DE1152177B

DE1152177B - Electric tap changer

Info

Publication number: DE1152177B
Application number: DES69698A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Hammer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-07-30
Filing date: 1960-07-30
Publication date: 1963-08-01

Description

Elektrische Stufenschalteinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Stufenschalteinrichtung, bei der in Abhängigkeit einer Relativbewegung zwischen magnetfeldabhängig betätigten Kontaktelementen und einem Magnetfelderzeuger nacheinander eine Mehrzahl dieser Kontaktelemente geschlossen oder geöffnet werden.Electrical tap changer The invention relates to a step switching device in which depending on a relative movement between Contact elements operated as a function of the magnetic field and a magnetic field generator one after the other a plurality of these contact elements are closed or opened.

Für viele Zwecke der Technik, insbesondere zur Erfassung und/oder überwachung nichtelekrischer Größen, wie Temperatur, Flüssigkeitsstand usw., werden einfache elektrische Geberelemente benötigt, die von mechanisch wirksamen Meßgliedern gesteuert werden. Da hierbei zur Steuerung von Kontaktelementen meist nur geringe Kräfte zur Verfügung stehen, müssen die zu betätigenden Kontaktelemente, insbesondere eine Stufenschalteinrichtung, so aufgebaut werden, daß man mit geringsten Kräften auskommt. Für viele Einsatzzwecke ist aber nicht nur eine hohe Empfindlichkeit, sondern auch eine möglichst geringe Kostenstellung für diese Stufenschalteinrichtung erforderlich. Darüber hinaus soll eine derartige Stufenschalteinrichtung z. B. bei Einsatz in Hausgeräten, wie Waschmaschinen u. dgl., auch unter schwierigen und ungünstigen Betriebsbedingungen einwandfrei arbeiten.For many purposes of technology, in particular for recording and / or monitoring of non-electrical quantities, such as temperature, fluid level, etc. simple electrical transmitter elements required by mechanically effective measuring elements being controlled. Since in this case only small amounts are usually used to control contact elements Forces are available, the contact elements to be actuated, in particular a tap changer, so that you can use the least amount of force gets by. For many purposes, however, not only is high sensitivity, but also the lowest possible cost for this tap changer necessary. In addition, such a tap changer z. B. at Use in household appliances such as washing machines and the like, even under difficult and unfavorable conditions Operating conditions work properly.

Zur Erfüllung dieser gestellten Forderungen wird die einleitend beschriebene Stufenschalteinrichtung gemäß der Erfindung so aufgebaut, daß die magnetisch beeinflußbaren Teile, z. B. Jochstücke der mechanisch auf die Kontakte wirkenden Elemente (Kontaktantriebe), und die sie steuernden Magnete bzw. magnetfelderzeugenden Teile in zwei vorzugsweise parallelen Fluchten derart angeordnet sind, daß durch die Relativbewegung von Kontaktantrieb und zugehörigem Magnetfelderzeuger die Antriebe der Kontakte nacheinander in den schaltenden Magnetfeldbereich kommen.In order to meet these requirements, the one described in the introduction is provided Step switching device according to the invention constructed so that the magnetically influenceable Parts, e.g. B. yoke pieces of the elements that mechanically act on the contacts (contact drives), and the magnets or magnetic field generating parts controlling them in two preferably parallel alignments are arranged such that by the relative movement of the contact drive and associated magnetic field generator, the drives of the contacts one after the other in the switching magnetic field area.

An Hand der Zeichnung werden besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Erläuterung ihrer Wirkungsweise beschrieben.Particularly advantageous exemplary embodiments are illustrated with the aid of the drawing of the invention, explaining how it works.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines einzelnen Kontaktelementes 1 und einer zugehörigen beweglichen Magnetanordnung 2. Jedes Kontaktelement 1 besteht aus zwei federnden Kontaktzungen 3 und 4, die an einem Isolierblock 5 und über diesem an einer ortsfesten Halterung 6 z. B. durch Schrauben oder Kleben befestigt sind. Die Kontaktzungen 3 und 4 tragen an ihren freien Enden Jochstücke 7 und 8 aus magnetisch leitendem Material. Wird die Magnetanordnung 2 mit dem auf einen Träger 9 befestigten Dauermagneten 10 und seinen Jochstücken 11, 12 in den Bereich der Jochstücke 7 der Kontaktelemente 1 gebracht, so werden die Jochstücke 7, 8 sprunghaft in die gezeichnete kontaktgebende Stellung gebracht. Die Bewegung der Magnetanordnung ist durch die eingezeichneten Pfeile dargestellt. Selbstverständlich läßt sich die Magnetanordnung auch in einer zur eingetragenen Bewegungsrichtung senkrechten Ebene bewegen oder verschwenken.Fig. 1 shows a schematic representation of the structure of an individual Contact element 1 and an associated movable magnet assembly 2. Each contact element 1 consists of two resilient contact tongues 3 and 4, which are attached to an insulating block 5 and above this on a stationary bracket 6 z. B. by screwing or gluing are attached. The contact tongues 3 and 4 have yoke pieces at their free ends 7 and 8 made of magnetically conductive material. If the magnet assembly 2 with the on a carrier 9 fixed permanent magnet 10 and its yoke pieces 11, 12 in the Bred area of the yoke pieces 7 of the contact elements 1, so the yoke pieces 7, 8 brought abruptly into the contact-making position shown. The movement the magnet arrangement is shown by the arrows drawn. Of course the magnet arrangement can also be moved in a direction of movement that has been entered move or swivel vertical plane.

