CH640079A5

CH640079A5 - Schaltvorrichtung zum stufenweisen aendern der elektrischen zufuehrungsenergie zu einem verbraucher.

Info

Publication number: CH640079A5
Application number: CH54577A
Authority: CH
Inventors: Chester Joseph Pigman; James Arthur Pewton
Original assignee: Welsh John
Priority date: 1976-02-04
Filing date: 1977-01-17
Publication date: 1983-12-15
Also published as: FR2340643A1; BR7700676A; NO143922B; NL7701039A; NO764399L; NO143922C; GB1575022A; AU515339B2; JPS5296310A; US4112274A; CA1072183A; ZA7715B; NZ183244A; FR2340643B1; AU2192977A; DE2704382A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Mit einer solchen Schaltvorrichtung kann der Übergang elektrischer Energie von der Stromquelle zu dem von dieser Energie versorgten Verbraucher gesteuert und geregelt werden. Es kann aber auch der Übergang der elektrischen Energie von der Stromquelle aus eingeschaltet, gesteuert und geregelt werden. Hierbei kann die elektrische Energie einer Stromquelle, beispielsweise von einer Batterie oder von mehreren Batterien, derart auf eine angetriebene Vorrichtung geschaltet werden, beispielsweise auf einen Elektromotor, von dem die elektrische Energie in mechanische Energie umgesetzt wird, dass die Drehrichtung und die Umdrehungsgeschwindigkeiten einer solchen angetriebenen Vorrichtung bei weitestgehender Ausschaltung oder Reduzierung der Lichtbogenbildung geschaltet sowie gesteuert und geregelt werden können.

Die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie durch Elektromotoren ist schon seit vielen Jahren für die Einsatzbereiche Industriefahrzeuge und Fahrzeuge in Erholungsparks bekannt. In jüngster Zeit werden aufgrund von Überlegungen, die den Umweltschutz betreffen, oder aufgrund von anderen Überlegungen Versuche zur Entwicklung eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeuges durchgeführt. Im allgemeinen müssen die Schaltvorrichtungen, mit denen die Stromstärke des von einer Batterie aus zu einem

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Elektromotor fliessenden Stromes in solchen Anwendungsfällen reguliert wird, näher studiert werden, weil technisches Grundlagenwissen dafür fehlt. Charakteristisch für solche Schaltvorrichtungen oder Schaltwerke ist, dass mit mehreren festen Kontakten gearbeitet wird, denen Widerstände unterschiedlicher Stärke zugeordnet sind, und dass ein beweglicher Kontakt nacheinander mit den festen Kontakten in Verbindung gebracht wird, damit dem Elektromotor ein Strom mit gesteuerter Stromstärke zugeführt werden kann. Die bei der Belegung und der Freigabe der festen Kontakte durch den beweglichen Kontakt unvermeidlich auftretende Lichtbogenbildung und Wärmeentwicklung wird in solchen Schaltvorrichtungen oder Schaltwerken dadurch kompensiert, dass massive Kontakte vorgesehen werden, die in der Lage sind, einer derartigen Lichtbogenbildung und einer derartigen Wärmeentwicklung, die sich immer wieder wiederholen, zu widerstehen. Welche Bemessungen und welche Materialzusammensetzungen für solche Kontakte auch gewählt werden, das Abbrennen und Anfressen der Kontakte kann jedoch nicht verhindert werden, so dass sogar ein völliger Ausfall auftreten kann. Es ist deshalb üblich, dass die Kontakte,

wenn nicht gar die ganzen Schalteinrichtungen, oft ersetzt werden müssen. Diese Probleme werden noch verstärkt oder werden noch kritischer, wenn grössere Einheiten mit hoher Energie angetrieben werden.

Die Verringerung oder die Steuerung der für die Kontakte schädlichen Lichtbogenbildung bei solchen und anderen Anwendungsfällen ist schon von vielen Seiten her in Angriff genommen worden. Theoretisch hat man festgestellt, dass es dann zu einer Lichtbogenbildung kommt, wenn elektrische Leiter mit unterschiedlich starkem Potential einander nahe genug gebracht werden, und die geometrischen Gegebenheiten sowie das Übergangsverhalten es zulassen, dass das Übergangsmedium elektrisch leitend wird, oder wenn elektrische Leiter, in denen ein elektrischer Strom fliesst, voneinander entfernt werden, was dann eine Ionisierung der umgebenden Luft zur Folge hat, die dabei elektrisch leitend wird. Bei der Bedienung der zuvor beschriebenen und handelsüblichen elektrischen Schaltvorrichtungen oder elektrischen Schaltwerke wird während der beiden vorerwähnten Schaltzustände - und normalerweise wiederholt - ein Lichtbogen erzeugt.

Für die verschiedensten Anwendungsfälle kennt die bisher bekannte Technik mehrere Wege, die eingesetzt werden können, um unter den vorerwähnten Bedingungen die Lichtbogenbildung zu beeinflussen. Bei dem einen Verfahren werden die elektrischen Leiter so konditioniert, dass sie, bevor sie in Kontakt miteinander gebracht werden, im wesentlichen das gleiche Potential haben. Bei einem anderen Versuch wird die Verringerung eines elektrischen Stromflusses zwischen zwei miteinander verbundenen elektrischen Leitern vor der Herbeiführung ihrer Trennung beabsichtigt. Eng verbunden mit dem zuletzt erwähnten Versuch ist ein Verfahren, bei dem ein Ausweichstromkreis aufgebaut wird, der gegenüber dem normalen Strompfad durch die elektrischen Leiter einen viel grösseren Widerstand hat, d.h. ein Anzapfstrompfad, über den der Strom dann fliessen kann, wenn die elektrischen Leiter voneinander getrennt werden, oder aber vor dem Trennen der beiden elektrischen Leiter wird ein Pufferstrom zwischen den beiden elektrischen Leitern aufgebaut. Zu den Verbesserungen dieser Technologie gehören Verfahren, bei denen der Ausweichstrompfad kurz vor dem Trennen der elektrischen Leiter aufgebaut und eingeschaltet wird und nach dem Trennen der elektrischen Leiter, und zwar sofort nach deren Trennung, wieder abgeschaltet wird, um dadurch die durch die Herbeiführung eines derartigen Ausweichstrompfades entstehenden Leistungsverluste zu vermeiden. Wegen der Anforderung, kurzzeitig einen Stromweg mit hohem Widerstand aufrechtzuerhalten und starke Ströme zu leiten, ermöglichen diese bisher bekannten Vorrichtungen keine zuverlässige Lösung der im Zusammenhang mit elektrischen Schaltvorrichtungen und den zuvor beschriebenen Anwendungsfällen auftretenden Schwierigkeiten.

Aufgabe dieser Erfindung ist somit die Schaffung einer Schaltvorrichtung der vorgenannten Art, die ein stufenweises Ändern der Stromstärke ermöglicht, ohne dass sich Lichtbogenbildung zwischen den Teilen der Schaltung ausbilden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen horizontalen Teilschnitt durch eine Schaltvorrichtung entlang der Linie 1-1 der Fig.2,

Fig. 2 einen Schnitt durch die elektrische Schaltvorrichtung entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Horizontal-Teilschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig.2, der insbesondere das elektrische Fortschaltsystem wiedergibt, desgleichen auch die Verriegelungsmechanik für den Geschwindigkeitssteuerungshebel, wobei die Verriegelungsmechanik in der neutralen Stellung dargestellt ist, in der die Geschwindigkeitssteuerung betätigt werden kann,

Fig. 4 einen Horizontal-Teilschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig.2 mit Wiedergabe der Verriegelungsmechanik für den Geschwindigkeitssteuerungshebel, wobei diese Verriegelungsmechanik sich in ihrer Mittelposition befindet und dadurch eine Betätigung des Geschwindigkeitssteuerungshebels verhindert,

Fig. 5 einen Horizontal-Teilschnitt entsprechend Fig. 4 mit Darstellung der Verriegelungsmechanik für den Geschwin-digkeitssteuerungshebel, wobei sich diese Verriegelungsmechanik in der Vorwärts-Position befindet und der Geschwin-digkeitssteuerungshebel in der Mittelposition,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines nockengesteuerten Zeitschalters, und

Fig. 7 eine Darstellung der elektrischen Bauteile und der bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 6 vorhandenen Verbindungen.

