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Schalter mit mehreren Schaltstellungen, insbesondere Hochstrom-Stufenschalter
Die Erfindung betrifft einen Schalter mit mehreren Schaltstellungen, insbesondere
Hochstrom-Stufenschalter, dessen zur Änderung der Schaltstellung dienendem Drehantrieb
mechanische Mittel zugeordnet sind, die ein Sternrad und einen mit diesem zusammenwirkenden
Sperrzylinder enthalten und während der Schaltbewegung der beweglichen Kontaktglieder
die Kontaktgabe zwischen denselben und den ortsfesten Kontakten aufheben. Bei Schaltern
mit mehreren Schaltstellungen, bei denen beim Ändern der Schaltstellung die beweglichen
Kontaktglieder auf den festen Kontakten schleifen, müssen für beide Kontaktelemente
Materialien mit guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere abriebfeste Materialien,
gewählt werden. Es ist bekannt, daß derartige mechanisch hochwertige Matrialien
im allgemeinen keine günstigen elektrischen Eigenschaften zeigen. Besonders nachteilig
macht sich bei ihrer Verwendung als Kontaktmaterial die Eigenschaft bemerkbar, daß
sich im Laufe der Zeit Fremdschichten mit sehr hohen Widerstandswerten bilden, die
große und veränderliche Übergangswiderstände darstellen. Diese veränderlichen Übergangswiderstände
machen beispielsweise bei Meßkreisen ein ständiges Justieren erforderlich.
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Es ist daher bereits ein Schalter mit mehreren Schaltstellungen bekanntgeworden,
dessen zur Änderung der Schaltstellung dienendem Drehantrieb mechanische Mittel
zugeordnet sind, die ein Sternrad und einen mit diesem zusammenwirkenden Sperrzylinder
enthalten und während der Schaltbewegung der beweglichen Kontaktglieder die Kontaktgabe
zwischen denselben und den festen Kontakten aufheben.
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Da bei diesem Schalter während der Schaltbewegung die beweglichen
Kontaktglieder nicht auf den festen Kontakten schleifen, braucht bei der Wahl des
Kontaktmaterials keine Rücksicht auf mechanische Eigenschaften genommen zu werden,
sondern die Kontaktmaterialien können allein im Hinblick auf die günstigsten elektrischen
Eigenschaften gewählt werden, Außer Sonderlegierungen sind hierfür insbesondere
Edelmetalle, ihre Legierungen oder die Plattierung beider geeignet.
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Die bekannte Lösung besitzt aber den gerade bei derartigen Schaltern
sich besonders bemerkbar machenden Nachteil eines relativ großen Platzbedarfs. Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Schalter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen,
der bei geringstem Platzbedarf alle günstigen Eigenschaften der bekannten Lösung
aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sternrad den
Tragkörper für die beweglichen Kontaktglieder und ein ihm gegenüberstehendes Lagerteil
für die mechanischen Mittel den Tragkörper für die ortsfesten Kontakte bildet.
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Während bei der beschriebenen bekannten Konstruktion die mechanisch
und die elektrisch wirksamen Teile konstruktiv voneinander getrennt sind, stellen
bei der Erfindung die für die Lösung der mechanischen Aufgaben dienenden Teile,
insbesondere das Sternrad, zugleich die Träger für die elektrischen Kontakte dar,
so daß ein Minimum an Platzbedarf garantiert ist.
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Die mechanischen Mittel heben bei einer zweckmäßigen Konstruktion
unter dem Einfluß des zur Änderung der Schaltstellung betätigten Antriebes vor der
Schaltbewegung der beweglichen Kontaktglieder dieselben von den festen Kontakten
ab. Umgekehrt ist es aber auch möglich, die mechanischen Mittel so auszubilden,
daß sie unter dem Einfluß des zur Änderung der Schaltstellung betätigten Antriebes
die festen Kontakte von den beweglichen Kontaktgliedern vor der Schaltbewegung derselben
abheben.
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Man kann, wie es bei der eingangs beschriebenen bekannten Lösung der
Fall ist, den Sperrzylinder im Bereich des Sternrades in dessen Lage bei Kontaktgabe
zwischen den Kontaktgliedern und den Kontakten als Gleitfläche ausbilden, so daß
der Sperrzylinder die Drehung des Sternrades dann verhindert, und auf dem Sperrzylinder
im Bereich des Sternrades bei abgehobener Kontaktgabe Ausnehmungen und/oder Zapfen
vorsehen, die dann eine Drehung des Sternrades vornehmen. In diesem Fall ist es
zweckmäßig, daß die mechanischen Mittel außerdem einen Kurvenzylinder enthalten,
der im Schalter auf der den Kontaktgliedern abgewendeten Seite des Sternrades angeordnet
ist und, bewegt durch den Drehantrieb, die Bewegung des Drehantriebes vor bzw. nach
der Schaltbewegung der Kontaktglieder in eine geradlinige
Bewegung
des Sternrades zur Aufhebung bzw. Wiederherstellung der Kontaktgabe umsetzt.
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Zur Vermeidung von Störungen ist es wichtig, daß der Eingriff zwischen
Sternrad und Sperrzylinder in keinem Zeitpunkt aufgehoben ist. Zu diesem Zweck kann
der Kurvenzylinder über einen Zahntrieb durch den Drehantrieb bewegt werden und
so ausgebildet sein, daß ein stetiger Eingriff vorhanden ist.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in F i g. 1 und 2 schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei stellt F i g. 2 einen Schnitt
längs der Linie II-II in F i g. 1 dar.
