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Rollengesperre für elektrische Drehschalter Rollengesperre für elektrische
Drefischalter mit Rechts- und Linksschaltung sind 'bekannt. Die Rastrollen, die
in den Endstellungbn des Drehschalters in Ausnehmungen eines Sternrades einfaUen,
sind meist paarweise in radialer Richtung einander gegenüber angeordnet und in ein-
oder zweiarmigen Elebeln gelagert; sie stehen unter der.Wirkung einer oder mehrerer
Zugfedern, die das Wiedereinfallen der Rastrollen in die Ausnehmungen eines Sternrades
bewirken und meist zugleich als Ausschaltfeder dienen. Man verwendet solche Drehschalter
mit Rollengasperre, weil diese für gewöhnlich nicht mit Vollmomentschaltung arbeiten,
vor allem zur Unterbrechung von Wechselstrom, wobei es bekanntlich darauf ankommt,
die Ausschaltung verhältnismä13ig langsam, dagegen die Einschaltung recht rasch
zu bewirken. Um diesen Erfolg sicherzustellen,- hat man schon vorgeschlagen, die
-Rastenwirkung für das Einschalten stärker als für das Ausschalten auszubilden,
indem das Sternrad statt mit im Durchschnitt quadratischem, nunmehr mit im Durchschnitt
rechteckigem Querschnitt ausgebüdet wird. Der Nach-teil der bekannten Drehschalter
mit Rollengesperre liegt vor allem in ihrer verhältnismäßig geringen Lebensdauer.
Die zur Verwendung kommenden Zugfedern sind ungünstig beansprucht, da jede der Zugfedem
an ihren Enden zu ösen gebogen' werden muß, und diese Abbiegestelle eine Gefahrenquelle
darstellt. Man hat auch schon versucht, auf die Rastrollen D#rudkfedern zur Einwirkung
zu bringen. Diese Druckfedern wirken nicht unmittelbar auf den Rollenhebel ein,
sondern auf den Kni&Tunkt zweier Knieliebel, die einerseits ortsfest, andererseits
am Rollenhebel drehbar e uelagert sind. Wenn auch hier die Feder auf
Druck
beansprucht wird, so gelingt dies doch nur unter Inkaufnahme der besonderen Kniehebel
-, und außerdem vermeidet man nicht, weni-Stens an dem einen Ende der Druckfeder
eine öse zur Erfassung des Kniegelenkbolzens biegen zu müssen.
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Bekannt sind ferner Rollengesperre mit einem auf der Schalterachse
befestigten viereckigen Rahmen, an dessen Ecken paarweise unter dem radialen Druck
je einer Blattfeder stehende Rastenrollen gelagert sind. Die all ihren Eilden
im Sockel eingespannten Blattfedern erfordern einen besonders großen Schalterraum
und haben keine genügend lange Lebensdauer.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf Rollensperre für elektrische Drehschalter
mit Rechts- und Linksschaltung und ist insbesondere bestimmt für Schalter zum Schließen
und Unterbrechen von Wechselstrom. Das Gesperre kann aber auch so ausgübildet werden,
daß es für Schalter zur Schließung oder C)ffnun- von Gleichstrom geeignet ist. Die
Erfindung hat es sich hierbei zur Aufgabe ge-C, 15 ZI macht, das Rollengesperre
besonders kräftig auszubilden und die Verwendung in besonders Uünstiger Weise beanspruchter
Druckfedern zu ermöglichen, um die Lebensdauer des Schalters zu verlängern.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß Rastrollen, die
in einem mit der Schalterachse zwangsläufig verbundenen Rahmen gelagert sind, paarweise
an den Laufflächen von Rastplatten anliegen, die ledig-]ich in zur Schalterachse
radialen Richtungen ent-egen bzw. unter der Wirkung der Druckfedern geradlinig verschiebbar
gelagert sind.
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Besonders zweckmäßig ist eine Ausführung des ErfindunIgsgegenstandes.,
bei der vier Rastrollen je an den Ecken des quadratischen oder rechteckigen
Rahmens drehbar gelagert und zwischen spiegelbildlich zueinander liegenden, nach
um iSo- gegeneinander versetzten Richtungen verschiebbaren Rastplatten angeordnet
werden. Bei dieser Ausbildung des Erfindiincrsgegelistandes handelt es sich dann
um ein Gesperre für Viertaktschalter. Wie erwähni, ist die Verwendung rechteckiger
Schlagwürfel. oder im Querschnitt rechtecki 'g
gestalteter Sternräder an sich
bekannt, und zwar zur Erzielung einer langsamen Aus- und einer raschen Einschaltung.
