-
Mehrpoliger Null- oder Unterspannungsschalter
-
Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Null- oder Unterspannungsschalter
der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Gattung.
-
Derartige Schalter sind beispielsweise aus der DT-PS 19 53 984 bekannt.
Sie werden beispielsweise an Haushaltsmaschinen, Heimwerkermaschinen oder auch sonstigen
Maschinen, z.B. Kreissägen, Bandsägen oOdglO eingesetzt und haben den Zweck, den
Antriebsmotor der Maschine bei Netzausfall oder bei Unterschreitung einer gegebenen
Mindestspannung vom Netz zu lösen0 Die Abschaltung soll dauerhaft sein, so daß die
Maschine bei Wiederkehr der Netzspannung nicht von selbst wieder anlaufen kann.
Aus Gründen der Zweckmäßigkeit werden derartige Null- oder Unterspannungsschalter
mit einer zusätzlichen Überstromauslösung kombiniert, so daß sie gleichzeitig als
Uberlastungsschutz dienen.
-
Die vorbekannten Null- oder Unterspannungsschalter dieser Art haben
den Nachteil, daß die Erregerspule ihres Elektromagneten dauernd an Spannung liegt.
Dies ist auch dann der Fall, wenn die Schaltkontakte des Schalters geöffnet sind
und
die nachgeschaltete Arbeitsmaschine folglich stillsteht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrpoligen Null-
oder Unterspannungsschalter mit einem elektromagnetisch arretierbaren Schaltschloß
sowie gegebenenfalls einer zusätzlich eingebauten Überstromauslösung vorzuschlagen,
deren Magnetspule bei nicht eingeschaltetem Gerät spannungsfrei ist und das so aufgebaut
ist, daß der Einbau des Schalters sowohl stirn- wie auch sockelmäßig möglich ist,
wobei die Anschlüsse in beiden Fällen die gleichen sein müssen, Die Aufgabe wird
durch eine Kombination von Merkmalen gelöst, wie sie im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruches 1 angegeben sind.
-
Durch die Merkmale des Patentanspruches 2 wird ein besonders einfacher
und übersichtlicher Aufbau erreicht, der insbesondere die Möglichkeit zum wahlweisen
stirn- oder sockelmäßigem Anschluß vereinfacht.
-
Die Merkmale des Anspruches 3 stellen einen besonders einfachen Aufbau
der elektromagnetischen Arretierung des Schaltschlosses dar.
-
Die Merkmale des Anspruches 4 ergeben eine optimale Lösung
für
die Anordnung des Schaltkontaktes im Erregerstromkreis der Magnetspule.
-
Die Erfindung Wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es stellen dar: Fig. 1 das Schaltbild des Schalters in der Aus-Stellung, Fig. 2
einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 5, Fig. 3 einen Längsschnitt
durch den Schalter in Aus-Stellung, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Schalter
in einer Zwischenstellung des Kipphebels, Fig. 5 einen Längsschnitt des Schalters
in Ein-Stellung, Fig. 6 einen Längsschnitt des Schalters in Stellung des Schaltschlosses
bei Freiauslösung, Fig. 7 einen Längsschnitt des Schalters mit zusätzlich eingebautem
Bimetallauslöser.
-
Fig. 1 läßt erkennen, daß der Schalter zwei Strombahnen 1 und 2 aufweist,
wobei die Strombahn 1 vom Netzanschlußpunkt 3 zu den einander zugeordneten Schaltkontakten
4 und 5 und von dort zum Verbraucheranschlußpunkt 6 verläuft, In die Strombahn kann
gegebenenfalls noch ein Oberstromauslöser 7, beispielsweise in Form eines beheizten
Bimetallstreifens, eingebaut sein.
-
Die Strombahn 2 verläuft in entsprechender Weise vom Netzanschlußpunkt
8 zu den Schaltkontakten 9;10 und von dort zum Verbraucheranschlußpunkt 110 Parallel
zu den Netzanschlußpunkten 3 und 8 liegt eine Magnetspule 12, welche Teil des elektromagnetisch
arretierbaren Schaltschlosses ist0 In den Stromkreis dieser Magnetspule sind zusätzliche
Schaltkontakte 13,14 eingebaut, die die Magnetspule bei ausgeschaltetem Schalter
einseitig vom Netz trennen.
