DE318573C - - Google Patents

Description

Die zur Zeit gebräuchlichen Drei- bis Fünfwegeumscralter (Knickhebelumscbalter) können deshalb keinen Anklang finden, weil die Zeit zwischen dem Ausschalten, Neueinstellen und Wiedereinschalten eines Spe'sungskontaktes auf einen anderen sehr groß ist, daher z. B. bei Beleuchtungsanlagen sich jede Schaltarbeit durch Zucken und Erlöschen des Lichtes unangenehm bemerkbar macht. Bei der. Umschaltung von Motorstromkreisen tritt dieser Übelstand noch unangenehmer hervor, da sämtliche Motoren mit vorschriftsmäßigen Nullspannungsauslösern sofort bei Beginn der-Schaltarbeit ausfallen und nach Beendigung derselben ein Neueinlegen der Anlasser erforderlich machen.

Es kann daher das Umschalten mit solchen Knickhebelumschaltern selbst von dem geübtesten Schalttafelwärter nicht so schnell vorgenommen werden wie mit einem gewöhnlichen Schnellumschalter (Schnappumschalter), der bei geschickter Bedienung ein Herausfallen der Motoren ausschließt oder in den seltensten Fällen eintreten läßt.

Um diesen Vorteil des Schnappumschaliers auch einem Knickhebel-Mehrwegeumschalter zu. sichern, sind zwar verschiedene Voi'schläge zu Abänderungen gemacht worden, die letzteren haben aber einerseits die an sie geknüpften Erwartungen nicht erfüllt, anderseits sind die. Kmckhebel-Mehrwegeumschalter im Aufbau umständlicher, platzraubehder und vor allem bedeutend teurer. So ist beispielsweise eine an sich bekannte Schaltvorrichtung zum wahl weisen Umschalten eines Stromverbrauchers auf eine von beliebig vielen voneinander getrennten Stromquellen aus nicht weniger als sieben Teilen, nämlich zwei Wahlschaltern mit zwei Kontaktbahnen und einem Umschalter mit zwei Kontakten, zusammengestellt.

Der Vielwege-Schnelldoppelumschalter ,nach der Erfindung erfüllt alle Forderungen hinsichtlich des Einzelbetriebes mit Gruppenschaltung und des Parallelbetriebes zum schnellsten Belastungsausgleich ohne Schwankungen im Netze und ermöglicht eine erhebliche Verminderung der den Schalter bildenden Teile. Zu diesem Zwecke sind nach der Erfindung bei der ein- oder zweipoligen Schaltervorrichtung, die ein Einstellen und Umschalten eines Verbraucherstromkreises auf eine von mehreren voneinander getrennten Speiseleitungen ermöglicht, zwei gewöhnliche, um eine gemeinsame Achse unabhängig voneinander dreh- oder bewegbare Schalthebel- an- geordnet; diese sind zu einem Stellungswähler und Umschalter vereinigt, von denen ein jeder unabhängig von dem anderen ihm gegenüberliegenden Hebel eine bestimmte Kontaktr.tellung einnehmen und der letztgenannte Hebel derart zwangläufig ausgeschaltet werden kann, daß ein Stellungswählen und Umschalten gleichzeitig erfolgen kann. Um , ein zwangläufiges Ein- und Ausschalten beider Hebel zu ermöglichen, sind die in kreisförmigiund gleichmäßig verteilte Stromschlußstücke ^einzuschaltenden Hebel durch ein biegsames ■ Glied, beispielsweise durch einen in einem

Dreirollenlager geführten Draht oder eine Schnur oder durch Gelenkhebel und Federn miteinander verbunden. Mit dem jeweils als Speiseleiterwähler dienenden Umschalthebel kann gleichzeitig die Einschaltung oder Ausschaltung vorgenommen werden, was die Schaltarbeit vereinfacht sowie ein nahezu unterbrechungsloses Umschalten in möglichst kurzer Zeitspanne bei verringerter Kontakt-

zahl und bei kleinsten Übergangswiderständen gewährleistet und den Zusammenbau der Vorrichtung^ vereinfacht* und billiger gestaltet'sowie den von letzterer eingenommenen Raum vermindern läßt,

