DEP0029545DA - Elektrischer Schalter mit Stoßkontakten. - Google Patents

Description

Paul Ii♦ Müller* _χ^ Hannover, den 2α» Dezember^-"l948

J Rich,eWagnerstrasse 7 A

Elektrischer Schalter mit Stoßkontakten.

DiV Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter aiit Stoßkontakten. Diese haben vor Walzenschaltern mit Schleifkontakten den Vorteil längerer Lebensdauer. Dieses ist beim G-egenstand der Erfindung im besonders hohen Maße der FaIl₁ da eine schnelle Kontakttrennung zwangläufig gesichert ist, und nicht durch Festhalten des Schalthebels verhindert wird.

Die Zeichnung stellt die Erfindung dar. Abb.l zeigt durch die Schalterachse geführte Schnitte, in der linken Hälfte den Schnitt M-M₁ der durch das Kontaktbrüekenstüok geführt ist, und rechts den Schnitt N-N₁ der mitten zwischen benachbarten Kontaktbrückenstücken hindurchgeht. Abb.·2 zeigt eine Draufsicht auf das Gehäuse.E mit den Verbindungen -der Kontaktstücke, Abb»j den Schnitt 0-0 rechtwinklig zur Achse, Abb« 4 die Abwicklung eines Zylinderschnittes durch die Wälzkörper, Abb. 5 das Getriebeschema und Abb. 6 den Schalthebel. Abb» ¹J zeigt einen Längsschnitt durch einen Doppelschalter, ,wie er für Stern-Dreieck-Wendeschalter erforderlich ist. Abb. 8 das Schaltschema dafü;., Abb.9 und 10 die Kpntaktknopfanordnung für Dreieck- und Sternschaltung, Abb», 11 und 12 Schnitte rechtwinklig zur Achse des Doppelschalters nach Abb. 7*~-^ <*U· '*^/****—. Ä«~-

Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung wird in erster ^Linie dadurch erreiqht, dass zur Übertragung der, Schaltbewegung zwischen dem Schalthebel a und dem Kontaktbrückenträger b ein Zwischenglied c eingeschaltet ist, das der Schalthebel ä nach Überwindung eines toten Ganges-mitnimmt und das seinerseits im ausgeschalteten Zustande mit dem Schaltbrückenträger b durch die Kraft einer Feder d .und als Kniehebelgetriebe wirkende in Versenkungen e und 'f der Teile b und ο -liegende Wälzkörper ο (Kugeln oder Rollen) verbunden ist, sodass diese Teile gekuppelt mittels des Schalthebels, a von der einen in die andere 4urch Anschlag g festgelegte Schaltstellung gebracht werden können und bei weiterer Bewegung des Schalthebels a das Zwischenglied c sich gegenüber dem Schalt-brückenträger b verschiebt, wo'durch die Wälzkörper O₁ die Versenkungen e und f verlassen, die Glieder b und c auseinanderdrücken, dadurch zunächst die Feder' d und dann die unter den einzelnen Kontakt brückenstücken h liegenden Federn i zusammendrücken, sodass die Kontaktbrückenstücke h gegen die Kontaktstücke k,m oder m^n bezw. k',m' oder m^f,n' bezw. k¹¹,!»·¹ oder m",]!¹¹ gedrückt werden.»

Akt«; ψ 2^5 VIII »/21 ο B Qr.2?

Betr: Besohrelbung vom 29.Dezember 1946

Auf Seite 2 im 3. Absatz« 8 Zelle hinter .......dargestellt sind, bitte folgenden Satz einzufügen:

§ Der Kreisbogen, den der perüttrüagspunkt 24 der in Abb. 6 strichpunktiert gezeichneten Kugel um den Berührungepunkt 23 bei der Bewegung der Platte c gegenüber der Platte b aacbt, ißt In Abb. 5 dargestellt.