Nach der Erfindun wird umgekehrt vorgeschlagen, bei Ver-9 g
wendung eines
rechteckigen Rahmens diesen derart zwischen die Rastplatten einzubauen daß
je zwei die Schmalseiten des Rüchteckes einschließende Rastrollen in der
Einschaltstellung des D#rehschalters zur Anlage an die Rastplatten gelangen. Das
hat dann zur Folge, daß sehr bald nach Beginn der Ausscbaltbeweggung eine rascheDrehbewegting
des Schalträdchens unter rascher Kontaktöffnun,- vor sich geht, so daßein derartiges
Gesperre -, wenn es auch nicht vollkommen mit Vollmomentschaltung arbeitet, doch
derartige Rollengesperre zur öffnung und SchLießung voll Gleichstromkreisen
brauchbar macht. Dabei ist nichts weiter erforderlich ', als den rechteckigen
Rahmen, je nachdem, ob nur Wechselstrom oder ob Wechselstrom und Gleichstrom
geöfin#et und geschlossen werden sollen, in zwei um go- zueinander versetzten Stellen
in das Gesperre einzubauen. Ein und dasselbe Gesperre läßt sich demnach für die
verschiedensten Zwecke ohne irgendeine Änderung der Ge#perreteile ausbilden.
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Bei bekannten Drelischaltern init Rollengesperre unter Verwendung
eines iiiit der Schalterachse gekuppelten Siernrades ist es verhältnismäßig leicht
möglich., das ganze Gesperre in einer Mittelstellun- zum Stehen zu bringen, wenn
nämlich die Rastrollen aus den Ausnehmungen des Sternrades herausgehoben sind und
nun auf den jedenfalls nach län-erein Gebrauch etwas abgenutzten Vorsprungen des
Sternrades "leiten. Auch dieser Nachteil läßt sich beim Erfindun-sgegenstand I'
g Hierzu wird mit einfachen Mitteln beseitigen.
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vorgeschlagen, die Rastplatten mit zur Druckrichtung der Rastfedern
geneigten, die Spannung der Druckfedern während des Schaltens zusätzlich steigernden
Laufflächen züi versehen, deren Schnittkanten in der Ruhestellun- zwischen
je zwei benachbarten Rastrollen parallel zur Schalterachse liegen. Beim Schalten
laufen also zunächst die Rastrollen auf die schiefe Ebene, die durch die Lauffläche
gebildet wird, auf und erreichen schließlich den Scheitel der Lauffläche, in welcher
Stellung sie festzuhalten nicht gelingt.
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Die Erfindung bezieht sich ferner in ALisdes Rollengesperres auf die
beson-"estaltun', dere Formgebung und Lagerun- der Rastplatten. Diese Merkmale der
Erfindung und weiteren Kennzeichen derselben seien all Hand eines AusführunIgsbeispiels
beschrieben. clies in der Zeichnung veranschaulicht ist.
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Abb. i zeigt das Rollengesperre im (_I)iierschnitt, und zwar nach
LinieA-B der Abb. 2, die eilte Draufsicht -unter Fortnahme der Abdeckkappe erkennen
läßt. Abb. 3 veranschaulicht die Gestaltung und Lagerung der Rastplatten.
Abb. 4 ist hierzu ein Querschnitt nach Linie C-D der Abb. 3.
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Auf der Grundplatte 2 des Gesperres-, welches in üblicher Weise auf
dem Sockel beispielsweise eines dreipoligen Wechselstromschalters (Drehstromschalters)
befestigt werden kann, sind einander gegenüberliegend Widerlager 3 mittels
der Flanschte 4 befestigt, an die sich als Druckfedern wirkende Schraubenfedern
5, 6 anlegen. Mit ihren zweiten
Enden legen sich diese D.ruckfedern
5, 6 an Rastenplatten 7, 8 an, die, wie insbesondere Abb. 2 erkennen
läßt, durch die Druckfedern 5, 6 radial zuir Schalterachse 9 verschoben
werden können. Die eigentliche Schalterachse 9 ist vermittels eines Vierkantes
o. dgl. mit einer Buchse io unmittelbar verbunden, die in einem DuTchzug i i der
Grundplatte 2 drehbar gelagert ist. Achsgleich mit der Schalterachse 9 ist
eine. Drehgriffachse 12 vorgesehen (der Drehgriff selbst ist nicht dargestellt),
die einerseits auf einer Verlängerung 13 der Schalterachse 9, andererseits
in der Abdeckung 14 des Gesperres ihre Führung erhält. Mit der Buchse io fest verbunden
ist ein aus den Blechscheiben 15, 16 bestehender Rahmen, der beim
Ausführungsbeispiel (vgl. Abb. 2) rechtecIdge Form aufweist und an seinen vier Edken
auf Bolzen 17 Rastrollen 18,
ig, 2o, 21 trägt. Gegen je ein
Paar dieser Rastrollen werden die. Rastplatten 7, 8 durch die Druckfedern
5, 6 gedrückt. Rund um die Drehgriffachse 12 ist eine Schraubenfeder 22 geleg
, t, die sich mit ihren freien Enden 23, 24 an die Nocken z 5,,-?
