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Elektrischer Schalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit wenigstens einem festen und einem beweglichen Kontaktglied sowie mit einem Mechanismus zum raschen Betätigen des beweglichen
Kontaktgliedes durch Kipphebel-Wirkung unter Einfluss einer Kipphebel-Feder, welcher
Betätigungsmechanismus aus einem schwenkbaren Handhebel und einem schwenkbaren Stützhebel, einem dem letzteren zugeordneten beweglichen Sperranschlag, welcher zum selbsttätigen öffnen des
Kontaktes in eine unwirksame Lage bewegbar ist, aus einem mittels einer Schwenkachse am Stützhebel gelagerten Lenker aus, einer dem Handhebel mit diesem Lenker kuppelnden Feder, welche die
Kipphebel-Feder ist, und schliesslich aus einem am Lenker in einer zweiten den Feder-Angriffspunkt bildenden Schwenkachse gelenkig angreifenden Übertragungsorgan zum beweglichen Kontaktglied besteht,
wobei zwischen Handhebel und Stützhebel ein Begrenzungsglied angeordnet ist, auf welchem sich bei geöffnetem Kontakt Handhebel und Lenker unter Einfluss der Kipphebel-Feder abstützen, wodurch jede weitere Wirkung derselben aufgehoben ist, und zwischen einem Festpunkt und dem Handhebel eine zusätzliche, schwächere Feder eingesetzt ist zum Zurückschwenken des Handhebels und des mit demselben verbundenen Mechanismus in eine, dem geöffneten Kontakt entsprechende Ruhelage, nachdem das selbsttätige öffnen des Kontaktes durch Bewegen des Sperranschlages in seine unwirksame Lage ausgelöst worden ist.
Bei derartigen elektrischen Schaltern kann der Kontakt entweder durch entsprechende Betätigung des auf einer Achse schwenkbar angeordneten Handhebels geschlossen und auch geöffnet werden ; anderseits ist auch ein selbsttätiges Öffnen des geschlossenen Kontaktes dadurch möglich, dass der Sperranschlag in seine unwirksame Lage gebracht wird, wodurch der um eine weiteren Achse schwenkbare Stützhebel freigegeben wird. Diese Bewegung des Sperranschlages kann z.
B. durch eine übliche elektrische Schutzvorrichtung herbeigeführt werden, welche auf erhöhte Temperatur oder auf erhöhte Stromstärke, erhöhte Spannung od. dgl. anspricht, solche Schalter besitzen ein zwischen Handhebel und Lenker angeordnetes Begrenzungsglied, auf welchem sich bei geöffnetem Kontakt Handhebel und Lenker unter Einfluss der Kipphebel-Feder abstützen, wodurch jede weitere Wirkung derselben aufgehoben wird ; zum Zurückschwenken des Handhebels und des mit demselben verbundenen Mechanismus in eine dem geöffneten Kontakt entsprechende Ruhelage, nachdem das selbsttätige öffnen des Kontaktes durch Bewegen des Sperranschlages in seine unwirksame Lage ausgelöst worden ist, dient eine zusätzliche, schwächere, zwischen einem Festpunkt und dem Handhebel angeordnete Feder ;
bei dieser Anordnung können nun beim selbsttätigen öffnen des Kontaktes sowohl der Handhebel als auch der Stützhebel von selbst in ihre, dem geöffneten Kontakt entsprechende Ruhelage zurückkehren, so dass durch die jeweilige Stellung des Handhebels in jedem Fall der Schaltzustand des Schalters eindeutig signalisiert wird.
