DE60121699T2

DE60121699T2 - Schaltvorrichtung

Info

Publication number: DE60121699T2
Application number: DE60121699T
Authority: DE
Inventors: Dan 66850 Isaksson; Eero 65320 Pasanen; Leo 65300 Palomäki
Original assignee: Vacon Oy
Current assignee: Vacon Oy
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: DK1202305T3; EP1202305B1; US20020057149A1; FI20002398A0; DE60121699D1; EP1202305A3; FI20002398A; ATE334474T1; FI109558B; EP1202305A2; US6452469B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung, die zum Verbinden eines Verbrauchers mit Gleichspannung angeordnet ist. Die Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe kapazitive Last mit Gleichspannung verbunden wird, wobei in diesem Fall der Ladestrom der kapazitiven Last beschränkt werden muss.
Hintergrund der Erfindung
in System, das eine hohe kapazitive Last hat und mit einer Gleichstromschaltung verbunden wird, muss während des Einschaltens der Spannung geschützt werden. Wenn die Kondensatoren des Systems nicht geladen sind, erzeugt ein plötzliches Einschalten einer Gleichspannung einen Stoßstrom, der dem Schalter nachgeschaltete Systemkomponenten beschädigen kann. Üblicherweise wird das System dadurch geschützt, dass eine Drei-Positions- und Drei-Pol-Schaltvorrichtung verwendet wird, die während des Ladens den Ladestrom der kapazitiven Last durch einen Ladewiderstand an den Verbraucher liefert. Der Ladewiderstand begrenzt den Ladestrom und verhindert so Probleme, die ein plötzliches Laden im System verursachen kann. Nach dem Laden wird der Ladewiderstand kurzgeschlossen, indem der Verbraucher direkt mit der Gleichspannung verbunden wird. Ein Beispiel einer Vorrichtung mit einer hohen kapazitiven Last ist ein Frequenzwandler bzw. sind Frequenzwandler, die an eine Gleichspannungs-Versorgungsschaltung angeschlossen werden.
Eine Lösung des Standes der Technik ist in 7 gezeigt. Diese Lösung verwendet eine manuelle Drei-Positions-Schaltvorrichtung zum Anschließen einer hohen kapazitiven Last an eine Gleichspannung. Die Schaltvorrichtung umfasst ein Drei-Positions-Steuerelement, das dadurch gesteuert wird, dass der auf der Steuerwelle der Steuervorrichtung befestigte Handgriff gedreht wird. Während des Ladens wird der Strom über eine Anordnung zusätzlicher Kontakte an die Ladewiderstände geliefert. Die Positionen sowohl der Schaltvorrichtung als auch des Steuerelements sind offen [0], Laden [C] und geschlossen [1]. Ein Drehen des Steuerelements und des Schalters von der Ladeposition in die geschlossene Position wird durch einen Begrenzer, wie zum Beispiel einen Magnetschalter, verhindert. Das Steuerelement und der Schalter können erst dann in die geschlossene Position gedreht werden, wenn der Begrenzer dies erlaubt. Der Betrieb des Begrenzers wird durch ein getrenntes Steuersignal gesteuert, das vom Ladezustand der kapazitiven Last abhängt.
Ein Problem bei der Schaltvorrichtung des Standes der Technik besteht darin, dass die Steuervorrichtung der Schaltvorrichtung drei Positionen und eine Anordnung zusätzlicher Kontakte aufweist. Dies bedeutet, dass ein Steuern der Schaltvorrichtung eine Phase beinhaltet, die zum Schalten unnötig ist, d.h. die Ladephase, was erforderlich macht, dass die das Schalten durchführende Person die Schaltvorrichtung manuell in der Ladeposition [C] hält, bis der Begrenzer ein Drehen des Schalters in die geschlossene [1] erlaubt. Dies macht das Schalten schwieriger und birgt die Gefahr der falschen Anwendung der Schaltvorrichtung, wenn die das Schalten durchführende Person mit den Spezialfunktionen der Schaltvorrichtung nicht vertraut ist. Zweitens enthält die Anordnung zusätzlicher Kontakte eine große Anzahl beweglicher mechanischer Teile, die leicht beschädigt werden.
