DE594134C - Schalteinrichtung für elektrische Apparate, die an Netze verschiedener Spannung und Stromart anschließbar sein sollen - Google Patents

Description

Bei elektrischen Apparaten, beispielsweise Heizvorrichtungen, Heizkissen, Plätteisen o. dgl. ist es bekannt, diese Apparate mit einer Wählvorrichtung zu verbinden, durch die sich der Stromverbraucher beim Anschluß an das Netz selbsttätig der in dem Netz herrschenden Spannung und Stromart anpaßt. Man hat auch schon vorgeschlagen, das Wählen des richtigen Stromkreises durch das unterschiedliche Ansprechen eines Magnetkernes zu bewirken. Hierbei werden Wählvorrichtung und Verbraucher gleichzeitig an das Netz angeschlossen. Durch das unterschiedliche 'Ansprechen des Magnetkernes wird dann in den Stromkreis des Verbrauchers ein mehr oder minder großer Widerstand eingeschaltet, so daß der Verbraucher bei jeder Netzspannung gleichbleibenden Strom erhält. Alle diese bekannten Vorrichtungen, eignen sich aber nicht für empfindliche Verbraucher, beispielsweise Kinolampen, Röntgenröhren o. dgl., da hier schon ein geringer Stromstoß, der größer als der Normalstrom ist, genügt, um Zerstörungen oder Beschädigungen zu verursachen.

Durch die Schaltvorrichtung der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Erfindungsgemäß wird nämlich zuerst die Wählvorrichtung allein an das Netz angeschlossen und erst nachdem dieselbe den der Netzspannung entsprechenden Stromkreis des elektrischen Apparates ausgewählt hat, werden beispielsweise durch Weiterbewegen des Hauptschalters die von der Wählvorrichtung ausgesuchten Anschlußpunkte des elektrischen Apparates mit der Netzleitung verbunden. Auf diese Weise werden Stromstöße, die infolge zu hoher Spannung oder zu niedriger bzw. zu hoher Frequenz auftreten können, von dem Verbraucher ferngehalten. Außerdem kann die Wählvorrichtung, nachdem sie den richtigen Stromkreis ausgesucht hat, von der Netzleitung getrennt werden. Bei elektrischen Apparaten, bei denen ein Elektromotor verwendet wird, kann in besonders einfacher Weise mit dieser Einrichtung auch ein Drehrichtungswechsel für den Elektromotor bewirkt werden.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar

Abb. ι die freiliegende Schalteinrichtung in Ruhestellung in Draufsicht,

Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie B-B der Abb. 1;

Abb. 3 veranschaulicht die Einrichtung von der Seite in Pfeilrichtung A (Abb. 1) gesehen.

Abb. 4 zeigt die Einrichtung in gleicher Ansicht wie Abb. 1, jedoch eingeschaltet.

Abb. 5, 6 und 7 zeigen den Steüerungsmechanismus in vergrößertem Maßstabe, und zwar Abb. 5 in Ansicht, Abb. 6 in. .Seitenansicht und Abb. 7 in einer Ansicht gesehen nach der Linie C-C der Abb. 5.

Abb. 8 zeigt den Steuerungsmechanismus beim Ausschalten.

Abb. 9 zeigt den gesperrten Steuerungsmechanismus beim stromlosen Zustand.

Abb. io zeigt den Schaltmechanismus beim Ausschalten.

Abb. Ii und 12 zeigen eine Kontrolleinrichtung für die gesamte Vorrichtung in zwei verschiedenen Stellungen.

Abb. 13 stellt ein Schaltschema dar, während

Abb. 14 die Wirkungsweise eines Strom- und Spannungswählers wiedergibt.

Auf der Platte α ist drehbar ein Schalthebel 4 gelagert. Der Hebel 4 steht unter dem Einfluß zweier Spiralfedern 25° und 25*, die gegenläufig gewickelt sind und mit ihrem freien Ende einen am Hebel 4 befestigten Anschlag 26 und einen an der Platte ο befestigten Stift 20^a umgreifen. Auf diese Weise wird der Hebel 4 immer in der mittleren Stellung, wie Abb. 1 zeigt, gehalten. Am Hebel 4 sind z-wei Riegel ij^a und iy^b vorgesehen, die mit ihren freien Enden beim Schwingen des Hebels einen Schalter betätigen.