Nach der Erfindung werden nun elektrische Schalter der eingangs beschriebenen Bauart in besonders vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass Handhebel und Stützhebel um die gleiche Achse schwenkbar sind, dass ferner der Stützhebel selbst als Begrenzungsglied ausgebildet ist, auf welchem sich
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bei geöffnetem Kontakt Handhebel und Lenker unter dem Einfluss der Kipphebel-Feder abstützen, wodurch die weitere Wirkung derselben aufgehoben ist, und dass die zusätzliche, schwächere Feder zwischen einem ortsfesten Stift und dem Handhebel eingesetzt ist, welche, nachdem das selbsttätige öffnen des Kontaktes durch Bewegen des Sperranschlages in seine unwirksame Lage ausgelöst worden ist, das Zurückschwenken von Handhebel, Stützhebel und Lenker in eine dem geöffneten Kontakt entsprechende Ruhelage bewirkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses elektrischen Schalters liegt der als Begrenzungsglied dienende Stützhebel einerseits an einem ersten, das eine Ende der Kipphebel-Feder mit dem Lenker verbindenden Bolzen und anderseits an einem zweiten, den Handhebel mit dem andern Ende der Kipphebel-Feder verbindenden Bolzen an. Schliesslich ist vorgesehen, dass die zusätzliche, schwächere Feder mit einem Ende an dem am Handhebel angeordneten, und denselben mit der Kipphebel-Feder verbindenden, zweiten Bolzen angehängt ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen elektrischen Schalters
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Schalter während des selbsttätigen Ausschaltens, u. zw. in einer ersten Phase (Fig. 5), wobei der Stützhebel durch den Sperranschlag bereits freigegeben ist, der Kontakt sich aber erst zu öffnen beginnt, bzw. in einer späteren Phase (Fig. 6), wobei der Kontakt bereits geöffnet ist, jedoch Handhebel und Stützhebel noch nicht in ihre Ruhelage "geöffneter Kontakt" zurückgekehrt sind.
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Welle--14--verbuden ist ;
auf dieser zwischen zwei festen Platinen--15--drehbar gelagerten Welle --14-- sitzt ein Betätigungsarm-16-, welcher mittels eines Gelenkzapfens --17-- mit einem als Lenker ausgebildeten Übertragungsorgan --24-- verbunden ist (Fig. 2).
Auf einer, in den platinen --15-- fest angeordneten Schwenkachse --26-- ist ein Handhebel --25-- schwenkbar gelagert, u. zw. zwischen zwei Anschlägen --27 und 28--. Auf der gleichen
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beispielsweise 300 aus einer wirksamen Lage in eine unwirksame Lage gebracht werden kann ; dieser Sperranschlag--31--befindet sich in seiner wirksamen Lage im Schwenkweg des Stützhebels - 30-- (s. Fig. 3 und 4), wogegen in seiner unwirksamen Lage der Stützhebel freigegeben ist und entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt werden kann (Fig. 5 und 6) ; der Sperranschlag ist beispielsweise von einer nicht dargestellten elektrischen Schutzvorrichtung aus betätigbar.
Mit dem Stützhebel --30-- ist das eine Ende eines Lenkers--33--mit Hilfe eines Zapfens - schwenkbar verbunden. Das andere Ende des Lenkers -33-- steht durch einen Bolzen - mit dem Übertragungsorgan --24-- in gelenkiger Verbindung. Am Bolzen --35-- ist
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welcher am Handhebel --25- befestigt ist. Eine zusätzliche Feder--38--mit schwächerer Wirkung greift mit ihrem einen Ende ebenfalls am Bolzen--37--an, während das entgegengesetzte
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parallele Federn--38--vorhanden sein. Die Feder--38--hat das Bestreben, den Handhebel --25-- gegen den Anschlag--28--zu schwenken, das ist die Ruhelage, in welcher der Schalter geöffnet ist.
Der Stützhebel-30-weist eine obere Anschlagkante--40a- (Fig. 4 und 5) auf, gegen welche sich der Bolzen-37-des Handhebels-25-unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn --36-- abstützen kann. Ferner ist am Stützhebel --30-- eine untere Anschlagkante--40b-- (Fig. 4 und 5) ausgebildet, gegen die sich der Bolzen --35-- abstützen kann, wenn der Lenker --33-- unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn --36-- in den Fig. l, 3 und 6 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers geschwenkt ist.
Wegen seiner Anschlagkanten-40a und 40b--dient der Stützhebel --30-- somit als Begrenzungsglied, welches die durch die Kipphebel-Federn--36-verursachte Schwenkung des Lenkers--33--gegen den Handhebel--25--begrenzt.
