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Hebdrehwähler.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hebdrehwähler, dessen Bürstensatz zur Einstellung auf den gewünschten Kontakt gehoben und gedreht und zur Auslösung bis über das Ende der Kontaktreihe hinausgedreht wird, wo er herabfällt und sich unterhalb der Kontaktreihen zurückdreht und bei dem alle Bewegungen, die zur Einstellung des Wählers auf eine Leitung dienen, durch einen einzigen Elektromagneten bewerkstelligt werden.
Sowohl Heb-als auch Drehbewegung der Bürsten werden gemäss der Erfindung durch ein Glied herbeigeführt, das in nur einer der beiden Bewegungsrichtungen mittels des Antriebsmagneten angetrieben wird ; die Umschaltung von der Bewegung in einer Richtung zu der in der andern wird durch eine mit dem erwähnten Glied verbundene Kupplungsvorriehtung bewirkt, die unmittelbar von einem zweiten Anker des Antriebsmagneten betätigt wird.
Der Bürstensatz ist an einer Trägereinrichtung angebracht, die eine Führungsvorrichtung umfasst, die geeignet eingerichtet ist, um mit einer drehbaren Trommel, die mit einem Spiralgewinde versehen ist, in einer solchen Weise zusammenwirken zu können, dass durch eine Relativbewegung von Führungsvorrichtung und Trommel bei einer Drehbewegung der letzteren der Träger veranlasst wird, eine von zwei Wählbewegungen auszuführen.
Die Kupplungsvorriehtung besteht aus einem Hebel, der auf der drehbaren Bürstenführungsvorrichtung gelagert und so angeordnet ist, dass er mit einer Anzahl von Anschlägen bzw. Zähnen an der drehbaren Trommel zusammenwirken kann, wodurch der Bürstenträger mit der Trommel zwecks gemeinsamer Bewegung verriegelt werden kann und wobei die Bewegung des Hebels zwecks Eingriffes in die Anschläge oder Zähne durch einen Hilfsanker des Antriebsmagneten gesteuert wird.
Der Elektromagnet weist erfindungsgemäss folgende Merkmale auf : er ist ein-oder vorzugsweise zweischenkelig und hat an jedem Ende einen Anker, von denen einer raschen Stromstössen folgen kann, während der andere langsam abfallend ist. Das rasche Anziehen des ersten Ankers wird dadurch erreicht, dass der Anker derart ausgebildet ist, dass er in die Spule bzw. beide Spulen des Elektromagneten hineinragt, so dass diese als Solenoid wirkt oder wirken ; er arbeitet daher im stärksten magnetischen Feld und seine Anziehung erfolgt rasch. Die Raschheit des Anziehens wird noch dadurch erhöht, dass der zweite Anker des Elektromagneten, wenn angezogen, den magnetischen Eisenkreis an einem Ende geschlossen hält.
Die Abfallzeit des erstgenannten Ankers wird bei der zweischenkeligen Ausführung dadurch noch besonders verringert, dass bei Beginn des Abfallens doppelte Luftspalte entstehen, so dass der Eisenkreis zweimal unterbrochen ist und die entstehenden gegenmagnetomotorischen Kräfte daher rasch abklingen können.
Das andere Ende des oder jedes der flachen Kerne ist geschlitzt. Durch diese Unterteilung entstehen zwei Teile, wovon einer mit einer Kupferkurzschlusswicklung bzw. einem Kupferklotz versehen ist. Die beiden mit einem Kupferklotz versehenen Unterteilungen sind bei den zweischenkeligen Elektromagnetkernen so angeordnet, dass sie einander gegenüberstehen. Bei Unterbrechung des Stroms entstehen Wirbelströme in den Kupferklötzen, und es tritt in diesen Unterteilungen gegenüber den Unterteilungen ohne Kupferklötze in bezug auf das Verschwinden und die Bildung des Magnetismus eine Phasenverschiebung ein.
Zum Zwecke der Erläuterung der verschiedenen Kennzeichen und Vorteile des dieser Erfindung entsprechenden Wählers soll nun eine allgemeine Beschreibung einer besonderen Anordnung gemäss der vorliegenden Erfindung gegeben werden.
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Entsprechend der vorzugsweisen Ausführung der Erfindung führt der Antriebsmagnet folgende Betätigungen durch : Er bewegt die Bürste oder Bürsten in die gewünschte Kontaktreihe.
Er schaltet eine Kupplung ein, wodurch die Bürste oder Bürsten für ihre zweite Bewegung vorbereitet werden.