Aus der Druckschrift US-A-5099187 geht eine Schaltvorrichtung gemäß dem Oberbegriff 2 von Anspruch 1 hervor.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik dadurch auszuschließen, dass eine verbesserte Schaltvorrichtung vorgesehen wird, bei der der Betrieb des Schaltelements dem einer Drei-Positions-Schaltvorrichtung entspricht, dessen Struktur jedoch eine Zwei-Positions-Steuervorrichtung mit lediglich den Positionen offen [0] und geschlossen [1] vorsieht. In diesem Fall ist die Verwendung der Schaltvorrichtung beim Schalten in beträchtlicher Weise natürlicher und gleichzeitig zuverlässiger und sicherer zu schalten.
Dies wird durch eine Schaltvorrichtung erreicht, die durch das in den Ansprüchen Offenbarte gekennzeichnet ist.
Die Schaltvorrichtung ist zum Verbinden eines Verbrauchers mit einer Gleichspannungsschaltung angeordnet. Es umfasst ein Schaltelement, das aus mindestens drei Kontakten besteht, ein Steuerelement, das die Kontakte des Schaltelements steuert und die Positionen offen [0] und geschlossen [1] hat, eines oder mehrere Federelemente, welche die Kontakte steuern und vom Steuerelement gespannt werden, wobei das Schaltelement der Schaltvorrichtung eine Begrenzeranordnung umfasst, die so angeordnet ist, dass sie ein Schließen mindestens eines Kontakts einschränkt und die anderen Kontakte (8, 9) gleichzeitig schließt, wenn das Steuerelement von der offenen [0] Position in die geschlossene Position [1] gedreht wird, wobei die Begrenzeranordnung einen Begrenzer und ein damit verbundenes Kniegelenk sowie ein im Kniegelenk angeordnetes Solenoid umfasst, das Kniegelenk so angeordnet ist, dass es vom Solenoid gesteuert wird, was zum Ergebnis hat, dass das Kniegelenk den Begrenzer so dreht, dass er den mindestens einen Kontakt des Schaltelements loslässt, dessen Schließen verhindert wurde, wodurch es dem mindestens einen Kontakt erlaubt wird, sich ebenfalls zu schließen.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Zum Laden einer kapazitiven Last ist die Schaltvorrichtung mit einer Begrenzeranordnung versehen, d.h. einem Mechanismus, der die Bewegung des dritten Kontakts der Schaltvorrichtung begrenzt, wenn die Steuervorrichtung von der offenen [0] in die geschlossene [1] Position gedreht wird und den dritten Kontakt des Schaltelements daran hindert, sich zu schließen, wenn die Steuerungsvorrichtung gedreht wird. Der Mechanismus lässt den Kontakt offen, um in einem durch Federkraft erzeugten vorgespannten Zustand auf ein Auslösen zu warten. Der Kontakt wird losgelassen, nachdem ein bestimmter Ladezustand der kapazitiven Last erreicht wurde.
Der Mechanismus besteht aus einem Begrenzer, der vorzugsweise ein Hebelarm ist, sowie aus einem damit verbundenen Kniegelenk. Das erste Ende des Hebelarms ist mit dem Kniegelenk verbunden und das zweite Ende ist mit dem Steuerelement des dritten Kontakts in der Schaltvorrichtung verbunden. Das Kniegelenk beinhaltet eine Beuge, in der ein elektrisch gesteuertes Solenoid angeordnet ist. Das Solenoid erzeugt einen Impuls in der Beuge des Kniegelenks, so dass das Kniegelenk zusammengeklappt und die Federspannung losgelassen werden kann, was es dem dritten Kontakt erlaubt zu schließen.