Da das gezeigte Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Polwechsler für einen Elektromotor ausgebildet ist, sind zu beiden Seiten des Hebels gleiche Elemente angeordnet.

Das dem Betätigungsknopf des Hebels 4 gegenüberliegende Ende ist gabelförmig ausgebildet und trägt zwei federgespannte Klinken 8, die jedoch nur nach innen, entgegen der Wirkung der sie spannenden Feder, umklappbar sind. Im Schwenkbereich dieser Klinken befindet sich ein Stift 9, welcher auf der Platte ο in einer Klappe 13, die um die Achse 13" schwenkbar gelagert ist, befestigt wird. Mit der Klappe 13 ist durch ein Gelenk der Kern 11 einer ebenfalls auf der Platte α befestigten Spule 10 verbunden. Die Klappe 13 ist aus Isoliermaterial hergestellt und trägt Kontaktstücke b und c, denen gegenüber feststehende Kontakte d, e, f und g auf der Platte α angeordnet sind. Eine Feder I2^a drückt die Klappe 13 und damit die Kontakte b und c in Ruhestellung gegen die feststehenden Kontakte d, e, f und g. Der Hebel 4 ist in der Nähe der Lagerstelle kreuzförmig ausgebildet, wobei der Quersteg 27 in den Bereich von Federn 14" und 14* ragt. Diese Federn besitzen umgebogene Winkel 15° und 15⁰, die sich seitlich an der Klappe 13 befinden. Mit dem Hebel 4 sind ferner Schleiffedern 5 verbunden, die zwisehen doppelten Kontaktteilen 6 und 6^a entlanggleiten. Der Kontakt 6 ist stromleitend, während der obere Kontaktteil 6° aus Isolationsmaterial hergestellt ist und Kontaktblättchen 7^a und y^b trägt. Die Kontaktstellen 6, y^a und y^b sind in später beschriebener Weise mit den Anschlußlitzen bzw. mit den Windungen der Spule 10 verbunden. Außerdem sind am Ende der Schaltteile im Schwenkbereich des Hebels 4 Arretierfedern 24° und 24* befestigt.

Die im Schwenkbereich der seitlichen Arme 17° und I7^Ö des Hebels 4 vorgesehenen Schalter sind folgendermaßen ausgebildet. Eine drehbar gelagerte Schaltplatte 30" bzw. 30⁰ trägt isoliert Kontaktstellen 31" und 31*, wobei mit der Schaltplatte Anschläge 18 verbunden sind. Die Lagerböcke 32° bzw. 32* für die Schaltplatte sind auf der Platte α befestigt. Außerdem sind auf derselben isoliert im Schwenkbereich der Kontaktplatten . 30" bzw. 30⁶ paarweise Kontaktstellen 20 bzw. 2o^a befestigt, die mit den Verbrauchsstellen des Apparates verbunden sind und durch die Kontakte 31°, 31* überbrückt,' d.h. geschlossen werden können.

Unterhalb des Hebels 4 ist ferner an der Platte α eine Kontrolleinrichtung für den Steuerungsmechanismus gelagert. Dieselbe besteht aus einem in der Platte α beweglich geführten Bolzen 2, welcher an einem Ende einen Bund 2° trägt. Zwischen demselben und der Platte ο ist eine Feder 1 vorgesehen. Das andere Ende des Bolzens 2 trägt eine Lasche 3, welche ihrerseits die im Lagerbock 28° bzw. 28* gelagerten Hebel 29° bzw. 29* beeinflußt. Die freien Enden dieser Hebel ragen in den Bereich des die Kontaktfedern 5 tragenden Ansatzes des Hebels 4.

