Bei unterschiedlichen Temperaturen hat die Walze infolge
von
Wärmedehnungen eine unterschiedliche ]rage in bezug auf die
Scherenbacken.
Die Kontaktkraft zwischen den Backen und der Walze soll aber unabhängig davon konstant
sein. Bei einem bekannten Scherentrennschalter hat man zu diesem Zweck die freien
Enden der Scherenarme, die zangenartig mit dem feststehenden Gegenschaltstück zusammenwirken,
als U-förmige Federn ausgeführt. Diese Federn sollen wegen ihrer besonderen Form
unabhängig von der Lage des Gegenschaltstückes stets die gleiche Kontaktkraft ergeben.
Der Aufbau des bekannten Schalters erscheint auf Grund der Verwendung von nur zwei
zusammenwirkenden Federn sehr einfach. Diese Federn selbst erfordern aber, einen
recht beträchtlichen Aufwand, da sie sehr genau hergestellt werden müssen, wenn
die newünschten Kontaktkräfte mit vertretbaren Toleranzen eingehalten werden sollen.
Vor allem aber können bei dem bekannten Schalter unerwünschte Verformungen auftreten,
wenn z.B: bei Kurzschlüssen große Stromkräfte auf das Gegenschaltstück und damit
auf die Schere ausgeübt werden. Hierbei macht sich nämlich der vermeintlich einfache
Aufbau nachteilig bemerkbar, weil die allein als Backen der Scherenarme wirkenden
Federn bei den die Kontaktkraft weit übersteigenden Stromkräften überbeansprucht
werden, wenn man sie nicht so kräftig bemißt, daß die für die Kontaktkraft nötige
Elastizität nicht mehr gegeben ist.
Bei einem anderen bekannten Schalter sind an der Kontaktstelle der
Scherenarme zu einem Parallelogramm gelenkig miteinander verbundene Stäbe vorhanden;
die durch eine Feder in der Diagonalen--:,
des Parallelogramms in
eine bestimmte Lage gezogen werden. Die vielen gelenkigen Verbindungen erfordern
aber ebenfalls einen beachtlichen Aufwand. Sie sind außerdem stark anfällig
gegen Verschmutzung und Vereisung. Ziel der Erfindung ist daher eine einfachere
Konstruktion eines Schalters mit einer von der Stellung des Gegenschaltstückes unabhängigen
Kontaktkraft. Dabei wird von einem Einsäulentrennschalter mit einer Schere als beweglichem
Schaltstück ausgegangen, die mit zwei federnden Backen ein unabhängig von der Schere
befestigtes Gegenschaltstück umfaßt, wobei zu einer Backe eine gegenüber dem Scherenarm
federnd abgestützte starre Kontaktleiste gehört. Erfindungsgemäß ist die Kontaktleiste
an jedem Ende mit einer Feder gegen den Scherenarm abgestützt und in bezug auf den
anderen Scherenarm derart konkav ausgebildet, daß die auf das Gegenschaltstück wirkende
Summe der Federkräfte unabhängig von der Stellung des Gegenschaltstückes gleich
der gewünschten Kontaktkraft ist. Durch die Abstützung der Kontaktleiste an beiden
Enden wird die Stabilität gegenüber dem eingangs erwähnten Schalter mit einer U-förmigen
Feder bedeutend verbessert. Gemessen an dem vorgenannten Schalter, bei dem die starre
Kontaktleiste Teil eines Parallelogramms ist, spart man die korrosionsanfälligen
gelenkigen Verbindungen ein. Zugleich bedeutet die bauliche Vereinigung der federnden
Teile und der Befestigung für die Kontaktleiste auch eine Vereinfachung der Herstellung
und Montage.