In einer Ausführungsform weist das Gelenk am ersten Ende des Begrenzers, wo der Begrenzer mit der Welle der Steuervorrichtung verbunden ist, ein Spiel auf. Das Spiel ermöglicht es der Welle, um einen gewissen Winkel gedreht zu werden, ohne den Begrenzer zu bewegen. Auf diese Weise wird das Federelement der Schaltvorrichtung zur Lösung gespannt, doch beeinflusst ein Drehen der Welle die Position des Begrenzers nicht. Das Spiel wird vorzugsweise wie folgt erzeugt: Das erste Ende des Begrenzers, wo der Begrenzer mit der Welle der Steuervorrichtung verbunden ist, ist mit einer Öffnung versehen, durch welche die Welle geführt ist. Die Öffnung ist so geformt, dass sie eine Drehung der Welle um einen gewissen Winkel ohne Drehen des Begrenzers erlaubt, was zum Ergebnis hat, dass das Federelement der Schaltvorrichtung zum Lösen gespannt wird, ohne dass die Welle, welche sich auf die Position des Begrenzers auswirkt, gedreht wird.
In einer anderen Ausführungsform werden alle Kontakte der Schaltvorrichtung durch eine gemeinsame Welle gesteuert. In diesem Fall kann das notwendige Spiel dadurch erzeugt werden, dass der erste und der zweite Kontakt mit einer gemeinsamen Welle gesteuert werden. Beim dritten Kontakt weist die Welle eine Verbindungshülse zum Erzeugen des Spiels auf.
Ein Sensor, wie zum Beispiel ein Spannungssenor ist zum Erfassen des Ladungszustands der kapazitiven Last und zum Steuern des Solenoids angeordnet.
Die Schaltvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat daher drei Arbeitspositionen, d.h. offen [0], Laden [C] und geschlossen [1], wohingegen das Steuerelement der Schaltvorrichtung vorzugsweise nur zwei Positionen, d.h. offen [0] und geschlossen [1] aufweist. Dies macht die Schaltvorrichtung einfach und sicher in ihrer Verwendung, da das Steuerelement der Schaltvorrichtung dank der Tatsache, dass der Mechanismus der vorliegenden Erfindung die Schaltvorrichtung mit einem selbsttätigen Betrieb zum Steuern des Betriebs der Schaltvorrichtung zwischen den Positionen Laden [C] und geschlossen [1] vorsieht, lediglich zwischen der offenen [0] und der geschlossenen [1] Position gedreht zu werden braucht.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass keine zusätzlichen Kontakte in der erfindungsgemäßen umgesetzten Schaltvorrichtung benötigt werden und folglich der Aufbau der Vorrichtung einfacher und zuverlässiger ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es folgt eine Beschreibung der Erfindung im Einzelnen anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:
1 einen Schaltplan des Frequenzwandlerausgangs, wobei eine Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist,
2 schematisch den Begrenzermechanismus des dritten Kontakts in der Schaltvorrichtung 1 gemäß 1, wenn der Schalter in der offenen Position ist,
3 schematisch den Begrenzermechanismus des dritten Kontakts in der Schaltvorrichtung 1 gemäß 1, wenn der Schalter in der Ladeposition ist, und
4 schematisch den Begrenzermechanismus des dritten Kontakts in der Schaltvorrichtung 1 gemäß 1, wenn der Schalter in der geschlossenen Position ist,
5 den Aufbau der Hülse zum Versehen der Welle, welche die Kontakte der Schaltvorrichtung steuert, mit einem notwendigen Spiel zum Begrenzen des Schließens des dritten Kontakts,
6 schematisch eine Ausführungsform zum Vorsehen des Spiels zwischen dem Begrenzer des Begrenzermechanismus und dem Steuerelement im dritten Kontakt der Schaltvorrichtung gemäß 2, und
7 eine bekannte Schaltvorrichtung, die eine Drei-Phasen-Steuerungsvorrichtung und eine Ladeschaltung aufweist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ein Beispiel für den Aufbau und die Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform der typischen Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand der 1 bis 6 beschrieben.
Gemäß 1 umfasst die Schaltvorrichtung 14 ein Schaltelement 14a, das aus Kontakten 7, 8, 9 besteht, die durch Drehen des Handgriffs 6 des Steuerelements 10 der Schaltvorrichtung 14 geschlossen und geöffnet werden. Die Schaltvorrichtung 14 ist zwischen einer Gleichstromschaltung 13 und einem Verbraucher 12 angeordnet. Der Verbraucher 12 ist z.B. ein Frequenzwandler, der einen Elektromotor ansteuert. Die Schaltvorrichtung 14 ist auf diese Weise so angeordnet, dass sie den Verbraucher 12 mit der Gleichspannung 13 verbindet.
