Hochstrom-Umpolschalter Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochstrom- Umpolschalter für Niedergleichspannung, wie er z. B. in der galvanischen Industrie Verwendung finden kann.
Solche Schalter, mit welchen Ströme von 1000 bis zu mehreren tausend Ampere geschaltet werden, sind ausserordentlich sperrig und enthalten erhebliche Men gen an Kupfer, da ja der Leiterquerschnitt und somit auch der Querschnitt der Schalterteile der Stromstärke entsprechend gross sein muss. Nachdem nun bisher so genannte Messerschalter bzw. Segmentschalter Verwen dung fanden, ist der Materialaufwand besonders gross. Dies wirkt sich auch dann sehr nachteilig aus, wenn Schalterteile wegen Verschleiss ausgewechselt werden müssen, da diese Teile gross und schwer sind und bei den Segment- bzw. Scherenschaltern je nach Schaltertyp ganz verschiedene Abmessungen haben, je nachdem für welche Stromstärke der Schalter bestimmt ist.
Somit muss man entweder ein umfangreiches Lager an Schal terersatzbestandteilen halten, was wegen der grossen Kupfermengen teuer und sperrig ist, oder aber man muss mit erheblichen Lieferfristen rechnen. Teuer bleibt das Ganze in jedem Falle.
Aufgabestellung der Erfindung war, einen Umpol schalter für hohe Stromstärken zu schaffen, welcher in seinen Abmessungen über alles kleiner ist als die bis herigen Schalter, welcher dadurch einen geringeren Materialaufwand erfordert und der es gestattet, mit ge normten auswechselbaren Schalterteilen relativ kleiner Abmessung und entsprechend kleinem Gewichte zu ope rieren, so dass es möglich ist, bei Schaltern verschiede ner Stromstärke die gleichen auswechselbaren Norm teile zu verwenden. Dadurch würden die Nachteile der bislang bekannten Schalter weitestgehend eliminiert.
Dieses Ziel verwirklicht der erfindungsgemässe Hochstrom-Umpolschalter für Niedergleichspannung, welcher dadurch gekennzeichnet, ist, dass er auf einem Rahmen angeordnet einen entlang einer Geraden ver schiebbaren Träger mit daran quer zur genannten Ge- raden stehend voneinander isoliert angebrachten vier Kontaktbrücken und beidseitig dieses Trägers zwischen Enden der Kontaktbrücken hineinragenden Gegen kontakten aufweist,
wobei die Kontaktbrücken entlang des Trägers bezüglich einer zur besagten Geraden verti kalen Ebene in zwei zueinander symmetrischen Paaren angeordnet sind und je ein Gegenkontakt der einen Sei te zwischen je ein solches Kontaktbrückenpaar greift, während auf der anderen Seite je zwei Gegenkontakte zwischen jedes solche Kontaktbrückenpaar greifen, und wobei zwei innere und zwei äussere Gegenkontakte die ser anderen Seite miteinander zu zwei ineinanderliegen- den und voneinander isolierten U-förmigen Leitern ver bunden sind, wobei bei einer mittleren Stellung des Trä gers die Brückenkontakte keine Gegenkontakte berüh ren,
bei der einen Endlage des Trägers der eine (erste) Gegenkontakt mit dem äusseren und der andere (zwei te) Gegenkontakt mit dem inneren U-förmigen Leiter verbunden ist, während in der anderen Endlage des Trägers der erste Gegenkontakt mit dem inneren und der zweite Gegenkontakt mit dem äusseren U-förmigen Leiter verbunden ist.
Durch entsprechend lange Ausbildung der Gegen kontakte und durch die Aneinanderreihung einer ent sprechend grossen Anzahl von Kontaktelementen für je de Kontaktbrücke kann die Kapazität des Schalters den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend gestaltet werden, wobei der Schalter, lediglich in einer einzigen Dimen sion (wie später gezeigt werden wird) grösser wird und durch Verwendung genormter Kontaktelemente und in diesen genormter Kontaktpaare eine ausserordentliche Vereinfachung und beste Auswechselbarkeit der der Abnützung unterliegenden Teile sichergestellt ist.
Werden Kontaktbrücken verwendet, welche aus mehreren Kontaktelementen bestehen, welche ihrerseits mehrere Kontaktpaare aufweisen, so muss man naturge- mäss dafür Sorge tragen, dass jeder einzelne Kontakt jedes Kontaktpaares und somit jedes Kontaktelementes der Brücke sauber schliesst, oder mit anderen Worten, dass die einzelnen Kontaktpaare voneinander unab hängig innerhalb gewisser Grenzen beweglich sind, wo bei zur Erzielung des erforderlichen Anpressdrucks die einzelnen Kontaktpaare unabhängig gefedert sein soll ten.
Sollte unter Umständen ein Kontaktpaar aus irgend einem Grund ausfallen, so würde dergestalt die Schlies- sung der anderen Kontakte nicht beeinflusst.
Würde ein Kontaktelement oder innerhalb diesem ein Kontaktpaar schadhaft, so genügt es, wenn dieses Element oder Paar ausgewechselt wird, während man bislang ein ganzes Segment des Schalters auswechseln musste.
Wie gezeigt werden wird, lässt sich die Bauweise des erfindungsgemässen Schalters so einfach gestalten, dass ein besagtes Auswechseln von Kontaktteilen ausser- ordentlich einfach möglich ist, wobei bei nur teilweise beschädigten Kontaktelementen auf der Basis des Aus tauschreparatursystems, wie es z. B. bei Automobilen üblich ist, vorgegangen werden kann, was rasche Be dienung der Kunden und eine rationelle Lagerhaltung erleichtert.
Die Erfindung soll nun beispielsweise anhand der beiden Zeichnungsfiguren näher erläutert werden: Fig. 1 zeigt eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Schalters, und in Fig. 2 ist halbschematisch ein mit fünf Kontaktpaa ren ausgestattetes Kontaktbrückenelement dargestellt, welches einzeln oder in Kombination mit mehreren glei chen Elementen als Kontaktbrücke verwendet werden kann.
Nicht dargestellt in der Fig. 1 ist der Rahmen des Schalters, an welchem alle anderen Schalterbestandteile befestigt bzw. gelagert sind. Es sei hier angenommen, was meist der Fall sein wird, dass die einfachen Gegen kontakte 5 und 6 der Stromzufuhr dienen, während die beiden U-förmigen Leiter, deren Schenkel 7, 7' und 8, 8' die Gegenkontakte der anderen Seite bilden, der Stromabfuhr dienen.
Man erkennt in Fig. 1 ausserdem einen Träger T, welcher hier als ein Rundstab ausgebildet ist und in nicht dargestellten Gleitlagern auf einem ebenfalls nicht dargestellten Rahmen so gelagert ist, dass er entlang seiner Längsachse verschiebbar ist. Zum Verschieben des Trägers T dient ein bei 10 am nicht gezeigten Rah men gelenkig gelagerter Hebel H, welcher mit dem einen Ende des Trägers T über eine Hülse 11 verbunden ist.
Auf dem Träger T sind vier Schaltbrücken 1, 2, 3 4 einstellbar befestigt, wobei hier angenommen werden soll, dass die Schaltbrücken selbst aus elastischem lei tendem Material bestehen, so dass sie beim Auftreffen der auf ihnen befindlichen Kontakte 1', 2', 3' und 4' auf die Gegenkontakte durchbiegen können. Dies wäre dann erforderlich, wenn, was in der Praxis oft der Fall sein wird, nicht alle Kontaktpaare einer Schaltbrücke gleichzeitig auf die Gegenkontakte auftreffen, so dass bei einem starren System in der Praxis immer nur ein Kon taktpaar zum Schluss käme. Können aber die Kontakt paare durch entsprechende Federung nachgeben, so kann der Hebel H und somit der Träger T soweit in die eine oder andere Endlage verschoben werden, bis alle Kontakte sicher anliegen.
Um dies in der Praxis besser durchzuführen, kann man sich z. B. des in Fig. 2 dargestellten Kontaktbrük- kenelementes bedienen. Dieses hat einen Rahmen 20, in welchem Widerlager 21 für Federn 22 vorgesehen sind, welche Federn andererseits im Balken 23 des Kon taktpaares 24 abstützen. Analog sind für die Kontakt- balken 25, 26, 27, 28 ebensolche, nicht gezeigte Federn vorhanden.
Um sicherzustellen, dass die Kontaktbalken 23 und 25 bis 28 bei ihren Bewegungen gegen die Federn, wenn sie auf die Gegenkontakte auftreffen, nicht verkanten, wird man irgendeine zweckmässige Führung für diese vorsehen, welche gestattet, dass jeder Balken auf seinen Federn unabhängig von den anderen Balken federt.
Wird dieser Federungsweg genügend gross bemessen, so ist es überflüssig, auch den Rahmen 20 des Kontaktbrückenelementes am Träger T gefedert anzubringen. Würde aber der Federweg der einzelnen Kontaktbalken klein gehalten, so ist es zweckmässig, auch den Rahmen des Kontaktbrückenelementes am Träger T abzufedern.
Je nach der Kapazität des Schalters der Erfindung wird man mehr oder weniger Kontaktbalken, und je nach der Zahl der Kontaktbalken pro Kontaktbrücken element somit Kontaktbrückenelemente zu einer Kon taktbrücke zusammenfassen. Es ist dabei klar, dass alle Kontaktbrücken gleich viele Elemente umfassen sollen.
Die einfachste Form des Schalters der Erfindung, wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, arbeitet wie folgt: In der gezeichneten Nullstellung, also in der Mit telstellung des Trägers ist der Strom unterbrochen. Legt man den Hebel H nach links um, so verschiebt man dadurch den Träger T solange nach links bis die Kon takte 4' der Brücke 4 am Gegenkontakt 6 und 7' und die Kontakte 2' der Brücke 2 an den Gegenkontakten 5 und 8 anliegen. Dadurch wird über die Brücke 2 der innere U-förmige Leiter mit dem positiv angeschlossenen Gegenkontakt 5 und der äussere U-förmige Leiter über Brücke 4 mit dem negativ angeschlossenen Gegenkon takt 6 verbunden.
Wünscht man, umzupolen, als den inneren U-förmigen Leiter negativ und den äusseren U-förmigen Leiter positiv anzuschliessen, so wird man den Hebel H nach rechts umlegen, wodurch die Kon takte 1' der Brücke den Gegenkontakt 5 (positiv) mit dem äusseren U-förmigen Leiter am Schenkel 7 und die Kontakte 3' der Brücke 3 den Gegenkontakt 6 (negativ) mit dem Schenkel 8' des inneren U-förmigen Leiters verbinden.
Selbstverständlich ist es eine Frage des Ermessens, ob man die Kontakte 5 und 6 positiv oder negativ an- schliesst und ob man diese Kontakte 5, 6 als stromzu führende oder stromabführende Kontakte bestimmt, wo bei bei der Umkehrung der Reihenfolge dann jeweilen den U-förmigen Leitern 7, 7', 8, 8', die entsprechende andere Rolle zufällt.