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Impulserzeuger zur Umwandlung mechanischer Bewegungen in elektrische
Impulse Die Erfindung betrifft Impulsgeber zum Erzeugen konstanter elektrischer
Impulse im Ansprechen auf vorbestimmte mechanische Bewegungen.
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Bei einer bekannten Art von Impulsgebern werden mechanische Bewegungen
über periodisch betätigte Schaltkontakte in elektrische Impulse umgesetzt. Diese
Impulsgeber weisen verschiedene Nachteile auf. So wird durch die zeitlich ungleichen
Kontaktwiderstände eine Inkonstanz der Impulsform auftreten. Es ist weiterhin für
diese Art Impulsgeber eine äußere Stromquelle nötig. Bei schnellen Bewegungen verursachen
die federnden Kontaktträger ein Prellen des Kontaktes, so daß auch hierdurch die
Impulsform verzerrt wird.
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Bei einer anderen bekanntgewordenen Art von Impulsgebern wird nach
Auslösung ein Impulsmagnet durch eine Spulenöffnung geschnellt, so daß ein Impuls
.an der Spule abgenommen werden kann. Zur Auslösung des Impulsmagneten kann dabei
ein Federmechanismus dienen, der durch äußere Einwirkung den Magneten freigibt.-
Zur Rückstellung muß dann der Magnet entgegen der Federkraft wieder in seine Ausgangslage
zurückgeholt werden. Nachteilig ist dabei, daß die Rückstellung nicht automatisch
erfolgt, so daß die von der Spule abgegebene Impulsfolge in ihrer Frequenz nach
oben begrenzt ist. Außerdem erfordert ein betriebssicheres und störungsfreies Arbeiten
dieser Impulsgeber einen relativ großen Aufwand.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bei den bekannten Impulsgebern
auftretenden Nachteile zu beheben.
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Für eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Impulse, bei der ein
verschiebbarer magnetischer Körper als Impulsmagnet relativ zu mindestens einer
Spule nach Auslösung einer auf ihn einwirkenden Kraft so bewegt wird, - daß die
magnetischen Kraftlinien die Spulenwindungen mit bestimmter Flußänderung in der
Zeiteinheit schneiden, besteht demnach die Erfindung darin, daß der Impulsmagnet
15 in seiner Ruhelage mit Hilfe einer auf ihn dauernd einwirkenden Rückholkraft
an einem ersten mit der Spulenhalterung fest verbundenen Anschlag 14 und in einem
Abstand hiervon ein mit einem Betätigungsorgan 11 fest verbundener - Betätigungsmagnet
13, dessen Feldrichtung zur Feldrichtung des Impulsmagneten 15 entgegengesetzt gerichtet
ist, infolge der entgegenwirkenden magnetischen Kräfte .an einem zweiten mit der
Spulenhalterung fest verbundenen Anschlag 10 gehalten werden, daß beim Einwirken
einer äußeren Kraft auf das Betätigungsorgan 11 und damit erfolgender Verschiebung
des Betätigungsmagneten 13 in Richtung auf den Impulsmagneten 15 nach überwindung
des Kräftegleichgewichts der Impulsmagnet 15 durch die damit verbundene Aus-Lösung
der auf ihn einwirkenden Kraft des Betäti= gungsmagneten 13 in seine Arbeitslage
gebracht wird und daß beim Nachlassen der Einwirkung der äußeren Kraft auf das Betätigungsorgan11
sowohl der Impulsmagnet 15 mit Hilfe der auf ihn dauernd einwirkenden Rückholkraft
als auch der Betätigungsmagnet 13 infolge der Wirkung des Impulsmagneten 15 in die
jeweilige Ruhelage zurückgebracht werden.
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Während bei einer bekannten Anordnung zur Impulserzeugung durch Entsperrung
des Federmechanismus der Impulsmagnet in seine Ruhelage geschnellt wird und durch
Herabdrücken des Magneten und gleichzeitige Spannung einer Feder der Impulsmagnet
für die nächste Impulsgabe wieder vorbereitet wird, erfolgt die Impulserzeugung
bei der Anordnung gemäß der Erfindung durch druckknopfartige Auslösung einer Kraft,
die nach Überwindung einer Gegenkraft den Impulsmagneten aus seiner Ruhelage in
Arbeitsstellung bringt. Der Impulsmagnet verläßt selbsttätig seine Arbeitsstellung,
wenn die Krafteinwirkung auf den Impulsmagneten geringer wird als die der Gegenkraft.