Wie aus Fig.2 zu erkennen ist, gehört zu der elektrischen Schaltvorrichtung 10 ein topfartiges Gehäuse 11, das an dem einen Ende mit einer Bodenplatte 12 verschlossen wird, die an dem Gehäuse 11 unter Verwendung geeigneter Teile oder Werkstoffe befestigt werden kann, beispielsweise durch Verkleben oder durch nicht dargestellte Befestigungselemente, damit der Zugang zu der von der Innenwandung 13 des Gehäuses 11 gebildeten Ringkammer gewährleistet ist. Diese Konstruktionsteile können aus irgendeinem elektrischen Isolierstoffhergestellt werden, beispielsweise aus verschiedenen Kunststoffen. Obwohl zwecks Vereinfachung die elektrische Schaltvorrichtung 10 so dargestellt ist, dass deren Achse senkrecht zum Boden 12 steht und durch dessen Mitte hindurchführt, somit vertikal steht, kann die Schaltvorrichtung in jeder Lage montiert werden und auch in jeder Lage gleich gut arbeiten.

Zu den Schaltelementen dieser elektrischen Schaltvorrichtung 10 gehört die Richtungssteuerungseinrichtung 14 mit einer Steuerwelle 15, die sich entlang der Vertikalachse durch ein zylindrisches Gehäuse 11, durch eine innere Ringkammer dieses Gehäuses und durch die zugehörige Bodenplatte 12 erstreckt. Die Steuerwelle 15 trägt die Richtungssteuerungseinrichtung 14 derart, dass sie mit dieser Welle mitrotiert, wobei ein Teil der Steuerwelle zwischen Distanzstücken 21 und 22 derart angeordnet ist, dass sich, wie dies später noch erläutert wird, der richtige Abstand ergibt. Eine Einrichtung 16 für die Geschwindigkeitssteuerung ist der Richtungssteue-rungswelle 15 mittels einer Geschwindigkeitssteuerungswelle

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17 koaxial zugeordnet. Mit der Geschwindigkeitssteuerungs-welle 17 verbunden sind die Schaltelemente, die sich unabhängig um die Vertikalachse des elektrischen Schaltgerätes 10 drehen können. Eine elektrische Folgeschaltvorrichtung 19 ist koaxial zur Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 angeordnet und liegt dabei an einer Muffe 17' an. Eine Andrückvorrichtung, beispielsweise eine Feder 20, die zwischen der elektrischen Folgeschaltvorrichtung 19 und dem zylindrischen Gehäuse 11 angeordnet ist, drückt fortwährend die Folgeschaltvorrichtung 19, die Geschwindigkeitssteuerungseinrich-tung 16, das Distanzstück 21, die Richtungssteuerungseinrich-tung 14 und das Distanzstück 22 gegen die Bodenplatte 12, damit die Einhaltung des Abstandes dieser in Fig.2 dargestellten Teile gewährleistet bleibt. Durch die auf der Rich-tungssteuerungswelle 15 sitzenden Ringe 23 und 24 und durch das Distanzstück 25 wird eine feste Abstandszuordnung zwischen diesen Teilen und der Richtungssteuerungs-welle 15 gewährleistet. Wie dies aus Fig.2 zu erkennen ist, können die Wellen 15 und 17 etwas über das Gehäuse 11 an einem Ende hervorstehen, damit Verbindungen für die Fernsteuerung angebracht werden können.

Wie nun aus Fig. 1 und Fig.2 hervorgeht, sind mehrere Richtungskontakte 26A, 26B und 26C in der Bodenplatte 12 derart angeordnet, dass sie mit ihr in gleicher Höhe liegen oder geringfügig axial nach innen gegenüber einer Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 versetzt sind. Die Kontakte 26A, 26B und 26C lassen sich günstig im gleichen Radialabstand zur Vertikalachse und im gleichen Winkelabstand zueinander anordnen. Die Richtungskontakte 26A, 26B und 26C sowie die anderen in dieser Beschreibung angeführten Kontakte können aus jedem geeigneten und gut leitenden Werkstoff hergestellt sein, beispielsweise aus Kupfer, Messing, Silber oder vergoldetem Kupfer. Ein Richtungsumschaltkontakt 28 ist in der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 derart angeordnet, dass er mit dieser Fläche fluchtet oder zu dieser Innenfläche 27 axial versetzt eingesetzt ist. In Radialrichtung ist der Kontakt 28 zwischen den Richtungskontakten 26A und 26C und einem Schaltkontakt 29 bogenförmig derart angeordnet, dass sich sein Bogen über den maximalen, von den Richtungskontakten 26A und 26C überdeckten Winkelbereich erstreckt. Der Schaltkontakt 29 kann in der Fläche 27 so angeordnet sein, wie dies beim Kontakt 28 der Fall ist, und dabei radial zwischen dem Richtungsumschaltkontakt 28 und der Richtungssteuerungswelle 15 liegen und über einem Winkelbereich verlaufen, der mindestens zwischen beiden Richtungskontakten 26A und 26B liegt.

Zu der Richtungssteuerungseinrichtung 14 gehört der bewegliche Richtungskontakt 30 und der bewegliche Richtungsschaltkontakt 31, zu denen die radial innen und radial aussen angeordneten Kontaktflächen 31' und 31" gehören, die beide von einem Richtungssteuerungsarm 32 getragen sind. Durch einen Stift 33 ist dieser Arm 32 mit der Steuerwelle 15 verbunden. Die Kontaktflächen 30,31' und 31" sind zueinander in einem festen Abstandsverhältnis angeordnet, so dass dann, wenn die Richtungssteuerungswelle 15 von der in Fig. 1 wiedergegebenen Position aus nach rechts gedreht wird, die beweglichen Richtungskontaktflächen 31' und 31" gleichzeitig im wesentlichen sowohl den Schaltkontakt 29 als auch den Richtungskontakt 26B belegen, während der bewegliche Richtungsumschaltkontakt 30 gleichzeitig auf den Richtungsumschaltkontakt 28 und auf den Richtungskontakt 26A geschaltet wird. In dieser Schaltstellung schlägt der Rich-tungssteuerungshebel 32 gegen einen Anschlag 27A an, der von der Bodenplatte 12 hervorsteht und eine Linksdrehung verhindert.

Die Richtungskontakte 26A, 26B und 26C sowie alle Kontakte, die der Bodenplatte 12 zugeordnet sind, haben als einen integralen Bestandteil einen Anschlussbolzen 39, der durch die Bodenplatte 12 hindurchgeführt ist. Auf diesen Anschlussbolzen 39 aufgesetzt ist eine Unterlegscheibe 35 und aufgeschraubt eine Mutter 36, damit in der nachstehend beschriebenen Weise eine lösbare Verbindung mit den elektrischen Leitern hergestellt werden kann.