Er bewegt die Bürste oder Bürsten, bis der gewünschte Kontakt oder Kontaktsatz in der gewählten Reihe erreicht wird.
Er bewegt die Bürste oder Bürsten in bekannterWeise über das Ende der gewählten Reihe hinaus,
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Der Antriebsmagnet betätigt mittels einer Stossklinke ein Sperrad, wobei das Sperrad fest mit einer Trommel verbunden ist, deren spiralige Verzahnung mit dem Träger in Eingriff ist, der seinerseits einen Teil der Bürstenträgervorrichtung bildet. Die Drehbewegung dieses Spiralzahnrades bewirkt die Längsbewegung des Trägers, so dass bei Empfang von Stromstössen und Arbeitsbeginn des Magneten der Bürstensatz zuerst zu der Ebene jener Kontaktbank bewegt wird, welche die gewünschte Leitung enthält. Eine kurze Unterbrechung der Stromstoss bewirkt eine Kupplung der mit der Spiralverzahnung versehenen Trommel mit der Führungsvorrichtung oder Gleitbahn des Trägers und löst gleichzeitig eine Sperrklinke aus, die die Gleitbahn bisher festhielt und sie so an der Drehbewegung hinderte.
Derselbe Magnet bewirkt dann die Drehbewegung der Gleitbahn und des Wählermeehanismus, bis die ge- wünschte Leitung in der vorerwähnten Ebene erreicht wurde, wodurch die verlangte Verbindung hergestellt wird.
Am Ende der Gesprächsverbindung wird der Wählermechanismus (in bekannter Weise immer vom selben Magnet) über den letzten Kontakt in der bestimmten Ebene der Kontaktbank hinaus gedreht, worauf die Kupplung zwischen Gleitbahn und Trommel selbsttätig ausgelöst wird. Die Trommel ist nun frei beweglich, um sich unter der Einwirkung einer Spiralfeder, die während der Heb-und Drehbewegung gespannt wurde, rückdrehen zu können, und die Kontaktbürsten werden auf diese Weise so
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hinaus durch denselben Magneten bewirkt, der auch die Auslösung und die Kupplung der bewegten reile verursachte.
Durch den letzten Sehritt der Drehbewegung wird ein Mechanismus ausgelöst, der die Sperr- dinke entriegelt und sie auch ausser Eingriff mit dem Sperrad der Trommel bringt, so dass die Trommel, kraft der Einwirkung einer Spiralfeder, in ihre Ausgangslage in bezug auf die Gleitbahn frei zurückkehren kann.
Bei dieser Bewegung führt die Trommel zufolge ihrer Spiralverzahnung und der rückläufigen Bewegung, die durch die Einwirkung der Spiralfeder verursacht wurde, den Bürstenträger in seiner Gleitbahn in die tiefste Hublage zurück.
Nachdem der Bürstensatz in seine Ausgangsebene zurückgeführt wurde, d. h. nachdem die rüek- : äufige Längsbewegung vollendet wurde, wird eine Sperrvorrichtung, die den Bürstensatz bei seiner
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Die gegenläufige Längsbewegung sowohl wie die ruckläufige Drehbewegung werden von derselben
Feder verursacht. Sowie die Ausgangslage erreicht ist, wird der Bürstensatz neuerlich selbsttätig gegen die Drehbewegung verriegelt.
An Hand der Zeichnung sollen die Konstruktion und die Arbeitsweise des Wählers nun näher besprochen werden. Fig. 1 stellt die Seitenansicht des Wählers mit seiner Kontaktbank dar ; Fig. 2 zeigt den Grundriss des Wählers ; Fig. 3,4 und 5 zeigen Schnitte durch den Wählermechanismus. Fig. 4a" b, e zeigt ein Detail der Fig. 4 in verschiedenen Lagen und Fig. 6a, b, c dem Eingriff der Sperrklinke in die
Zähne der Trommel 5. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des Elektromagneten, während Fig. 8,9 und 10 seine tatsächliche Ausführungsform geben.
In Fig. 1 und 2 ist die gegenseitige Lage der Einzelteile des Wählers gezeigt. Der Wähler besteht aus der Kontaktbank 23, dem Elektromagneten 1 mit seinen beiden Ankern 2 und 13. (Der Elektro- magnet und seine beiden Anker werden später noch beschrieben werden. ) Der Anker 2 ist an einem Ende mit einer Stossklinke 3 versehen, die in das Zahnrad 4 eingreift. Dieses Zahnrad ist mit einer Trommel 5 fest verbunden, die um eine feststehende Achse 21 drehbar angeordnet ist. Diese Trommel 5 hat aussen ein mehrgängiges Spiralgewinde 6, während innen in einer Ausnehmung eine Spiralfeder 9 untergebracht ist, die mit dem einen Ende an der feststehenden Achse 21 und mit dem andern Ende an der Trommel 5 befestigt ist.