Gegenüber den~[obenerwähnten bekannten Schaltvorrichtungen kommen bei vorliegender Schaltvorrichtung nur ein Wahl- und Umschalter sowie zwei Wählerkontaktbahnen und Umschaltkontakte zur Verwendung; die Vor- ^l richtung besteht also nur aus vier Teilen. Mit dieser Verminderung der den Umschalter bildenden Teile ist !gleichzeitig eine vereinfachte Schaltarbeit und erhöhte Betriebssicherheit durch Verminderung der Fehlerquellen verbunden. ,

Eine einporige Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich durch einfache Anordnung eines zweiten Kontakthebels unter Beibehaltung der erwähnten Vorteile auch zweipolig ausführen,^während bei bekannten Schaltvorrichtungen zur Erzielung von doppelten Polen zwei getrennte Schaltvorrichtungen durch Gestänge gekuppelt werden müssen, wodurch die Vorrichtung ^umständlich und schwer bedienbar wird.

Der Mehrwege-Schnelldoppelumschalter gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 in Längsschnitt und teilweisem Schnitt, und in Fig. 2 in Draufsicht in einer Ausführung dargestellt.

Fig. 3 zeigt eine Einzelheit.

Auf der Grundplatte α ist eine stehende Achse δ angeordnet, auf der die beiden gewöhnlichen Umschalter c, d mit ihren federnd angehängten Funkenabreißern e derart aufgeschoben sind, daß der eine Umschalter d sich unabhängig von dem anderen drehen und einstellen läßt. Auf der Platte α sind im Kreise mehrere Schaltkontaktfedern f, an die unter der Platte die verschiedenen Leiter I, II, III angeschlossen sind, derart verteilt, daß in jeder Kreishälfte die gleiche Anzahl, je ein Kontakt der einen Hälfte und der gegenüberliegende Kontakt der anderen Hälfte, mit gleicher Speisung sich befinden. Unterhalb der Achse b ist bei g dör Verbraucherstromkreis angeschlossen.

Die beiden Umschalter c, d sind durch ein biegsames Glied, z. B. einen Draht oder eine Schnur i, miteinander verbunden, der bzw. die durch das in Fig. 3 ersichtliche Dreirollenlager j hindurchgeht. Jeder Umschalter ir,t zwischen den Lagerböcken auf einer drehbaren Scheibe k bzw. I ausschwingbar gelagert; zwischen beiden Scheiben eingelegte Sperrvorrichtungen m halten die Scheiben, in ihrer jeweiligen Stellung derart, daß der gewünschte Stromschluß zwischen den Schalthebeln c, d und dem bei g an die Achse b angeschlossenen Verbraucherstromkreis hergestellt ist. Zur Unterstützung der Sperrvorrichtungen m, zur besseren Führung der Schalthebel c, d und zur Verhinderung des Zwischenschaltens zwischen zwei benachbarten Speisekontakten ist konzentrisch um die Achse b und unter den Schalthebeln ein zylindrischer Aufsatz η mit den tiefen Schlitzen 0 zum Einsetzen der Schalthebel bzw. deren Funkenabreißer β sowie mit den weniger tiefen Schlitzen p vorgesehen, in die bei Ausschaltung der Vorrichtung die Schalthebel c, d wirkungslos eingelegt werden.