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Der tote Gang zwischen dem Schalthebel a und dem Zwischenglied c kann, wie Abb.l und 6 dieses erkennen lassen» dadurch erreicht werden, dass der Stift 8, der den Hebel mit der Welle verbindet, in Löchern F des Hebels a. liegt, die in Drehrichtung erweitert sind* Stattdessen kann in gleicher Weise auch die Verbindung zwischen der Schaltwelle und der Nabe des Zwischengliedes c ausgeführt sein*

Die Wälzkörper O₁ die in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel drei auf den Umfang gleichmässig verteilte Kugeln ο sind, •ruhen im ausgeschalteten Zustande des Schalters, wie der Schnitt M-M der Abb, 1 erkennen lässt, in Vertiefungen des Zwischengliedes c, während symmetrisch dazu' der obere Teil der Kugeln in Vertiefungen des G-liedes b liegt» Dieses Glied b trägt die Kontaktbrücken h, die von einem Körper aus Isolierstoff gehalten werden und unter dem Drucke einer Feder i stehen. In diesem zusammengekuppelten Zustande der GIioder b und ο nehmen beide in gleicher Weise an der Drehung der Welle auf dem Teil des Umfanges teil, den der Anschlag g, der sich in einer Aussparung des Gehäuses B bewegt, zulässt..

Sobald der Ansohrag g die eine oder andere Endstelle erreicht hat, wird bei einer weiteren Drehung der Welle D der Kontaktbrückenträger rb nicht mehr folgen können. Das Zwischenglied c wird sich dann allein weiterdrehen, wodurch die Kugeln ο die Vertiefungen in den Teilen b und c, in denen sie ruhen, verlassen, was nur "durch Anheben des Kontaktbrückenträger^ möglich ist. Die Teile gelangen dann in die Stellungen, die in Abb.4 in einem abgewickelten Zyiinderschnitt dargestellt sind.|Bei dieser Bewegung wird der Kugelkäfig s von den Kugeln mitgenommen, dieser, macht ebenso wie die Kugeln selbst einen halb so langen Weg wie das Zwischenstück c gegenüber dem Kontaktbrückenträger b* Dieses hat zur Folge, dass der mit dem Teil c verbundene Stift u^f und der mit dem Teil b verbundene Stift u" an den Umfang der für sie im Kugelkäfig s vorgesehenen Löcher t' und t" gelangen· Sobald dieses der Fall ist, ist eine weitere Drehung nicht mehr möglich« Der Schalter ist dann eingeschaltet. Die Kontaktbrücken h nmxäwn verbinden immer je zwei der Kontakte des Gehäuses B. Bei einem Drehstromschalter, wie- er als Beispiel in der Zeichnung dargestellt ist, geschieht dieses durch drei Kontaktbrücken»

Wird jetzt, um den Strom zu unterbrechen, der Schalthebel a in entgegengesetzter Bichtung wie beim Einschalten gedreht, go werden durch die Drehung des Zwisoheristückes c die Wälzkörper ο über die Kanten der Versenkungen in den Teilen b und c.geführt.

Unter dem Einfluss der Federn springen sie dann plötzlich unter Ausnutzung des toten Ganges des Schalthebels a gegenüber der Welle D in die Versenkungen der Teile b und c hinein* wodurch sich die Kontaktbrücken sehr schnell von den Kontakten entfernen und der Kontaktbrückenträger in die in der Zeichnung dargestellte lage zurückkehrt*

Wird der Schalthebel noch weiter gedreht, sp wird,wenn es sich um einen Wendeschalter» wie als Beispiel in der Zeichnung dargestellt* handelt* der S4hsch«.ltvorgang in gleicher Weise, wie es beschrieben wurde_t nach der anderen Seite vor sich gehen*

Die Drehstromzuführungen zum Schalter sind in Abb# im üblicher Weise mit E_tS und T bezeich.net, die Abführungen zum Motor mit u*v und w.

Um ein sicheres Festhalten des Schalters in eingeschaltotem Zustande auch bei Erschütterungen zu gewährleisten* empfiehlt es sich dort* wo die Wälzkörper ο im eingeschalteten Zustande auf den Teilen b und c aufliegen, geringfügige Vertiefungen voxkzusehen.