Das mehrgängige Spiralgewinde 6 greift in eine Zahnstange 8 ein, die mit dem Bürsten- träger 1 fest verbunden ist. Die Feder 9 hat das Bestreben, die Trommel 5 mittels des vorstehenden
Zahnes 12, der am Rande der Trommel vorgesehen ist, gegen die Sperrklinke 11 zu drücken, die drehbar auf dem Teil 14b angebracht ist, der auf der Gleitbahn 14 befestigt ist. Letztere schlägt mittels ihres abwärts gebogenen Teiles 14a gegen den Teil 26a des festen Traggestelles 26. Der Rand der Trommel 5 ist mit einer geeigneten Anzahl zweckentsprechend geformter Zähne laut Fig. 6 versehen. Vor diesen
Zähnen ist die Sperrklinke 11 an der Führung 14 des Bürstenträgers 7 drehbar so angebracht, dass sie mit diesen Zähnen zusammenarbeiten kann.
Die Sperrklinke hat infolge der Einwirkung der Feder 22 (Fig. 3 und 4) ständig das Bestreben, in die Zähne der Trommel 5 einzugreifen, wird aber in der Ruhestellung des Wählers durch den Ansatz 12 der Trommel 5 (Fig. 1) daran gehindert und nimmt die mit"a" bezeichnete Stellung in Fig. 6 ein.
Auf dem Bürstenträger y sind die Kontaktbürsten 24 angebracht, die mit den Kontakten 25 der Kontaktbank 23 Kontakt machen, in der Ruhelage jedoch mit ihnen ausser Kontakt sind. Mit der Achse 21 ist ferner ein Zahnrad 16 fest verbunden, in welches eine auf dem an der Gleitbahn 14 befestigten Drehbolzen 15a (Fig. 5) aufgesetzte Sperrklinke 15, bei Drehen der Gleitbahn 14, die ebenfalls um die Achse 21 drehbar angeordnet ist und in der der Bürstenträger gleitet, eingreift. Die Sperrklinke 15 wird durch einen an der Trommel 5 angebrachten Stift 19 in der Ruhestellung vom Eingriff in das Zahnrad 16 abgehalten. Die Feder 20 sperrt in der Ruhestellung durch Festhalten der Sperrklinke 11 die Gleitbahn 14 gegen Drehbewegungen.
An der Gleitbahn 14 ist ferner ein Bolzen 18 befestigt, der beim Drehen der Gleitbahn 14 die Feder 17 spannt und sie später (wie bei Beschreibung der Arbeitsvorgänge ausgeführt werden wird) freigibt.
Wird dieser Wähler entweder als Gruppenwähler oder als Leitungswähler betätigt, so arbeitet er wie folgt :
Durch die einlangenden Stromstösse zieht der Magnet 1 seine Anker 2 und 13 an. Während der Anker 13 durch entsprechende Dämpfungsmittel langsam abfallend gemacht wird (wie dies später noch beschrieben werden wird) und daher den Stromstössen nicht folgt, folgt der Anker 2 den Stromstössen und dreht mittels der Treibklinke < ? das Zahnrad 4 und die damit verbundene Trommel 5. Die Gänge des Spiralgewindes 6 der Trommel 5 greifen nacheinander, je nach der Höhe des Hubes, in die Zahnstange 8 ein und heben so die mit ihr verbundenen Bürsten 24 bis zur Höhe der der Zahl der ersten Stromstossreihe entsprechenden Reihe der Kontakte.
Der Bürstenträger 7 gleitet dabei in der Gleitbahn 14.
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einzuklinken (s. Fig. 4b und 6b). Die vollständig eingeklinkte Stellung zeigt Fig. 6e. Während dieser ersten Stromstoss, die das Heben bewirken, arbeitet daher der Sperrteil n als Sperrklinke und verhindert dadurch das Zurückdrehen der Trommel 6. Gleichzeitig entfernt sich der Stift 19 von der Sperrklinke 15. Diese greift in das feststehende Zahnrad 16 ein.