Der Arbeitsvorgang des Mehrfachschnelloder Schnappdoppelumschalters gemäß der Erfindung ist folgender:

Bei der Lage der Schalthebel in Fig. 1 und 2 ist der rechtsseitige Schalthebel d beim Speisekontakt II eingeschaltet, der Hebel c durch das biegsame Organ i und eine in seine Lagerböcke auf der Scheibe k eingelegte Wippfeder ausgeschaltet. Für eine Umschaltung des Verbraucherstromkreises auf eine andere Speiseleitung wird das Schaltmesser c durch Drehen über den gewünschten neuen Speisekontakt eingestellt und dann, wie beim gewöhnlichen Schalter, durch Eindrücken von c in den entsprechenden Schlitz 0 die Umschaltung bewirkt. Beim Eindrücken des Hebels c reißt die biegsame Schnur i den Schalthebel d unter Mitwirkung der zwischen den Lagerböcken auf der Scheibe I eingelegten und auf den Hebel d drückenden Wippfeder aus seinen Kontaktfedern f heraus. Das zugehörige Funkenabreißmesser e folgt unter Einwirkung der Schraubenfeder q in entsprechend bemessenem Abstande, wenn das gegenüberliegende Abreißmesser in den neuen Kontakt f gerade hineingleitet und bereits, durch die an ihm hängende Abreißfeder Vorkontakt erhält.

Auf diese Weise kann mit dem Umschalter als Speiseleitungswähler zugleich die Einschaltung vorgenommen werden, wie auch die Schaltkontakte zugleich als Stellungswähler und Umschaltkontakte verwendet werden können, die gleichzeitig die Kontaktgeber für die Umschalthebel bilden, im Gegensatz zu bekannten Anlagen, bei denen noch besondere Kontakte zwischengeschaltet und die sonst zugleich als Stellungswähler dienenden Umschalthebel durch besondere Bürstenhebel vertreten sind.

Bei Vielwege-Schnelldoppelumschaltern für !größere Stromstärken, z.B. über 350 Amp., I kann sich die in Fig. 4 und 5 in jDraufsicht

und Querschnitt ersichtliche Ausführung emp- I fehlen, die, als Flachbahnausführung gedacht, einpolig und zweipolig sein kann und infolge ihres niedrigen Aufbaues, geringster Räum-Inanspruchnahme sowie einfacher Schaltarbeit die Vorzüge des oben beschriebenen Knick- ! hebelumschalters mit großer Standfestigkeit vereinigt. Bei dieser abgeänderten Anordnung ! kommen die biegsamen Verbindungsglieder in j

ίο Wegfall, und die Einschaltung des einen bei j Ausschaltung des anderen Kontaktes wird j durch Vereinigung beider Kontakte zu einem | kippbaren gemeinsamen Ganzen gesichert. Auf der Grundplatte α ist in den Lagerbocken r die Achse s gelagert, auf deren ! Enden die Schilder t als Träger der Schalt- · vorrichtung drehbar aufgesetzt sind. Zur Er- ! zielung eines starren, widerstandsfähigen G an- j zen sind die Schilder t durch den Träger u i mit dem Schaltergriff und durch die seitlich von ihm liegenden Schienen ν miteinander vereinigt, die für die Stellungswähler w,w' als ' Führung dienen und mit Rasten χ versehen j sind; in letztere können an den Wählern i sitzende Federn einschnappen, um immer eine j genaue Stellung der Wähler w, w' zu sichern. | Unter den Schienen υ sind auf der Grund- j platte α die Stromkreiskontakte y und neben diesen die Speiseleitungskontakte ζ angeordnet, j

welche, wie die Kontakte y, seitlich mit den j Funkenabreißfedern 1 oder sonstigen, den Schaltstromstärken angepaßten Funkenlöschern besetzt sind.

Zur Erleichterung der Drehung des Umschalters sind entweder unter den Schildern t und in der Grundplatte α die Blatt- oder Sperrfedern 2, die in eine Nut auf der Unterseite des Schildes eingreifen, oder eine zwischen der Grundplatte und dem Oberteil des Form-Stückes eingefügte Schraubenfeder 3 vorgesehen.

Die Kontaktbürsten 4 in den verschiedenen Stellungswählern w, w' sind bei 5 an dem Rasten- \ gleitstück der letzteren mittels Gelenke be-

45. festigt. .