Der Lenker--33--und das Übertragungsorgan--24--bilden zusammen ein Kniehebelsystem, dessen Kniegelenk durch den Bolzen --35-- gegeben ist. Das Kniehebelsystem --24, 33-- ist gestreckt, wenn der Kontakt-11, 12- geschlossen ist. Der Lenker --33-- findet
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dann einen Anschlag an der Schwenkachse --26-- des Handhebels --25-- und des Stützhebels - -30--. Der Anschlag für den Lenker --33-- kann auch dadurch erzielt werden, dass der die Platinen --15-- durchsetzende Bolzen --35-- gegen den Rand einer zweckmässig gestalteten Platinenöffnung anschlägt.
Aus konstruktiven und Symmetriegründen sind einige der beschriebenen Teile, wie das Übertragungsorgan--24--, der Stützhebel --30--, der Lenker --33-- und die Kipphebel-Federn --36-- doppelt vorhanden, wie deutlich Fig. 2 zeigt. Grundsätzlich könnten aber alle diese Bauteile je nur einmal vorhanden sein, ohne dass die nachstehend beschriebene Gebrauchsund Wirkungsweise geändert würde.
In der ausgeschalteten Stellung des Schalters nehmen die Teile die in Fig. l gezeigte Ruhelage ein.
Das bewegliche Kontaktglied --12-- ist vom feststehenden Kontaktglied --11-- entfernt und somit der Kontakt geöffnet. Durch die Kipphebel-Federn--36--wird auf den Lenker --33-eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt, die mittels des Zapfens --34-- auf den Stützhebel
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übertragenBolzen --37-- zum Anliegen, während ebenfalls unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn-36der Bolzen --35-- gegen die Anschlagkante --40b-- des Stützhebels --30-- anliegt. Durch die Feder --38-- ist der Handhebel --25-- in Anlage am Anschlag --28-- gehalten, wodurch die geöffnete Stellung des Schalters sichtbar signalisiert ist.
Um den Schalter in die Einschaltstellung zu bringen, schwenkt man den Handhebel-25-in Fig. l nach links. Dabei wird der Stützhebel-30-über die Kipphebel-Federn --36-- und den Lenker --33-- mitgenommen und nach oben geschwenkt, bis der Sperranschlag --31-- die weitere Aufwärtsbewegung des Stüthebels --30-- verhindert. Diese Lage der Teile ist in Fig. 3 veranschaulicht. Bei der weiteren Bewegung des Handhebels --25-- nach links bleiben somit der Stützhebel --30-- und der Lenker--33--in Ruhe, während die Kipphebel-Federn-36-gespannt werden. Wenn die Achsen der Bolzen--35 und 37--und die Achse des Zapfens--34-- in eine Ebene zu liegen kommen, ist eine unstabile Gleichgewichtslage erreicht.
Der Handhebel - braucht jetzt nur noch ein wenig weiter nach links geschwenkt zu werden, um die
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plötzlich im Drehsinn des Uhrzeigers um den Zapfen --34-- kippt, bis er an der Schwenkachse - -26-- anschlägt. Hält man den Handhebel --25-- nicht fest, so schwenkt er ebenfalls unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn --36-- bis zum Anschlag --27--.
Beim Kippen des Lenkers --33-- wird das Kniehebelsystem--24 bis 33--gestreckt und dadurch über den Betätigungsarm - 16-- die Welle --14-- so weit gedreht, dass das bewegliche Kontaktglied --12-- mit dem nötigen Druck an das feststehende Kontaktglied --11-- ausreichend stark angedrückt wird ; bei dieser Schliess-Bewegung des Kontaktgliedes-12--, welche ebenso rasch erfolgt wie das Kippen des Lenkers --33-- zieht die Kipphebel-Feder-36-den Lenker-33-im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse--26--, und trachtet dabei, den Stützhebel --30-- gleichfalls im Uhrzeigersinn zu drehen ;
dem wirkt aber der Kontaktdruck entgegen, welcher sich über das Kniegelenk-24 bis 33-und den Zapfen --34-- auf den Stützhebel-30-überträgt und diesen entgegen dem Uhrzeigersinn dreht ; der Schalter befindet sich dann in der in Fig. 4 gezeigten Einschaltstellung. Die Feder --38-- ist gespannt ; ihre Kraftwirkung reicht aber nicht aus, um den Handhebel-25entgegen der Zugwirkung der Kipphebel-Federn --36-- in die Ausgangslage zurückzuschwenken.