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Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel sind mechanische
Mittel vorgesehen, die unter dem Einfluß des zur Änderung der Schaltstellung betätigten
Antriebes vor der Schaltbewegung der Kontaktglieder dieselben von den Kontakten
abheben. Diese Mittel sind Teile eines Pausengetriebes; sie werden von dem Drehantrieb
1 über den Zahntrieb 2, 3, der eine Anpassung der Drehzahl des Kurvenzylinders 4
an die jeweils vorliegende Zahl der beweglichen Kontakte 5 gestattet, angetrieben.
In der in F i g. 1 wiedergegebenen Stellung befindet sich der Kurvenzylinder 4 mit
seinem vorspringenden Teil gerade unter der Rolle 6, die mit dem Tragkörper 7 der
beweglichen Kontaktglieder 5 des Schalters in Verbindung steht und diesen gegen
die Kraft der Feder 8 um den Hub h des Kurvenzylinders 4 angehoben hat. In dieser
Stellung des Kurvenzylinders 4 ist daher die Kontaktgabe zwischen den beweglichen
Kontaktgliedern 5 und den festen Kontakten 9 gewährleistet. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel wird der gewünschte Kontaktdruck durch Federn 10
an den
beweglichen Kontaktgliedern 5 erzeugt.
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Ist dagegen der Kurvenzylinder 4 durch weitere Betätigung des Drehantriebes
1 in eine um 180° gegen die gezeichnete Stellung versetzte Stellung gedreht, so
ist die Rolle 6 und damit der Tragkörper 7 mit den Kontaktgliedern 5 um den Hub
h durch die Feder 8 herabgedrückt worden, und die Kontaktgabe zwischen den Kontaktgliedern
5 und den festen Kontakten 9 ist aufgehoben.
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Der Tragkörper 7, der auch ein Teil des Pausengetriebes bildet, ist
als Sternrad ausgebildet, das mit dem auf der Achse 11 des Drehantriebes 1 angeordneten
Sperrzylinder 12 zusammenwirkt. Der Sperrzylinder ist im Bereich des Sternrades
in dessen Lage bei Kontaktgabe zwischen den Kontaktgliedern und den festen Kontakten
als Gleitfläche ausgebildet. Diese Lage des Sternrades 7 ist in F i g. 1 dargestellt.
Der in F i g. 2 wiedergegebene Schnitt längs der Linie II-II zeigt, daß eine Drehung
des Sternrades 7 in seiner vorliegenden Stellung bei Betätigung des Drehantriebes
1 nicht erfolgt, da seine Flanken auf der Oberfläche des Sperrzylinders 12 gleiten
und der Zapfen 13 in einer anderen Ebene liegt (s. F i g. 1).
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Sobald nun der Kurvenzylinder 4 die bereits erwähnte, um 180° versetzte
Stellung eingenommen hat und das Sternrad 7 um den Hub h unter der Wirkung der Feder
8 nach unten bewegt ist, die Kontaktgabe zwischen den Kontaktgliedern 5 und den
festen Kontakten 9 also aufgehoben ist, befindet sich das Sternrad 7 in der Ebene
des Zapfens 13, so daß dieser zusammen mit der Ausnehmung 14 in dem Sperrzylinder
12 eine Drehung des Sternrades 7 und damit eine Änderung der Schaltstellung der
beweglichen Kontaktglieder 5 unter dem Einfluß des Drehantriebes 1 vornimmt. Durch
die erfindungsgemäße Konstruktion ist also ein Schleifen der Kontakte aufeinander
bei einer Änderung der Schaltstellung der Kontaktglieder vermieden, ohne daß zusätzliche
Handgriffe erforderlich werden. Auch eine zusätzliche Sicherung, beispielsweise
in Form einer Rasterung, zur Verhinderung der gleichzeitigen Drehung und Bewegung
des Sternrades 7 in die andere Ebene ist überflüssig.
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Auch bei einer großen Stufenzahl des Schalters, d. h. bei kleinem,
in F i g. 2 mit ß bezeichnetem Schaltwinkel des Sternrades, steht am Drehantrieb
1 ein relativ großer Arbeitswinkel a zur Verfügung, so daß die Steigung des Kurvenzylinders
4 flach gewählt werden kann. Dies macht sich hinsichtlich des am Drehantrieb 1 aufzuwendenden
Drehmomentes günstig bemerkbar. Selbst hohe Kontaktdrücke erfordern nur geringe
Antriebsdrehmomente, so daß der erfindungsgemäße Schalter in besonderem Maße für
die Fernsteuerung geeignet ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, die mechanischen Mittel derart anzuordnen,
daß unter dem Einfluß des zur Änderung der Schaltstellung betätigten Antriebes vor
der Schaltbewegung nicht die beweglichen Kontaktglieder, sondern die festen Kontakte
zur Aufhebung der Kontaktgabe abgehoben werden. Weiterhin ist es möglich, zu diesem
Zweck sowohl die Kontaktglieder als auch die Kontakte in entsprechender Richtung
beweglich auszubilden.
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Ferner ist es möglich, mehrere Kontaktsysteme gleichzeitig durch ein
gemeinsames Antriebsorgan zu betätigen.
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Schließlich ist es möglich, konstruktive Einzelheiten des in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiels zu modifizieren. So kann beispielsweise die Ausnehmung
14 so kurz gehalten werden, daß sie nicht bis in den Bereich des Sperrzylinders
12 verläuft, der im Bereich des Sternrades in dessen Lage bei Kontaktgabe
liegt.