Die Schaltvorrichtung 14 enthält ein Schaltelement 14a, das aus drei schließbaren Kontakten 7, 8, 9 besteht. Natürlich kann die Anzahl der Kontakte auch größer als drei sein, wenn die Anwendung mehr Kontakte erforderlich macht. Der erste Kontakt 8 ist so angeordnet, dass er den negativen Pol 13b der Gleichstromschaltung 13 mit dem Verbraucher verbindet. Der zweite Kontakt 9 ist so angeordnet, dass er den positiven Pol 13c der Gleichstromschaltung 13 über einen Ladewiderstand 11 mit dem Verbraucher 12 verbindet, der in Reihe mit dem Kontakt 9 geschaltet ist. Der dritte Kontakt 7 ist so angeordnet, dass er den positiven Pol 13a der Gleichspannungsschaltung 13 nach einer Verzögerung mit dem Verbraucher 12 verbindet.
Die Kontakte 7, 8, 9 des Schaltelements 14a werden von einem Steuerelement 10 gesteuert, das eine Steuerwelle 10a aufweist, deren eines Ende mit einem Handgriff 6 gedreht wird. Je nach der Ausführungsform kann die Steuerwelle 10a eine oder mehrere Wellen und mechanische Komponenten zum Versehen der Wellen mit einem Spiel aufweisen, das für diese Arten von Ausführungsformen benötigt wird. Ein Schließen und Öffnen der Kontakte 7, 8, 9 des Schaltelements 14a wird durch Federelemente 16a und 16b gesteuert, die gespannt werden, wenn das Steuerelement 10 entweder in die offene Position oder in die geschlossene Position gedreht wird, und die Federelemente 16a, 16b sind so angeordnet, dass sie gelöst werden, wenn der Handgriff 6 des Steuerelements 10 entweder die geschlossene oder die offene Position des Schalters erreicht, wodurch ein plötzliches Schließen oder Öffnen der Kontakte 7, 8, 9 des Schaltelements 14a verursacht wird. In diesem Fall ist die Steuerwelle 10a z.B. über eine Nocke 20 mit den Federelementen 16a, 16b verbunden, und drückt ein Drehen der Welle 10a die Feder des Federelements 16a, 16b zusammen, wenn es sich um eine Schraubenfeder handelt, wodurch die Feder 16a, 16b auf diese Weise gespannt wird. Wenn die Nocke 20 über ihren Totpunkt hinaus gedreht wird, wird die Feder 16a, 16b losgelassen, und schließt bzw. öffnet den Kontakt.
Die Schaltvorrichtung 14 hat drei Arbeitsphasen, welche die folgenden Positionen beinhalten: offen [0], Laden [C] und geschlossen [1]. Das Steuerelement 10 der Schaltvorrichtung 10 hat auf der anderen Seite zwei Betriebsphasen, welche die Positionen offen [0] und geschlossen [1] beinhalten. Auf diese Weise wird ein Zwei-Phasen-Steuerelement 10 zum Steuern einer Drei-Phasen-Schaltvorrichtung 14 verwendet. Zu diesem Zweck ist die Schaltvorrichtung 14 gemäß den 2 bis 4 mit einem Mechanismus ausgerüstet, der das Schließen des Kontakts 7 des Schaltelements 14a begrenzt, wenn das Steuerelement 10 von der offenen [0] Position in die geschlossene [1] Position gedreht wird, und ein Schließen des Kontakts 7 aufgrund des Drehens des Drehelements 10 verhindert. Der Mechanismus lässt den Kontakt 7 offen, um auf ein äußeres Loslassen in einem gespannten Zustand zu warten.
