DE636022C - Elektrischer Kippschalter fuer Wechselstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen für elektrische Installationen, insbesondere Hausinstallationen, bestimmten Kippschalter, der den besonderen Verhältnissen bei Wechsel-S strom dadurch angepaßt ist, daß nur das Einschalten schnell, das Ausschalten dagegen langsam erfolgt. Zu dem Zwecke wird das Schaltglied während der ersten Hälfte des Schaltvorganges, wobei die Trennung der Kontakte stattfindet, unter Spannung einer Feder nach Maßgabe der von Hand bewirkten Verstellung des Antriebsgliedes langsam bewegt, wohingegen die zweite Hälfte der Schaltbewegung unter dem Einfluß der sich wieder entspannenden Feder steht.

Es gibt bereits elektrische Kippschalter, die in dieser Weise arbeiten. Bei ihnen sind der Handhebel und der Schaltpendel zu einem starren, doppelarmigen Hebel vereinigt. Zur beschleunigten Bewegung des Pendels während der zweiten Hälfte des Schaltvorganges wird die zur Erzeugung des_: Kontaktdruckes dienende Feder benutzt, die zwischen den beiden beweglichen Kontakten liegt, wobei diese Kontakte auf gekrümmten Leitflächen am Sockel gleiten. Diese bekannte Einrichtung hat mancherlei Mängel. Zunächst ist die beabsichtigte schnelle Einschaltung nicht sichergestellt. Wegen der starren Verbindung des Schaltpendels mit dem Handhebel kann nämlich die die schnelle Verstellung herbeiführende Feder nur dann zur Wirkung kommen, wenn man den Handhebel nach Überschreitung der Mittellage losläßt oder aber mit der Hand der durch die Feder bewirkten Schnappbewegung willig folgt. Tut man das nicht, dann wird auch die zweite Hälfte der Schaltbewegung, d. h. das Einschalten, nur langsam ausgeführt. Die Benutzung der den Kontaktdruck erzeugenden Feder als Schnellfeder hat den Nachteil, daß die beweglichen Kontakte auf dem ganzen Schaltwege am Sockel schleifen, was nicht riur wegen der Entstehung einer Metallbrücke an den Sockelflächen, sondern auch insofern ungünstig ist, *⁵ als dadurch die Bewegung des Schaltpendels gebremst wird. Schließlich ist die Schnellwirkung der Feder gering, \veil nur die aus dem Druck der Kontakte gegen die gekrümmten Sockelflächen sich ergebende Kornponente zur Wirkung kommt.

Bei dem den Erfindungsgegenstand bildenden elektrischen Kippschalter für Wechselstrom sind diese Mängel beseitigt, und es werden gleichzeitig noch wesentliche Vorteile erreicht. Gemäß der Erfindung besteht das Schaltergetriebe aus drei hintereinandergeschalteten schwingbaren Teilen, nämlich aus einem Schaltpendel, einem mit dem Pendel durch Längsschlitz und Zapfen in beiden Richtungen zwangsläufig gekuppelten doppelarmigen Hebel (Zwischenhebel) und einem mit diesem Hebel mit .einem Leerlauf gekuppelten Antriebs- oder Handhebel, wobei zwischen dem doppelarmigen Hebel und dem Schaltpendel eine das von diesen Teilen gebildete Kniegelenk in der Knicklage haltende Feder eingeschaltet ist. Bei dieser neuen Ausbildung des Kippschaltergetriebes ist nicht nur erne langsame Ausschaltung erreicht, sondem es ist zugleich auch die ebenso wichtige schnelle Einschaltung sichergestellt. Die