Der Impulsmagnet kann anstatt durch Druck auch durch Zug betätigt werden.
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Der Impulsmagnet kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung aus
zwei Teilmagneten bestehen, denen
jeweils eine Spule zugeordnet
ist. In diesem Falle befindet sich je einer der fest miteinander verbundenen Teilmagnete
oberhalb und unterhalb des festen Anschlags. Unter Berücksichtigung der jeweiligen
Feldrichtung kann zur Rückstellung des Impulsmagneten entweder -der feste Anschlag
oder auch eine als weiterer Anschlag für den Weg des Impulsmagneten dienende Begrenzungsplatte--als
Magnet ausgebildet sein, wobei der feste Anschlag .aus Weicheisenmaterial besteht.
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Durch die druckknopfartige Betätigung des Impulsgebers, die auch -automatisch
- erfolgen kann, können höhere Impulsfolgen als bisher von der Spule oder den Spulen
abgenommen werden, wobei durch den relativ geringen Aufwand eine größere Zuverlässigkeit
und Betriebssicherheit als bisher erzielt werden.
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Die Erfindung wird an Hand der zeichnerischen Darstellung einiger
Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt Fig.1 einen Seitenriß eines erfindungsgemäßen
Impulserzeugers in Ruhestellung, Fig. 2 einen Grundriß des Impulserzeugers längs
des Schnittes 2-2 nach Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht -des Impulserzeugers in.
Arbeitsstellung und .
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Fig.4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Impulsgebers
in Ruhestellung.
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In Fig.1 ist ein Zylinder 12 gezeigt, der mit einer Endplatte
10 am einen Ende und einer Abschlußplatte 18 am anderen Ende abgeschlossen
ist. Innerhalb des feststehenden Zylinders 12 ist das axial verschiebbare
Betätigungsorgan 11 vorgesehen, das hier als Druckknopf ausgebildet ist.
Am Druckknopf 11
ist ein kolbenförmiger Permanentmagnet 13 befestigt, der
in axialer Richtung bewegbar ist. Im Zylinder 12 befinden sich ein feststehender
Permanentmagnet 14,
der mit der Zylinderinnenwand fest verbunden ist, sowie
in. axialer Richtung beweglicher Permanentmagnet 15, der sich zwischen dem Magneten
14 und der Abschlußplatte 18 befindet. Außerdem trägt der Zylinder
12 die Wicklung"17. Die Bezugszeichen 16 und 19
bezeichnen Bohrungen,
die als Luftlöcher dienen.
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Der Impulsgeber ist in Fig. 3 in dem Zustand gezeigt, in dem sich
die Teile nach Betätigung befinden. .Die Bezugszeichen der Fig. 3 bezeichnen die
bereits in Fig. 1 erklärten Teile.
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Gemäß - der Ausführungsform der Fig. 4 ist in einem feststehenden
Zylinder 21 das Betätigungsorgan 20 gelagert. Am Druckknopf 20 ist
der Permanentmagnet 22 befestigt, der kolbenartig im Zylinder 21 in axialer Richtung
verschoben werden kann. Der Zylinder 21 ist an den Enden mit einer Endplatte
30
bzw. einer Abschlußplatte 29 abgeschlossen. Der Permanentmagnet 28 ist
mit der Abschlußplatte 29 oder mit dem Zylinder 21 fest verbunden. Außerdem
befindet sich im Zylinder 21 ein in axialer Richtung beweglicher Zylinder 25, der
die beiden Permanentmagneten 24 und 27 hält, welche dadurch gegeneinander fixiert
sind. Ein Spulenpaar 23 ist am Zylinder 21 befestigt. Die Spulen können getrennt
oder miteinander verbunden sein.
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Die Bewegung des Zylinders 25 ist durch den mit dem Zylinder 21 fest-
verbundenen Weicheisenkörper 26 beschränkt. Er ist zwischen den zwei. Endlagen beweglich,
in denen der Magnet 24 bzw. der Magnet 27 mit dem Körper 26 in Berührung
ist. Sämtliche Permanentmagneten 22, 24, 27 und 28 sind axial so magnetisiert, daß
benachbarte sich gegenseitig abstoßen. Dadurch, daß der Abstand zwischen den Ma,
gneten 27 und 28 kleiner ist als derjenige zwischen den Magneten 22 und
24, stellt sich der bewegliche Zylinder 25 so ein, daß der Magnet
27 an der feststehenden Weicheisenplatte 26 klebt. In Ruhestellung ist das Betätigungsorgan
20 in der gezeigten Weise gegen die Abschlußplatte 30 gepreßt.
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Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten erfindungsgemäßen
Einrichtung ist folgendermaßen: Der mit dem Zylinder 12 fixierte Permanentmagnet
14 ist axial so magnetisiert, daß er auf den beweg# liehen Permanentmagneten
15 eine anziehende und zugleich auf den mit dem Betätigungsorgan 11 verbundenen
Permanentmagneten 13 eine abstoßende Wirkung ausübt. Dadurch klebt im Ruhezustand
dew bewegliche Magnet 15 am feststehenden Magneten 14y und das Betätigungsorgan
11 befindet sich ganz oben im -Zylinder 12. Wird nun auf das Betätigungsorgan
11 ein mechanischer Druck nach unten ausgeübt, so verschiebt sich dieses-
gegen die Magneten 14 und 15 bis - in einem gewissen Abstand die abstoßende Wirkung
des Magneten 13 auf den beweglichen Magneten 15 größer wird als die anziehende
Wirkung zwischen dem letzteren und dem relativ schwachen Magneten 14, so daß der
Magnet 15 gegen die Abschlußplatte 18 schnellt und dadurch in der>
Wicklung 17 eine elektrische Spannung induziert. Dieses Wegschnellen des
Magneten 15 tritt ein, wenn die kritische Distanz vom Magneten
14 aus gemessen von dem Magneten 13 erreicht wird, und hängt praktisch
.nicht von der Geschwindigkeit ab, mit der der Druckknopf 11 betätigt wird.
Die nach der Betätigung des Impulsgebers eingenommene Endstellung der Teile ist
in Fig. 3 dargestellt. Die Luftlöcher 16 und 19 sind vorgesehen, um eine freie Luftbewegung
zu ermög liehen und den. die Bewegung hindernden Luftwiderstand zu- vermeiden.
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Wird der mechanische Druck auf den Druckknopf 11 aufgehoben,
so stellt sich in umgekehrter Reihenfolge der Anfangszustand ein.
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Gemäß der Variante des Erfindungsgegenstandes nach Fig. 4 befinden
sich das Betätigungsorgan 20
-und der Magnet 22 in. ihrer Ruhelage
ganz oben im Zylinder21. Wird nun auf dasBetätigungsorgan22 ein mechanischer
Druck nach unten ausgeübt, so bewegt sich dieses gegen denMagneten24, so daß in
einer g@ wissen Stellung die abstoßende Wirkung so groß wird, daß sich- der Magnet
27 von der Weicheisenplatte 26 löst und umgekehrt der Magnet 24 gegen die
Weicheisenplatte 26 schnellt und an ihr klebenbleibt. Die Weicheisenplatte 26 übt
immer eine stärkere anziehende; Wirkung auf denjenigen der durch den beweglichen
Zylinder 25 starr miteinander verbundenen Magneten 24 und 27- aus, der sich näher
bei ihr befindet. Durch die Bewegung der Magneten 24 und 27 wird in den Wicklungen
23 eine elektrische Spannung induziert. Wird der mechanische Druck aufgehoben, so
stellt sich in umgekehrter Reihenfolge der Anfangszustand ein. Wenn die Wicklungen
23 nicht miteinander verbunden sind, so entstehen gleichzeitig .zwei Impulse. Werden
sie in Serie geschaltet, so ent steht ein einzelner Impuls von einer Spannung, welche
gleich ist der Summe der in den Einzelwicklungen entstehenden Spannungen.
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Mit obigem sind die grundlegenden Merkmale dieser Erfindung in ihrer
Anwendung an einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel gezeigt worden.
Es sind auch noch auf andere Weise zahlreiche Änderungen möglich, wie das z. B.
durch Weglassen, Ersetzen und Ändern von Teilen der Fall sein kann, ohne daß vom
Gedanken der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.