Gemäß einer Ausführungsform besteht der Mechanismus aus einem Begrenzer 1, der vorzugsweise ein Hebelarm 1 ist, sowie einem Kniegelenk 17, das damit verbunden ist. Das erste Ende des Begrenzers 1 ist mit der Welle 10a des Steuerelements 10 und das zweite Ende mit dem ersten Ende des ersten Hebelarms 2 des Kniegelenks 17 verbunden. Das zweite Ende des ersten Hebelarms 2 des Kniegelenks 17 ist mit dem ersten Ende des zweiten Hebelarms 3 verbunden, wobei in diesem Fall an diesem Punkt eine Beuge 15 im Kniegelenk 17 gebildet wird. Das zweite Ende des zweiten Hebelarms 3 des Kniegelenks 17 ist an einem festen Lagerungspunkt 18 durch Lager befestigt. Ein elektrisch gesteuertes Solenoid 4 ist in der Beuge 15 des Kniegelenks 17 angeordnet, wobei das Solenoid so angeordnet ist, dass es in der Beuge 15 des Kniegelenks 17 einen Impuls, wie zum Beispiel einen Schlag, erzeugt.
Gemäß 6 beruht der Betrieb des Begrenzers 1 auf der Tatsache, dass das Gelenk am ersten Ende des Begrenzers 1 zum Verbinden des Begrenzers 1 mit der Welle 10a des Steuerelements 10 ein Spiel aufweist. Dieses Spiel wird z.B. dadurch erzeugt, dass das erste Ende des Begrenzers, an dem der Begrenzer 1 mit der Welle 10a des Steuerelements 10 verbunden ist, mit einer Öffnung 10b versehen ist, durch welche die Welle 10a geführt ist. Die Öffnung 10b ist so geformt, dass sie der Welle 10a eine Drehung um einen bestimmten Winkel erlaubt, um das Federelement 16b zu spannen, ohne dass die Welle 10a, welche den Begrenzer bewegt, gedreht wird. Eine Möglichkeit zum Erzeugen eines Spiels dieser Art ist die Verwendung einer Welle 10a mit einem quadratischen Querschnitt und einer kreuzförmigen Öffnung 10b mit gerundeten Ecken im Begrenzer 1, wie in 4 gezeigt. In diesem Fall ist die Welle 10a mit dem Federelement 16b zum Beispiel über eine Nocke 20 verbunden, und ein Drehen der Welle 10a drückt das Federelement 16b zusammen, wenn das Federelement eine Schraubenfeder ist, wodurch die Feder 16b gespannt wird. Am dritten Kontakt 7 begrenzt der Begrenzer 1 jedoch die Bewegung der Nocke 20 bis zu einem Punkt, wo sich die Nocke geringfügig an ihrem oberen Todpunkt vorbeibewegt hat, wobei in diesem Fall das Federelement 16b den Kontakt 7 nicht in die geschlossene Position loslassen kann. Erst wenn das Solenoid 4, das in der Beuge 15 des Kniegelenks 17 angeordnet ist, einen Lösungsimpuls in der Beuge des Kniegelenks 17 erzeugt, kann das Kniegelenk 17 zusammenklappen und wird die Feder 16b entspannt, wodurch der Kontakt 7 geschlossen wird.
Bei einer anderen Ausführungsform werden alle Kontakte 7, 8, 9 der Schaltvorrichtung von einer gemeinsamen Welle 10a gesteuert. In diesem Fall kann das notwendige Spiel durch Steuern des ersten Kontakts 8 und des zweiten Kontakts 9 durch eine gemeinsame Welle und durch Versehen der Welle 10a am dritten Kontakt 7 mit einer Verbindungshülse 19 von 5 zum Vorsehen des Spiels umgesetzt werden. Die Welle 10a ist vom ersten und zweiten Kontakt zum ersten Ende der Hülse 19 z.B. quadratisch, und die Hülse 19 ist mit einem quadratischen Aufnahmeelement zum Aufnehmen des Wellenendes versehen, wobei die Form des Elements derjenigen der Welle 10a entspricht. Dementsprechend ist das zweite Ende der Hülse 19 mit einem kreuzförmigen Aufnahmeelement 10b mit runden Ecken versehen, um die quadratische Welle 10a aufzunehmen, welche den dritten Kontakt steuert. Dieses Spiel, das durch die Hülse 19 geschaffen wird, ermöglicht es der Welle 10a, um einen bestimmten Winkel gedreht zu werden, um das Federelement 16b zu spannen, ohne dass dabei das Drehen der Welle 10a den Begrenzer 1 bewegt. Ansonsten funktioniert diese Ausführungsform auf die gleiche Weise wie die oben Beschriebene.