-
Sämtliche Schaltkontakte 4;5,9;10;13;14 sind über einen gemeinsamen
Hebel 15 zu bedienen, wobei dieser Hebel gleichzeitig auf ein Schaltschloß 16 einwirkt.
-
Das in Fig. 1 wiedergegebene Schaltbild zeigt den Schalter in Aus-Stellung.
Es ist zu erkennen, daß sämtliche Schaltkontakte geöffnet sind und also auch die
Magnetspule 12 nicht unter Strom steht. Soll der Schalter durch Betätigung des Hebels
15 eingeschaltet werden, so berühren sich zunächst die Schaltkontakte 13 und 14
und legen die Magnetspule 12 an Spannung. Hierdurch wird ein später noch zu beschreibender
Anker des Elektromagneten bewegt und dadurch das Schaltschloß 16 in einen Zustand
versetzt, der den Hebel 15 im durchgeschalteten Zustand arretieren kann.
-
Bei weiterer Bewegung dieses Hebels 15 werden schließlich
auch
die in den Strombahnen 1 und 2 angeordneten Schaltkontakte 4;5 und 9;10 geschlossen,
so daß der Schalter eirgeschaltet ist.
-
Fällt die Netzspannung aus oder unterschreitet sie einen vor-gegebenen
Wert, so läßt die vom Elektromagneten 12 aufgebrachte Kraft nach und das Schaltschloß
16 wird mechanisch entriegelt. Es öffnen sich dabei automatisch sämtliche Schaltkontakte,
so daß also einerseits die Strombahnen 1 und 2 unterbrochen und andererseits die
Magnetspule 12 vom Netz gelöst wird.
-
Fig. 2 läßt erkennen, daß bei der dargestellten Ausführungsform die
Strombahnen 1 und 2 in einem gemeinsamen Gehäuse 17 angeordnet sind und parallel
zueinander verlaufen In Fig. 2 ist angenommen, daß sich die Netzanschlußpunkte 3
und 8 links und die Verbraucheranschlußpunkte 6 und 11 rechts befinden. Die in den
Strombahnen angeordneten Schaltkontakte 4 und 9 sind gestrichelt wiedergegeben;
die jeweiligen Gegenkontakte 5 und 10 sind in dieser Ansicht nicht zu erkennen.
-
Die Strombahnen 1 und 2 sind bei der dargestellten Ausführungsform
durch eine Isolierwand 18 voneinander getrennt.
-
Die Isolierwand erstreckt sich senkrecht zu den als breite Blätter
ausgeführten Strombahnen 1 und 2 und sie dient bei
dem dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiel als Träger fur einen Mitnehmer 19, der ebenfalls
aus Isollerstof besteht und der die beiden Strombahnen 1 und 2 übergreift und zur
gemeinsamen Betätigungen der Schaltkontakte 4;5 und 9;10 ; 10 dient. Der Mitnehmer
19 ist U-formig ausgebildet und reitet nit seinen Schenkeln auf der Isolierstoffwand
18 an er er so fest anliegt, daß eine gute Führung erreicht wird, daß der Mitnehmer
aber dennoch leicht auf- und abbeliegt werden kann. Der Mitnehmer ist außerdem noch
in den Wunden des Gehauses 17 gelagert, was aus der Zeichnung nicht erkennbar ist.
-
Fig. 3 zeigt den Schalter in Längsschnitt nnd in Aus-Stellung.
-
Entsprechend dieser Darstellung ist nur die Strombahn 2 zu erkennen,
die vom Netzanschlußpunkt 8 über die Schaltkontakte 9 und 10 zum Verbraucheranschlußpunkt
11 führt. Die Strorbahn ist durch blattförmige Stromleiter realisiert, welche in
der Nähe der Schaltkontakte 9 und 10 vom Mitnehmer 19 gefoihrt sird, Steht der Mitnehmer
in der dargestellten oberen Stellung, so berühren die Schaltkontakte 9 und 10 einander
nicht und die Stranbahn ist unterbrochen. Wird der Mitnehmer nach unten geführt,
so bererren sich die Schaltkontakte 9 und 10 und der Stromkreis ist geschlossen.