Die nach der ersten Stromstossreihe eintretende Pause bringt beide Anker 2 und 13 des Magneten 1 zum Abfallen, wobei letztgenannte die Sperrklinke 11 freigibt, die nun in die Zähne der Trommel 5 vollständig einfallen kann und die Stellung, wie in Fig. 6e gezeigt, einnimmt. Dadurch ist die feste Kupplung zwischen Gleitbahn 14 und der mit Zahnrad 4 verbundenen Trommel 5 erreicht. Gleichzeitig klinkt das untere Ende der Sperrklinke 11 aus der Feder 20, die bisher die Gleitbahn 14 am Vorwärtsdrehen hinderte. Infolge der Gegenwirkung der Feder 9 kann jedoch eine Drehbewegung um die Achse 21 nicht eintreten, und der Wähler wird in seiner Stellung festgehalten, bis eine neue Reihe von Stromstössen den Magnet betätigt.
Bei der nun folgenden Stromstossreihe zieht nun der Magnet neuerdings beide Anker an. Jeder Stromstoss wirkt, wie früher beschrieben, über den Magnet 1, Anker 2 und Stossklinke 3 auf das Zahnrad 4
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ein. Doch wird mm infolge derfesten Kupplung zwischen Gleitbahn. M und Trommel eine Drehbewegung beider Teile stattfinden und mit ihr auch eine Drehbewegung des Bürstenträgers 7, bis die Bürsten entsprechend der Stromstossreihe den betreffenden Kontakt auf der Kontaktbank erreicht haben. Ein Zurückdrehen der Trommel 5 wird durch die Sperrklinke 15 verhindert, die in das feststehende Zahnrad 16 eingreift.
Der Anker 13 übt keine Wirkung aus, da der untere Teil der Sperrklinke 11 durch ihr Einklinken aus seinem Bereich entfernt wurde.
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und in dem Augenblick, in dem die Bürsten mit den Kontakten ausser EingTiff kommen, freigegeben.
Die Feder 17 ist derart geformt, dass sie nach Erreichen des letzten Kontakts durch den Bolzen 18 frei-
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nun unter der Einwirkung der Spiralfeder 9 ungehindert zurückdrehen, wodurch der Bürstensatz nach unten in die Ruheebene zurückgeführt wird. Dieses Zurückdrehen der Trommel 5 erfolgt so lange, bis der Ansatz 12 der Trommel 5 die Klinke l ? erreicht. Im gleichen Augenblick erreicht auch der Bolzen 19 die Klinke. M, hebt diese aus dem Zahnrad 16, wodurch die Sperrung gegen das Zurückdrehen der Gleitbahn aufgehoben wird. Gleitbahn 14 dreht sich unter Einwirkung der Feder 9, die über die Trommel 5 wirkt, und mit dieser in ihre Ausgangsstellung zurück und Sperrklinke 11 klinkt in Feder 20 ein, wodurch der Ausgangszustand des Wählers wieder erreicht ist.
Der Wähler kann natürlich nach Bedarf mit zusätzlichen Kontaktfedersätzen ausgerüstet werden, die in verschiedenen Stellungen und Schaltungen zur Wirkung gelangen können. Da sie kein Erfindungmerkmal sind, werden sie nicht dargestellt.
Der Anschluss der Kontaktbürsten kann auf eine der üblichen Arten geschehen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Schnitte durch den Wählermechanismus, u. zw. in der Anfangsstellung des Wählers. Bei beiden Figuren ist die Trommel 5 im Schnitt gezeigt, so dass die Rückfuhrungsfeder 9 sichtbar ist. Fig. 4 stellt den Kreuzriss der Fig. 3 dar.
In Fig. 5 ist eine Draufsicht gegeben, wobei die Trommel der Deutlichkeit halber weggelassen wurde.
In Fig. 4a, b, c ist die Stellung des unteren Teils der Sperrklinke 11 in seiner Lage zwischen der Sperrfeder jH und dem Anker 13 gezeigt.
Die durch Fig. 4agekennzeichnete Stellung entspricht der Anfangsstellung, in der die Gleitbahn 14 durch die Feder 20 über die Sperrklinke 11 an der gemeinsamen Drehung um die Achse M gehindert
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Die Stellung 4b kennzeichnet die Stellung nach dem ersten Hebeschritt. Die Sperrklinke 11 hat sich um ihren Drehpunkt so weit gedreht, als dies der jetzt angezogene Anker 13 erlaubt und wird dabei noch immer durch die Feder 20 gehalten. Nach erfolgtem Heben und nach Abfallen des Ankers 13, d. h. in der Pause zwischen den Stromstossreihen, gelangt die Sperrklinke 11 bei Fortsetzung ihrer Be- wegung ausser Eingriff mit der Feder 20, so dass sie die in e gezeigte Stellung einnimmt.