Im Winkelabstand zu den Richtungskontakten 26A, 26B und 26C sind mehrere Lastkontakte 37A, 37B, 37C und 37D fest angeordnet, und zwar bezüglich der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 vorzugsweise fluchtend oder leicht zu ihr axial nach innen versetzt. Der Abstand von der Vertikalachse ist gleich und auch der Bogenabstand der Kontakte voneinander ist gleich. In der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12 ist ein Übergangskontakt 38 radial innerhalb der Lastkontakte 37A-D angeordnet, vorzugsweise in der gleichen Art wie diese Lastkontakte, und zwar in Form eines Bogens, dessen Grösse vorzugsweise dem grössten Abstand zwischen den Lastkontakten 37A und 37D entspricht. Der Schaltkontakt 29 wird vorzugsweise radial nach innen neben dem Übergangskontakt 38 angeordnet und kann als Umfangsverlängerung des den Richtungskontakten 26A, 26B und 26C zugeordneten Schaltkontaktes ausgeführt sein, oder aber als ein separates Kontaktteil mit kürzerem Bogenwinkel - im wesentlichen zwischen den Kontakten 37A, 37B, 37C und 37D - und elektrisch mit dem Teil des Schaltkontaktes 29 in Verbindung stehen, der der Richtungssteuerungseinrichtung 14 zugeordnet ist.

Ein beweglicher Übergangskontakt 40 und ein Geschwindigkeitsschaltkontakt 41 haben jeweils radial nach innen und radial nach aussen angeordnete Kontaktflächen 41' und 41" und sind in die Aussparungen 42 eines Geschwindigkeitssteu-erungshebels 18 eingesetzt, der von der Geschwindigkeits-steuerungswelle 17 aus hervorsteht und mit dieser Geschwin-digkeitssteuerungswelle 17 in einem Stück gearbeitet ist. Die Kontakte 40,41' und 41" sind abstandsmässig derart zueinander angeordnet, dass dann, wenn sich die Kontaktfläche 41" des beweglichen Stromzuführungskontaktes 41 mitten auf einem Lastkontakt befindet, beispielsweise auf dem Lastkontakt 37A, der bewegliche Übergangskontakt 40 im wesentlichen den benachbarten Lastkontakt, beispielsweise den Lastkontakt 37B, belegt und den Kontakt mit 37B hergestellt hat. Winkelanschläge 29A und 29B sind derart angeordnet, dass sich der Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 über einen ausreichenden Abschnitt bewegen kann, so dass die Kontaktflä-che 41" des Geschwindigkeitskontaktes sich kontinuierlich von einer Abschaltposition aus oberhalb der inneren Fläche 27 neben einem einzelnen Lastkontakt 37A (entsprechend der Darstellung in Fig. 1) zu einer vollen Geschwindigkeitsposition bewegen kann, die sich zentral über und in Kontakt mit dem Lastkontakt 37D befindet. Die Position über den dazwischenliegenden Lastkontakten 37B und 37C entspricht dazwischenliegenden Geschwindigkeitsstufen. In gleicher Weise bewegt sich der Übergangskontakt 40 von einer Position aus, in der er sich teilweise über dem Lastkontakt 37A befindet, bis in eine Position über der Innenfläche 27 der Bodenplatte 12, und zwar direkt neben dem Lastkontakt 37D.

Innerhalb des von den Anschlägen 29 A und 29B bestimmten Bogens sind die Lastkontakte in der Form so ausgeführt und im Abstand so angeordnet, dass der Übergangskontakt 40 in Folgeschaltung zuerst den Lastkontakt 37A belegt und diesen dann wieder verlässt, sodann zwischenzeitlich zwischen den Verbraucherkontakten 37A und 37B ruht, um von dort aus denn den nächsten Lastkontakt, d.h. den Kontakt 37B zu belegen und um die nachstehend beschriebenen Über-gangsschaltfunktionen durchzuführen. Sowohl die Kontakt-flache 41' des Geschwindigkeitsschaltkontaktes als auch die Kontaktfläche 31' des beweglichen Richtungssteuerungs-Schaltkontaktes 31 bleiben während ihrer gesamten Drehbewegung kontinuierlich mit dem Schaltkontakt 29 in Verbin5

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dung. In ähnlicher Weise bleibt auch der bewegliche Übergangsschaltkontakt 40 mit dem Übergangskontakt 38 dauernd in Verbindung, desgleichen auch der Richtungsumschaltkontakt 30 mit dem Richtungsumschaltkontakt 28. Die Kontakt-flächen 41' und 41" des beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontaktes sowie die Kontaktflächen 31' und 31" des beweglichen Richtungssteuerungsschaltkontaktes bilden axial überbrückte Kontaktflächen und bauen damit über den Übergangskontakt 38 und über den Richtungsumschaltkontakt 28 während der Drehbewegung des Geschwindigkeitssteue-rungsarmes 18 und des Richtungssteuerungsarmes 32 jeweils einen kontaktfreien Strompfad auf.

Auf jeden der vorerwähnten beweglichen Kontakte wirkt eine genügend grosse Federvorspannung ein, die derart auf die beweglichen Kontakte drückt, dass zu den entsprechenden Kontakten in der Bodenplatte eine gute elektrische Verbindung gewährleistet ist. So drückt beispielsweise eine Blatt-, feder 43 in einer Aussparung 42 die Kontaktflächen 41' und 41" vom Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 weg. Die Schraubenfedern oder die anderen mit Federdruck arbeitenden Vorrichtungen könnten natürlich auch zur Herbeiführung eines derartigen Andruckes verwendet werden.

Wie nun ganz besonders aus den Fig.2,3 und 7 hervorgeht, hat die elektrische Folgeschaltvorrichtung 19 eine elektrisch nicht leitende Scheibe 44, einen Verzögerungsrelais-Grenzschalter 45 (Fig. 7) und einen Zeitschalterrelais-Endschalter 46 (Fig. 7). Zum Verzögerungsrelais-Schalter 45 gehört ein Relaisanschluss 47, der zum Teil in das scheibenartige Bauelement 44 eingebettet und rings um die Richtungs-steuerungswelle 15 bogenförmig angeordnet sein kann. Der weiterhin zugehörige und ebenfalls auf der Scheibe 44 angeordnete Relaisabgang 48 entspricht dem Relaisanschluss 47, nur dass er über einen anderen Bogen auf der Scheibe 44 angeordnet ist als dies für den Relaisanschluss 47 der Fall ist. Ein vertikal angeordneter Kontakt 49 ist von dem Geschwin-digkeitssteuerungsarm 18 aus nach oben geführt, und zwar durch eine Aussparung 44' in der Scheibe 44 und bis zu einer Position, in der er sich zwischen den Enden des Relaisanschlusses 47 und des Relaisabganges 48 befindet. Zwischen dem Vertikalkontakt 49 und dem Relaisanschluss 47 ist ein elektrischer Leiter 50 angeschlossen und mit geeigneten Befestigungselementen befestigt, beispielsweise mit Schrauben 51 und 52. Damit erhalten der Vertikalkontakt 49 und der Relaisanschluss 47 elektrisch die gleiche Identität und bewirken in Drehrichtung eine Vorspannung, durch die der Vertikalkontakt 49 ständig während der Nullstellung oder der Vorwärtsbeschleunigung der Geschwindigkeitssteuerungseinrich-tung 16 (d.h. während der Festeinstellung oder der Rechtsdrehbewegung der Geschwindigkeitssteuerung 16) mit dem Relaisabgang 48 in vertikaler Richtung in Kontakt gehalten wird und von diesem Relaisabgang 48 getrennt wird, immer dann, wenn durch die Geschwindigkeitssteuerungseinrich-tung 16 eine Verzögerung geschaltet wird (d.h. immer dann, wenn sich die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung linksdrehend bewegt). Den Fachleuten dürfte bekannt sein, dass es sich bei der Verwendung des elektrischen Leiters 50 zur Herbeiführung einer elektrischen Identität zwischen zwei elektrisch leitenden Werkstoffen nur um ein Beispiel aus den zahlreichen Vorrichtungen handelt, mit denen die gleiche Funktion erzielt werden könnte. Damit aber ist auch die Verwendung des elektrischen Leiters 50 zur Erzeugung einer Drehkraft, um zwei elektrisch leitende Stoffe oder Materialien zum selektiven Kontakt zu bringen, auch nur eines von zahlreichen Mitteln, mit denen die gleiche Wirkung erzielt werden könnte.