-
Der Nltnelier 19 ist gelenkig mit einem Verklinkungshebel 20 verbunden.
Dieser Hebel weist ein freies Ende 21 auf,
welches sich im Bereich
einer schwenkbaren Brücke 22 befindet. Diese Brücke hat im dargestellten Beispiel
U-Form uncl die Enden der U-förmigen Schenkel sind bei 23 derart gelagert, daß die
Brücke auf weiter unten beschriebene Weise um einen geringen Betrag hin- und herschwenkbar
ist.
-
Im Verklinkungshebel 20 befindet sich eine Kulisse 24 mit Rastfalle
25. In die Kulisse greift ein von außen bedienbarer Kipphebel 26 ein, beispielsweise
mittels einer im Kipphebel angeordneten Stange.
-
Die schwenkbare Brücke 22 weist einen Fortsatz 27 auf, der mit einer
Stange 28 verbunden ist0 Die Stange 28 ist in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar
gelagert und wird in der in Fig. 3 dargestellten Lage von Federn 29;30 gehalten.
Die Stange 28 ist desweiteren mit einem Winkelhebel 31 verbunden, der bei 32 kippbar
gelagert ist und dessen Hebelarm 33 der Anker eines Elektromagneten 34 ist.
-
Der Elektromagnet 34 besteht aus einer Spule 35, welche auf einem
Spulenkörper 36 angeordnet ist. Durch den Spulenkörper ragt ein Magnetkern 37 der
mit dem Magnetjoch 38 verbunden ist. Der vom Magneten erzeugte magnetische Fluß
wird über den als Anker wirkenden Hebelarm 33 geschlossen0 Die Magnetspule 35 weist
zwei Spulenanschlüsse 39 und 40 auf. Der Spulenanschluß 39 ist fest mit der in Fig.
3 nicht
erkennbaren Strombahn 1 verbunden und liegt folglich immer
am Netzanschlußpunkt 3. Der andere Spulenanschluß 40 ist mit dem unteren Ende einer
Feder 41 verbunden, wobei dieses untere Ende der Feder gleichzeitig im Gehäuse 1
festgelegt ist. Die Feder 41 führt durch eine Durchbrechung 42 der Schaltbahn 2.
Die Feder ist derart vorgespannt, daß sie sich gegen den Rand der Durchbrechung
42 legen möchte und dadurch elektrischen Kontakt mit der Strombahn 2 herstellt,
Das freie Ende 43 liegt jedoch bei Aus-Stellung des Hebels 26 gegen diesen an, wobei
die Feder um einen kleinen Betrag zurückgebogen wird, so daß der Kontakt zwischen
den Rändern der Durchbrechung 42 und der Feder 41 in diesem Zustand nicht geschlossen
ist. Dies bedeutet aber, daß auch die Magnetspule 35 stromlos bleibt und der Elektromagnet
folglich nicht wirksam wird.
-
Der Schalter funktioniert in folgender Weise: Wird der Kipphebel 26
aus der in Fig. 3 dargestellten Aus-Stellung in die in Fig. 4 dargestellte Mittel-Stellung
gebracht, so kann die Feder 41 ihrer Vorspannung folgen und sich an den Rand der
Durchbrechung 42 anlegen, Dadurch wird die Spule 35 des Elektromagneten 34 an Netzspannung
gelegt und der Elektromagnet eingeschaltet. Der als Anker wirkende Hebelarm 33 bewegt
sich nun aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung in die in Fig. 4 dargestellte
Stellung. Gleichzeitig
wird die Stange 28 gegen die Kraft der
Federn 29;30 verschoben und damit auch die Brücke 22 in die in Fig0 4 dargestellte
Lage verschwenkt.