während der zweiten Hälfte des Schwingweges stattfindende Schnellverstellung ist nämlich sowohl vom Handgriff als auch vom Sockel vollkommen unabhängig, so daß die; Schnellfeder stets (nämlich auch beim Fe&t^ halten des Handhebels) mit Sicherheit zSft*,, Wirkung kommt, wobei sie ihre Kraft νοΐί^: entfalten kann, da eine Bremsung des Pendels durch Schleifen der Kontakte am Sockel ίο nicht stattfindet. Ein wesentlicher Vorteil besteht auch darin, daß am Schaltpendel keine für sich beweglichen, also losen Kontakte vorhanden sind. Die Schaltkontakte können vielmehr starr sein und am Schaltglied festsitzen, während für die Sockelkontakte die üblichen Blattfedern benutzt werden können. Trotzdem das Schaltergetriebe aus drei beweglichen Gliedern besteht, ist der Zusammenbau des Schalters verhältnismäßig einfach; denn es können alle drei Glieder und die Schnellfeder außerhalb des Schaltersockels mit der Lagerbrücke zusammengebaut werden, so daß das ganze Schaltergetriebe mit der Brücke als Ganzes am Sockel angebracht werden kann. Daraus, daß der doppelarmige Zwischenhehel mit dem Schaltpendel durch Zapfen- und Längssehlitz zwangsläufig gekuppelt ist, ergibt sich weiter der Vorteil, daß die Schaltbewegungen innerhalb des Getriebes selbst durch Anschlag des' Zapfens an das Ende des Längsschlitzes begrenzt werden. Es ist also nicht mehr notwendig, daß das Schaltglied am Sockel oder an der Brücke anschlägt. Das dadurch bei den bekannten Kippschaltern hervorgerufene starke Schaltgeräusch, das sich durch den Sockel auf die Wand fortpflanzt, ist also vermieden, so daß der neue Schalter sehr leise arbeitet. Zu erwähnen ist noch, daß trotz der Dreigliedrigkeit die beiden Endstellungen des Schaltergetrieb es genau symmetrisch zur senkrechten Achsenebene liegen, und daß außer dem Schaltpendel selbst keine Getriebeteile in die regelmäßig das Schaltglied und die Sockelkontakte aufnehmende Sockelnut eingreifen,, so daß der neue Schalter ähnlich wie die bekannten Kippschnellschalter für Gleichstrom nicht bloß als einfacher Ein- und Ausschalter, sondern auch als Umschalter ausgeführt werden kann.

Zwischen dem doppelarmigen Hebel und dem damit mit einem Leerlauf gekuppelten Handhebel kann eine schwache Feder eingeschaltet sein, die den Handhebel im Ruhezustand in einer zum Zwischenhebel symmetrischen. Stellung hält. Der Handhebel ist also trotz seines Leerlaufes je nach der Stellung des Schalters einmal schräg nach oben, das andere Mal schräg nach unten gerichtet und zeigt dadurch die jeweilige Schalterstellung an.

ig Bei der neuen Ausbildung des Schaltergetriebes kann der Schaltpendel auf der dem Drehpunkt des doppelarmigen Hebels abge- :",'k;^hrten Seite des von diesem Hebel und ;';.d|in Schaltpendel gebildeten Kniegelenks angeordnet werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Schnellfeder ungeachtet der zwangsläufigen Kupplung des Pendels mit dem doppelarmigen Zwischenhebel eine auf Druck beanspruchte Feder sein kann. Gleichzeitig bestellt der Vorteil, daß der Angriff der Federkraft am Pendel günstiger ist als bei den bisher üblichen kniehebelarmigen Kippspannwerken für elektrische Kippschalter, Während nämlich bei den bekannten Kippspannwerken die Druckrichtung der Feder in der Knickstellung des Kniehebels mit der Mittellinie des Pendels einen spitzen Winkel bildet, ergibt sich beim neuen Schalter ein stumpfer Winkel, der am Ende des Schaltweges dicht beim rechten Winkel liegt. Das wirkt sich dahin vorteilhaft aus, daß die Schnellfeder dann, wenn der Schaltpendel zwischen die gegeneinander federnden Sockelkontakte gedrückt werden muß, eine sehr große Kraft entwickelt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Dabei zeigen

Fig. ι einen senkrechten Schnitt durch den Schalter nach der Linie 1-1 der Fig. 2,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach der geknickten Linie 2-2 in Fig. 1.