Diesen mit 4a, b, e bezeichneten Stellungen entsprechen die Stellungen der Fig. 6 b, e, u. zw. zeigt die stark gezeichnete Linie die eigenartige Form der Zähne der Trommel 5, mit denen das obere Ende der Sperrklinke in Eingriff gelangt.
Die Stellung 6a entspricht der Ruhestellung des Wählers analog 4a. Aus dieser Stellung geht hervor, dass, da das obere Ende der Sperrklinke die Stellung a einnimmt, somit durch die Trommel festgehalten wird, das untere Ende dieses Teiles nicht freigegeben werden kann, trotzdem der Anker nicht angezogen hat. Nach dem ersten Hebeschritt, während das untere Ende der Sperrklinke bereits die Stellung 4b einnimmt, klinkt das obere Ende der Sperrklinke, wie in Fig. 6b gezeigt, teilweise in die Trommelzähne ein, wodurch die Bewegung des unteren Endes der Sperrklinke verhindert wird.
Die Fig. 6e zeigt das vollständige Eingreifen der Sperrklinke in die Trommel, wodurch die Sperrklinke 11 mitgenommen wird und die Kupplung zwischen Trommel 5 und Gleitbahn 14 hergestellt ist.
Fig. 7 gibt eine schematische Darstellung des Magneten, während Fig. 8,9 und 10 denselben in verschiedenen Ansichten zeigen.
Der Magnet besteht aus einem oder zwei Kernen 1, auf welchen die Spulen 2 angebracht sind.
Der Kern bzw. die beiden Kerne sind auf einem (gemeinsamen) Joch 3 (Fig. 8,9 und 10) mittels zweier Befestigungsschrauben 3a befestigt. Diese Schrauben greifen (bei der zweischenkeligen Ausführung) in die auf den Kernen fest angebrachten Kupferklötze ein. An einem Ende überragen die Spulen die Kerne, und der Anker dieser Seite ist U-förmig gestaltet, so dass er in die Spulen hineinragt und seine Enden in das gesättigte magnetische Feld zu liegen kommen. Der Anker ist an einem Ende um die Achse 5 drehbar angeordnet, und seine Verlängerung ist mit einer Treibklinke versehen. Bei der zwei-
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dass bei jedem Kern zwei Unterteilungen entstehen.
Die beiden einander gegenüberstehenden Unterteilungen sind mit Kupferklötzen 6 versehen, während die beiden andern Kernunterteilungen solche nicht besitzen. Bei Stromschluss und Stromunterbreehung tritt daher in den mit Kupferklötzen versehenen Unterteilungspaaren gegenüber den andern Unterteilungspaaren beim Entstehen und Verschwinden des Magnetismus eine Phasenverschiebung auf, die beim Anziehen des Ankers 7, der um die Achse 8 drehbar ist, nicht zur Wirkung kommt, jedoch beim Stromunterbreehen, also beim Abfallen, verzögernd wirkt. Der Anker fällt daher nicht eher ab, als bis eine Reihe von Stromstössen aufhört.
Der Verzögerungsanker trägt an einem Ende einen Ansatz, der in Verbindung mit der Sperrklinke 11 verschiedene Funktionen ausübt, wie dies in der Beschreibung der Fig. 4a, b, c zum Ausdruckgekommen ist.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Hebdrehwähler, dessen Bürstensatz zur Einstellung auf den gewünschten Kontakt gehoben und gedreht und zur Auslösung bis über das Ende der Kontaktreihe hinausgedreht wird, wo er herabfällt und sich unterhalb der Kontaktreihen zurückdreht und bei dem alle Bewegungen, die zur Einstellung des Wählers auf eine Leitung dienen, wie Heben, Drehen und Auslösen, Kuppeln und Entkuppeln und das Zurückführen der Kontaktbürsten in die Ruhelage, durch einen einzigen Elektromagneten bewerkstelligt werden, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Heb-als auch Drehbewegung der Bürsten durch eine Vorrichtung bewirkt werden, von der ein Teil (5) in nur einer der beiden Bewegungsrichtungen von dem Elektromagneten (1) angetrieben wird, und dass die Umschaltung von einer Bewegungsrichtung auf die andere durch ein Kupplungsglied (11)
in Zusammenarbeit mit der genannten Vorrichtung bewirkt wird, wobei die Kupplung durch einen Hilfsanker (13) des Elektromagneten betätigt wird.