6 anleg gt. _Der Nocken 25 befindet sich an der Hülse io, der Nocken
26
an der Drehgriffachse i--,. Die letztere besitzt ferner noch IVEtnehmer
27, 28, die nach einer -eN#rissen Drehung der Drehgriffachse 12 mit einem
Totgang von beispielsweise 30"
je nach Rechts- oder Linksschaltung
zur Anlage an den N ocken. 2 5 der Achse 9, 1 o gelangen. Die
Rastplatten 7, 8 besitzen beim Ausführungsbeispiel besondere Laufflächen
29, die, wie Abb. --, und 3 erkennen lassen, so g neigt sind,
daß sie beim Drehen der Griffachse 12 im Sinne des Uhrzeigers oder in entgegengesetzter
Richtung die Spannung der Druckfedern 5-, 6 zusätzlich erhöhen. Die Scheitelpunkte
3o dieser Laufflächen, die mit den Rastplatten 7' 8 auch aus einem Stück
bestehen könnten, liegen in jeder Ruhestellung mitten zwischen -je zwei zur
Anlage an die Laufflächen 29 gelangenden Rastrollen 18, 1 q# 20,21.
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Die Rastplatten 7, 8 sind in besonderer Weise ausgestaltet,
wie sich aus Abb. 3 und 4 ergibt. jede der Rastplatten 7, 8 ist in
einer zur Grundplatte 2 parallelen Ebene mit Führungsschienen3i, 32, 33 versehen.
Allediese drei Führungsschienen3i, 32, 33 liegen parallel zueinander, doch
ist die Führungsschiene 31 nach außen und sind die beiden anderem Führungsschienen
32, 33 um i8o' versetzt nach dem Schalterinneren gerichtet. Zudem liegen
die Führungsschienen32, 33 ein und e ZD derselben Rastplatte7 bzw.
8 in verschiedeneu Ebenen (vgl. Abb.4#- Die Anordnung ist dabei derart getroffen,
daß die Rastplatten 7, 8 völlig gleichgestaltet sind und die Führungsschiene37-
der Rastplatte7 oberhalb C
der Führungsschiene 3 3 der Rastplatte
8, umgekehrt die Führungsschitne 33 der Rastplatte 7 unterhalb
der Führungsschienü 3 2 der kastplatte 8 zu liegen kommt. Diese Führungsschienen
32, 33 der Rastplatten 7, 8
überlappen sich also, und zwar in vertauschten
Ebenen. Dadurch gelingt es, die Rastplatten 7, 8 vollkommen gleich herzustellen.
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Zur geradlinigen Führung der Rastplatten 7, 8 sind außen an
der Grundplatte :2 FührLIn-gs,stlege34 vorgesehen, und zur weiteren Führung dienen
die S chlenen 3 1, &ic (Abb - 3)
z-%#-ischen je zwei
Befestigungsflanschü114 der Widerlager 3 verschiebbar angeordnet sind.