Der Schaltersockel α enthält, wie bekannt, eine in der Durchmesserrichtung verlaufende Nut b, in der sich ein aus Isolierstoff bestehendes Schaltglied c bewegt. Ferner weist der Sockel an den Enden der Nutö zwei Vorsprünge d auf, an denen eine aus Blech bestehende Lagerbrücke/ befestigt ist. Bei dem gezeichneten Wechselschalter ist, wie an sich bekannt, an jedem Ende der Sockelnut b ein Paar von Sockelkontaktfedern g' und g" vorgesehen, die mit Anschlußklemmen Λ in Verbindung stehen. Das im wesentlichen aus einem vierseitigen Prisma bestehende Schaltpendel trägt dagegen an seinen Stirnflächen zwei Paare von je durch eine das Schaltglied durchquerende Brücke verbundenen Schaltkontakten i', i", welche dazu dienen, wechselweise die beiden Kontakte des einen und anderen Sockelkontaktpaares zu überbrücken. Die Ausdehnung der Kontakte g', g" und i', i" in der Bewegungsrichtung des Schaltgliedes c ist so gewählt, daß die Trennung der jeweils miteinander verbundenen Schalt- und Sockelkontakte während des ersten Teiles der Bewegung des Schaltgliedes, nämlich vor Erreichung der Mittelstellung, stattfindet. Der gewissermaßen auf der Spitze stehende prismenförmige Pendel ist mit sei-

nem unteren Ende am Sockel gelagert, und zwar mittels einer Achsel, die durch eine Bohrung an der unteren Ecke des Prismas hindurchgeführt ist und mit ihren Enden in zwei senkrechte Nuten nt der Längswände der Sockelnut b eingreift. Die Kontakte i', i" befinden sich in der Nähe der seitlichen Ecken des Pendels. Auf einer senkrecht über der Pendeldrehachsek angeordneten Achse//, die ίο in zwei an der Brücke/ angeformten Augen sitzt, ist ein doppelarmiger Hebel o', o" in einer zur Schwingungsebene des Pendels c parallelen Ebene drehbar gelagert. Der innere, längere Arm ο' dieses Hebels enthält in der Nähe seines freien Endes einen Längsschlitz p, durch den ein am oberen Ende des Pendels c vorgesehener, nämlich in Löchern an der oberen Ecke des prismenförmigen Pendelkörpers gehaltener Kupplungszapfen q hindurchgreift. Pendel c und Hebel 0', 0" sind dadurch in beiden Richtungen zwangsläufig miteinander gekuppelt. Der Pendel enthält im oberen Teil einen Schlitz oder Hohlraums, in den das freie Ende des Hebel armes o' eintreten kann, wenn Hebel und Pendel gedreht werden. Auf dem Arm ο' des doppelarmigen Hebeiso', o" sitzt eine Druckfeder s, die mit ihrem oberen Ende an der Drehachse 11 des Hebels oder gegebenenfalls auch an Anschlagnasen des Hebelarmeso' selbst abgestützt ist, während sie sich mit ihrem unteren Ende gegen den Schaltpendel c, und zwar zweckmäßig gegen dessen Kupplungszapfen q, stützt. Gewünschtenfalls können an den Enden der Feder s Unterlagscheiben angeordnet sein; notwendig ist dies aber nicht. Die Druckfeder s hält das aus Pendel c und Hebelarm 0 bestehende Kniegelenk gewöhnlich in einer den Endlagen des Schaltpendels c entsprechenden geknickten Stellung und führt diese Glieder stets in die geknickte Stellung zurück. Die Knickbewegung wird dabei dadurch begrenzt, daß der Kupplungszapfen q an das untere Ende des 4-5 Schlitzes ρ im Hebelarm o' anschlägt. Auf der Achse Λ des doppelarmigen Hebeiso', o" ist noch ein einarmiger Antriebs- oder Handhebel/ angeordnet. Dieser Hebel hat die Form eines den äußeren Arm 0" des doppelarmigen Hebels o', o" umgreifenden hohlen Handgriffes. Die lichte Weite seines Hohlraumes ist, in der Schwingungsrichtung gemessen, größer als die Breite des Hebelarmes σ", so daß zwischen dem Handhebel t und dem doppelarmigen Hebel o', o" ein Leerlauf vorhanden ist. Dieser Leerlauf beträgt im Beispiel etwa 40 bis 45⁰.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Schalters ist folgende: Der Handhebel/ nimmt nach einer Leerdrehung den doppelarmigen Hebel 0', 0" mit, der nun seinerseits den Schaltpendel c zwangsläufig aus der jeweiligen Schaltstellung herausdreht. Bei dieser Drehung, die nach Maßgabe der von Hand bewirkten Verstellung des Hebels t langsam stattfindet, wird die Feder s dadurch, daß der Kupplungszapfenq sich im Schlitz^ aufwärts bewegt, zusammengedrückt, bis die Mittelstellung von Pendel und Hebel erreicht ist. Nach Überschreiten der Mittelstellung entspannt sich die Druckfeder^ und bewegt den Schaltpendel c schnell in seine andere Endlage. Bei dieser Schnellverstellung eilen Pendel c und Hebel ο', ο" dem Handhebel t voraus, was durch den zwischen den beiden Hebeln eingeschalteten Leerlauf ermöglicht ist.' Während des ersten Teiles der Schwingbewegung des Pendels c findet die Trennung der jeweils miteinander verbunden gewesenen Schalt- und Sockelkontakte, z. B. der Kontakte /' und g', statt. Das Ausschalten wird also bei der langsamen Bewegung, d. h. zu einem Zeitpunkt vorgenommen, wo die Schnellverstellung noch nicht eingesetzt hat. Hingegen werden die zuvor getrennt gewesenen Kontakte, z. B. /" und g", bei der Schnellbewegung zur gegenseitigen Berührung gebracht, so daß das Einschalten im Gegensatz zum Ausschalten, augenblicklich erfolgt.