Soll nun der Kontakt--11 bis 12-- durch Handbetätigung des Schalters geöffnet werden, dann wird der Handhebel --25-- vom Anschlag --27-- weg nach rechts bewegt ; wenn die Wirkungslinien der Kipphebel-Federn --36-- über die Achse des Zapfens --34-- hinweg nach rechts verlagert sind, kippt der Lenker --33-- unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn-36-
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die Feder --38-- den Handhebel --25-- völlig gegen den Anschlag-28-, wobei mittels des Bolzens --37-- der Stützheel --30-- in seine vom Sperranschlag --31-- entfernte Ausgangslage
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gemäss Fig. l zurückgeschwenkt wird.
Nun wird nochmals auf die Einschaltstellung gemäss Fig. 4 verwiesen. Wenn der Kontakt
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Drehung in eine unwirksame Lage gebracht, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch wird der Stützhebel - -30-- freigegeben. Unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn --36-- wird der Bolzen--35- nach oben bewegt, und diese Bewegung wird über den Leker --33-- auf den Zapfen-34- übertragen, was eine Schwenkung des Stützhebels-30-um die Schwenkachse --26- entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers zur Folge hat, bis die Anschlagkante--40a--des Stützhebels--30-- am Bolzen-37--anschlägt. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 5 veranschaulicht.
Während der erwähnten Schwenkung des Stützhebels --30-- ging die ursprünglich hauptsächlich nach oben gerichtete Bewegung des Zapfens--34--immer mehr in eine Bewegung nach links über. Dabei wurde das Kniehebelsystem --24,33-- wegen der festen Schwenkachse --26-- ein wenig geknickt, wie ebenfalls Fig. 5 zeigt. Die Achse des Zapfens --34- liegt nun etwas links von der Ebene, welche die Achsen der beiden Bolzen--35 und 37-und damit die Wirkungslinien der Kipphebel-Federn --36-- enthält. Folglich wird unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn-36-
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Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 6 veranschaulicht.
Mittels des Übertragungsorgans--24--ist dabei der Betätigungsarm --16-- nach oben geschwenkt und das bewegliche Kontaktglied --12-- rasch vom feststehenden Kontaktglied --11-- getrennt worden.
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des Stützhebels --30-- abstützen,--11, 12-- entsprechende Ruhelage zurückgeschwenkt, bei welcher er am Anschlag --28-- anliegt. Bei der zuletzt erwähnten Schwenkbewegung des Handhebels --25-- werden mittels des Bolzens - 37--auch der Stützhebel --30-- und mittels des Bolzens--35-auch der Lenker --33-- in die Ausgangslage nach Fig. 1 zurückbewegt.
Das beschriebene selbsttätige Auslösen des Schalters funktioniert auch dann, wenn man den Handhebel--25-- in der Einschaltstellung festhält. In diesem Fall kehrt der Handhebel --25-- erst in seine Ausschaltstellung zurück, wenn man ihn loslässt.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass der Handhebel-25--, der Lenker - und die Kipphebel-Federn --36-- zusammen ein Kipphebelsystem bilden, das beim Betätigen des Schalters von Hand sowohl zum Schliessen als auch zum öffnen des Kontaktes
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wirksam. In jedem Fall erfolgt das Schliessen und öffnen des Kontaktes-11, 12- sehr rasch durch Kipphebelwirkung unter dem Einfluss der Kipphebel-Federn-36--.
Unter den zahlreichen Vorteilen des beschriebenen Schalters seien hier nur einige genannt :
Aus der Stellung des Handhebels --25-- kann immer der jeweilige Schaltzustand des Schalters ersehen werden, auch wenn eine selbsttätige Auslösung des Schalters erfolgte. Nach einer solchen selbsttätigen Auslösung kehrt der Handgriff von selbst in seine dem ausgeschalteten Zustand des Schalters entsprechende Ruhelage zurück. Die dazu benützte Feder --38-- kann verhältnismässig schwach bemessen werden, da sie keine andere Aufgabe hat, als den Handhebel --25-- nach dem öffnen des Kontaktes-11, 12- in die Ausschaltstellung zu bringen. So muss beim Einschalten mit dem Handhebel --25-- keine grosse zusätzliche Kraft zum Überwinden des Einflusses der Feder --38-- aufgewendet werden.