Die Schaltvorrichtung 14 funktioniert wie folgt: In der Anfangssituation ist der Handgriff 6 des Steuerelements 10 der Schaltvorrichtung 14 in der offenen [0] Position gemäß 2. Alle Kontakte 7, 8, 9 des Schaltelements 14a sind offen. Wenn das Steuerelement 10 der Schaltvorrichtung 14 in die geschlossene [1] Position gemäß 3 gedreht wird, werden der erste Kontakt 8 und der zweite Kontakt 9 des Schaltelements 14a gleichzeitig geschlossen. Der erste Kontakt 8 verbindet den Verbraucher 12 mit dem negativen Pol 13b der Gleichspannungsschaltung 13. Ein Widerstand 11 ist mit dem zweiten Kontakt 9 in Reihe geschaltet, um den Strom in der Schaltung zu begrenzen. Der zweite Kontakt 9 verbindet den Verbraucher 12 über den Widerstand 11 mit dem positiven Pol 13c der Gleichspannungsschaltung 13. Am dritten Kontakt 7 spannt ein Drehen der Welle 10a in die geschlossene [1] Position das Federelement 16b. Der Begrenzer 1 begrenzt jedoch ein Loslassen des dritten Kontakts 7 in die geschlossene Position. Die Vorrichtung, welche den Verbraucher 12 darstellt, weist einen Sensor 5, wie zum Beispiel einen Spannungssensor, auf, der die Spannung der Kapazitanz des Verbrauchers 12 und daher den Ladungszustand erfasst. Wenn der Ladungszustand einen vorbestimmten Pegel erreicht hat, gibt der Sensor 5 ein Schaltsignal an das Solenoid 4, z.B. durch Schließen des Kontakts 5, der die Spannung an das Solenoid 4 anlegt, und daher erzeugt das Solenoid 4 einen Impuls in der Beuge 15 des Kniegelenks 17 und löst die Feder 16b aus. In diesem Fall klappt das Kniegelenk 17 zusammen, wie in 4 gezeigt, wodurch der Begrenzer 1 ausgelöst wird, der ein Schließen des dritten Kontakts 7 des Schaltelements 14a verhindert hat. Folglich wird der dritte Kontakt 7 geschlossen und wird der positive Pol 13a der Gleichspannungsschaltung 13 mit dem Verbraucher 12 des zweiten Stromwegs parallel mit dem Stromweg geschaltet, der den Ladewiderstand 11 enthält. In der letzten Situation sind daher alle drei Kontakte 7, 8, 9 geschlossen.
Der Verbraucher 12 wird wie folgt von der Gleichspannungsschaltung getrennt: In der Anfangssituation ist der Handgriff 6 des Steuerelements 10 in der Schaltvorrichtung 14 geschlossen [1]. Alle Kontakte 7, 8, 9 des Schaltelements 14a sind geschlossen. Das Steuerelement 10 der Schaltvorrichtung 14 wird in die offene [0] Position gedreht. Die Kontakte 7, 8, 9 des Schaltelements 14a werden gleichzeitig geöffnet und trennen den Verbraucher 12 von der Gleichspannungsschaltung 13.
Wenn der Handgriff 6 des Steuerelements 10 in der Schaltvorrichtung 14 von der geschlossenen [1] Position zurück in die offene [0] Position geschaltet wird, bevor der dritte Kontakt 7 des Schaltelements 14a geschlossen wurde, wird das Federelement 16b des dritten Kontakts 7 des Schaltelements gelöst, ohne den Kontakt 7 loszulassen, und werden die Kontakte 8, 9 des Schaltelements 14a gleichzeitig geöffnet und trennen den Verbraucher 12 von der Gleichspannungsschaltung 13.
Es versteht sich, dass die oben gegebene Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung dienen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die oben gegebene Beschreibung eingeschränkt, sondern es ist einem Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche auf verschiedenste Weise variiert und modifiziert werden kann.