Zum Übergangszeitrelais-Endschalter gehört der Relaisabgang 48 als eine der Relaisverbindungen und eine Zeitschaltnocke 53, die auf der Scheibe 44 befestigt sind. Zum

Zeitschaltnocken 53 gehören mehrere vorstehende Kontaktpunkte 53A, 53B, 53C und 53D und ein Zeitkontaktbolzen 55. Der Zeitschaltnocken 53 ist bogenförmig rings um die Geschwindigkeitssteuerungswelle 17 und rings um die Rich-tungssteuerungswelle 15 angeordnet. Darüberhinaus lässt er sich bequem unterbringen zwischen dem äusseren Rand der Scheibe 44 und dem Relaisabgang 48. Die elektrische Zeitschaltnocke 53 kann mit dem Relaisabgang 48 über eine Brücke 54 oder in einem Stück mit ihm verbunden sein.

Wie am besten aus Fig. 3 und 6 zu erkennen ist, kann ein Zylinder 56 mit Innengewinde einstellbar in einem elliptischen Schlitz 57 in dem zylindrischen Gehäuse 11 angebracht sein. Der Zeitschaltkontaktbolzen 55 kann in den mit Innengewinde versehenen Zylinder 56 eingeschraubt und derart eingestellt werden, dass er nacheinander den Kontakt mit den Kontaktpunkten 53A, 53B, 53C und 53D herstellt, und zwar vorzugsweise zu der Zeit, wenn der bewegliche Übergangsschaltkontakt 40 einen der Lastkontakte 37A, 37B, 37C und 37D voll belegt oder kurz vor dem Lösen dieses beweglichen Übergangsschaltkontaktes 40 aus der Belegung eines dieser Lastkontakte, und vorzugsweise so lange, wie sich dieser bewegliche Übergangsschaltkontakt 40 über die jeweiligen Lastkontakte bei Drehung des Steuerarmes 18 bewegt. Die Winkeleinstellung des Gewindezylinders 56 im Ellipsen-Ausschnitt 57 ermöglicht die Korrektur von Zeitabweichungen, die durch Veränderungen in den mechanischen Toleranzen hervorgerufen werden könnten.

Zur Herstellung von elektrischen Verbindungen sind ein Relaisanschluss-Kontaktstift 58 und ein Relaisabgang-Kon-taktstift 59, die in der Konstruktion ähnlich dem Zeitschalter-Kontaktstift 55 ausgeführt sein können, derart vorgesehen, dass sie ständig (wie dies aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht) über dem gesamten Drehbereich der Scheibe 44 im Druckkontakt mit den jeweiligen Stromleitern 47,48 stehen. Der Druck dieser Kontaktstifte 58 und 59 gegen die Stromleiter 47,48 ist vorzugsweise so gross, dass auf die Scheibe 44 eine gewisse Stabilität übertragen wird, durch die Zufallsdrehungen aufgrund von Vibrationen und anderen von aussen her einwirkenden Kräften verhindert werden, wobei sichergestellt ist, dass der Vertikalkontakt 49 mit dem Relaisabgang 48 nur dann Kontakt hat, wenn sich der Geschwindigkeitssteue-rungsarm 18 rechtsdrehend bewegt. Obwohl die elektrische Schaltarbeit sowohl des Übergangszeitrelais-Endschalters 46 als auch des Geschwindigkeitssteuerungsrelais-Endschalters 45 nachstehend beschrieben wird, so sei in diesem Zusammenhang jedoch daraufhingewiesen, dass Vorkehrungen für die Winkeleinstellung der Kontaktstifte 58 und 59 nicht notwendig sind, weil sich sowohl der Relaisanschluss-Stiftkon-takt 58 als auch der Relaisabgang-Stiftkontakt 59 in permanentem Drehkontakt mit den ihnen jeweils zugeordneten elektrischen Leitern für den Relaisanschluss und für den Relaisabgang befinden.

Fig. 2,3,4 und 5 lassen nun erkennen, dass die mit 60 gekennzeichnete Verriegelungsmechanik wirkungsmässig verbunden ist mit der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 und mit der Richtungssteuerungseinrichtung 14. Zur Verriegelungsmechanik 60 gehört ein Verriegelungsbolzen 61, der zum Teil gleitend von einer nach unten gerichteten gabelförmigen Verlängerung 62 des Gehäuses 11 gehalten wird, insbesondere aber von den Hebelarmen 62' und 62" dieser gabelförmigen Verlängerung 62. Wenn sich, wie dies mit Fig.2 und 3 dargestellt ist, der Richtungssteuerungshebel in der Position «Null» befindet, dann drückt eine Feder 63, die zwischen einem Hebelarm 62" der gabelförmigen Verlängerung 62 und einem Federanschlagbolzen 64 rings um den Verriegelungsbolzen 61 angeordnet ist, das sich in Radialrichtung am weitesten aussen befindliche Ende 61' des Verriegelungsbolzens 61 gegen eine Nocke 65, die als integraler Bestandteil des Rich-

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tungssteuerungshebels 32 ausgeführt sein kann, und sich somit zusammen mit diesem Richtungssteuerungshebel 32 drehend bewegt. Zur Nocke 65 gehören die im Winkelabstand zueinander angeordneten drei Einrastpositionen 65', 65" und 65"'. In der Nullstellung erfolgt ein Einrasten des zum Verriegelungsbolzen 61 gehörenden Endes 61' in die mittlere Rastposition 65" der Nocke 65. Wird nun gemäss Darstellung in Fig.2 und 3 die Richtungssteuerungswelle 15, und mit dieser Richtungssteuerungswelle 15 auch der Richtungssteuerungshebel 32, von der Nullstellung aus nach rechts gedreht, dann wird in den Raststellungen 65' und 65" jeweils eine Zwischenposition eingeschaltet, wie dies mit Fig. 4 dargestellt ist. In dieser Zwischenposition drückt die Nocke 65 den Verriegelungsbolzen 61 radial nach innen in eine Verriegelungsposition mit einem Flansch 66, der in den Geschwindigkeitssteuerungsarm 18 eingearbeitet ist, und verhindert dadurch eine Weiterschaltung des Geschwindigkeits-steuerungssystems 16. Wird nun die Richtungssteuerungswelle 15 weiter nach rechts gedreht, und mit ihr auch der Geschwindigkeitssteuerungshebel 32, dann wirkt die Raste 65' der Nocke 65 derart auf den Verriegelungsbolzen 61 ein, dass dieser sich radial nach aussen bewegen kann, und zwar so weit, dass er sich vom Flansch 66 lösen kann, und eine Betätigung der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 ermöglicht, wie dies mit Fig. 5 dargestellt ist. In ähnlicher Weise wird dann, wenn die Richtungssteuerungswelle 15 und der Richtungssteuerungshebel 32 von der Nullstellung aus nach links gedreht werden, in jeder Zwischenposition zwischen den Raststellungen 65" und 65'" eine Weiterschaltung der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 so lange verhindert, bis der Verriegelungsbolzen 61 in die Rastposition 65'" eingerastet ist und dadurch eine Weiterschaltung der Geschwindigkeitssteuerung ermöglicht. Damit lässt sich der Geschwindigkeitssteuerungshebel 18 nur dann zum Anschlag 29A drehen und weiterschalten, wenn sich der Richtungssteu-erungsarm entweder in der Schaltstellung Null, Vorwärts oder Rückwärts befindet. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn sich der Geschwindigkeitssteuerungsarm 18 von der Nullstellung aus bewegt, und sich der Bolzen 61 in irgendeiner der Rastpositionen 65', 65" und 65'" befindet, dieser Geschwindigkeitssteuerungsarm 32 verriegelt wird und dann so lange nicht bewegt werden kann, bis der Geschwindigkeitssteuerungsarm 18 zur Aus-Position hin zurückgedreht worden ist und dabei gegen den Anschlagbol-zen 27A anschlägt, woraufhin dann wiederum eine axial nach innen gerichtete Verschiebung des Verriegelungsbolzens 61 möglich ist.