Die Fig. 2 zeigt einen besonders vorteilhaften Gesamtaufbau der Stufenschälteinrichtung gemäß der Erfindung. Eine Mehrzahl von Kontaktelementen 1 ist in einem sie haltenden und isolierenden Block 13 befestigt. Die Befestigung geschieht so, daß die freien Enden der Kontaktzungen mit ihren Jochteilen in einer Flucht liegen. Dieser Kontaktanordnung gegenüber ist in Pfeilrichtung beweglich ein Träger 9 angeordnet, auf dem ein Dauermagnet 10 in der gezeichneten Lage, also schräg zur Flucht der freien Enden der Kontaktzungen angeordnet ist. Auf den Magnet 10 sind die Magnetjochstücke 11 und 12 z. B. durch Kleben aufgesetzt. Die Jochstücke 11 und 12 sind mit im Abstand der Kontaktelemente angeordneten sägezahnartigen Vorsprüngen 14 versehen. Es ist ersichtlich, daß durch diesen vorteilhaften Aufbau mit einer relativ kleinen Bewegung des Trägers 9 bzw. des Isolationsblockes 13 eine genau arbeitende vielstufige Schaltung erzielt werden kann.Fig. 2 shows a particularly advantageous overall structure of the step switching device according to the invention. A plurality of contact elements 1 are in a holding them and insulating block 13 attached. The attachment is done so that the free Ends of the contact tongues are in alignment with their yoke parts. This contact arrangement opposite a carrier 9 is arranged movable in the direction of the arrow, on which a permanent magnet 10 in the position shown, i.e. at an angle to the alignment of the free ends of the contact tongues is arranged. On the magnet 10, the magnet yoke pieces 11 and 12 z. B. by Glue put on. The yoke pieces 11 and 12 are at a distance from the contact elements arranged sawtooth-like projections 14 is provided. It can be seen that through this advantageous structure with a relatively small movement of the carrier 9 or of the insulation block 13 an accurate multi-stage circuit can be achieved can.

Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines Einzelelementes für den Einsatz mit Öffnerkontakten. Die Magnetanordnung ist entsprechend Fig. 1 aufgebaut und mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kontaktanordnung besteht aus einem steifen Träger 20, der ein Jochstück 21 in der gezeigten Weise haltert. Dem Träger 20 steht eine Federzunge 22 mit dem Jochstück 23 gegenüber. Durch die gezeichnete Formgebung des oder der Jochstücke entsprechend dem Jochstück 21 ergibt sich durch Konzentration der Feldlinien ein entsprechender Kraftüberschuß. Im Ausführungsbeispiel wird die Bewegung der Federzunge 22 unter dem Einfluß der Kraftlinien des Magnets 10 zur Betätigung des Kontaktfedersatzes 24, 25 mit den Kontaktstücken 26 eingesetzt. Durch geeignete Hebel u. dgl. aus Isolierstoff wird die Bewegung der Federzunge 22 auf die Kontaktfeder 24 übertragen. Der Übersicht halber ist nur ein Pfeil entsprechend der Betätigungsbewegung eingetragen.3 shows a schematic representation of the structure of an individual element for use with normally closed contacts. The magnet arrangement is according to FIG. 1 constructed and provided with the same reference numerals. The contact arrangement exists from a rigid support 20, which holds a yoke piece 21 in the manner shown. A spring tongue 22 with the yoke piece 23 faces the carrier 20. By the drawn shape of the yoke piece or pieces corresponding to the yoke piece 21 Concentration of the field lines results in a corresponding excess of force. In the embodiment, the movement of the spring tongue 22 is under the influence of Lines of force of the magnet 10 for actuating the contact spring set 24, 25 with the Contact pieces 26 used. By means of suitable levers and the like, it is made of insulating material the movement of the spring tongue 22 is transmitted to the contact spring 24. The overview only one arrow corresponding to the actuation movement is entered for the sake of