Claims

Schaltvorrichtung (14) zum Verbinden eines Verbrauchers (12) mit einer Gleichspannungsschaltung (13), umfassend: ein Schaltelement (14a), das aus mindestens drei Kontakten (7, 8, 9) besteht, ein Steuerelement (10), das die Kontakte (7, 8, 9) des Schaltelements (14a) steuert und die Positionen offen [0] und geschlossen [1] hat, eines oder mehrere Federelemente (16, 16b), wobei das Schaltelement (14a) der Schaltvorrichtung (14) eine Begrenzeranordnung umfasst, die so angeordnet ist, dass sie ein Schließen mindestens eines Kontakts (7) einschränkt und die anderen Kontakte (8, 9) gleichzeitig schließt, wenn das Steuerelement (10) von der offenen [0] Position in die geschlossene [1] Position gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente vom Steuerelement (10) gespannt werden und die Kontakte steuern, die Begrenzeranordnung einen Begrenzer (1) und ein damit verbundenes Kniegelenk (17) sowie ein im Kniegelenk angeordnetes Solenoid (4) umfasst, das Kniegelenk (17) so angeordnet ist, dass es vom Solenoid (4) gesteuert wird, was zum Ergebnis hat, dass das Kniegelenk (17) den Begrenzer (1) so dreht, dass er den mindestens einen Kontakt (7) des Schaltelements (14a) loslässt, dessen Schließen verhindert wurde, wodurch es dem mindestens einen Kontakt erlaubt wird, sich ebenfalls zu schließen.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kontakt (8) des Schaltelements (14a) so angeordnet ist, dass er einen negativen Pol (13b) der Gleichspannungsschaltung (13) mit dem Verbraucher (12) verbindet, wobei ein zweiter Kontakt (9) so angeordnet ist, dass er einen positiven Pol (13c) der Gleichspannungsschaltung (13) über einen mit dem zweiten Kontakt (9) in Reihe geschalteten Widerstand (11) mit dem Verbraucher verbindet, und wobei ein dritter Kontakt (7) so angeordnet ist, dass er nach einer Verzögerung einen positiven Pol (13a) der Gleichspannungsschaltung (13) mit dem Verbraucher (12) verbindet.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende des Begrenzers (1) mit einer Welle (10a) des Steuerelements (10) und ein zweites Ende des Begrenzers (1) mit einem ersten Ende eines ersten Hebelarms (2) des Kniegelenks (17) und ein zweites Ende des ersten Hebelarms (2) mit einem ersten Ende eines zweiten Hebelarms (3) verbunden ist, wodurch an der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Hebelarm eine Beuge (15) des Kniegelenks (17) gebildet wird, und ein zweites Ende des zweiten Hebelarms (3) des Kniegelenks (17) mit einem festen Lagerungspunkt (18) mit Lagern verbunden ist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des ersten Endes des Begrenzers (1), an dem der Begrenzer (1) mit der Welle (10a) des Steuerelements verbunden ist, ein Spiel aufweist.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende des Begrenzers (1), an dem der Begrenzer (1) mit der Welle (10a) des Steuerelements (10) verbunden ist, eine Öffnung (10b) vorhanden ist, durch welche die Welle (10a) geführt ist, wobei die Öffnung (10b) so geformt ist, dass sie eine Drehung der Welle (10a) um einen bestimmten Winkel erlaubt, um das Federelement (16) zu spannen, ohne dabei den Begrenzer (1) der Welle (10a) zu drehen.
Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch gesteuertes Solenoid (4) in der Beuge (15) des Kniegelenks (17) angeordnet ist, wobei das Solenoid so angeordnet ist, dass es einen Impuls in der Beuge (15) des Kniegelenks (17) erzeugt, was zum Ergebnis hat, dass das Kniegelenk gebeugt und der Begrenzer (1) losgelassen wird, so dass er sich drehen und das Federelement (16) loslassen kann, wodurch der dritte Kontakt (7) geschlossen wird.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (5) angeordnet ist, um den Ladezustand des Verbrauchers (12) zu erfassen und das Solenoid (4) zu steuern.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzer (1) ein Hebelarm ist.
Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung (14) drei Arbeitspositionen hat: offen [0], Laden [C] und geschlossen [1].