Der Schalter kann auch bei entsprechender Anordnung der Kontakte als einfacher Ein- und Ausschalter nur einer Phase oder als Mehrfachschalter benutzt werden» z.B# um bei Eechtsdrehung nur eine* bei Linksdrehung mehrere Lampen einzusehalten«

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung als Stern-Dreieck-Wendeschalter» Einen solchen Schalter zeigt Abb»7 - Er besteht aus zwei spiege'lbildartig übereinander angeordneten Schaltern, wie Abb· 1 einen darstellt. Belage Schalter 2 und 3 befinden sich in dem gemeinsamen G-ehäuse B^f* an dem Sich aussen die Anschlußklemmen befinden* Das Ganze ist in dem Topf C untergebracht* der bis oben mit Bei gefüllt sein kann» Dieses ist sowohl für alle mechanischen Teile als auch für die Unterdrückung der Funken beim Schaltvorgang von Vorteil»

Zwischen den beiden Sehaltern* 2 beispielsweise für die Sternschaltung und 3 für die Dreieckschaltung* befindet sich die fest mit der Welle D¹ verbundene Betätigungsplatte 4, welche Abb» 7 im Meridiansohnitt* die Abb. '11 un4 12 im Schnitt rechtwinklig zur Achse zeigen»

Das Schaltschema* dem der Schalter zu genügen hat*zeigt Abb. 8* die dafür erforderlichen Anordnungen der Kontaktknöpfe stellt Abb.9 für den unteren Dreieokschalter 3 und Abb.10 für den oberen Sternsohalter 2 dar. Dabei sind die Kontaktbrücken h für die Schaltung in einem Drehsinne als die Kontaktkrröpfe überdeckende ausgezogene Kreise* die Kontaktbrücken ti* für die Schal-

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tung im anderen Drehsinne als punktierte Kreise eingezeichnet. Wie ersichtlich, wird durch den Übergang der Kontaktbrücken aus der ausgezogen gezeichneten Stellung in die punktierte Stellung der Drehsinn-Wechsel durch Vertauschen der Zuleitungen R und S erreichtt Im Schema, Ab.b»8, iät dieses durch Hinzufügen der in Klammern gesetzten Buchstaben[Rf und (S) angedeutet.

Wie aus dem Kontaktknopfschemata Abb*~9 und 10 zu entnehmen ist, müssen die Kontaktbrücken, um aus der Stellung für den einen Drehsinn (auggezogener Kreis h) in die Stellung für den anderen Drehsinn (punktierter Kreis h^f) gebracht zu werden, um einen gewissen Winkel um die Achse D' gedreht werden* Bei der Sternschaltung -Abb. 10 sind beispielsweise 15° gewählt_t bei der Dreieckschaltung Abb.9 aus praktischen Rücksichten 120-15=105°« Ausserdem muss die Betätigungsplatte' 4 bei der Drehung des Schalthebels im einen Sinne zunächst den Sternschalter ein- und dann wieder ausschalten, uivd darauf den Dreieckschalter einschalten·

Bei der Rüokdrehung des Schalthebels und damit der Betätigungsplatte 4 muss der Dreieckschalter ausschalten und der Schalthebel muss in die Ausganggstellung gelangen, ohne den Sternschalter wieder eingeschaltet zu haben. Durch Betätigung des Schalthebels über die Ausgangstellung hinaus nach der anderen Seite_t soll der Motor in entgegengesetztem Drehsinn umlaufen und sich bei der Schaltung im übrigen alles entsprechend abspiegeln wie beim Schaltvorgang der anderen Seite.

