Elektrischer Schalter Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektri schen Schalter mit wenigstens einem feststehenden und einem beweglichen Kontaktglied und einem mit letzte rem gekoppelten Mechanismus zum raschen Schlies- sen des Kontaktes durch Handbetätigung des Schal ters und zum selbsttätigen raschen öffnen des Kon taktes durch Lösen einer Sperre.
Bei bekannten Schaltern dieser Art wird beim Einschalten durch die Handbetätigung des Schalters zunächst eine Feder gespannt, während das bewegliche Kontaktglied durch eine Klinke oder ein Kniehebel system vorläufig verriegelt ist. Ist die Feder genügend gespannt, wird plötzlich die Verriegelung gelöst, wo nach die in der Feder gespeicherte Energie den Kon takt rasch schliesst. Durch die Handbetätigung wird beim Einschalten noch eine zweite Feder gespannt und mittels der erwähnten Sperre in gespanntem Zu stand verriegelt. Die zweite Feder dient zum selbst tätigen öffnen des Kontaktes beim Lösen der Sperre. Dieser Vorgang kann z.
B. durch eine elektrische Schutzvorrichtung ausgelöst werden, die auf eine er höhte Temperatur, auf eine erhöhte Stromstärke oder auf eine Änderung der elektrischen Spannung an spricht, wie dies an sich bekannt ist.
Die der Erfindung zu Grunde Siegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Schalters, der sowohl zum raschen Schliessen als auch zum raschen und selbsttätigen :Öffnen des Kontaktes ein und dieselbe Feder benutzt.
In bekannter Weise wird von einem Mechanismus Gebrauch gemacht, der ein mit dem beweglichen Kon taktglied gekoppeltes Kniehebelsystem, das aus zwei durch ein Kniegelenk schwenkbar miteinander ver bundenen Hebeln besteht, einer dem Kniehebelsystem zugeordneten Feder, die bestrebt ist, das Kniehebelsy- stem in seine Ausschaltstellung zu bringen, einer von Hand zu betätigenden Kraftübertragungsvorrichtung zum Bewegen des Kniehebelsystems in seine Einschalt- stellung und einem beweglichen Sperranschlag,
der in eine wirksame Lage zum Sperren des Kniehebelsy- stems in der Einschaltstellung und in eine unwirksa me Lage zum Freigeben des Kniehebelsystems zwecks selbsttätiger Öffnung :des Kontaktes bringbar ist, auf weist.
Das Neue des erfindungsgemässen Schalters liegt darin, dass die voneinander abgekehrten Enden der beiden Hebel des Kniehebelsystems mittels zweier Achsbolzen (schwenkbar und verschiebbar in Füh rungsschlitzen eines feststehenden Gehäuseteiles ge führt sind, welche Führungsschlitze dem Kniehebel system ermöglichen, seine gestreckte Lage einzuneh men, auch wenn der eine oder der andere Achsbolzen gegen Verschiebung festgehalten wird,
dass die Feder zwischen dem Kniehebelsystem und dem feststehen den Bolzen so angeordnet ist, dass sie nicht nur das Bestreben hat, das Kniehebelsystem in die Ausschalt- stellung zu bringen, sondern auch den einen Achsbol zen des Kniehebelsystem;
s in den ihm zugeordneten Führungsschlitzen in Richtung gegen den zweiten Achsbolzen hin zu verschieben, und dass der beweg liche Sperranschlag in seiner wirksamen Lage den zweiten Achsbolzen in den ihm zugeordneten Füh rungsschlitzen in einer gegen den ersten Achsbolzen hin verschobenen Stellung sperrt, jedoch zum Ver schieben in den zugeordneten Führungsschlitzen frei gibt, wenn der Sperranschlag seine unwirksame Lage ainnimimt.
Weitere Einzelheiten des Schalters ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der nachstehenden Be schreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der Lugehörigen Zeichnung, in welcher rein beispielswei se und schematisch eine der zahlreichen möglichen Ausbildungsformen des Schalters veranschaulicht ist.
Fig. 1 stellt einen mit einem Einschaltdruckknopf versehenen Schalter im senkrechten Schnitt und in der Ausschaltstellung dar; Fig. 2 ist eine analoge Darstellung in einem gewis sen Zeitpunkt während des Einschaltvorganges des Schalters; Fig. 3 zeigt den Schalter in Einschaltstellung; Fig. 4 veranschaulicht das selbsttätige Auslösen des Schalters für den Fall, dass der Einschaltdruckknopf in der eingedrückten Stellung gehalten wird.
Der dargestellte Schalter weist ein feststehendes Kontaktglied 11 und ein bewegliches Kontaktglied 12 auf, das z. B. mittels eines nur schematisch ange deuteten Isolierarmes 13 mit einer Welle 14 verbun den ist. Letztere ist in zwei seitlichen Platinen dreh bar gelagert, die einen festen Teil des Schalters bilden und nicht dargestellt sind.
Die Welle 14 trägt einen Arm 15, der durch ein Gelenk 16 mit einem Lenker 17 gekoppelt ist, welcher seinerseits mit einem Kniehebelsystem 18, 19 in Ver bindung steht. Das Kniehebelsystem besteht aus zwei Hebeln 18 und 19, die durch ein Kniegelenk mit einem Gelenkzapfen 20 miteinander schwenkbar verbunden sind. Der gleiche Gelenkzapfen 20 dient auch zur Ver bindung des Kniehebelsystems mit dem Lenker 17.
Die vom Kniegelenkzapfen 20 abgekehrte End- partie des einen Hebels 18 weist einen Achsbolzen 21 auf, der in zwei Führungsschlitzen 22 der Platinen drehbar und verschiebbar geführt ist. In analoger Wei se ist das vom Kniegelenkzapfen 20 abgekehrte Ende des Hebels 19 mit einem zweiten Achsbolzen 23 ver sehen, der drehbar und verschiebbar in zwei anderen Führungsschlitzen 24 der Platinen geführt ist.
Die Führungsschlitze 22 und 24 sind derart ausgebildet, dass sie dem Kniehebelsystem ermöglichen, die ge- streckte Lage einzunehmen, auch wenn entweder der Achsbolzen 21 am oberen Ende der Schlitze 22 oder der Achsbolzen 23 am unteren Ende der Schlitze 24 festgehalten wird.
Eine Feder 25 ist mit Abstand um den unteren Achsbolzen 21 herumgewunden. Der eine Federschen kel der Feder 25 ist mittels eines hakenförmigen End stückes am Kniegelenkzapfen 20 angehängt, während der andere Federschenkel auf einem in den Platinen befestigten Bolzen 26 abgestützt ist. Die Feder 25 hat das Bestreben, den Kniegelenkzapfen 20 sowohl in der Zeichnung nach oben als auch nach links zu bewegen, wodurch das Kniehebelsystem 18, 19 in seine Aus schaltstellung gebracht würde.
Mit dem oberen Achsbolzen 23 ist ein Kopplungs lenker 27 verbunden, der seinerseits durch ein Gelenk 28 mit dem einen Arm eines zweiarmigen Stützhebels 29 in Verbindung steht. Der Stützhebel 29 ist um eine in den Platinen befestigte Achse 30 schwenkbar. Der andere, freie Arm des Stützhebels 29 ist beträchtlich länger als jener, der mit dem Kopplungslenker 27 verbunden ist. Im Schwenkbereich des längeren Armes des Stützhebels 29 befindet sich ein beweglicher Sperr anschlag 31, der durch eine in den Platinen drehbar gelagerte Halbwelle gebildet ist. Der Sperranschlag 31 kann in eine wirksame Lage gedreht werden, bei wel cher er die Schwenkbarkeit des Hebels 29 im Dreh sinn des Uhrzeigers begrenzt.