In den Lagerböcken 32° bzw. 32* sind Klinken 23 schwenkbar gelagert, die jeweils durch eine Feder gegen die Kontaktplatte 30" bzw. 30⁶ gedruckt werden. Die Kontaktplatten selbst besitzen im Schwenkbereich der Klinken 23 befindliche Nasen 22. Die einzelnen Kontaktstellen sind folgendermaßen, wie das Schaltschema zeigt, untereinander verbunden. Mit den beiden Anschlußlitzen sind verbunden: Einerseits das eine Ende der Spulenwindung, ferner die Kontaktstellen e und f der Klappe 13, anderseits die stromführende Kontaktbrücke 6 und eine Hälfte je eines Kontaktpaares 20 bzw. 20" auf beiden Schalterhälften. Die übrigen Kontaktstellen 20, 2O^rt sind mit den Verbrauchsstellen, im vorliegenden Fall beispielsweise Motor und Lampe, verbunden, während die Kontaktstellen d und g der Klappe 13 zu einem in den Stromkreis des Motors und der Lampe eingeschalteten Widerstand h bzw. k führen.

Die Wirkungsweise der ganzen Vorrichtung ist folgende und wird an Hand des Schaltschemas nach Abb. Γ3 näher erläutert.

Die Anschlußlitze ist mit dem Netz verbunden. Wird nun der Hebel 4 z. B. nach links geschwenkt, so verbindet das Kontaktstück 5 die Kontaktstelle 6 mit dem Kontaktblech 7". Dadurch ist der Stromkreis über

die Spule io geschlossen. Dieselbe wird erregt und zieht den Kern ii entsprechend der Spannung oder Stromart mehr oder minder tief in sich hinein. Hierbei gibt der Stift 9 die Klinken 8 des Hebels 4 frei, so daß der Hebel weiterbewegt werden kann. Bei der Weiterbewegung des Hebels 4 wird dann durch den Arm iy^a die Schalteinrichtung 30° und 31° betätigt, so daß die offenstehenden Kontaktpaare 20 kurzgeschlossen werden. Ist die Spule 10 stromlos, so kann, wie ersichtlich, der Schalthebel 4 nicht aus der Nullstellung wegen des Stiftes 9 bewegt werden.

Die Spulenleitung, und zwar an den Kontaktstellen 6 und /", wird bei der Weiterbewegung des Schalthebels gleichzeitig unterbrochen.

Bei 110 Volt ist der Kern 11 während des Stromimpulses nur um ein geringes Maß in die Spule eingezogen worden, so daß die Klappe 13 nicht unterhalb der Rasten 15 zu liegen kam. Die Rasten schleifen lediglich seitlich etwas an der Klappe entlang; wird, wie bereits erwähnt, der Spulenstromkreis wieder unterbrochen, so kehrt die Klappe 13 in ihre Anfangsstellung zurück und schließt die Kontaktstellen d, e, f und g kurz. Die Widerstände h und k werden damit überbrückt, so daß der Stromverlauf nun folgender ist: Vom Pluspol χ .der Anschlußlitze führt der Strom über die" Kontaktstellen e, d und einen Regulierwiderstand über das Feld des Elektromotors und das zweite Paar der kurzgeschlossenen Kontakte 20 nach dem Kollektor des Motors, von da über das dritte kurzgeschlossene Kontaktpaar 20 zur Leitung, die von der zweiten Verbrauchsstelle kommt und von da über das erste kurzgeschlossene Kontaktpaar 20 zur Minusader Y der Anschlußlitze. Gleichzeitig wird von den ebenfalls an der Pluslitze angeschlossenen Kontaktstellen f, g der Strom für eine zweite Verbraucherstelle, in dem dargestellten Beispiel eine Lampe, geführt, wobei auch in diese Leitung in an und für sich bekannter Art ein Regulierwiderstand eingeschaltet ist. Von der Lampe führt die Leitung, wie bereits erwähnt, unter Vereinigung mit der Leitung von der ersten Verbraucherstelle über das erste kurzgeschlossene Kontaktpaar 20 zur Minusader Y der Anschlußlitze.