Fig. 7 zeigt nun ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung der elektrischen Schaltvorrichtung 10. Diese Schaltungsanordnung wird nachstehend anhand eines typischen Schaltbeispieles erklärt. Für die Erläuterung sind die Teile der elektrischen Schaltvorrichtung 10 so dargestellt, als seien sie mit einem Antriebssystem verbunden. Zu diesem Antriebssystem gehört ein konventioneller Gleichstrommotor 70 mit seinen Feldwicklungsanschlüssen S1 und S2 sowie mit seinen Ankerwicklungsanschlüssen AI und A2. Die als Batterie B dargestellte Stromquelle ist eine Einzelbatterie, die zur Ermöglichung der Aufschaltung einer Zwischenspannung mit einem Spannungsteiler versehen ist. Diese Stromquelle kann aber auch als Batteriebank ausgeführt sein, deren Zwischen-spannungsanschluss 81 mit dem Motor 70 in Reihe geschaltet ist. Eine Widerstandsschaltung 72, die aus einem, oder laut Darstellung aus mehreren Widerständen bestehen kann, beispielsweise aus den Widerständen 74A, 74B und 74C, ist über die Anschlüsse 77A, 77B und 77D mit dem Feldwicklungsan-schluss verbunden, beispielsweise dem Anschluss S2 des Motors 70 auf der der Batterie B gegenüberliegenden Seite, wobei in selektiver Weise ein veränderlicher Widerstand auf640 079

geschaltet werden kann, und zwar der grösste Widerstand über den Anschluss 77A und der kleinste Widerstand über den Anschluss 77D. Die Anschlüsse 77A, 77B und 77C sowie 77D sind mit dem Anschlussbolzen 39 der Lastkontakte 37A, 37B, 37C und 37D verbunden, die zu der dargestellten elektrischen Schaltvorrichtung 10 gehören.

Die Ankerwicklungskontakte AI und A2 des Motors 70 stehen mit den Richtungskontakten 26A und 26C in Verbindung, und zwar über Leitungen 78A und 78B. Zwischen die Richtungskontakte 26C und 26B ist eine Brücke 79 geschaltet, die, wie dies aus der Darstellung hervorgeht, aus einem elektrischen Leiter bestehen kann, beispielsweise aus Kupferdraht, der mit Anschlussbolzen 39 durch Muttern 36 verbunden ist, die den Kontakten 26A und 26C entsprechen.

Ein konventioneller «Ein-Aus»-Schalter 80 ist zwischen dem Zwischenpotentialanschluss 81 der Batterie B und dem Verzögerungsrelais 90 sowie zwischen dem Übergangsschalt-Zeitrelais 95 derart in Reihe geschaltet, dass diese Relais 90 und 95 arbeiten können. Die Strombelastbarkeit und die Abschaltleistung des «Ein-Aus »-Schalters 80 brauchen nur so gross zu sein, dass sie den relativ kleinen Stromrelais den Strom zuführen können, so dass für den Einschaltvorgang keine Schalter mit hoher Strombelastbarkeit erforderlich sind, wie dies oft bei ähnlichen Anwendungsfällen der Fall ist. Bei dem Verzögerungsrelais oder dem Bremsrelais 90 kann es sich um ein konventionelles elektromagnetisch betätigtes Relais mit einem Schliesserkontakt 91 handeln, der dann, wenn das Relais nicht angezogen hat, sich in der normalerweise geöffneten Schaltposition befindet und dann eine mechanische Verriegelung herbeiführt und schliesst, wenn das Relais nach Stromaufschaltung anzieht. Das gegenüberliegende Ende dieses Relais ist mit dem «Ein-Aus»-Schalter 80 verbunden, und sowohl auf den Verzögerungsrelais-Endschalter 45 als auch auf den Übergangszeitrelais-Endschalter 46 über den Relaisabgang-Stiftkontakt 59 geführt (siehe auch Fig. 3). Das Über-gangsschaltungs-Zeitrelais 95, das dem Verzögerungsrelais 90 gleicht, kann ein konventionelles elektromagnetisch betätigtes Relais sein, dessen Kontaktschalter 96 gegenüber dem mit dem Schalter 80 verbundenen Ende mit dem Ende des Übergangsschaltungszeitrelais-Endschalters 46 und auch noch gegenüber der Verbindung mit dem Verzögerungsrelais mit dem Zeitschalter-Stiftkontakt 55 verbunden ist. Das dem Anschluss des Verzögerungsrelais 90 gegenüberliegende Ende des Verzögerungsrelais-Endschalters 45 ist am Relaisan-schluss-Stiftkontakt 58 mit der Klemme der Batterie B verbunden, die ihrerseits wiederum mit dem Motor 70 in Verbindung steht.

Der Kontaktschalter 91 des Verzögerungsrelais ist gegenüber der zum Motor führenden Verbindung mit dem Motor 70 und dem Richtungsumschaltkontakt 28 derart verbunden, dass er dann, wenn sein Schliessen durch das Verzögerungsrelais 90 herbeigeführt worden ist, einen Stromdurchgang durch die elektrische Steuerungsvorrichtung 10 zulässt, und zwar über den Richtungsumschaltkontakt 28. Der Kontaktschalter des Übergangsschaltungszeitrelais 96 ist schaltungs-mässig derart zwischen dem Schaltkontakt 29 und den Übergangskontakt 28 angeordnet, dass dann, wenn dieser Kontaktschalter 96 durch die Einwirkung des Verzögerungsrelais geschlossen wird, bestimmte elektrische Schaltfunktionen im Übergang zulässt. Diese Übergangsschaltfunktionen werden nachstehend erläutert.

Nach Fig. 1, Fig.2, Fig.3 und ganz besonders nach Fig.7 könnte für die elektrische Schaltvorrichtung 10 ein typischer Schaltungsablauf wie folgt aussehen. Zunächst einmal befindet sich die Geschwindigkeitssteuerung 16 in der Aus-Posi-tion, befindet sich weiterhin die Richtungssteuerung 14 in der Nullstellung. Wird nun über den «Ein-Aus»-Schalter 80 der Stromkreis geschlossen, dann werden die Relais 90 und 95 zu

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arbeiten beginnen. Sodann wird die Richtungssteuerungseinrichtung 14 durch Drehen der Richtungssteuerungswelle 15 in der bereits beschriebenen Weise auf die gewünschte Richtungsposition geschaltet, beispielsweise auf «Vorwärts». Mit der Einstellung der Richtungssteuerung auf die Position «Vorwärts» ist ein Motorstromkreis hergestellt worden, in dem der Ankerstrom des Motors 70 durch den Schaltkontakt 29, den beweglichen Richtungsschaltkontakt 31, der sich auf den Schaltkontakt 29 gelegt hat, den Richtungskontakt 26B, die Brücke 79, den Richtungskontakt 26C sowie den Anschluss 78B zur Ankerwicklungsklemme A2 fliesst. Daraufhin vervollständigt der Ankerstrom seinen Stromkreis nach Passieren der Ankerwicklung des Motors 70 über den Anschluss 78A, den Richtungskontakt 26A sowie den beweglichen Richtungsumschaltkontakt 30 zum Richtungsumschaltkontakt 28. Befindet sich die Richtungssteuerung in einer der vorbeschriebenen Position entgegengesetzten Position, dann erfolgt eine Polumschaltung des über den Motor 70 fliessen-den Ankerstromes, der dann mit entgegengesetzter Drehrichtung arbeitet.

Auch dann, wenn die Richtungssteuerung 14 sich in der Position «Vorwärts» befindet, lässt die Verriegelungsmechanik des Geschwindigkeitssteuerungsarmes 32, d.h. die Verriegelungsvorrichtung 60, eine Betätigung und Fortschaltung der Geschwindigkeitssteuerung 16 zu. Damit aber kann, weil dies bereits zuvor schon beschrieben worden ist, eine Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 durch eine entsprechende Rechtsdrehung der Geschwindigkeits-steuerungswelle 17 eingeleitet und durchgeführt werden.

Damit ein Arbeiten der elektrischen Schaltvorrichtung 10 bei grosser Stromaufnahme möglich ist, wie dies oft bei elektrischen Vorrichtungen, wie z.B. dem Motor 70, erforderlich ist, ist eine elektrische Übergangsschaltung vorgesehen, durch die die Lichtbogenbildung, die in der Geschwindigkeitssteue-rungseinrichtung 16 bei der Folgeschaltung der einzelnen Lastkontakte 37 aufkommen kann, verhindert oder zumindest verringert wird. Im wesentlichen wird von der Übergangsschaltung ein ständiger Vollast-Ausweich-Strompfad über jeden einzelnen Lastkontakt gebildet, bevor der bewegliche Geschwindigkeitsschaltkontakt 41 mit ihm in Kontakt gelangt, was zur Folge hat, dass das Potential zwischen den Lastkontakten 37 und dem beweglichen Schaltkontakt 41 zur Zeit der Belegung ausgeglichen ist.

Wie aus der bisher gegebenen Beschreibung sowie aus Fig. 1,3,6 und 7 hervorgeht, wird durch jede Linksdrehung und durch jede geringfügige Rechtsdrehung der Geschwin-digkeitssteuerungseinrichtung 16 der Verzögerungsrelais-Endschalter 45 geschlossen, der seinerseits wiederum das Verzögerungsrelais 90 anziehen lässt, das den Verzögerungskontaktschalter 91 schliesst. Dadurch wird der Richtungsauswahlkontakt 28 in der zuvor erwähnten Weise mit der Batterie B verbunden. Dieser Schaltzustand wird im weitern Verlauf dieser Beschreibung als Null-Zustand oder Zustand der positiven Beschleunigung bezeichnet. Eine weitere schrittweise Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 führt zum Schliessen des Übergangszeitrelais-Endschalters 46 mit der damit verbundenen Erregung des Übergangszeitschaltrelais 96, wobei der nachstehend angeführte Ausweich-Stromkreis aufgebaut wird, durch den der Strom wie folgt fliessen kann. Von der Batterie B aus über den Kontakt 91 des Verzögerungsrelais, über den Richtungsumschaltkontakt 28 sowie über die zum Motor 70 gehörende Ankerwicklung zum Schaltkontakt 29, durch den Schaltkontakt 29, den Kontakt 96 des Übergangsschaltungszeitrelais, den Übergangsschaltungskontakt 38, den beweglichen Übergangsschaltkontakt 40, den Lastkontakt 37A, den Widerständen 74A, 74B und 74C sowie über die Feldwicklung des Motors 70 zurück zur anderen Klemme der Batterie B.

Damit dürfte also klar sein, dass, weil ein beweglicher Schaltübergangskontakt 40 mitten auf einen Verbraucherkontakt 37A eingestellt wird, und dies noch vor Beginn eines Stromflusses durch diesen Kontakt, zwischen diesen Kontakten die Lichtbogenbildung verhindert oder beträchtlich verringert wird. Eine Lichtbogenbildung oder irgendeine Neigung zur Lichtbogenbildung wird weiterhin dadurch verringert, dass der maximale Widerstand 74A, 74B und 74C dazu verwendet wird, den einsetzenden Stromfluss allmählich auf einen geringeren Wert zu bringen. In diesem Zusammenhang muss daraufhingewiesen werden, dass fast alle weiteren Lichtbogenbildungsreste im wesentlichen auf den Schaltkontakt 96 des Schaltübergangszeitrelais beschränkt sind. Hierbei handelt es sich um ein Kontaktelement, das leicht zugänglich ist, das sich leicht warten lässt und relativ billig ist. Dieses Kontaktelement gehört zum Schaltübergangszeitrelais 95. Aus diesem Grunde hat das Schaltgerät 10 eine längere Lebensdauer, wird die Wartungshäufigkeit verringert, und es verringern sich die Kosten und die Stillstandszeiten für Vorrichtungen, die eine hohe Stromaufnahme haben, wie dies beim Motor 70 der Fall ist.

Eine weitere schrittweise Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerung 16 führt zur Verbindung zwischen dem beweglichen Schaltkontakt 41 und dem einzelnen Lastkontakt 37A, wobei während dieses Übergangszustandes die Verbindung zwischen dem beweglichen Schaltübergangskontakt 40 und dem Lastkontakt 37A erhalten bleibt. Es ist ebenfalls klar, dass zuerst zwischen dem Schaltkontakt 29 und dem Verbraucherkontakt 37 über den Kontakt 96 des Schaltübergangszeitrelais 96, über den Übergangskontakt 40, über den beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt 41 ein Ausweich-Strompfad mit geringem Widerstand aufgebaut wird, so dass dann auch der bewegliche Geschwindigkeitsschaltkontakt 41 und der Verbraucherkontakt 37A vor dem Einsetzen irgendeines Stromdurchganges das gleiche Potential haben. Ausserdem wird durch den Anfangsstromfluss gegen einen hohen Widerstand, d.h. durch den Schaltkontakt 29 und den Lastkontakt 37A über den beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt 41 wiederum die Lichtbogenbildung verhindert oder beträchtlich verringert.

Weil die Verbindung zwischen dem Schaltübergangskontakt 40 und dem Lastkontakt 37A auch weiterhin bestehen bleibt, baut sich der anfänglich relativ hohe induktive Widerstand des beweglichen Übergangsschaltkontaktes 40 allmählich ab, während gleichzeitig der anfangs niedrige induktive Widerstandswert des beweglichen Übergangsschaltkontaktes 40 sich dann allmählich erhöht, wenn sich dieser Kontakt kontinuierlich vom Kontakt 37A löst.

Damit kommt es zu einer sich fortwährend verändernden Stromteilung zwischen dem beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt 41, dessen Stromanteil immer grösser wird, und dem beweglichen Übergangsschaltkontakt 40, dessen Stromanteil immer kleiner wird, bis kurz vor dem Lösen des beweglichen Übergangsschaltkontaktes 40 vom Verbraucherkontakt 37A der Stromdurchgang durch den beweglichen Übergangsschaltkontakt 40 beträchtlich kleiner geworden ist. Zu diesem Zeitpunkt kommt es zu einem Öffnen des zum Übergangsschaltzeitrelais gehörenden Endschalters 46, der daraufhin auch das Übergangsschaltzeitrelais 95 abfallen lässt, woraufhin dann sich der zu diesem Relais 95 gehörende Schalter 96 öffnet und dadurch eine elektrische Unterbrechung des Stromkreises herbeiführt, der aus dem Schaltkontakt 29 und dem Verbraucherkontakt 37A besteht, sowie aus dem Übergangsschaltkontakt 38 und dem beweglichen Übergangsschaltkontakt 40. Als Folge davon wird der Übergangs-Schaltzustand beendet, auch diesmal ohne Lichtbogenbildung.