Durch eine kleine Drehung des Sperranschlages 31 lässt sich dieser je doch in eine unwirksame Lage bringen, bei welcher der Hebel 29 zur Schwenkung im Drehsinn des Uhr zeigers freigegeben ist. Am Sperranschlag 31 sind zwei Flügel 32 und 33 befestigt. Mit dem ersteren können nicht dargestellte, elektrische Schutzvorrich tungen, wie Thermo-, Magnet- und Differentialauslö ser, zusammenarbeiten. Der andere Flügel 33 lässt sich durch einen Auslösedruckknopf. 34 von Hand be tätigen.
Zum Einschalten des Schalters ist eine manuell betätigbare Kraftübertragungsvorrichtung vorhanden, die aus einem Winkelhebel 35 und einem Einschalt druckknopf 36 besteht. Der Winkelhebel 35 ist um eine in den Platinen befestigte Achse 37 schwenkbar und weist in seinem einen Schenkel einen Schlitz 38 auf, mit welchem ein den Druckknopf 36 durchsetzen der Bolzen 39 im Eingriff steht. Der andere Schenkel des Winkelhebels 35 ist zum Zusammenarbeiten mit dem Kniehebelsystem 18, 19 bestimmt, um letzteres in seine Einschaltstellung zu bringen.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise des beschriebe nen Schalters ist wie folgt: In der Ausschaltstellung nehmen die Teile die in Fig. 1 dargestellte Lage ein. Das Kniehebelsystem 18, 19 ist mit seinem Kniegelenk 20 in der Zeichnung nach links eingeknickt. Das bewegliche Kontaktglied 12 ist daher von dem feststehenden Kontaktglied 11 abge hoben, und der Kontakt ist geöffnet. Der Sperran schlag 31 befindet sich in seiner wirksamen Lage, und die Feder 25 drückt den Kniegelenkzapfen 20 sowohl nach links als auch nach oben, wodurch über den He bel 18 der untere Achsbolzen 21 bis zum oberen Ende der Schlitze 22 angehoben ist. Der obere Achs bolzen 23 liegt am unteren Ende der Schlitze 24.
Zum Einschalten des Schalters drückt man auf den Druckknopf 36, wodurch der Winkelhebel 35 ent gegen dem Drehsinn des Uhrzeigers geschwenkt wird. Dabei drückt der Winkelhebel 35 das Kniegelenk 20 nach rechts, wobei die zwai Achsbolzen 21 und 23 in ihren Führungsschlitzen 22 und 24 voneinander weg weichen möchten. Die Aufwärtsbewegung des oberen Achsbolzens 23 isst jedoch durch den Sperranschlag 31 verhindert, welcher ein Schwenken des Stützhebels 29 im Drehsinn des Uhrzeigers unmöglich macht. Damit ist der obere Achsbolzen 23 in seiner Lage festgelegt. Es kann nur der untere Achsbolzen 21 in seinen Füh rungsschlitzen 22 entgegen dem Einfluss der Feder 25 verschoben werden.
Wenn das Kniehebelsystem 18, 19 gestreckt ist, wie in Fig. 2 dargestellt, befindet es sich in einem labilen Gleichgewichtszustand und ist die Feder 25 bis zu einem Höchstwert gespannt. Wird der Druckknopf 36 nur ein klein wenig weiter nach unten gedrückt, so kippt das Kniehebelsystem rasch in seine Einschaltstellung, wobei der ganze Hebel 18 unter dem Einfluss der Feder 25 angehoben und dadurch das Kniegelenk 20 nach rechts ausgelenkt wird. Schliesslich findet der untere Achsbolzen 21 am obe ren Ende seiner Führungsschlitze 22 einen Anschlag.
Bei diesem Vorgang wird die Feder 25 nur teilweise entspannt. Durch die beschriebene Bewegung des Kniegelenkes 20 nach rechts ist mittels des Lenkers 17 und des Armes 15 die Welle 14 so gedreht worden, dass nun das bewegliche Kontaktglied 12 am fest stehenden Kontaktglied 11 anliegt und der Kontakt geschlossen ist. Das Schliessen des Kontaktes erfolgt ebenso rasch, wie das Ausknicken des Kniehebelsy- stems nach rechts.
