DE1233051B

DE1233051B - Step switch

Info

Publication number: DE1233051B
Application number: DEB54111A
Authority: DE
Inventors: Erhard Franz Walter Blume
Original assignee: ERHARD FRANZ WALTER BLUME
Current assignee: ERHARD FRANZ WALTER BLUME
Priority date: 1958-09-10
Filing date: 1959-07-21
Publication date: 1967-01-26

Description

Schrittschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrittschalter mit einem schrittweise zwischen Raststellungen in einem seine Abstoßung bzw. Anziehung bewirkenden Magnetfeld längs einer Bahn beweglichen Magneten.Step switch The invention relates to a step switch with one step by step between locking positions in one its repulsion or attraction causing magnetic field along a path moving magnets.

Schrittschalter dieser Art sind bekannt. Sie sind entweder als Relais ausgebildet und haben damit nur zwei Schaltstellungen oder in kreisförmiger Anordnung mit mehreren, sich dann periodisch wiederholenden Schaltstellungen.Step switches of this type are known. They are either used as relays formed and thus have only two switching positions or in a circular arrangement with several, then periodically repeating switching positions.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die Anzahl der Schaltstellungen beliebig vergrößern zu können und den übergang von einer Schaltstellung in eine andere Schaltstellung, sei es vorwärts, sei es rückwärts, durch elektrische Impulse festlegen zu können, deren Länge der Anzahl der Schaltschritte zwischen der Ausgangsschaltstellung und der gewünschten Endschaltstellung entspricht.The object of the invention, on the other hand, is the number of switching positions to be able to enlarge as desired and the transition from a switch position to a other switching position, be it forwards or backwards, by means of electrical impulses to be able to determine the length of the number of switching steps between the initial switching position and corresponds to the desired limit switch position.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schrittschalter eingangs genannter Art in einer Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ein umpolbar an eine Spannungsquelle angeschlossener Elektromagnet ist, dessen einer Pol in der Bahn liegt, daß beidseitig der Bahn die Pole von gerätefesten Elektromagneten liegen, wobei der eine Pol eines jeden Elektromagneten auf der einen Seite der Bahn und der andere Pol um einen Schritt versetzt auf der anderen Seite der Bahn angeordnet ist, daß der bewegliche Magnet ein Kontaktstück trägt, das längs einer Kontaktbahn mit getrennten, zu den einen Enden der Wicklungen der einzelnen gerätefesten Elektromagneten führenden Kontaktstellen zu bewegen ist und daß an das Kontaktstück und an die anderen Enden der Wicklungen der gerätefesten Elektromagneten eine zweite Spannungsquelle angeschlossen ist.To solve this problem, a step switch is mentioned at the beginning Kind in one embodiment characterized in that the magnet can be reversed polarity is connected to a voltage source electromagnet, one pole of which is in the Track lies that on both sides of the track are the poles of fixed electromagnets, one pole of each electromagnet on one side of the track and the other pole offset by one step on the other side of the track is that the movable magnet carries a contact piece along a contact path with separate, to one ends of the windings of the individual device-fixed electromagnets leading contact points is to be moved and that to the contact piece and to the other Ends of the windings of the device-fixed electromagnets a second voltage source connected.

In einer zweiten Ausführungsform, die in gewissem Sinn eine Umkehr der ersten Ausführungsform ist, ist der Schrittschalter eingangs genannter Art dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Magnet ein Permanentinagnet ist, dessen beide Pole nach beiden Seiten der Bahn weisen, daß beidseitig der Bahn gerätefest Elektromagneten angeordnet sind, deren einer Pol auf die Bahn weist, daß die Wicklung jeweils eines auf der einen Seite der Bahn liegenden Elektromagneten mit der Wicklung jeweils eines auf der anderen Seite der Bahn um einen Schritt versetzt liegenden Elektromagneten in Reihe geschaltet ist, daß der bewegliche Magnet ein Kontaktstück trägt, das längs einer Kontaktbahn mit getrennten zu den einen Enden der untereinander geschalteten Wicklungen führenden Kontaktstellen zu bewegen ist, und daß an das Kontaktstück und an die anderen Enden der untereinandergeschalteten Wicklungen umpolbar eine Spannungsquelle angeschlossen ist.In a second embodiment that is, in a sense, a reversal of the first embodiment, the step switch of the type mentioned in the opening paragraph is thereby characterized in that the movable magnet is a permanent magnet, both of which Poles on both sides of the track show that on both sides of the track there are device-fixed electromagnets are arranged, one pole of which points to the track, that the winding each one on one side of the track lying electromagnet with the winding in each case an electromagnet on the other side of the track offset by one step is connected in series, that the movable magnet carries a contact piece, the longitudinal a contact track with separate to one ends of the interconnected Windings leading contact points is to move, and that to the contact piece and polarity reversal at the other ends of the interconnected windings Voltage source is connected.