-
Wird der Kipphebel 26 nun weiter umgelegt, so stützt sich das freie
Ende 21 des Verklinkungshebels 20 auf die Brücke auf und findet dort einen Festpunkt
(siehe Fig. 5). Beim weiteren Umlegen des Kipphebels wird nun das andere mit dem
Mitnehmer 19 verbundende Ende nach unten abgesenkt und dadurch die Schaltkont->te
9;10 (und gleichzeitig die nicht dargestellten Schaltkontakte 13;14) geschlossen.
Der Kipphebel 26 rastet dabei in die Rastfalle 25 ein und wird arretiert, wie dies
in Fig. 5 dargestellt ist. Der Schalter ist geschlossen und verharrt in dieser Stellung,
bis eine der in folgenden erwähnten Änderungen eintritt.
-
Eine mögliche Änderung besteht darin, daß die Netzspannung ausfällt.
In diesem Fall würde die Erregung des Elektromagneten beendet und der als Anker
wirkende Hebelarm 33 würde durch die Kraft der Federn 29 und 30 wieder in die in
Fig. 3 dargestellte Lage zurückgeschwenkt. Gleichzeitig wurde auch die Brücke 22,
die in Fig. 3 dargestellte Lage einnehmen und der Festpunkt für das freie Ende 21
des Verklinkungshebels 20 entfallen. Das stabile Gleichgewicht der Hebelanordnung
würde aufgehoben und der Mitnehmer 19 würde von Federn die in diesem angeordnet
sind nach
oben bewegt. Der Schalter wäre geöffnet. Sollte die Netzspannung
wiederkommen, so könnte sich am offenen Zustand des Schalters nichts ändern, da
der Elektromagnet nach wie vor vom Netz getrennt bliebe und eine Erregung folglich
nicht eintreten könnte. Um den Schalter wieder zu schließen, wäre es erforderlich,
den Kipphebel 26 wieder von Hand in die in Fig. 5 dargestellte Lage zu bringen.
-
Eine andere Möglichkeit den Schalter zu öffnen besteht darin, den
Kipphebel 26 von Hand aus der in Fig. 5 dargestellten Stellung in die in Fig. 3
dargestellte Stellung zu bringen. In diesem Fall würde die Arretierung des Schaltschlosses,
welches durch die Rastfalle 25 bewirkt wird aufgehoben, der Mitnehmer 19 würde nach
oben bewegt und die Schaltkontakte der Strombahnen 1 und 2 geöffnet. Gleichzeitig
würde durch das untere Ende des Kipphebels 26 die Feder 41 so weit zurückgeschoben,
daß der Kontakt der Feder mit dem Rand der Durchbrechung 42 aufgehoben und folglich
die Magnetspule 35 vom Netz gelöst würde. Der Schalter wäre geöffnet und könnte
sich von selbst nicht wieder schließen.
-
Der Schalter weist auch eine Freiauslösung auf. Die Stellung des Schaltschlosses
bei Freiauslösung ist in Fig. 6 wiedergegeben. Es ist zu erkennen, daß bei Fortfall
der Erregerspannung für den Elektromagneten die Brücke 22 beiseiteschwenkt
und
dadurch die Hauptschaltkontakte geöffnet werden, obgleich der Kipphebel 26 in der
Ein-Stellung festgehalten bleibt. Würde die Spannung nun zurückkehren, so würde
die Magnetspule sogleich wieder eingeschaltet und der Elektromagnet folglich erregt.
Dies würde aber dennoch nicht zum erneuten Einschalten des Schalters führen, da
das freie Ende 21 des Verklinkungshebels 20 nach wie vor kein Widerlager finden
würde. Erst nach erneuter Betätigung des Kipphebels 26 in die in Fig. 3 dargestellte
Stellung und danach in die in Fig. 5 dargestellte Stellung könnte der Schalter erneut
eingeschaltet werden0 Die Zeichnung läßt erkennen, daß der vorgeschlagene Aufbau
übersichtlich und insbesondere platzsparend ist. Der Schalter bietet infolgedessen
problemlos Platz für eine zusätzliche Uberstromsicherung, die in Form eines beheizten
Bimetallstreifens 44 in Fig. 7 eingezeichnet ist.
-
Leerseite