<Desc/Clms Page number 1>
Motorische Antriebsvorrichtung für Wähler in Fernmeldeanlagen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine motorische Antriebsvorrichtung für Wähler in Fernmeldeanlagen. Bekanntlich hat der Antrieb von Wählern durch Motoren gegenüber dem Antrieb durch
Schrittschaltwerke den Vorteil, dass der Antrieb im wesentlichen geräuschlos erfolgt. Die bisher bekanntgewordenen motorischen Antriebsvorrichtungen für Wähler weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Bei den bekanntgewordenen Anordnungen war zwischen der motorischen Antriebsvorrichtung und dem Wähler ein Untersetzungsgetriebe erforderlich, um die verhältnismässig hohe Drehzahl des Motors auf die niedrigere Drehzahl des Wählers zu bringen.
Die hohe Drehzahl der motorischen Antriebsvorrichtungen hatte ihren Grund darin, dass gewöhnlich nur zwei im Winkel von 90 oder 180'angeordnete Erregerpole vorhanden waren, die unter dem Einfluss des Stromstossrelais abwechselnd eingeschaltet wurden. Bei jedem Abfall oder Anzug des Stromstossrelais machten daher die bekannten Antriebsvorrichtungen bereits eine viertel oder gar eine halbe Umdrehung, während der Wähler selbst bei jedem Anzug oder Abfall des Stromstossrelais nur einen Schritt weiter bewegt werden sollte. Dieser Nachteil lässt sich auch nicht dadurch umgehen, dass eine grössere Anzahl von Erregerpolen am Umfange vorgesehen wird, weil die Wicklung jedes Erregerpoles einen gewissen Raum benötigt, der nicht unterschritten werden kann.
Die mechanischen Untersetzungsgetriebe, die bei den bekannten Wählern benutzt wurden, um die erforderlichen Drehzahlverhältnisse herzustellen, verteuerten die Antriebsvorrichtung, nahmen zusätzlichen Platz in Anspruch und verringerten die Betriebssicherheit. Ausserdem wird bei Verwendung eines Getriebes zwischen Antriebsmotor und Wähler gewöhnlich eine z. B. von der Wählerwelle aus gesteuerte Korrekturvorrichtung (Kontaktvorrichtung) schon mit Rücksicht auf den toten Gang des Getriebes notwendig.
Ein weiterer Nachteil der bekanntgewordenen Anordnungen besteht darin, dass der Luftspalt zwischen dem Motoranker und den Erregerpolen notwendigerweise verhältnismässig gross ausfällt, weil der Anker bei einem einzigen Polweehsel um ganze 90 oder 1800 herübergezogen werden muss. Um die erforderlichen Kräfte aufzubringen, müssen die magnetischen Felder dementsprechend stark gemacht werden, so dass ein verhältnismässig hoher Stromverbrauch auftritt.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass der Motor mehrere unter dem Einfluss der Fortschaltestromstösse in periodischer Folge erregte, um Bruchteile der Polteilung gegen- über dem Läufer verschieden versetzte Erregerpole oder Erregerpolgruppen besitzt, die so gezahnt sind, dass sie die gleiche Polteilung wie der wicklungslose Läufer besitzen. Doch soll unter einer Erregerpolgruppe die Gruppe derjenigen Erregerpole verstanden sein, die gleichzeitig erregt werden. Auf diese Weise kann man dem Motor unschwer eine derartige Polteilung verleihen, dass die Teilung der Kontaktlamellen des Wählers gleich der Polteilung oder ein ganzes Vielfaches der Polteilung wird, so dass also der Motor die Wählerachse ohne jegliches mechanisches Untersetzungsgetriebe antreiben kann.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Fig. 1 an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Abbildung zeigt einen Motor mit vier Erregerpolen EP und einem wicklungslosen Läufer L. Die Erregerpole sowohl wie der Läufer sind gezahnt, u. zw. derart, dass die Erregerpole die gleiche Polteilung (Zahnteilung) besitzen wie der Läufer. Die Zähnezahl des Läufers ist durch zwei, aber nicht durch vier teilbar. Bei der gezeichneten Ausführungsform besitzt der Läufer z. B. 30 Zähne. Die Erregerpole sind alle gleich ausgebildet und jeweils um genau 90" gegeneinander versetzt. Die Zähne des Läufers sind unsymmetrisch ausgebildet, d. h. sie besitzen an ihrer einen Vorderkante einen seitlichen Wulst oder einen Hilfspol. Dieser Hilfspol hat den Zweck, die Drehrichtung des Motors festzulegen.