Um zu verhindern, daß der Handhebel/ sich im Ruhezustand des Schalters um den Betrag seines Leerlaufes gegenüber dem Hebel 0', o" willkürlich verstellen kann, ist zweckmäßig zwischen dem Hebel 0', o" und dem Handgriff Z eine Feder α eingeschaltet, die den Handhebel t in einer zum Hebelarm 0" symmetrischen Stellung hält. Die Feder« kann wie im Beispiel aus einer kleinen Dreh- oder Spreizfeder bestehen, die mit ihrem gerollten Mittelteil auf der Drehachse η loo sitzt und mit ihren aufwärts gerichteten Enden gleichzeitig an den Wänden des hohlen Handgriffes Z und an seitlichen Anschlägen ν des Hebelarmes 0" anliegt. Die Feder u kann sehr schwach sein, da sie nur den Handhebel Z gegen willkürliche Bewegungen zu sichern braucht. Sie kann gegebenenfalls aber auch etwas stärker gewählt werden, um die Druckfeder s bei der nach Überschreiten der Mittelstellung stattfindenden Schnellbewegung des Pendels c zu unterstützen. Sie muß aber in jedem Falle im Verhältnis zur Druckfeder s so bemessen sein, daß sie auch im voll gespannten Zustand nicht in der Lage ist, die Druckfeder s zu überwinden und damit den Pendel c unabhängig von der Bewegung des Handgriffes t aus der Endlage zu entfernen. Vielmehr soll der Pendel während der ersten Hälfte seiner Bewegung ausschließlich zwangsläufig durch den Handhebel t, also nach Maßgabe der Handverstellung dieses Hebels, bewegt werden.

Wie ersichtlich, werden die Schaltbewegungen durch den Anschlag des Kupplungsstiftes q an das Ende des Schlitzes ρ im Hebel o', o" selbsttätig begrenzt. Es ist also nicht notwendig, daß der Schalthebel oder der doppelarmige Hebel an den Sockel a oder die Lagerbrücke/ anschlägt, so daß das durch .einen solchen Anschlag bedingte starke Schaltgeräusch vermieden ist. Der Handhebelt, der keine schlagartige Bewegung ausführt,' kann sich dagegen in den Endlagen gegen die Brücke/ legen; aber auch das ist nicht notwendig, wenn die den Handhebel t in einer symmetrischen Stellung zum doppelarmigen Hebel o', 0" haltende Feder α vorgesehen ist.

Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel; vielmehr sind mancherlei Abänderungen möglich. So könnte die zwischen dem Handhebel t und dem doppelarmigen Hebel o', o" eingeschaltete Feder α weggelassen werden. Ferner könnte der Leerlauf zwischen dem Antriebshebel t und dem doppelarmigen Hebel 0', o" kleiner gewählt werden als im gezeichneten Beispiel. Er braucht praktisch nur so groß zu sein, daß der Schaltpendel c bei seiner Schnellverstellung dem Handhebel t um so viel vor eilen kann, daß die Schaltkontakte g', i' oder g", i" bei der Schnellverstellung um •einen für den Stromdurchgang ausreichenden Betrag zur gegenseitigen Anlage kommen. Die noch übrigbleibende restliche Bewegung des Pendels in seine Endstellung kann dann nach Loslassen des Handhebels stattfinden. Der Schaltpendel c könnte umgekehrt wie gezeichnet, d. h. so angeordnet werden, daß seine Drehachse oben, nämlich zwischen der Drehachse« des Hebels o', 0" und dem diesen Hebel mit dem Pendele verbindenden Kniegelenk q, liegt. In diesem Falle muß die Druckfeder s jedoch durch eine Zugfeder er-■ setzt werden. Ferner könnte die Anordnung von Schlitz ρ und Kupplungszapfen q umgekehrt, also der Schlitz ρ im Schaltpendel c und der Zapfen q am Hebel ο', ο", vorgesehen werden.

Endlich könnte der Pendel statt mit zwei Kontaktpaaren i' und i" auch mit nur einem Kontaktpaar oder einer Strombrücke ausgestattet sein, die wechselweise mit den beiden Paaren von Sockelkontakten g', g" zusammenwirkt. Der Antrieb des Schalters könnte statt durch einen schwingbaren Handhebel auch durch zwei Druckknöpfe erfolgen! In diesem Falle kann der einarmige Handhebel^ durch einen mit dem Hebel 0', o" mit Leerlauf gekuppelten doppelarmigen Hebel ersetzt werden, auf dessen Arme die beiden Druckknöpfe einwirken. Der Schalter kann natürlich statt als Wechselschalter auch als einfacher Ein- und Ausschalter ausgebildet sein, indem das Kontaktpaar, z. B. g", an einem Ende der Sockelnut b entfernt wird. Ferner kann der Schalter durch Anordnung zweier Schaltpendel, die entweder unabhängig voneinander beweglich sind · oder mit einem gemeinsamen Antriebshebel verbunden sind, als Serienschalter oder als zweipoliger Ausoder Umschalter ausgebildet sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Elektrischer Kippschalter für Wechselstrom, bei dem das Schaltglied während • der ersten Hälfte des Schaltvorganges unter Spannung einer Feder nach Maßgabe der von Hand bewirkten Verstellung des Antriebsgliedes langsam bewegt wird, wohingegen die zweite Hälfte der Schaltbcwegung unter dem Einfluß der sich wieder entspannenden Feder steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergetriebe ausdreihlnteremandergeschaltetenschwingbaren Teilen, nämlich einem Schaltpendel (c), einem mit dem Pendel durch Längsschlitz und Zapfen (p, q) in beiden Bewegungsrichtungen zwangsläufig gekuppelten doppelarmigen Hebel (o¹, o") und einem mit diesem Hebel mit einem Leerlauf gekuppelten Antriebshebel (t), besteht, go wobei zwischen dem doppelarmigen Hebel (0', o") und dem Schaltpendel eine das von diesen beiden Teilen gebildete Kniegelenk in der Knicklage haltende Feder (s) eingeschaltet ist.
2. 2. Elektrischer Kippschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Handhebel (t) und dem doppelarmigen Hebel (0', 0") eine den Handhebel in einer zum doppelarmigen Hebel symmetrischen Stellung haltende Feder (u) eingeschaltet ist, die im Verhältnis zu der zwischen dem doppelarmigen Hebel (o', o") und dem Schaltpendel

   (c) eingeschalteten Feder (s) so bemessen ist, daß sie auch im voll gespannten Zustand die Feder (s) nicht überwinden kann.
3. 3. Elektrischer Kippschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (k) des Schaltpendels (c) auf der der Drehachse (ti) des doppelarmigen Hebels (0', o") entgegengesetzten Seite des Kniegelenks (q) angeordnet und die zwischen dem doppelarmigen Hebel und dem Schaltpendel eingeschaltete Feder (s) eine Druckfeder ist. ,

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen