Schaltvorrichtung an Hemmwerken zur Erzielung einer Verzögerung der Ankerbewegung von Elektromagneten. Gegenstand der Erfindung ist eine Schalt- verrichtung an Hemmwerken zur Erzielung einer Verzögerung der Ankerbewegung von Elektromagneten, wie sie zum Beispiel bei verzögerter Überstromauslösung an elektri schen Relais Verwendung finden.
Bekannt lich besteht häufig die Notwendigkeit, die infolge der .elektrischen Erregung des Relais erfolgende Schaltbewegung des Relaisankers zeitlich zu verzögern, während die Rück bewegung des Ankers in seine Ruhelage ohne weitere Verzögerung stattfinden soll. Man verwendet für -diese Zwecke ausklinkbare Hemmwerke, welche sich jedes Mal bei jeder Schaltbewegung selbsttätig einschalten und beim Rückgang wieder ausschalten.
Als hemmendes Organ dient in diesen Fällen mei- tens ein Windrädchen, wie es bei Schlag werken von Uhren, Grammophonen und son stigen, mit Uhrwerk ausgestatteten Vorrich tungen Verwendung findet, Dieses Wind rädchen, welches eine grosse Drehzahl besit zen muss, um infolge des Luftwiderstandes hemmend zu wirken, ist durch mehrere Zahn- radübersetzungen letztenendes gewöhnlich mit einem Klinkenschaltrad verbunden, .in welches die Schaltklinke eines an der Achse dieses Schaltrades angebrachten Hebels ein greift.
Dieser Hebel ist in einer beliebigen, geeigneten Weise mit dem Relaisanker so verbunden, dass er die Bewegungen desselben mitmacht. Es ist nun für diese Zwecke wünschenswert, dass sofort beim Einsetzen der Schaltbewegung auch das Hemmwerk in Tätigkeit tritt. Dies wäre jedoch nur dann möglich, wenn theoretisch die Zähne des Schaltrades unendlich klein wären, so dass die Schaltklinke an jedem Punkte des Umfanges desselben eingreifen könnte.
Da jedoch die von dem Relaisanker auf das Hemmwerk übertragenen Kräfte nicht unbeträchtlich sind, können die Schaltzähne aus Festigkeits gründen nicht beliebig klein gehalten werden: Je grösser aber diese Zähne sind, um so grö sser ist der grösste Weg, den die Schaltklinke zurücklegen muss, um sich an die wirksame Flanke des nächsten Schaltzahnes anlegen zu können. Steht im Moment des Beginnes der Schaltbewegung die Schaltklinke zufällig auf der Spitze eines Zahnes, so entspricht der tote Weg einer ganzen Zahnlänge und ist, wie bereits erwähnt, um so grösser, je grösser die Zähne ausgebildet sind.
Es er geben sich daher in der Zeitlänge, die der Relaisanker für seine Schaltbewegung auf diese Weise benötigt, Unterschiede, welche von der Stellung abhängen, die die Schalt klinke auf dem Rücken eines Schaltzahnes beim Eintritt der Schaltbewegung inne hat. Wie leicht erkennbar ist dieser Zeitunter schied in seinem grössten Ausmass gleich der jenigen Zeit, die die Schaltklinke benötigt, um am Rücken eines Schaltzahnes den Weg einer Zahnteilung zurückzulegen. Wün- schenswert ist es, dass diese Zeitdifferenz möglichst klein wird.
Um dies zu erreichen, ist beim Gegenstand der Erfindung zwischen dem Rad, welches die Bewegung des Hemm werkes einleitet, und der am Hebel befind lichen Klinke, ein Übersetzungsrädchen ein geschaltet, welches die Wirkung hat, im Ver hältnis der gewählten Übersetzung die Zahn teilung zu verkleinern, so dass eine für prak tische Zwecke genügend brauchbare Zeit genauigkeit sich ergibt. Am besten übersieht man die Verhältnisse bei einem Vergleich der bisher üblichen Schaltvorrichtung mit der nach der Erfindung ausgeführten.
Der Gegenstand der Erfindung ist in Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung beispiels weise dargestellt, während Fig. 1 eine Vor richtung der bisher üblichen Art zeigt.
In Fig. 1 bedeutet a das Schaltrad eine Hemmwerkes. Mit diesem ist ein grosses Zahnrad gekuppelt, welches die Bewegung des Schalbades auf das kleine Zahnrad g überträgt. Mit diesem kleinen Zahnrad sind nun unter Übersetzung in immer grössere Drehzahlen noch mehrere Zahntriebe verbun den, deren letztes am schnellsten rotierendes kleines Zahnrad mit einer Windscheibe, einem Flügelrad oder dergleichen in Verbin dung steht, welches infolge des sich seiner Drehung entgegenstellenden Luftwiderstan des die eigentliche Hemmung bildet.
Auf der Achse des Schaltrades a ist drehbar der Schalthebel c angebracht; welcher durch eine Zugstange b mit dem Relaisanker so in Ver bindung steht, dass sie dessen Bewegungen mitmacht. Auf dem Hebel c ist drehbar eine Schaltklinke d angeordnet, weche mit den Zähnen des Schaltrades a zusammenarbeitet. Diese Schaltklinke d ist über ihren Dreh punkt hinaus verlängert und trägt an ihrem Ende ein Laufrädchen bekannter Art.
Die Schaltklinke d ist durch ihr Eigengewicht oder durch eine entsprechend angebraehic- Zugfeder ständig in Eingriff mit dem Schaltracle. Um nun diesen Eingriff an be liebiger Stelle der.
Schaltbewegung des Re laisankers unterbrechen zu können, ist eine verstellbare Anlauffläche c vorgesehen, wel che so eingestellt wird, da.ss beim Auftref fen der Endrolle der Klinke d. letztere ausser Eingriff mit dem Schaltrade gesetzt wird, so dass von diesem Augenblick an die wei tere Schaltbewe-unb des Ankers ohne Hem mung vor sich geht.
Man hat es auf diese '\Veise in der Hand, je nach dem Zweck der Einrichtung die zeitliche Verzögerung der Ankerbewegung, die durch das Einschalten des Hemmwerkes eintritt, nach Belieben ab zukürzen oder zu verlängern. Nach der Ab schaltung geht der Relaisanker in seine ur sprüngliche Lage zurück und der Hebel c dreht sich im Uhrzeigersinn bis in die durch den Anschlag des Magnetankers gegebene Endlage.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Entspricht den beiden Endlagen des Re laisankers die Winkelstrecke<I>i,</I> j des Klin kenhebels c, so befindet sich bei Einleitung der Schaltbewegung der Hebel c in der Stel lung j. Während der Schaltbewegung wird die Stange b und mit ihr der Hebel c durch die seitens der Reh < isspule auf den Relais anker ausgeübten magnetischen Anziehungs kräfte nach oben gezogen.
Da aber die Klinke d in diesem Falle mit den Schaltzäh- nen des Schaltrades n in Eingriff steht, wird bei dieser Bewe-,ung .das Schaltrad a.. and weiterhin unter Vermittlung der erwähnten, auf der Zeichnung nicht dargestellten Zahn radübersetzungen letztenendes die die Hem- mung bildende Windscheibe in Umdrehung versetzt.
Die hieraus resultierenden Wider standskräfte verzögern die Aufwärtsbewe- gungder Stange b und des mit ihr verbun denen Relaisankers. Dies geht so lange vor sich, bis das Endrädchen der Klinke d an die entsprechend eingestellte Rollbahn e ge langt. Beim Auflaufen auf diese letztere wird die Schaltklinke ausser Eingriff mit den Schaltzähnen des Schaltrades a gebracht und damit die Hemmung abgeschaltet, so dass der restliche Weg des Relaisankers und der mit ihm verbundenen Zugstange b und des He bels c bis zur Stellung i ungehemmt vor sich geht.
Hört die magnetische Erregung des Relais auf, so kehrt der Relaisanker und da mit zugleich das Gestänge b, c in die An fangsstellung j zurück, um bei einer neuen Schaltbewegung des Relaisankers den Auf wärtsweg von neuem beginnen zu können. In der Stellung j des Hebels c würde aber nur dann ein sofortiger Eingriff der Schaltklinke <I>d</I> in die Verzahnung des Schaltrades<I>a</I> ein treten, wenn die wirksame Fläche dieser Schaltklinke genau an der wirksamen Zahn flanke eines Schaltzahnes .anliegen würde. Nur in diesem Falle würde sofort bei Ein tritt der Schaltbewegung des Relaisankers die Mitnahme des Hemmwerkes erfolgen.
Ist dies jedoch nicht der Fall, das heisst be findet sich die Schaltklinke d nicht im Ein griff mit der wirksamen Flanke eines Schalt zahnes, steht sie beispielsweise, wie in der in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien gezeich neten Stellung, auf der Spitze eines Sperr zahnes, dann muss sie erst einen der Zahn teilung entsprechenden Weg zurücklegen, bis sie in die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien gezeichnete Stellung gelangt, um das Schalt rad a mitnehmen zu können. Es ist ein leuchtend, dass dieser tote Weg um so grösser ist, je grösser aus Festigkeitsrücksichten die Zahnteilung des Sperrades a gewählt werden muss.
Um nun die, hieraus resultierende Zeit ungenauigkeit möglichst gering zu, halten, ist die in der Fig. 2 der Zeichnung dargestellte Einrichtung getroffen worden. Wie ohne weiteres ersichtlich, ist diese Einrichtung der in Fig. 1 dargestellten. gleich bis auf die Einschaltung des Zwischengetriebes f, h, welches an dem Hebel c in der ersichtlichen Weise angeordnet ist.
Das Rad a ist in die sem Falle nicht mit Schaltzähnen, sondern mit gewöhnlichen Zähnen ausgestattet und steht im Eingriff mit der Verzahnung des kleinen Zahnrädchens h, auf dessen Achse, mit diesem fest verbunden, das Sperrad f an geordnet ist. Es ist einleuchtend, dass die Verzahnung dieses Sperrades bei sonst glei chen Verhältnissen der Vorrichtung umge kehrt angeordnet sein muss.
Befindet sich bei Beginn der Schaltbewegung der Hebel c in seiner ursprünglichen Stellung j, so er kennt man, dass bei der nach aufwärts ge richteten Schaltbewegung des Relaisankers, welcher, rie bisher, seine Zugwirkung durch die Stange b auf diesen Hebel überträgt, die Schaltklinke d in. Eingriff mit den Sperr zähnen des Sperrades f steht und dieses ge genüber dem Hebel c verriegelt hält.
Damit ist aber auch zugleich das Zahnrädchen h gegenüber dem Hebel c festgehalten und nimmt bei der Aufwärtsbewegung .cles letz teren das Zahnrad a mit, welches sich in Richtung,des eingezeichneten Pfeils, also im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers, dreht. Auch diese Bewegung findet nur so lange statt, bis .das Endrädchen der Klinke d an die entsprechend eingerichtete Lauffläche c gelangt.
Beim Auftreffen auf diese wird die Klinke d ausser Eingriff mit den Zäh nen des Sperrades f gebracht und die weitere Aufwärtsbewegung bis zur Endlage i findet dann ohne weitere Hemmung statt. Vom Augenblick der Ausschaltung der Klinke d an bleibt das Zahnrad a stehen und das Zahn rädchen h wälzt sich nach Axt eines Pla netenrades auf -dem Umfange von a unter gleichzeitiger Drehung des Sperrades f ab.
Bei der Rückwärtsbewegung des Relaisankers von i. nach j findet dann die umgekehrte Drehung des Räderpaares f, h statt, wobei <I>d</I> über die Zähne von f hinweggleitet.
Mit dieser Einrichtung sind zwei Vor teile verbunden. Der erste besteht darin, dass die durch die Klinke d aufgenommenen Wi- derstandskräfte sich im Verhältnis der Über- setzung 1a <I>zu</I> f verkleinern und dass zweiten der einer Zahnteilung der Räder<I>a</I> und 1a entsprechende Weg des Umfanges des Sperr- rades <I>f</I> sich im Verhältnis f <I>zu</I> lt vergrössert.
Da, wie bereits erwähnt, die am Umfange des Rades f wirkenden Kräfte nur der Bruch teil
EMI0004.0015
derjenigen Kräfte sind, die am Um fange des Zahnrades a wirken, kann die Zahnteilung des Rades f im umgekehrten Verhältnis der Übersetzung verkleinert: wer den. Je kleiner aber die Zahnteilung des Speizades f gewählt wird, um so geringer ist der Zeitverlust bezw. der tote Weg, den die Klinke d auf dem Rücken der Sperr zähne zurücklegen muss, bis ihr Eingriff mit dem Rade f wirksam wird.
Da inan Glas Durchmesserverhältnis f <I>zu</I> lt frei wählen kann, ist man somit in der Lage, jede belie bige Genauigkeit zu erreichen, Zoobei sieh auch der Vorteil ergibt, dass mit zunehmender Übersetzung die Ausklinkung eine immer geringere Kraft beansprucht.