Die Arbeitsweise des Umschalters nach Fig. 4 und 5 ist dieselbe wie diejenige des Umschalters nach Fig. 1 und 2. ■ '■· ■

Mit dem für 100 bis 1000 Amp. bestimmten Vielwege-Schnelldoppelumschalter nach Fig. 6 bis 10 werden alle Forderungen sowohl hinsichtlich des Einzelbetriebes mit Gruppenschaltung als auch des Parallelbetriebes zum allerschnellsten Belastungsausgleich ohne Schwankuhgen im Netze erfüllt. Zu diesem Zwecke sind bei der abgeänderten ein- oder zweipoligen Schaltvorrichtung auf einer feststehenden Achse voneinander unabhängig drehbare Rohrwellen konzentrisch angeordnet, von denen die beiden äußeren die Bürstenkontaktschalthebel als Stellungswähler und Umschalter und die dritte innere den Umschaltermechanismus tragen; zwischen: den Bürstenkontaktschalthebeln von runder Zellenschalterform ist eine Doppelkontakt bahn angeordnet. Durch die Vereinigung dieser Teile ist eine Schaltvorrichtung geschaffen,- die außer erheblicher Raumersparnis fürden\Uinschalter eine Vereinfachung und Beschleunigung der Schaltarbeit, eine wesentliche _L Vexbilligung der Herstellungskosten sowie eine Verminderung der Schaltkontakte und Übergangswiderstände, wie auch eine wasserdichte Ausführung zur Verwendung der Schaltvorrichtung in feuchten Schwerbetrieben, z. B. in Bergwerken, Schiffen usw., ermöglicht.

Zur zwangläufigen Ausschaltung des einen beim Einschalten des anderen Schalthebels, wenn gerade der Einschalthebel mit den Funkenabreißfedern oder Funkenlöschern Kontakt herstellt, sind die beiden rohriörrnigen Bürstenkon takthebelträger in der dritten Rohrwelle derart zwangläüfig geführt, daß die auf letz-. , terer montierte Momentschaltfedervorrichtung die durch Hand eingeleitete, gleichzeitig erfolgende Ein- und Ausschaltgleitbewegung der beiden Hebel mit ihren Rohrwellen und Handrädern im letzten Augenblick zu einer Monientbewegungzu beschleunigen vermag. Bei dem Schnelldoppelumschalter kann mit dem jeweils als Speiseleiterwähler dienenden Schalthebel gleichzeitig die Ein- bzw. Ausschaltung vor- · genommen werden, womit eine einfachere. Schaltarbeit sowie ein nahezu unterbrechungsloses Umschalten in möglichst kurzer Zeit bei verringerter Kontaktzahl und bei kleinsten Übergangswiderständen gewährleistet ist*..'■· die nicht größer als bei einem normalen Hebelausschalter sind. Auch hier wird durch die gleichzeitige Verwendung der Schalterkontakte als Stellungswähler und Umschaltkontakte die Möglichkeit einer wasserdichten Ausführung erzielt.

Der vorstehend gekennzeichnete abgeänderte Mehrwege-Schnelldöppelumschalter ist in Fig;·6 im Längsschnitt, und in Fig. 7 in.'· Draufsicht in doppelpoliger Ausführung, dargestellt. Fig. 8, 9 und 10 zeigen Einzelheiten. ■;·

In dem Gehäuse 6 (Fig. 6) oder auf einem Ständer hinter der Schalttafel ist in·: die no Schaltplatte 7 eine stehende . Achse 8 ·.; ;fest eingesetzt, auf die drei einander umschließende, je für sich drehbare und in der Längsrichtung verschiebbare Hohlwellen 9, _: 10, 11 aufgeschoben sind. Die Hohlwellen 9 und 10 tragen n₅ unten die sich ■ einander gegenüberstehenden Bürstenkontakthebel c, d und oben die Handräder 12, Zwischen den. Kontakthebeln. sind auf der Schaltplatte 7 die Kontaktbahnen in Form von U-förmigen Klötzen 13 angeordnet, die eine einfache Verbindung zwischen_; den sonst getrennten Kontaktstücken .sowie-eine