Das Schliessen und das öffnen des Kontaktes-11, 12- erfolgt, wie schon erwähnt, immer sehr rasch durch Kipphebelwirkung. Der Kontaktdruck zwischen den Kontaktelementen--11 und 12--muss nicht durch eine Feder aufgebracht werden, sondern kommt durch ein gestrecktes Kniehebelsystem--24, 33-- zustande.
Der erfindungsgemässe ausgebildete elektrische Schalter hat nun den Vorteil, dass der ohnehin benötigte Stützhebel --30-- dan seiner besonderen Formgebung selbst als Begrenzungsglied dient, gegen welches sich sowohl der Handhebel --25-- mittels des Bolzens --37-- als auch der Lenker --33-- mittels des Bolzens --35-- unter dem Einfluss der Kipphebel-Feder -36-- abstützen können, wodurch gesonderte Teile für diese Aufgabe entbehrlich sind ; ferner ist für den Handhebel --25-- und den Stützhebel-30-auch nur eine einzige, gemeinsame Schwenkachse erforderlich ;
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--33-- zusammen--11, 12-- ein Kniehebelsystem, welches in gestreckter Stellung den Kontakt-11 bis 12-mit dem nötigen Kontaktdruck geschlossen hält. Dieser Schalter ist somit in seinem Aufbau besonders einfach und übersichtlich, ohne dass dadurch die Wirkungsweise irgendwie beeinträchtigt wäre.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Schalter mit wenigstens einem festen und einem beweglichen Kontaktglied sowie mit einem Mechanismus zum raschen Betätigen des beweglichen Kontaktgliedes durch Kipphebelwirkung unter Einfluss einer Kipphebel-Feder, welcher Betätigungsmechanismus aus einem schwenkbaren Handhebel und einem schwenkbaren Stützhebel, einem dem letzteren zugeordneten, beweglichen Sperranschlag, welcher zum selbsttätigen öffnen des Kontaktes in eine unwirksame Lage bewegbar ist, aus einem mittels einer Schwenkachse am Stützhebel gelagerten Lenker, aus einer den Handhebel mit diesem Lenker kuppelnden Feder, welche die Kipphebel-Feder ist, und schliesslich aus einem am Lenker in einer zweiten, den Federangriffspunkt bildenden Schwenkachse gelenkig angreifenden Übertragungsorgan zum beweglichen Kontaktglied besteht,
wobei zwischen Handhebel und Lenker ein Begrenzungsglied angeordnet ist, auf welchem sich bei geöffnetem Kontakt Handhebel und Lenker unter Einfluss der Kipphebel-Feder abstützen, wodurch jede weitere Wirkung derselben aufgehoben ist, und zwischen einem Festpunkt und dem Handhebel eine zusätzliche, schwächere Feder eingesetzt ist zum Zurückschwenken des Handhebels und des mit demselben verbundenen Mechanismus in eine, dem geöffneten Kontakt entsprechende Ruhelage, nachdem das selbsttätige Öffnen des Kontaktes durch Bewegen des Sperranschlages in seine unwirksame Lage ausgelöst worden ist,
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schwenkbar sind, dass ferner der Stützhebel (30) selbst als Begrenzungsglied ausgebildet ist, auf welchem sich bei geöffnetem Kontakt (11 bis 12) Handhebel (25) und Lenker (33) unter dem Einfluss der Kipphebel-Feder (36) abstützen,
wodurch die weitere Wirkung derselben aufgehoben ist, und dass die zusätzliche, schwächere Feder (38) zwischen einem ortsfesten Stift (39) und dem Handhebel (25) eingesetzt ist, welche, nachdem das selbsttätige öffnen des Kontaktes (11 bis 12) durch Bewegen des Sperranschlages (31) in seine unwirksame Lage ausgelöst worden ist, das Zurückschwenken von Handhebel (25), Stützhebel (30) und Lenker (33) in eine dem geöffneten Kontakt (11 bis 12) entsprechenden Ruhelage bewirkt.
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