Die Schaltvorrichtung 10 verbleibt solange in diesem

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Schaltzustand, bis nach einer weiteren geringen Rechtsdrehung der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 der bewegliche Übergangsschaltkontakt den Verbraucherkontakt 37B im wesentlichen belegt hat. Sodann wird wiederum in der bereits beschriebenen Weise die Übergangsschaltung aufge- 5 baut. Weil in diesem bestimmten Falle der durch den beweglichen Schaltübergangskontakt 40 fliessende Strom nur durch die kleineren Widerstände 74B und 74C geführt wird, fliesst zu Beginn ein proportional stärkerer Strom durch den beweglichen Schaltübergangskontakt 40 als durch den beweglichen 10 Geschwindigkeitsschaltkontakt 41, so dass noch bevor dieser Kontakt mit dem Lastkontakt 37B in Verbindung tritt, der bewegliche Geschwindigkeitsschaltkontakt 41 im wesentlichen auf das Potential gebracht wird, das der Lastkontakt 37B hat, so dass wiederum die Lichtbogenbildung zwischen 15 dem beweglichen Geschwindigkeitsschaltkontakt und dem Lastkontakt verhindert oder beträchtlich verringert wird. Mit einer weiteren geringen Rechtsdrehung wird der Zustand des Schaltüberganges dann wieder beendet, so dass dann der volle Strom nur durch den beweglichen Geschwindigkeits- 20 schaltkontakt 41 fliesst. Nach zweimaliger Wiederholung dieser Schaltfôlge kann der Strom durch den kleinsten Widerstand fliessen, d.h. dem Motor wird der volle Strom zugeführt. Die Zwischenschaltstufen ermöglichen eine stufenweise Veränderung in der Stärke der elektrischen Energie, die dem 25 Motor 70 zugeführt wird.

Es ist festgestellt worden, dass bei gewissen Anwendungsfällen und während bestimmter Phasen des Betriebsablaufes eine Extrembelastung nicht erforderlich bzw. nicht erwünscht ist, beispielsweise bei der Verzögerung oder beim Bremsen. 30

So kann eine Abschaltvorrichtung für diese Anwendungsfälle vorgesehen werden, die in diesem Falle die elektrische Schaltvorrichtung 10 elektrisch von der aussen befindlichen Last und von der aussen befindlichen Stromquelle trennt. Bei einer derartigen Abschaltvorrichtung handelt es sich hierbei um das Verzögerungsrelais 90, dessen Kontakt 91 schaltungs-mässig am Richtungsumschaltkontakt 29 zwischen der Batterie B und der elektrischen Schaltvorrichtung 10 angeordnet ist. Es ist schon beschrieben worden, dass jede durch eine Linksdrehung der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 16 herbeigeführte Verzögerung ein Öffnen des Kontaktschalters 91, der zum Verzögerungsrelais gehört, zur Folge hat, wobei die elektrische Schaltvorrichtung 10 elektrisch von der aus-senliegenden und als Batterie B ausgeführten Stromquelle getrennt wird. Eine Verzögerung oder Abbremsung kann,

falls dies erforderlich werden sollte, auch dann durchgeführt werde, wenn die Schaltvorrichtung 10 auf Zwischenstufen der Geschwindigkeit eingestellt ist. In diesem Falle wird über das Relais 90 der Stromfluss durch die elektrische Schaltvorrichtung wieder eingeschaltet, wie dies bereits beschrieben worden ist. In diesem Falle sei darauf hingewiesen, dass jede Lichtbogenbildung, die durch die Unterbrechung des Stromes jeder Stärke verursacht wird, auf den Relaiskontakt 91 beschränkt bleibt. Dieser Relaiskontakt ist leicht zugänglich, lässt sich leicht warten, weil es sich dabei um einen relativ billigen Kontaktteil des Verzögerungsrelais 90 handelt. Dies hat wiederum zur Folge, dass die elektrische Schaltvorrichtung 10 eine längere Lebensdauer hat, bei gleichzeitiger Verringerung der Wartungshäufigkeit und der Kosten durch Stillstandszeiten.

G

3 Blatt Zeichnungen

Claims

640079 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltvorrichtung zum stufenweisen Ändern der elektrischen Zuführungsenergie zu einem Verbraucher, insbesondere zum stufenweisen Steuern einer elektrischen Antriebsvorrichtung, mit mehreren an einem Trägerteil (12) stationär angeordneten Lastkontakten (37A-D), die mit verschiedenen grossen Lastwiderständen (72) in Verbindung stehen, und einem durch seine Beweglichkeit vom einen zum anderen Lastkontakt umschaltbaren Stromzuführkontakt (41), gekennzeichnet durch eine Übergangseinrichtung (19,38,40,46,90, 91,95,96), die jeweils mit jedem der Lastkontakte (37A-D) verbunden ist, bevor der Stromzuführkontakt (41) Kontakt mit dem jeweiligen Lastkontakt aufnimmt und jeweils einen aufrechterhaltbaren Vollast-Ausweich-Strompfad über jeden der Lastkontakte herstellt, bevor die einzelnen Lastkontakte mit dem Stromzuführkontakt (41) Kontakt erhalten, wobei der Stromzuführkontakt (41) für einen kontinuierlichen, progressiven, aufeinanderfolgenden Eingriff mit den jeweiligen Lastkontakten vorgesehen ist, so dass eine graduelle Änderung der Stärke der elektrischen Energieübertragung erfolgt, ohne dass sich dabei ein Lichtbogen bildet.

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2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangseinrichtung (19,38,40,46,90, 91,95,96) eine Übergangskontakteinrichtung (38,40) und eine Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) aufweist, wobei die Übergangskontakteinrichtung (38,40) mit jedem der einzelnen Lastkontakte (37A-D) vor ihrem Kontakt mit dem Stromzuführkontakt (41) verbunden ist und die Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) zwischen der Übergangskontakteinrichtung (38,40) und jedem der einzelnen Lastkontakte (37A-D) einen aufrechterhaltbaren Vollast-Ausweich-Strompfad herstellt, bevor die einzelnen Lastkontakte (37A-D) mit dem Stromzuführkontakt (41) in Kontakt gelangen.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) relativ zu den einzelnen Lastkontakten (37A-D) beweglich und mit diesen in Kontakt schaltbar ist.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) und der Stromzuführkontakt (41) in konstanter gegenseitiger räumlicher Zuordnung gehalten sind.

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5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) und der Stromzuführkontakt (41) von einem Steuerungsarm (18) getragen sind.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsarm (18) für seine Drehung relativ zu den einzelnen Lastkontakten (37A-D) durch eine Welle (17) getragen ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lastkontakte (37A-D) bogenförmig um die Welle (17) herum angeordnet sind und an dem Trägerteil (12) Anschläge (29A, 29B) vorgesehen sind, die die Drehbewegung des Steuerungsarmes (18) auf den Bogenbe-reich begrenzen, in dem sich die einzelnen Lastkontakte (37A-D) befinden.

8. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) eine Schalteinrichtung (46) aufweist, durch die intermittierend ein Stromfluss über die Übergangskontakteinrichtung (38,40) herstellbar ist.

9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schalteinrichtung (46) (Fig. 7) ein Stromfluss über irgendeinen der einzelnen Lastkontakte (37A-D) nur dann herstellbar ist, wenn die Übergangskontakteinrichtung (38,40) in Kontakt mit diesem Lastkontakt gebracht wurde, wobei der Stromfluss über die Übergangskontakteinrichtung (38,40) durch die Schalteinrichtung (46) unterbrochen wird, noch bevor die Übergangskontakteinrichtung den Kontakt mit dieser einzelnen Lastkontakte (37A-D) löst.