Der Druckknopf 36 bleibt in seiner eingedrückten Lage, wodurch der Schaltzustand des Schalters optisch signalisiert wird.
Um den Schalter in seine Ausschaltstellung zu rückzubringen, kann man von Hand auf den Aus lösedruckknopf 34 drücken. Dadurch erfährt die als Sperranschlag 31 dienende Halbwelle mittels des Flü gels 33 eine geringe Drehung im Drehsinn des Uhr zeigers. Der Sperranschlag 31 kommt dabei in eine unwirksame Lage, in der er den Stützhebel 29 frei gibt. Damit hört die Sperrwirkung auf den oberen Achsbolzen 23 auf. Die noch in der Feder 25 ge speicherte Kraft bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Kniegelenkes 20 und des ganzen Hebels 19, wobei der obere Achsbolzen 23 in seinen Führungsschlitzen 24 nach oben gleitet.
Das Kniehebelsystem 18, 19 wird nun unter dem Einfluss der Feder 25 über die ge- etreckte Stellung hinaus unmittelbar in die Ausschalt lage nach Fig. 1 zurückbewegt. Dies hat ein rasches Öffnen des Kontaktes 11, 12 zur Folge. Durch das nach links gehende Kniegelenk 20 wird über den Winkelhebel 35 der Druckknopf 36 in seine Aus gangslage gehoben, wodurch wieder der tatsächliche Schaltzustand des Schalters optisch signalisiert wird.
Das nach links gehende Kniegelenk 20 zieht mittels des Hebels 19 auch den oberen Achsbolzen 23 in seinen Führungsschlitzen 24 nach unten, wodurch der Stützhebel 29 in seine Ausgangsstellung nach Fig. 1 zurückgeschwenkt wird.
Das selbsttätige Ausschalten durch eine elektrische Schutzvorrichtung vollzieht sich in der gleichen Weise, mit dem einzigen Unterschied, dass der Sperranschlag 31 nun nicht mittels des Flügels 33 und des Auslöse- druckknopfes 34 betätigt wird, sondern von der Sperr vorrichtung aus über den Flügel 32.
Hält man während des selbsttätigen Auslösens des Schalters den Einschaltdruckknopf 36 in der einge drückten Stellung, so wird der Kontakt 11, 12 den noch rasch geöffnet. Dieser Fall ist in Fig. 4 ver anschaulicht. Der Sperranschlag 31 befindet sich in seiner unwirksamen Lage. Er hat den Stützhebel 29 und damit den oberen Achsbolzen 23 freigegeben. Die in der Feder 25 noch gespeicherte Kraft drückt das Kniegelenk 20 nach links, biss es am Winkelhebel 35 anschlägt.
Das Kniehebelsystem 18, 19 hat jetzt nicht ganz die gestreckte Lage erreicht. Der Kniegelenk zapfen 20 konnte sich aber genügend weit nach links bewegen, um über den Lenker 17 und den Arm 15 die Welle 14 so weit zu drehen, dass das bewegliche Kontaktglied 12 einen ausreichenden Abstand vom feststehenden Kontaktglied 11 einnehmen konnte. Der Kontakt 11, 12 ist also geöffnet, obwohl die Teile des Schalters noch nicht ihre Ausschaltstellung ein- nehmen.
Lässt man schliesslich den Druckknopf 36 los, drückt die restlich in der Feder 25 gespeicherte Kraft das Kniegelenk 20 noch ganz nach .links, wobei über den Winkelhebel 35 der Druckknopf 36 in seine Ausgangslage gehoben wird.
Der beschriebene Schalter hat den Vorteil, nur eine einzige Feder zu benötigen, die sowohl das rasche Ein schalten als auch das rasche Auslösen des Schalters herbeiführt.