Erreicht wi'rd dieses daduroh, dass die Betätigungsplatte 4 mit einem Knaggen 5 verseh&n ist, der die Schalthebeldrehung auf die Zwischenglieder c¹ für die Sternschaltung und c¹¹ für die Dreieckschaltung überträgt» In den Abb* 11 und 12 ist die Betätigungsplatte 4 in Mittelstellung bei ausgeschaltetem Schalter dargestellt. In Abb» 11 sind die Teile für die Einwirkung der Betätigungsplatte 4 ^ai*f das Zwischenglied c^f für die Sternschaltung dargestellt. Die Betätigungsplatte 4 kann, wie aus Abb_#ll ersichtlich, um einen gewissen Winkel nach beiden Drehrichtungen aus der. Mittellage des Knaggen 5 verdreht werden, ehe dieser an die Klinke 6 stösst, welche bei J am Zwischengliede c^f feelagert ist» Sobald der Knaggen 5* z«B* durch Drehung der Betätigungsplatte im Sinne des Uhrzeigers die Klinke 6 erreicht, nimmt er das Zwischenglied o' bei weiterer Drehung mit, bis der Anschlag g¹ seine eine Endstellung erreicht. Bei weiterer Drehung nimmt wohl-das Zwischenglied o^f, nicht aher der Kontaktbrückenträger b¹ an dieser teil, öer Kontaktbrückenträger drückt vielmehr die

Köntaktbrücken auf die Kontaktknöpfe und schaltet dadurch den Motor mit Sternschaltung ein. Bei noch weiterer Drehung der Betätigungsplatte 4 drückt der Knaggen 5 die Klinke 6 weiter, bis die . Rolle 8, welche am entgegengesetzten Hebel der Klinke 6 gelagert ist» den Buckel 9 dea Gehäuses B* erreicht. Dadurch wird die Klinke 6 vom Knaggen 5 abgehoben». Das'Zwischenglied c' kann dadurch unter dem Einfluss der Fe dernVznrücks ohne Ilen,» weil die Auslösung erfolgt» ehe die Mitten seiner Wälzkörper den obersten Rand der Vertiefungen, in denen ,die im ausgeschalteten Zustande ruhen, übersehritten habe-a#

Wie Abb« 12 erkennen lässt» nimmt der Knaggen f> nijlt seinem unteren Teil bei der Drehung aus seiner Mittellage außerdem die Nase 10 des Zwischengliedes c^M mit und dreht dieses zunächst soweit herum» bis der Anschlag g^!t seine eine Endstellung erreicht hat und damit die Kontakt brücken des Kontaktbrückenträgers b" den Kontaktknöpfen für die Einschaltung gegenüberstellen* Dieses ist der Fall, nachdem die Klinke 6, ausgelöst und damit der Sternschalter ausgeschaltet txtx hat# Nun beginnt bei weiterer Drehung der Betätigungsplatte 4 und damit des Zwischengliedes c" das Andrücken der Kontaktbrücken des Kontaktbrückenträgers b¹¹ und damit die Einschaltung des Motors in Dreieckschaltung* In diesem Zustande bleibt der Schalter stehen» da die Wälzkörpermittelpunkte die Ränder der Vertiefungen überschritten haben» in denen sie im ausgeschalteten Zustande ruhen und die Wälzkörper zweckmässig in geringfügigen Vertiefungen der Platte des Zwischengliedes c" zur Ruhe kommen.

Um Auszuschalten wird der Schalthebel a' in entgegengesetzter Richtung wie beim Einschalten gedreht. Dadurch stößt der Knaggen 5 gegen die Nase 10' des Zwischengliedes c*¹, das da-, dh kätdht id Ut d Eifl d Fdd^

durch rückwärtsgedreht wird* Unter dem Einfluss der Federnytnid^ der durch die Wälzkörper.bedingten Bewegung des Zwischengliedes eⁿ gegenüber dem Kontaktbrückenträger b^w schnellen nach geringfügiger Rüokwärtsdrehung des Schalthebels a^! die Kontaktbrücken von den Kontaktknöp£en und unterbrechen den Strom»

Der Schalter kann dann im gleichen oder umgekehrten Sinne aufs Neue eingeschaltet werden* Wird er im umgekehrten Sinne eingeschaltet» so übernimmt die Klinke 6' die Rolle der Klinke 6 und die Nasen 10' und 10 vertauschen ihre Rollen. Abb* 13*14 und 15 stellen eine weitere Ausbildung des Schalters für selbsttätige Ausschaltung dar» die erfolgt» sobald mindestens eine der drei Phasen überlastet ist. Jede der Stromzuführungs»

klemmen R_tS oder T, z*B. die in der Zeichnung dargestellte Klemme it j ist mit einem als The-rmostat dienenden Bimetallstreifen 12 Verbunden» - Dieser> wie Abb» I4 erkennen lässt, U-förmig geknickte Bimetallstreifen 12 hat im ausgestreckten Zustande die in Abb«15 dargestellte Form. Er besteht aus einem länglichen Streifen, der in der Mitte derart geschlitzt isfcj dass die Enden zusammenhängen. Ein in der Mitte des oberen Teiles des Streifens zugeführter und in der !«litte unten wieder abgeführte Strom wird sich in dem Streifen naoh beiden Seiten verteilen und über die Enden des Streifens nach der Mitte des unteren Teiles des Streifens strömen* Der untere Teil des Streifens 12 ist durch das Metallstück 13$ welches ihn auf dem Gehäuse-b in richtiger Lage festhält, metallisch mit dem Kontakt verbunden* Die mittleren Teile der Unförmigen Bimetallstreifen liegen» um 120° gegeneinander versetzt, gegen Seiten des sechskantig gestalteten oberen Teiles des Gehäuses B an*

Mit der Welle D fest verbunden ist die Scheibe 14»welche ausser drei Vorsprüngej z.B* nach unten abgeknickte Lappen I5 besitzt* deren senkrechte Kanten sich im eingeschalteten Zustande des Schalters gegen Enden der U-förmigen Bimetallstreifen legen und zwar bei einem Wendeschalter die einen Kanten gegen die einen Enden der Bimetallstreifen bei der Einschaltung in. einem firehsinn und die anderen Kanten gegen die anderen Enden der Bimetallstreifen bei der Einschaltung im anderen Sinne* Die Scheibe 14 oder mindestens'die Kanten, welche sich gegen die !^metallstreifen 12* legen, müssen aus elektrischen Nichtleitern bestehen»

Wird nun bei allem oder-, wenigstens einem Bimetallstreif en die Stromstärke zu gross, so erwärmt sich der Bimetallstreifen 12 so stark, dass die fielen Schenkel der U-förmigen Körper sieh nach aussen krümmen^ also voneinander entfernen. Dadurch drücken die Enden der Bimetallstreifen 12 gegen die senkrechten Kanten der Lappen 15# Eine Drehung der Scheibe 4 mit der Welle D und Ausschaltung das Sehalters ist die Folge* Diese Wirkung tritt sowohl bei der Einschaltung im einen wie im anderen Sinne bei Stromüberlastung ein*

Claims (1)

1. Dr.#**Ing.Paul H* Müller* Hannover_f- den 29* Dezember I948

   BiciuWagnerstrasse 7 A

   Elektrischer Schalter mit Stoßkontakten. Patent^kaHsprüc-he j

   1·) Elektrischer Schaltsr mit Stoßkontakten, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der Schaltbewegung zwischen dem Schalthebel (a.) und dem SchaItbrückenträger /b) ein Zwischenglied (ο)eingeschaltet ist, das der Schalthebel/aj nach Überwindung eines toten Ganges mitnimmt und das seinerseits im ausgeschalteten Zustande mit dem Sehaltbrückenträger b durch die Kraft einer Feder ά tind als Kniehebelgetriebe wirkende in Versenkungen (e junäi fJdejUJfe liegende Wälzkörper % verbunden ist, so- ^^^v^dass diese Teile gekuppelt mittels des Schalthebels £aj von der

   einen in die andere durch Anschlag £g) festgelegte Sc haltete llung gebracht werden körinen, und^oei weiterer Bewegung des Solialthe· bels{a)das Zwischenglied (c) sich gegenüber dem Schaltbrückenträger (b) verschiebt, wodurch die Wälzkörper (p) die Versenkungen^ UtftH^nä. tj verlassen, Fn* ·&2>ί,»^τ^1» iuid & auseinander drücken, da-{&) M**<& duroh zunächst die Feder /d)undvaie unter den einzelnen Kontaktbrückenstücken(h) liegenden Fe d'er^ii) zusammendrücken, so dass die Kontaktbrückenstücke h gegen di<S3iontaktstücke (k,m oder m,n teezw* k'jin¹ oder m'jn' bezw« k^M,m" oder m",n"jgedrückt werden.

   2«) Elektrischer Schalter nach Anspruch l_t dadurch gekennzelohnet, dass für die drei Wälzkörper £>j ein Käfig (sJvorgesehen ist, der ausser den drei Löchern für die Wälzkörper (o) noch ein Loch(t^fJ,-in das !Öüf'stift (u'j dea Zwischengliedes-tcjund ein Lochet¹*)» in das $£& Stift ^u") des Kontaktbrücken-trägers (bjeingreift, aufweist, wobei die Lage und der Durchmesser der Löcher (t¹ ujfrd tⁿ) sowie Lage und Durchmesser der Stifte (u' und U¹M so gewählt sind, dass der Käfig(s)und damit di»e Wälzkörper (o)im eingeschalteten Zustande' des Schalters in bestimmter Lage gehalten werden*

   3·) Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, dass der tote Grans^zw. 1 sehen Shualthebel (ajund Zwischenglied (el durchweinen in delyWefle (Djvorgesehenen, radialen Stift ^ der in einem Langloch(J¹Jdes Schalthebels(a\ liegt, erreicht wird.

   4·) Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass did^Kontakte (k,m,n bezw.k' ,m' ,n' bezw. k^H,m^M,n-^lV derart angeordnet und verbunden sind, dass durch symetrische Ausgestaltung der Wälzkörperlagerung bei Rechtsdrehung des Schalthebels (aj Motor in dem einen Drehsinne/ bei Linksdrehung des »« Schalthebels LaJ im anderen Sinne, eingeschaltet wird*

   5») Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus zwei in Achsenrichtung spiegelbildartig übereinander angeordneten SchalterrSytnliier für Stern-, der andere für Dreieckschaltung besteht, deren Zwischenglieder (c¹ und c^M) einander zugekehrt sind, wobei sich zwischen beiden die fest 'mit der Schaltwelle (D') verbundene Betätigungeplatte (4)init einem Knaggen (5)*befindet, der bei einer Drehung der WeIIe(P') aus der Mittellage zunächst durch Mitnahme einer beweglichen* federnden am Zwischengliede Cc¹) gelagerten Klinke (6 )den Sternschalter einschaltet, der bei weiterer Drehung der Welle Ip') durch Auslösung der Klinke(6Jwieder ausgeschaltet wird* worauf der Knaggen [5) durch ja3% von ihm mitgenommene Nase (10J des Zwischengliedes (c^w)den Dreieckschalter eingeschaltet, der bei Drehung der Welle (D') im umgekehrten Drehsinn durch Druck des Knagjgens (fj)auf die Nase (lO'),wleder ausgeschaltet wird.

   6#) Elektrischer- Stern-Dreieck-Schalter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter zur Erzielung wechselnder Drehrichtung ein Zwischenglied (c')mit einer zweiten Klinke C6') symetrisch zur Klinke (6)besitzt, sodass bei einer Drehung* der Welle (D') im einen Sinne die Schalter für den einen Drehsinn des Motors, bei einer Drehung der Welle (J)¹J im anderen Sinne^. die Sehalter für den anderen Drehsinn des Motors betätigt, werden»

   7») .Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in an sich bekannter Weise in einem mit OeI gefüllten Topf ClI) untergebracht ist,

   8») Elektrischer Schalter nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, dass einimit der Welle (D) fest verbundene^ e^14) außen Vorsprünge (15) besitzt, deren nichtleitende Kanten sich bei der Einschaltung des Schalters gegen die freien Enden stromdurchflossener Bimetallstreifen(12) legen, die sich bei, ^i *t Stromüberlastung infolge Erwärmung krümmen und dadurch * (14) una/ffelle (D) drehen und den Schalter ausschalten*