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Die Wirkungsweise des Ausführungsheispiels ist folgende: Es ist angenommen,
daß das Gesperre zum langsamen Ausschalten, aber schnellen Einschalten des Drehstreinschalters
dient. In der Ausschaltstellung lie-
gen, daher die die Schmalseiten des Rahmenrec'
liteckes einschließenden Rollen 18, 2 1 bzw. ig, 2o an den Laufflächen29
der Rastplatten 7, 8 an. Wird nunmehr die Drehuriffachse 12 gedreht, so erfolgt
ein Spannen der Feder 22 und nach gewissem Totgang durch Anlage des Mitnehmers
27 oder :!8,
je nach der Drehrichtung beim Schalten, eine zwangsläufige
Mitnahnie der Hülse io und damit auch des Rahmens 15, 16. Es gleiten
vornehinlich die Rollen 19 und 2 1 auf den geneigten Laufflächen 29 auf,
wobei die Druckfedern 5, 6 zusarilmengedrückt werden. Nach verhältnismäßig
kurzer Zeit erreichen die Rollen ig bzw. 21 die Scheitelpunktc30 der Rastplatten
7, 8 und überschreiten sie, worauf die, stark gespannten Druckfedern
5, (# zur Wirkung kommen und beschleunigt die Schalterachse 9 und
damit auch das Schaltrad in die Einschaltstellung bringen. In dieser liegen die
Rollen 2o, 2 1 bzw. 18, 19 in dieser paarweisen Zusammenstellung an
den Laufflächen29 der Rastplatten7,8 an. Erfolgt nun, also aus der Einschaltstellung
heraus, ein weiteres Drehen der Griffachse 12, so dauert es zufolge der Anlage der
die Rahmenlängsseiten einschließenden Rollen20,2I bzw. 18, ig an -den Laufflächen29
wesentlich länger, bis diese Rollen die Scheitelpunkte3o der Laufflächen29 erreichen
und übers,chreiten. Es erfolgt also ein langsames Ausschalten.
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N-Venn man den Rahmen 15, 16 mit seinen Rollen 18, ig,
zo, 21 unter sonstiger Beibehaltung der Lage der Gesperre- und Schalterteile um
go' gegenüber der aus #%-bb. 2 ersichtlichen Stellung verdreht, erreicht man eine
ganz andere Scilialtweise. Nuninehr lie-,gen die Rollen 18, 2 1 bzw. 19,
2 o in der Einschaltstellung paarweise an den Laufflächen 29 der Rastplatten
7, 8 an; es erfolgt also alsbald nach Schaltbeginn ein beschleunigtes
Ausschalten.
Bei einer solchen Anordnung der Teile handelt es sich also um einen Rollengesperresclialter,
der weit mehr als die bisherigen Ausführungen von Rollenschaltern mit drehbar gelagertem
Schaltrad zur ölinutig und Schließung von Gleichstromkreisen geeignet ist.
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Es ist nicht erforderlich. jeder Rast-Platte 7, 8 ein Paar
von Druckfedern 5, 6 zuzuordnen; es genügt naturgemäß für jede der Rastplatten
-7, 8 eine einzige Druckfed-er. Die Verdoppelung der Druckfeder ergibt die
'Möglichkeit einer besseren Bemessung der Federn die dann je für sich günstiger
beansprucht, also stärker unter Druck gesetzt werden können. Dies erhöht die Lebensdauer
des Schalters.
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Ein Festhalten der beweglichen Gesperreteile in einer Mittelstellung
ist auch dann schon erschwert, wenn die Rastrollen 18-, ig, 2o, :z i bei Fortlassung
der besonderen geneigten Laufflächen 29 unmittelbar auf den Rastplatten
7, ö' ablaufen. Unmöglich wird das Festhalten in der INlittelstellung durch
den Scheitel 3o der geneigten Lauffläche 29.
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Es können naturgemäß in jedem derartigen Gesperre mehr als zwei Rastplatten
7, 8
angeordnet sein. Es läßt sich denk-en, daß drei solcher Rastplatten im
Winkel von i2o# zueinander versetzt angeordnet werden. Dann würde die gegenseitige
überlappung, wie sie aus Abb. 3 und 4 ersichtlich ist, entfallen, im übrigen
aber an der grundsätzlichen Wirkungsweise der sich mit der Schalterachse drehenden
Rollen und der ortsfest gelagerten, lediglich radial verschiebbaren Rastplatten
nichts ändern.
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Die Unterteilung in eine Schalterachse 9
und eine Drehachse
i?, mit besonderer Schraubenfeder 22 und Mitnehmern 27, 28 ist nicht unbedingt
erforderlich; es kann also die Schalterachse 9 verlängert und zur unmittelbarcii
Aufnahme des Dreli,-rifics ausgebildet werdeii. Dann könnte man zwar mittels des
Drehgrifies das Schalträdchen zurangsläufig aus der einen in die andere Endstellung
überführen; es würde aber doch sehr schwer sein, bei einem solchen Schalter in ausreichendem
Maße dem hohen Druck der Federn 5, 6 entgegenzuwirken. Die Ausbildung mit
besonderer Griff- und Schalterachse 12, o, wie beim .A.usführungsbeIspiel.,
ist selbstverständlich die zweckmäßigere.