<Desc/Clms Page number 2>
Jeder der vier Erregerpole besitzt eine Wicklung, u. zw. sind die Wicklungen der jeweils gegen- überliegendes Erregerpole, nämlich die Wicklungen 1PT und W"und die Wicklungen TV2'und li2", hintereinandergeschaltet, während durch den Wechselkontakt u abwechselnd die Wicklungen des einen oder des andern Erregerpolpaares stromführend gemacht werden können. In der gezeichneten Stellung des Wechselkontakts u sind die Wicklungen W T'und TVl"stromführend, so dass der Läufer L von einem senkrecht von oben nach unten verlaufenden magnetischen Fluss durchsetzt wird.
Infolgedessen befindet sieh der Läufer in der gezeichneten Stellung, in welcher die Läuferzähne den Zähnen des oberen und unteren Erregerpoles genau gegenüberstehen, weil dann die über den Luftspalt verlaufenden Kraftlinien die kleinste Länge haben. Wird jetzt der Kontakt M von rechts nach links umgelegt, so werden dadurch die Wicklungen Wl'und lYl"stromlos und statt dessen die Wicklungen 1F. 3' und 1F2"strom- führend. Dies hat zur Folge, dass der Läufer um eine halbe Zahnteilung, also um eine Zahnbreite, herumgedreht wird, u. zw. im Uhrzeigersinn, da mit Rücksicht auf die Hilfspole des Läufers die in dieser Richtung wirkende Zugkräfte die in der entgegengesetzten Richtung wirkenden Kräfte überwiegen.
EMI2.1
poles genau gegenüberstehen.
Wird jetzt der Kontakt u wieder nach rechts zurückgelegt, so bewegt sich der Läufer L abermals um eine halbe Zahnteilung im Uhrzeigersinn usw.
Aus dem Vorstehenden ergibt sieh, dass sich der Motor bei jedem Hin-und Hergang des Wechsel- kontakts 1L zusammen um eine Zahnteilung fortbewegt. Ist daher der Kontakt u unmittelbar der Kontakt des Stromstossempfangsrelais des Wählers, so dreht sich die Motorachse bei jedem Anzug und Abfall dieses Relais im ganzen um eine Zahnteilung weiter. Daraus folgt, dass keinerlei Übersetzungen oder
Untersetzungen erforderlich sind, wenn die Kontaktlamellen des Wählers die gleiche Teilung besitzen wie der Läufer des Motors, d. h. also, wenn im vorliegenden Falle insgesamt 30 Lamellen über den
EMI2.2
mit der halben Geschwindigkeit gesteuert wird, d. h. bei jedem Anzug und Wiederabfall des Stromstossrelais im ganzen nur eine einzige Umschaltung von dem einen auf das andere Erregerpolpaar ausgeführt wird.
Eine Schaltanordnung, die dies bewirkt, ist in Fig. 2 dargestellt und wird weiter unten erläutert werden. Anderseits ist es aber auch möglich, durch den in Fig. 1 dargestellten Motor einen Wähler anzutreiben, der eine geringere Lamellenzahl als 30, also z. B. insgesamt nur 15 Kontaktlamellen, besitzt. In diesem Falle kann man sich einer Stromstossvervielfaehungseinriehtung bedienen, von der ein Ausführungsbeispiel in Fig. 3 gezeigt ist. Durch eine derartige Stromstossvervielfachungs- einrichtung wird also bewirkt, dass der Kontakt 1L bei jedem Stromstoss des Stromstossempfangsrelais mehrere Wechsel ausführt und der Läufer des Motors dementsprechend um mehrere Zahnteilungen weiter bewegt wird.