Weitere Einzelheiten des Gegenstandes nach den Ansprüchen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung.Further details of the subject matter according to the claims result from the following description of exemplary embodiments with reference on the drawing.

F i g. 1 zeigt das Grundschema eines erfindungsgemäßen Schrittschalters in der ersten Ausführungsform; F i g. 2 zeigt das Grundschema eines erfindungsgemäßen Schrittschalters in der zweiten Ausführungsform.F i g. 1 shows the basic diagram of a step switch according to the invention in the first embodiment; F i g. 2 shows the basic diagram of a step switch according to the invention in the second embodiment.

Der Schrittschalter nach F i g. 1 weist einen schrittweise zwischen Raststellungen beweglichen Elektromagneten 1 auf, der umpolbar an eine Spannungsquelle 2 angeschlossen ist. Nur ein Pol dieses Elektromagneten (in der Darstellung der F ig. 1 der stark hervorgehobene Nordpol N) ragt in eine durch gerätefeste Elektromagneten 3, 4, 5 begrenzte Bahn, längs der der Magnet 1 beweglich ist. Der eine Pol eines jeden Elektromagneten liegt auf der einen Seite der Bahn und der andere Pol um einen Schritt versetzt auf der anderen Seite der Bahn.The step switch according to FIG. 1 has an electromagnet 1 which can be moved step-by-step between latching positions and is connected to a voltage source 2 in such a way that it can be reversed. Only one pole of this electromagnet (the strongly emphasized north pole N in the illustration in FIG. 1 ) protrudes into a path delimited by electromagnets 3, 4, 5 fixed to the device, along which the magnet 1 is movable. One pole of each electromagnet is on one side of the track and the other pole, offset by one step, on the other side of the track.

In der Darstellung der F i g. 1 liegen links der Bahn die Nordpole der Elektromagneten und rechts die Südpole der Elektromagneten. Nur der mittlere Elektromagnet 4 ist jedoch in dem in F i g. 1 dargestellten Zustand erregt, was durch die stärkere Umrandung seiner Pole und die starke Zeichnung von NundS hervorgehoben ist.In the illustration of FIG. 1 the north poles of the electromagnets are on the left of the track and the south poles of the electromagnets on the right. However, only the middle electromagnet 4 is in the one shown in FIG. 1 excited state, which is emphasized by the thicker outline of its poles and the strong drawing of NundS.

Der bewegliche Magnet 1 trägt ein Kontaktstück 6, das län-s einer Kontaktbahn mit getrennten, zu den einen Enden der Wicklungen 10, 11, 12 der einzelnen gerätefesten Elektromagneten 3, 4, 5 führenden Kontaktstellen 7, 8, 9 zu bewegen ist. An das Kontaktstück 6 und an die anderen Enden der Wicklungen 10, 11, 12 der gerätefesten Elektromagneten 3, 4, 5 ist eine zweite Spannungsquelle 13 angeschlossen.The movable magnet 1 carries a contact piece 6 which is to be moved along a contact path with separate contact points 7, 8, 9 leading to one end of the windings 10, 11, 12 of the individual electromagnets 3, 4, 5 fixed to the device. A second voltage source 13 is connected to the contact piece 6 and to the other ends of the windings 10, 11, 12 of the electromagnets 3, 4, 5 fixed to the device.

Zwischen den Polen der gerätefesten Elektromagneten 3, 4, 5 sind auf jeder Seite der Bahn des be- weglichen Magneten 1 unmagnetische Zwischenstücke 14 mit der Bahn zugewandten Rastnuten 15 zur Aufnahme von Federrasten 16 an beweglichen Magneten 1 angeordnet.Between the poles of the fixed electromagnet device 3, 4, 5 of the path of the movable magnet 1 are non-magnetic intermediate pieces 14 are arranged with the web-facing detent grooves 15 for receiving spring detents 16 on movable magnet 1 on each side.