Ersparnis an Arbeit und Material ermöglichen. Die Kontakte 14 sind zwecks sicherer, selbst bei angestrengtem Betrieb nicht lösbarer Verbindung auf der Platte beiderseitig gelagert und zur leitenden gegenseitigen Verbindung mit Gewindebolzen derart verschraubt, daß erstere fest auf der Platte aufliegen. Zu diesem Zwecke sitzen die Gewindebolzen in dem einen Kontaktstück mit feingängigem, in dem anderen mit grobgängigem Gewinde. Die innere Hohlwelle 11 trägt zu ihrer Gleitbewegung unten eine Schlitztrommel oder Schnecke 15 mit der Schaltbewegung angepaßter Steigung; diese Gleitbewegung tritt durch einen in den Schlitz greifenden Finger 16, der' auf einem am Lager 17 befestigten Arm 18 sitzt, in Wirksamkeit und teilt sich den Hohlwellen 9 und 10 wie folgt mit:

Durch die Drehung des Schalthebels 19 nach rechts oder links in die Ein- bzw. Aus-, schaltstellung der Wahl- und Schaltkontakthebel c, d wird jeweils der an der Hohlwelle 11 starr befestigten Schlitztrommel oder

. Schnecke 15 eine nach oben oder unten gerichtete Gleitbewegung erteilt, die durch den Schnappmechanismus 20 auf dem Lager 17 zu einer plötzlichen Bewegung verstärkt wird. Bei der Bewegung der Trommel 15 nach oben drückt diese von unten gegen die die Kontakthebel d tragende Hohlwelle 10, die in einer der Schaltbewegung angepaßten Länge bei 23 (Fig. 6) bis auf den Boden der- hohlen Trommel 15 hineinragt; die Trommel schiebt die Hohlwelle 10 durch die Brems- oder Stillsetzteile 21 (in Fig. 10 näber angedeutet) hindurch nach oben, bis- der Bund 24 außen an genannter Hohlwelle gegen das untere Ende der Welle 9 trifft und der letzteren dabei eine Gleitbewegung erteilt.

Die Bewegung der Hohlwelle nach unten geht in umgekehrtem Sinne vor sich, indem bei der Drehung des obersten Schalthebels 19 in der zur vorherigen Bewegung entgegengesetzten ■ Drehrichtung die an genanntem Schalthebel 19 sitzende, zugleich aber auf der Welle 11 befestigte Nabe 25 die mittlere Hohlwelle 10 abwärts verschiebt. Bei dieser Verschiebung wird durch Anstoßen des Bundes 26 auf der Welle 10 die Welle 9 mit abwärts verschoben.

Ein bei großen Drehschaltern bis 1000 Amp. benutzter Schnappschaltmechanismus ist in Fig. 9 ersichtlich.

Mit der Verschiebung der Wellen 9 und 10 ist eine Verschiebung der mit Funkenabreißfedern oder Löschern geeigneter Art versehenen ■ Bürstenkontakte 22 verbunden. Zur Erleichterung der Verschiebung der Wellen . gegeneinander können Kugel- oder Rollenlager und für die wasserdichte Ausführung Stopfbüchsen vorgesehen sein.

Mit jedem der durch die Hohlwellen 9 und 10 ■ mit den Kontakthebeln c, d verbundenen Handräder 12 wird die Stellungswahl der gewünschten Speiseleitung vorgenommen, während mit dem Schalthebel 19 auf der Hohlwelle ii, auf der die Schlitztrommel 15 sitzt, die Ein- bzw. Ausschaltung der Kontakthebel c, d bewirkt wird.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 6 und 7 ist beispielsweise folgende:

In diesen Figuren ist der doppelpob'ge Kontakthebel c in eingeschalteter Stellung auf Speiseleitung II eingestellt, der untere doppelpolige Kontakthebel d dagegen ausgeschaltet. Soll nun die Speisung von Leitung III erfolgen, so wird mit dem in Ausschaltstellung befindlichen Stellungswähler 12, 10, d durch Drehen des Handrades 12 die gewünschte Stellung in III eingenommen und dann der Hebel 19 im Sinne eines Schnapphebelschalters bewegt, so daß unter Vermittlung der Teile 19, ϊΐ, 15, 20 die Ausschaltung des Kontakthebels c und die Einschaltung des Kontakthebels d plötzlich erfolgt.

Claims (9)

P ATENT-An Sprüche:

1. Vielfach-Schnelldoppelumschalter zum beliebigen Einstellen und Umschalten eines Verbraucherstromkreises auf eine von mehreren voneinander getrennten. Speiseleitungen, gekennzeichnet durch die Vereinigung zweier gewöhnlicher, um eine ge- ^! meinsame Achse unabhängig voneinander drehbarer Schalthebel (c, d) zu einem Stellungswähler und Umschalter, von denen ein jeder, unabhängig von dem anderen ihm gegenüberliegenden Hebel, eine bestimmte Kontaktstellung einnehmen und der letztere derart zwangläufig ausgeschaltet > werden kann, daß das Stellungswählen und ■ Umschalten gleichzeitig erfolgen kann (Fig. 1 und 2).

2. Vielfach-Umschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die gegenseitige Verbindung der in kreisförmig und gleichmäßig verteilte Stromschlußstücke (f) einzuschaltenden Hebel (c, d) durch ein biegsames Glied, beispielsweise in Gestalt eines durch ein Dreirollenlager hindurchgeführten Drahtes (i), einer Schnur oder durch. Gelenkhebel und Federn derart, daß das Ein- und Ausschalten der genannten Hebel zwangläufig erfolgt.

'

3. Vielfach-Umschalternach Ansprüchen ι und 2, gekennzeichnet durch die Einlagerung von Wippfedern in die Böcke (Jt, I) für die durch das biegsame Glied (i) miteinander verbundenen Schalthebel, deren durch Hand eingeleitete Umschaltarbeit nach Aufhebung der Verbindung mit ihren

Stromschlußstücken (e) und Funkenlöschern (f) sowie nach der Entspannung von (i) durch die Wippfedern derart beschleunigt wird, daß das Umschalten in möglichst kurzer Zeit nahezu ohne Unterbrechung erfolgt.

4. Vielfach-Umschalter nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Enden der Schalthebel (c, d) auf unabhängig voneinander und um eine gemeinsame Achse (δ) drehbaren Scheiben (k, I) gelagert sind.

5. Vielfach-Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Wegfall-des biegsamen Gliedes (i) die messer- oder bürstenförmigen Schalterkontakte auf als Rasten dienenden Schienen (vj und zu beiden Seiten eines mit letzteren (v) gemeinsam verbundenen, unter Kippwirkung stehenden Handgriffträgers (u) angeordnet und die Umschalt- und Stellungswählkontakte (y, z) für die Stromzu- und -ableitung parallel zu den genannten Schienen (v) gelagert sind (Fig. 4 und 5).

6. Vielfach-Umschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer oder Bürsten an den auf den Schienen (v) verschiebbaren Gleitstücken gelenkig befestigt sind und der Wirkung von Blattfedern dergestalt unterstehen, daß das Drehmoment verstärkt wird und ein inniger Stromschluß gesichert ist.

7. Vielfach-Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stellungswähler und Umschalter dienenden Schalthebel auf voneinander unabhängig drehbaren, ineinandersteckenden Hohl-, wellen (9,10,11) gelagert sind und zwischen genannten Schalthebeln eine Schaltplatte (7) angeordnet ist (Fig. 6).

8.- Vielfach Umschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Schaltplatte (7) Stromschlußstücke (13, 14) angeordnet und zur Verhütung der Lockerung der letzteren Schraubenbolzen mit Gewinde von verschiedenem Schraubengang in die Schaltplatte eingelassen sind.

9. Vielfach-Umschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hervorrufung der Schaltbewegung der mit Bürstenkontakten besetzten Schalthebel an dem unteren Ende der inneren Hohlwelle (11) , eine als Hubvorrichtung dienende Schlitztrommel oder Schnecke (15) und eine Bremsscheibe (21) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.