Es zeigt sieh also, dass an Stelle eines mechanischen Über- oder Untersetzungs- getriebes derartige Stromstossvervielfachungs-oder Teilungseinrichtungen verwendet werden können, die die oben geschilderten Nachteile der mechanischen Getriebe nicht aufweisen. Natürlich ist auch eine Kombination von mechanischen oder elektrischen Über-bzw. Untersetzungseinrichtungen möglich.
Wie bereits oben erwähnt, sind die vier Erregerpole bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform gleichartig ausgebildet und jeweils um einen rechten Winkel gegeneinander versetzt angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Zähnezahl des Läufers zwar durch zwei, nicht aber durch vier teilbar gewählt ist. Sind mit Rücksicht auf die Kontaktlamellenzahl des Wählers andere Zähnezahlen erwünscht,
EMI2.3
EMI2.4
eine ungerade ganze Zahl ist.
Man ist aber auch nicht an die im Ausführungsbeispiel gezeigte Zahl von Erregerpolen (zwei
EMI2.5
eine andere. Auch die Umschaltung von der ersten auf die zweite, von der zweiten auf die dritte Erregerpolgruppe usw. muss dann in anderer Weise bewirkt werden, z. B. mit Hilfe einer Relaiskette, die von dem Stromstossempfangsrelais gesteuert wird.
Auch die Zahl der Erregerpole pro Erregerpolgruppe-beim Ausführungsbeispiel zwei-kann beliebig gewählt werden. Es lässt sich z. B. auch eine Anordnung denken, bei der nur ein Erregerpol jeder Erregerpolgruppe gezahnt ist, während der andere lückenlos ist, also lediglich die Aufgabe hat, den magnetischen Kreis über einen gleichmässigen Luftspalt zu schliessen, ohne an der Erzeugung des Drehmoments selbst beteiligt zu sein. Auch das Joch kann verschiedene Gestalt annehmen. Statt der zylinderförmigen Anordnung bei der geschilderten Ausführungsform kann z. B. eine Anordnung treten, bei der sich die Erregerpole über die Stirnseite oder Stirnseiten des Motors hinweg magnetisch schliessen.
<Desc/Clms Page number 3>
Wie bereits erwähnt, hat die unsymmetrische Ausbildung der Läuferzähne den Zweck, den Drehsinn des Motors festzulegen. Dies ist insbesondere bei einem Motor mit nur zwei Erregerpolgruppen erforderlich. Sind drei oder mehr Erregerpolgruppen vorhanden, die zyklisch eingeschaltet werden, so liegt der Drehsinn bereits durch die Richtung dieses Zyklus fest, so dass in diesem Falle die Hilfspole an sich nicht erforderlich sind, sondern nur unterstützende Wirkung haben würden. Statt der Läuferzähne können auch die Ständerzähne unsymmetrisch ausgebildet bzw. mit Hilfspolen versehen sein, oder man kann diese Massnahme auch bei Ständer und Läufer zugleich treffen.
Wähler mit der erfindungsgemässen motorischen Antriebsvorrichtung lassen sich in den verschiedensten Schaltungen, u. zw. sowohl als Sucherwähler (freie Wahl) als auch als Leitungs-oder Gruppenwähler (erzwungene Wahl bzw. erzwungene und freie Wahl), verwenden. Im ersten Falle wird der Umschaltekontakt von einem Stromstossrelais, im zweiten Falle von einer Unterbrechervorriehtung gesteuert.
In Fig. 2 ist eine beispielsweise Schaltung gezeigt, mit der erreicht werden kann, dass bei jedem Anzug und Wiederabfall des Stromstossrelais im ganzen nur eine einzige Umschaltung von der einen auf die andere Erregerpolgruppe ausgeführt wird. Die Wicklungen der beiden Erregerpolgruppen sind mit Wl und W2 bezeichnet, das Stromstossrelais (nicht dargestellt) mit 1. U ist das Umsehalterelais, das an seinem Wechselkontakt u3 von der einen auf die andere Erregerpolgruppe umschaltet ; A und B sind Hilfsrelais. Die Betriebsweise der Schaltung ist folgende : Bei der ersten Erregung des Stromstossrelais wird Relais A erregt : Erde, il, 81, A, Batterie.