Die Federn erfordern beim Schalter nach der -Erfindung
keinerlei besondere Bearbeitung. Es können handelsübliche Federn eingesetzt werden;
die preiswert herzustellen oder im Handel zu erhalten sind. Durch die konkave Form
der Kontaktleiste wird für den Fall, daß die als Gegenschaltstück vorgesehene
Walze nicht in der Mitte, sondern an einem Ende der Kontaktleisten anliegt, die
Auslenkung der an diesem Ende angreifenden Feder vergrößert. Dadurch wird
die
in diesem Endbereich kleinere Wirkung der anderen Feder ausgeglichen und die Kontaktkraft
als Ganzes konstant gehalten. Für den Fall, daß die Federn an beiden Enden der Kontaktleiste
gleich sind, was zur Vermeidung von Verwechselungen bei der Montage vorteilhaft
ist, hat die Kontaktleiste zweckmäßig annähernd die Form eines Kreisbogens. Wie
gefunden wurde, können mit dieser Form bei üblichen Federcharakteristiken unterschiedliche
Auslenkungen der Federn besonders gut ausgeglichen werden. Ferner ist es
bei Verwendung gleicher Federn günstig, wenn der Höhenunterschied zwischen
dem tiefsten Punkt der Kontaktleiste und den-Enden gleich dem halben Federweg der
Federn ist, auf den diese bis zum Erreichen der gewünschten Kontaktkraft zusammengedrückt
werden müssen. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an
Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beachri.eben. Dabei ist der-
Einfachheit
halber nur der obere Teil eines Einsäulentrennschalters mit dem zugehörigen feststehenden
Gegenschaltstück gezeichnet. Die Schere 1 des Trennschalters besteht aus den beiden
Scherenarmen 2 und 3, die bei 4 gelenkig miteinander verbunden sind. Das obere Ende
der Scherenarme ist abgewinkelt, so daß zwei in der Einschaltstellung etwa parallelverlaufende
Hacken 6 und gebildet werden. An diesen Hacken sind auf den einander zugekehrten
Seiten zwei Kontaktleisten 8 und 9 befestigt, die über je zwei gleiche Federn 10
und 11 bzw. 12 und 13 an beiden Faden gegen die Scherenarme abgestützt sind. Das
feststehende Gegenschaltstück ist eine Walze 15, die in bekannter, nicht näher dargestellter
Weise an einem Seil aufgehängt ist. Auf Grund von Längenänderungen des Seiles kann
die Walze verschiedene Lagen in bezug auf die Scherenbacken 6 und ? einnehmen. In
der Figur sind der Einfachheit halber nur die Mittellage und die obere Endlage 15a
sowie die untere Endlage 15b gezeichnet. . In der Mittellage werden die Kontaktleisten
8 und 9 mit einer bestimmten Kraft gegen die Rolle 15 gepre®t, die durch die .-
Federcharakteristik der Federn 10 bis 13 und den Federweg gege-
teil ist.
Unter der Annahme gleicher Federn werden alle vier _
Federn um ein gleichen Stück ausgelenkt. Die Kontaktkraft
ist
gleich dem doppelten Wert der von Seder einzelnen
Feder eufgebrachten Kraft.
Nimmt die Walze die gestrichelt
gezeichnete obere Endlage ein, so werden die Kontaktleisten 8 und 9 an der Stelle
15a, an der die Rolle 15 sitzt, weiter auseinandergedrückt als am anderen Ende.
Die Auslenkung ist beim Ausführungsbeispiel doppelt so groß wie für den Fall, daß
die Walze 15 die Mittellage einnimr:it. Die dadurch hervorgerufene Kontaktkraft
ist unter der Voraussetzung einer linearen Federcharakteristik doppelt so groß vvie
die Kraft, die iri Falle der Mittellage von einer Feder allein ausgeübt wird. Da
die Kontaktleisten am anderen Ende aneinander anliegen, entspricht sie damit dem
Wert, der von beiden Federpaaren in der Mittellage der Walze aufgebracht wird. Für
andere Stellungen ergibt sich auf Grund der konkaven Form der Kontaktleisten, die
beim Ausführungsbeispiel die Form einen Kreisbogens ist, eine Auslenkung der Federn,
die zwischen den beiden beschriebenen Extremwerten liegt. Die Summe der Federkräfte
ist jedoch wiederum gleich der gewünschten Kontaktkraft. Für den Fall, daß die Federn
10 bis 13 nicht gleich groß sind, kann man durch eine entsprechende Form der Kontaktleiste
ebenfall-: im Sinne der Erfindung erreichen, daß die Kontaktkraft unabhängig von
der Lage des Gegendchaltstückes konstant ist. Dabei ist die Kontaktleiste auf der
Seite der schwächeren Federn mit einer stärkeren Krümmung auszuführen als auf der
Seite der stärkeren Federn.