Bei 220 Volt wird der Kern 11 der Spule 10 während des Stromflusses stärker in die Spule eingezogen, so daß die Klappe 13 an den Rasten 15° und 15* vorbeischwingt und durch dieselben, da die Federn 14° und 14⁶ von dem Querarm 27 des Hebels 4 freigegeben sind, arretiert wird. Der Strom muß nun, sobald die Kontaktpaare 20 kurzgeschlossen werden, von der Plusader der Anschlußlitze über die Widerstände h und k fließen, da die Kontaktstellen d, e, f und g unterbrochen sind, um zu den Verbrauchsstellen, Motor und Lampe, zu gelangen. Im übrigen jedoch ist der Stromkreis genau der gleiche. Bei der Bewegung des Schalthebels nach rechts erfolgt der Anschluß des Verbrauchers in gleicher Weise, nur mit vertauschten Polen. '

In Abb. 14 ist eine Ausführungsform gezeigt, die sowohl die Stromart als auch bei jeder Stromart zwei verschiedene Spannungen selbsttätig wählt. Erreicht wird dies dadurch, daß bei Wechselstrom, und zwar 110 Volt, die maximale Wegstrecke, um die der Kern 11 in die Spule 10 hineingezogen wird, geringer ist als bei 110 Volt Gleichstrom, während dagegen bei 220 Volt Wechselstrom der Kernweg beim Einziehen desselben in die Spule größer ist als bei 110 Volt Gleichstrom, kleiner dagegen als bei 220 Volt Gleichstrom. Jeder Stromart und Stromstärke entspricht demnach eine ganz bestimmte Stellung des Kernes.

Es ist dann nur notwendig, mehrere Arretieranschläge 15 vorzusehen, die den Kern in den jeweiligen Stellungen arretieren und dadurch verschiedene Stromkreise bzw. Widerstände kurzschließen. .

Die ganze Vorrichtung kann jedoch nur benutzt werden, wenn der Apparat auf einer festen Unterlage steht, da sonst die Hebel 29° und 29* die Betätigung der Schaltplatte 30° bzw. 30⁶ verhindern.

Die Klinken 29" und 29* werden nämlich durch die Feder 1, Bolzen 2 und Lasche 3 geschwenkt, so daß das freistehende Ende des Hebels 29", 29* in den Schwenkbereich des Hebels 4 tritt und demselben den Schwenkweg versperrt. Abb. 12 zeigt diese Stellung, während aus Abb. 11 die Lage der Hebel 29° und 29^& in der Schaltstellung ersichtlich ist. Durch das Aufsetzen des Apparates wird die Lasche 3 nach oben gedrückt, so daß die unter Federwirkung stehenden Hebel 29° und 29* sich umlegen und den Weg des Hebels freigeben. Diese Kontrollvorrichtung hat aber außerdem eine \veitere Funktion. Wird z. B. ein eingeschalteter Apparat; bei dem der Hebel 4 verschwenkt ist, von seinem Standort abgehoben, so zieht die Feder 1 die Lasche 3 nach unten, so daß der Hebel 29° bzw. 29* den Hebel 4 über den Druckpunkt der Arretierungsfeder 24° bzw. 24* hinweggeschaltet und die Federn 25° bzw. 25* den Hebel 4 in die Mittellage und damit in die Nullstellung selbsttätig zurückbewegen. Bei dieser Bewegung wird auch die Kontaktstelle 20 bzw. 20° unterbrochen. Dies erfolgt folgendermaßen: Die Schalteinrichtung ist, wie Abb. 10 zeigt, durch die Klinke 23 und den

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Anschlag 22 arretiert. Bei der Zurückbewegung des Hebels 4 nimmt der Arm 17° die Klinke 23 mit, so daß die Verbindung zwischen Klinke 23 und Anschlag 22 gelöst wird und die Schaltplatte 30⁰ unter Wirkung der Feder 19 in die Ausschaltstellung schwingt. Das Abreißen des Kontaktes durch die Feder 19 erfolgt mit gleichbleibender Geschwindigkeit ganz unabhängig davon, mit welcher Geschwindigkeit der Schalthebel 4 bewegt wird. Sollte bei der Rückwärtsbewegung des Schalthebels 4 die Klappe 13 in der Stellung für Niederspannung sich befinden, so wird die Rückwärtsbewegung des