Relais A spricht an und bereitet an seinem Kontakt a einen Stromkreis für Relais U vor. Dieser Stromkreis wird beim Wiederabfall des Stromstossrelais 1 geschlossen, da Relais-1 noch einen Augenblick angezogen bleibt, während 1 bereits zum Abfall gekommen ist : Erde, il, a, U, Batterie.
Relais U hält sich nach dem Abfall von A über Erde, b, u2, U, Batterie.
Relais U schaltet an seinem Kontakt u3 die Wicklungen Wl ab und die Wicklungen W2 ein, so dass der Wähler sich um eine halbe Polteilung und damit, wie angenommen sei, um eine volle Kontaktlamelle weiter bewegt. Bei ul wird der Stromkreis für Relais B vorbereitet.
Beim zweiten Stromstoss kommt Relais 1 wieder zum Ansprechen und schaltet nunmehr B ein : Erde, il, ul, B, Batterie.
Am Kontakt b wird der Haltestromkreis von U vorbereitend geöffnet. Relais U hält sich jedoch noch über i2 so lange, wie das Stromstossrelais 1 erregt ist. Fällt jetzt 1 nach Beendigung des Strom-
EMI3.1
umgeschaltet bleibt, der Kontakt b also noch nicht wieder geschlossen hat. Die Relais A, Bund U sind nunmehr wieder in Ruhe. Am Kontakt u3 wurden die Wicklungen TT'2 wieder ab-und dafür die Wicklungen Wl eingeschaltet, so dass sich der Wähler abermals um eine halbe Polteilung und damit um eine weitere volle Kontaktlamelle weiter bewegt.
Durch die beschriebene Schaltung wird also erreicht, dass der Wähler bei jedem Anzug und Wiederabfall des Stromstossrelais, d. h. also bei jedem Stromstoss einen Schritt, ausführt, obwohl die Zähnezahl des Motorläufers nur halb so gross ist wie die Kontaktlamellenzahl des Wählers.
In Fig. 3 ist eine einfache Stromstossvervielfachungseinrichtung gezeigt, wie sie angewendet werden kann, wenn die Teilung der Kontaktlamellen des Wählers ein Vielfaches der Polteilung, d. h. die Zähnezahl des Läufers ein Vielfaches der Lamellenzahl des Wählers, über den ganzen Umfang sein soll. Die Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 3 ist folgende : Beim ersten Stromstoss wird der Kontakt i von rechts nach links umgeschaltet. Da der Kondensator C im Ruhezustand geladen ist, entlädt er sich nunmehr über die Wicklung 1 des Umschaltrelais U, so dass Relais U kurzzeitig anspricht und seinen Kontakt u vorübergehend nach rechts umlegt. Danach kommt Relais U sofort wieder zum Abfall, Kontakt u wird also wieder nach links zurückgeschaltet. Wird jetzt der Stromstoss beendet, so kehrt der Kontakt i wieder in die Ruhelage zurück.
Der Kondensator C wird nunmehr über die Wicklung Il des Umschaltrelais U von neuem aufgeladen. Unter diesem Ladestromstoss kommt Relais U abermals kurzzeitig über seine zweite Wicklung zum Ansprechen und bewirkt bei u eine erneute vorübergehende Umschaltung. Auf diese Weise wird also erreicht, dass bei jedem Stromstoss (Anzug und Wiederabfall des Stromstossrelais 1) im ganzen zwei volle Wechsel am Kontakt u ausgeführt werden, so dass der Motor viermal um eine halbe Polteilung gedreht wird. Entfallen auf jede Kontaktlamelle zwei Läuferzähne, so wird der Wähler also auch in diesem Falle bei jedem von dem Stromstossempfangsrelais aufgenommenen Stromstoss um einen Lamellenschritt, wie in der Regel erwünscht, weitergeschaltet.
Durch die Verwendung von Kondensatorlade-oder-entladestromstössen kann man, wie Fig. 3 beispielsweise zeigt, in einfacher Weise verhindern, dass im Ruhezustand Ströme fliessen.
Das Festhalten des Wählers in einer Stellung kann entweder durch mechanische Einrichtungen, die z. B. nach Art von Rasten wirken können, erreicht werden oder aber dadurch, dass ein magnetisches Feld aufrechterhalten bleibt, das den Motorläufer in einer bestimmten Stellung festhält.