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10. Schaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (46) eine Zeitschaltnok-keneinrichtung (53) sowie Zeitkontaktmittel (55) aufweist, die den Kontakt herstellen und unterbrechen in Abhängigkeit von dem aufeinanderfolgenden Kontakt mit den einzelnen Lastkontakten (37A-D) durch die Übergangskontakteinrichtung (38,40).

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) mit den einzelnen Lastkontakten (37A-D) in Kontakt gelangt, um den Vollast-Ausweich-Strompfad herzustellen.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ausschalteinrichtung (49, 50, 51,52) (Fig. 3), durch die eine elektrische Energieübertragung, bei einer Relativbewegung zwischen den einzelnen Lastkontakten (37A-D) und dem Stromzuführkontakt (41) in einer Richtung unterbrochen wird.

13. Schaltvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschalteinrichtung (49,50, 51, 52) die Verbindung zur Übertragung der elektrischen Energie herstellt, wenn eine Relativbewegung zwischen den einzelnen Lastkontakten (37A-D) und dem Stromzuführkontakt (41) erfolgt.

14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) eine separate Schalteinrichtung (90,95) (Fig. 7) aufweist, auf die jegliche Lichtbogenwirkung begrenzt wird.

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15. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (30,31), die wahlweise andere (26A-C) dieser Kontakte belegt, um hierzu eine Schaltfunktion auszuüben.

16. Schaltvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (30,31) sich unabhängig von dem Stromentführkontakt (41) bewegt.

17. Schaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) und der Stromzuführkontakt (41) in feststehender räumlicher Anordnung relativ zueinander gehalten sind.

18. Schaltvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzuführkontakt (41) durch einen Steuerarm (18) für die Geschwindigkeit und die Schalteinrichtung (30,31) durch einen Steuerarm (32) für die Richtung getragen ist.

19. Schaltvorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Verriegelungseinrichtung (60) (Fig. 1) zwischen dem Steuerarm (18) für die Geschwindigkeit und dem Steuerarm (32) für die Richtung.

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20. Schaltvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (60) einen federbelasteten Verriegelungsstift (61) aufweist, der für den Kontakt mit einem Nocken (65) vorgesehen ist.

21. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangseinrichtung (19,38,40,46,90, 91,95,96) bei einer Relativbewegung in einer Richtung zwischen den einzelnen Lastkontakten (37A-D) und dem Stromzuführkontakt (41) den Vollast-Ausweich-Strompfad herstellt und dass eine Abschalteinrichtung (49,50, 51, 52) eine Unterbrechung der elektrischen Energieübertragung bei einer Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung bewirkt.

22. Schaltvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (49, 50, 51, 52) eine elektrische Energieübertragung bei fehlender Relativbewegung zwischen den einzelnen Lastkontakten (37A-D) und dem Stromzufuhrkontakt (41) zulässt.

23. Schaltvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (49, 50,51,52) eine Leiterschiene (47,48) auf einer Scheibe (44) aufweist, die drehbar um die Welle (17) angebracht ist, sowie einen Kontakt (49), der mit dem Stromzuführkontakt (41) um die Welle (17) herum beweglich ist (Fig. 2 und 3), für den Kontakt mit der Leiterschiene (47,48) bei relativer Umdrehung in der einen Richtung.

24. Schaltvorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Federkraft erzeugende Mittel zur Aufrechterhaltung des Kontaktes zwischen dem Kontakt (49) und der Leiterschiene (48) während der Relativverdrehung in der einen Richtung oder bei fehlender Relativverdrehung.

25. Schaltvorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch einen Kontaktstift (58, 59), der mit der Leiterschiene (47,48) in Kontakt steht, um die Scheibe (44) bei ihrer Drehung zu stabilisieren.

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26. Schaltvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (58, 59) einen dauernden elektrischen Kontakt mit der Leiterschiene (47, 48) bildet.

27. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) bei Relativbewegung in einer Richtung zwischen den einzelnen Lastkontakten (37A-D) und dem Stromzuführkontakt (41) den Vollast-Ausweich-Strompfad herstellt und dass eine Abschalteinrichtung (49, 50, 51, 52) eine Unterbrechung der elektrischen Energieübertragung bei einer Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung bewirkt.

28. Schaltvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) an der Abschalteinrichtung (49, 50, 51, 52) befestigt ist, um zwischen beiden einen Steuerstromfluss zu ermöglichen.

29. Schaltvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (90,95) der Übergangsschaltung eine erste gesonderte Schalteinrichtung (95) und eine zweite gesonderte Schalteinrichtung (90) aufweist, die beide ausserhalb eines Trägerteiles (12) angeordnet sind.

30. Schaltvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteinrichtung (95) einen Kontaktabschnitt (96) eines elektromagnetischen Relais (95) aufweist, das eine begrenzte Zykluszeit hat, um eine Lichtbogenentwicklung aufgrund einer Änderung im Übergangszustand örtlich zu begrenzen.

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31. Schaltvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontakteinrichtung (90) einen Kontaktabschnitt (91) eines elektromagnetischen Relais (90) aufweist, der eine begrenzte Zykluszeit hat, um einen Lichtbogen aufgrund einer Unterbrechung eines Stromflusses irgendeiner Grösse in irgendeinem Teil der Schaltvorrichtung zu lokalisieren.

32. Schaltvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schalteinrichtung (90,95) ein Folgekontakt irgendeiner Kontakteinrichtung (38,40,41) mit einem einzelnen Lastkontakt (37A-D) mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die mit der Zykluszeit der elektromagnetischen Relais (90,95) verträglich ist.

33. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromzuführkontakt (41) Kontaktflächen (41', 41") aufweist, die kontinuierlich, progressiv und aufeinanderfolgend eine Überbrückung von benachbarten einzelnen Kontakten (37A-D) und ausserdem eine sich kontinuierlich ändernde Stromteilung zwischen dem Stromzuführkontakt (41) und der Übergangskontakteinrichtung (38,40) bewirken.

34. Schaltvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) gegenüber den Lastkontakten (37A-D) beweglich und mit ihnen in Kontakt bringbar ist.

35. Schaltvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekenn640 079

zeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) und der Stromzuführkontakt (41) in vorgegebener räumlicher gegenseitiger Zuordnung gehalten sind.

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36. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) den Ausweich-Strompfad mindestens so lange aufrecht erhält, bis der Stromzuführkontakt (41) die einzelnen Lastkontakte (37A-D) belegt.

37. Schaltvorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) gegenüber den einzelnen Lastkontakten (37A-D) relativ beweglich ist, progressiv in Kontakt und ausser Kontakt gelangt und zwischenzeitlich zwischen ihnen ruht.

38. Schaltvorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) und der Stomzuführkontakt (41) in vorgegebener gegenseitiger räumlicher Zuordnung gehalten sind.

39. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangseinrichtung (19,38,40,46,90, 91,95,96) eine Übergangskontakteinrichtung (38,40) und eine Übergangsschaltung (19,46,90,91,95,96) aufweist, wobei die Übergangskontakteinrichtung (38,40) vor dem Kontakt durch den Stromzuführkontakt (41) mit jedem der einzelnen Lastkontakte (37A-D) verbunden ist und die Übergangsschaltung (19,46, 90,91,95,96) das Potential sowohl an der Übergangskontakteinrichtung (38,40) als auch an dem Stromzuführkontakt (41) vor und während dem Kontakt des Stromzuführkontaktes (41) mit dem nächsten angrenzenden einzelnen Tastkontakt (37A-D) ausgleicht.

40. Schaltvorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) gegenüber den einzelnen Lastkontakten (37A-D) relativ beweglich ist, progressiv in Kontakt und ausser Kontakt gelangt und zwischenzeitlich zwischen ihnen ruht.

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41. Schaltvorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskontakteinrichtung (38,40) und der Stromzuführkontakt (41) in vorgegebener gegenseitiger räumlicher Zuordnung gehalten sind.