»5 Hebels durch das gabelförmige Ende desselben nicht behindert, da die auf dem gabelförmigen Ende gelagerten Klinken 8 federnd dem Stift 9 ausweichen, wie dies in Abb. 8 gezeigt ist. Außerdem werden die Federn 14" und 14* durch den Querarm 27 des Hebels 4 auseinandergedrückt, so daß die bei 220 Volt, wie Abb. 5 zeigt, arretierte Klappe 13 in ihre Ursprungslage (Abb. 1) zurückkehren kann, da durch das Zurückdrücken der Federn 14° und 14⁶ die Anschläge 15" und I5^& aus dem Bereich der Klappe 13 entfernt werden.

Bei jedem Ausschalten des Hebels 4, und zwar von Hand oder durch die Kontrolleinrichtung 1, 2, 3, 29° und 29^s, werden sämtliche Organe der ganzen Vorrichtung selbsttätig in die Ruhelage zurückversetzt, so daß bei einem abermaligen Einschalten immer die obenerwähnten Schaltvorgänge sich vollziehen, also immer eine abermalige Stromart bzw. Spannungswählung stattfindet.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Schalteinrichtung für elektrische Apparate, die an Netze verschiedener Spannung und Stromart anschließbar sein sollen, mit einer selbsttätigen Wählvorrichtung, die durch unterschiedliches Ansprechen eines Magnetkernes bei den verschiedenen Spannungen und Stromarten selbsttätig den der vorhandenen Netzspannung oder Stromart entsprechenden Stromkreis des Verbrauchers mit dem Netz verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Betätigung des Hauptschalters (4) der gesamten Schalteinrichtung zunächst nur die Relaisspule (10) des Wählschalters (13, e, f, g, h) auf das Netz geschaltet wird und dieser erst durch, das unterschiedliche Ansprechen des Relaisankers bei verschiedenen Spannungen und Stromarten die Anschlußpunkte des entsprechenden Stromkreises des Verbrauchers mit der Netzleitung verbindet bzw. auswählt.
2. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Nullstellung gegebenenfalls zur Polumkehrung nach beiden Seiten ausschwenkbare Hauptschalthebel (4), der die Relaisspule (10) einschaltet, beim Weiterbewegen den durch das Relais gewählten Stromkreis über besondere von ihm gesteuerte Schalter (30°, 31⁰J 20 bzw. 3ο⁶, 31⁶, 2ο^α) mit der Anschlußlitze der Netzleitung verbindet und gleichzeitig den Stromkreis für das Relais unterbricht.
3. 3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem _g Relaisanker (11) ein Sperrstift (9) gekuppelt ist, welcher bei stromlosem Zustande des Relais in den Bewegungsbereich von mit dem Hauptschalthebel (4) verbundenen Klinknasen (8) ragt und die Bewegung des Schalthebels (4) verhindert.
4. 4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Hauptschalthebel (4) zwei Sperrhebel (29°, 29⁶) zusammenwirken, die durch das Gewicht des Schaltapparates von einem federnden Nocken (1, 2, 3) beim Aufstellen des Apparates auf eine feste Unterlage derart gesteuert werden, daß sie den Hauptschalthebel (4) freigeben, bzw. wenn der Apparat von der Unterlage abgehoben wird, den Schalthebel (4) in die Nullstellung zurückdrücken und dort arretieren. ⁹^
5. 5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zurückbewegung des Hauptschalthebels (4) in die Nullstellung Sperrklinken (23« bzw. 23*) gelöst werden, so daß die vom Schalthebel (4) gesteuerten besonderen Schalter (30°., 31", 20 bzw. 3ο⁰, 3I⁶J 2o^fl) unter Federwirkung (19) geöffnet werden.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen