzgeschlossen und der Motor stillgesetzt.

Man beachte, dass von diesem Augenblick an der Schaltet ausschaltbereit ist. Zu diesem Zweck genügt es, die Erregung des Elektromagneten (Schaltmagneten) 15 zu unterbrechen, wodurch das Gelenk 5 frei beweglich wird, der Träger 4 frei um den Punkt 17 schwenken und so die Kontakte trennen kann. Das stellt das Charakteristikum der "Freiauslösung" dar.

Um den Platzbedarf der Einrichtung auf ein Mindestmass zu beschränken, kann man sie in der durch Abb.6 gezeigten Art anordnen. Abb. 6 ist eine Seitenansicht der ganzen Einrichtung. Der oben beschriebene Mechanismus betätigt gleichzeitig die beiden beweglichen, mit den beiden festen Kontakten zusammenwirkenden Kontakte, wobei diese beiden Kontaktpaare in Reihe geschaltet sind.

Die Einrichtung besteht somit aus den beiden Blaskammern 22 und 23 und den beiden Blasspulen, welche die Blas- hörner 24 und 25 magnetisieren. Dadurch wird die Grösse der Unterbrechungslichtbögen herabgesetzt. Das Ganze ist auf dem Gerüst 26' aufgebaut, gegen welches die stromführenden Teile isoliert sind. Dieses Gerüst wird im Innern eines geerdeten Kastens 28 von Isolatoren 27 getragen, sodass der Schalter eine doppelte Isolation hat.

Dank der Verwendung von zwei Blaskammern, die in Reihe geschaltet sind, und der pneumatischen Blasung kann man den Raumbedarf jeder einzelnen sehr merklich herabsetzen und dadurch einen beachtlichen Gewinn im Platzbedarf des Ganzes erzielen.

Man beachte weiter, dass der Dauerkontakt durch den hinteren Teil der beweglichen Kontakte (Abb.1) bewirkt wird, der eine ausreichende Breite haben und einen starken Kontaktdruck ausüben kann, währen die Unterbrechung durch deren Enden (Abb.2) erfolgt. Zu beachten ist ferner, dass der Unterbrechungsabstand gross ist, was für die Unterbrechung schwacher Ströme Vorteile hat, und dass die Ausklinkung durch freie Lösung eines magnetischen Ankers niemals hängenbleiben kann.

Die beschriebene Ausführung zeichnet sich ausserdem durch die Tatsache aus, dass sie nur eine einzige Feder 16 besitzt, die zugleich den Kontaktdruck sowie die schnelle Öffnung und Schliessung des Schalters bewirkt, wie oben dargelegt.

Es versteht sich von selbst, dass die beschriebene Einrichtung nur ein Ausführungsbeispiel darstellt und abgewandelt werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (4)

1.) Schalter mit Freiauslösung, der bei gedrängter Bauart durch eine schwache Stromquelle ferngesteuert wird und zwei bewegliche, in Reihe geschaltete Kontakte besitzt, die mit zwei festen Kontakten im Inneren von zwei magnetischen Blaskammern zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerung auf einen beweglichen Träger (4) wirkt, der an seinem äusseren Ende die beweglichen Kontakte (2) in der Mitte ein an einem Schwenkhebel (6) angebrachtes bewegliches Gelenk (5) und an seinem inneren Ende eine Achse (17) trägt, die zunächst von einem kleinen Elektromotor (19') zur Schliessung mittels einer Langlochstange (18) und einer um einen Winkel schwenkbaren Kurbel (19) angehoben wird, worauf nach Überschreiten des Totpunktes dieser Kurbel der Träger (4) durch eine Druckfeder (16) plötzlich in die Schliesstellung der Kontakte gedrückt und durch einen Anker (13) festgehalten wird, der mit diesem Gelenk (5) verbunden ist und von einem Elektromagnet (15) angezogen wird, derart, dass nach Ausschalten der Erregung dieses Elektromagneten durch die Wirkung derselben Druckfeder der Schalter frei geöffnet wird.

2.) Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor nach Schliessen des Schalters durch Kurzschlussbremsung stillgesetzt wird.

3.) Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) mechanisch mit einem Blasebalg (9) oder einer ähnlichen Einrichtung zur Dämpfung der Kontaktbe- wegungen und für die Beblasung des Lichtbogens mittels Blasdüsen (11) verbunden ist.

4.) Schalter nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die spannungsführenden Teile gegenüber dem Gerüst (26) isoliert sind, das seinerseits auf im Inneren eines geerdeten Gehäuses (28) angeordneten Isolatoren (27) ruht.