Es ist ersichtlich, daß bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Jochstücke 7 und 8 als magnetisch beeinflußbare Teile an den Kontaktzungen 3 und 4 der Kontaktelemente 1 angebracht sind, so daß die mechanisch, im Sinne eines Öffnens oder Schließens auf die Kontakte wirkenden Elemente durch die Kontaktzungen 3 und 4 selbst gebildet werden.It can be seen that in the embodiment shown in FIGS the yoke pieces 7 and 8 as magnetically influenceable parts on the contact tongues 3 and 4 of the contact elements 1 are attached, so that the mechanical, in the sense of a Opening or closing elements acting on the contacts through the contact tongues 3 and 4 are formed themselves.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind demgegenüber die mechanisch auf die Kontakte wirkenden, mit Jochstücken 21, 23 versehenen Elemente als von den Kontaktfedern 24, 25 getrennte Teile, nämlich als steifer Träger 20 und als Federzunge 22 ausgebildet, die über die nicht näher bezeichneten geeigneten Kupplungselemente die Schaltbewegung auf die Kontaktfeder 24 übertragen.In the embodiment shown in FIG. 3, on the other hand the elements which act mechanically on the contacts and are provided with yoke pieces 21, 23 as parts separate from the contact springs 24, 25, namely as a rigid carrier 20 and designed as a spring tongue 22, which is suitable via the unspecified Coupling elements transmit the switching movement to the contact spring 24.

Selbstverständlich lassen sich Stufenschalteinrichtungen mit einer größeren Anzahl von Stufen in gleicher Weise aufbauen. Durch Verwendung einer Mehrzahl von übereinander angeordneten stabförmigen Dauermagneten ergeben sich zusammen mit entsprechenden Kontaktsätzen vielstufige Schalteinrichtungen, die mit relativ geringen Kräften betätigt werden. Die Trägerelemente für die Kontakte können hinsichtlich ihres Gewichtes z. B. durch Federn vollkommen ausgeglichen werden. Da dann durch den Antrieb jeweils nur die Kraft für die Betätigung eines einzelnen Elementes aufgebracht werden muß, sind praktisch alle bekannten messenden Gebereinrichtungen zur Steuerung der Stufenschalteinrichtung geeignet. Als besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Stufenschalter in Kombination mit Gasdruck- oder Flüssigkeitsstandmessern zu erwähnen. Auch Temperaturmesser mit Bimetallstreifen sind als Antriebe gut geeignet. Daneben ergeben sich selbstverständlich dort Einsatzmöglichkeiten zur Fernanzeige, Steuerung usw., wo irgendeine Meßgröße durch eine mechanische Bewegung entsprechender Größe und Kraft ausgedrückt werden kann.Of course, tap changers can be equipped with a build a larger number of stages in the same way. By using a plural of rod-shaped permanent magnets arranged one above the other result together with corresponding contact sets multi-stage switching devices with relatively low Forces are operated. The carrier elements for the contacts can with regard to their weight z. B. be completely compensated for by springs. Then through the drive applied only the force for the actuation of a single element must be, are practically all known measuring transducer devices for control suitable for the tap changer. Use is particularly advantageous the tap changer in combination with gas pressure or liquid level meters mention. Temperature gauges with bimetal strips are also well suited as drives. In addition, there are of course possible applications for remote display, Control, etc., where any measured variable by a mechanical movement is more appropriate Size and strength can be expressed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrical tap changer in which in Dependency of a relative movement between contact elements actuated as a function of the magnetic field and a magnetic field generator, a plurality of these contact elements closed one after the other or opened, characterized in that the magnetically controllable Parts, e.g. B. yoke pieces (7, 8, 21, 23) acting mechanically on the contacts Elements (3, 4, 20, 22), (contact drives) and the magnets or magnetic fields that control them Parts (10, 11, 12) are arranged in two preferably parallel alignments in such a way that that by the relative movement of the contact drive (3, 4, 20, 22) and associated Magnetic field generator (10, 11, 12) drives the contacts one after the other in the switching Magnetic field area come.

2. Switching device according to claim 1, characterized by the use of an angle parallel to the alignment of the yoke pieces (7, 8, 21, 23) for the contact drives (3, 4, 20, 22) arranged rod-shaped permanent magnet (10), the perpendicular is polarized to the longitudinal axis.

3. Switching device according to claim 1 and 2, characterized in that the permanent magnet with yoke pieces (11, 12) is provided in such a way that a slit-shaped magnetic field is parallel to the Alignment of contact yoke pieces (7, 8, 21, 23) results.

4. Switching device according to claim 3, characterized in that the magnet yoke pieces (11, 12) at a distance from the contacts are provided with sawtooth-like projections (14).

5. Switching device according to claim 1 to 4, characterized by such an arrangement that the magnetic field generator (10, 11, 12) is moved substantially perpendicular to the alignment of the magnetically influenceable parts (7, 8, 21, 23) of the contact elements (1) . Documents considered: Swiss Patent No. 237 269; British Patent No. 559,453; U.S. Patent Nos. 2,406,021, 2,600,011, 2,770,697.