Die Wirkunasweise des Schrittschalters nach F i g. 1 ist wie folgt: In dem in F i 1 dargestellten Zustand fließt der von der Spannungsquelle 2 kommende Strom so, daß zwischen den Polen der gerätefesten Elektromagneten 3, 4 und 5 der Nordpol des beweglichen Magneten 1 liegt. Der bewegliche Magnet 1 hat das Schaltstück 6 in die Stellung gebracht, in der durch die Wicklung 11 des Elektromagneten 4 Strom fließt. Der Nordpol des gerätefesten Elektromagneten 4 stößt den ihm zugewandten Nordpol des beweglichen Maaneten 1 nach unten in Richtung des Pfeiles 17, und der Südpol des Elektromagneten 4 zieht den Nordpol des beweglichen Magneten 1 nach unten. Dadurch löst sich der bewegliche Magnet 1 aus seiner Raststellung und bewegt sich nach unten. Wird die Spannungsquelle nicht abgeschaltet, so läuft das Kontaktstück 6 von der Kontaktstelle 8 auf die Kontaktstelle 9, und nun wird der Elektromagnet 5 erregt, der Elektromagnet 4 enterregt, so daß das Spiel von neuem beginnt und der bewegliche Magnet 1 weiter nach unten läuft. Der Weg des beweglichen Magneten 1 ist nur durch die Anzahl der vorgesehenen gerätefesten Elektromagneten 3, 4, 5 beschränkt und innerhalb dieses Rahmens durch die Dauer des Stromimpulses, den er von der Spannungsquelle 2 erhält. Wird die Spannungsquelle 2 umgepolt, so läuft der bewegliche Magnet 1 sinngemäß nach oben.The mode of operation of the step switch according to FIG . 1 is as follows: In the state shown in F i 1 , the current coming from the voltage source 2 flows in such a way that the north pole of the movable magnet 1 lies between the poles of the electromagnets 3, 4 and 5 fixed to the device. The movable magnet 1 has brought the contact piece 6 into the position in which current flows through the winding 11 of the electromagnet 4. The north pole of the electromagnet 4 fixed to the device pushes the north pole of the movable magnet 1 facing it downwards in the direction of arrow 17, and the south pole of the electromagnet 4 pulls the north pole of the movable magnet 1 downwards. As a result, the movable magnet 1 is released from its locking position and moves downwards. If the voltage source is not switched off, the contact piece 6 runs from the contact point 8 to the contact point 9, and now the electromagnet 5 is energized, the electromagnet 4 is de-energized, so that the game begins again and the movable magnet 1 continues downward. The path of the movable magnet 1 is limited only by the number of device-fixed electromagnets 3, 4, 5 provided and, within this framework, by the duration of the current pulse it receives from the voltage source 2. If the polarity of the voltage source 2 is reversed, the movable magnet 1 accordingly runs upwards.

Wenn auch die in F i g. 1 dargestellte Anordnung linear ist, so kann sie doch auch kreisförmig sein.Even if the in F i g. 1 is linear, it can also be circular.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der bewegliche Magnet 20 ein Permanentmagnet, dessen beide Pole nach beiden Seiten der Bahn weisen, die durch gerätefeste Elektromagneten 21, 22, 23, 24, 25, 26 begrenzt ist. In diesem Fall ist die Anordnung so getroffen, daß nur jeweils ein Pol auf die Bahn weist, in der der bewegliche Magnet 20 läuft. Die Wicklung jeweils eines auf der einen Seite der Bahn liegenden Elektromagneten ist mit der Wicklung jeweils eines auf der anderen Seite der Bahn um einen Schritt versetzt liegenden Elektromagneten in Reihe geschaltet, so die Wicklung 27 des Elektromagneten 21 mit der Wicklung 28 des Elektromagneten 24, die Wicklung 29 des Elektromagneten 22 mit der Wicklung 30 des Elektromagneten 25, die Wicklung 31 des Elektromagneten 23 mit der Wicklung 32 des Elektromagneten 26. Der bewegliche Magnet 20 trägt ein Kontaktstück 33, das längs einer Kontaktbahn mit getrennten, zu den einen Enden der hintereinandergeschalteten Wicklungen 27, 28 bzw. 29, 30 bzw. 31, 32 führenden Kontaktstellen 34, 35, 36 zu bewegen ist. An das Kontaktstück 33 und an die anderen Enden der hintereinandergeschalteten Wicklungen ist umpolbar eine Spannungsquelle 37 angeschlossen.In the embodiment according to FIG. 2, the movable magnet 20 is a permanent magnet, the two poles of which point to both sides of the path, which is limited by electromagnets 21, 22, 23, 24, 25, 26 fixed to the device. In this case, the arrangement is such that only one pole at a time points to the path in which the movable magnet 20 runs. The winding of an electromagnet located on one side of the web is connected in series with the winding of an electromagnet located on the other side of the web offset by one step, so the winding 27 of the electromagnet 21 with the winding 28 of the electromagnet 24, which Winding 29 of the electromagnet 22 with the winding 30 of the electromagnet 25, the winding 31 of the electromagnet 23 with the winding 32 of the electromagnet 26. The movable magnet 20 carries a contact piece 33, which runs along a contact path with separate, to one end of the series-connected windings 27, 28 or 29, 30 or 31, 32 leading contact points 34, 35, 36 is to be moved. A voltage source 37 is connected to the contact piece 33 and to the other ends of the windings connected in series so that the polarity can be reversed.

Zwischen den Polen der Elektromagneten 21, 22, 23, 24, 25, 26 liegen auf jeder Seite der Bahn Pole von Permanentmagneten 38, deren Polarität der Polarität des ihnen zugewandten Pols des beweglichen Magneten 20 entgegengesetzt ist. Diese Permanentmagneten 38 wirken als Äquivalent der Rasten 15 und 16 nach F i g. 1. Between the poles of the electromagnets 21, 22, 23, 24, 25, 26 , on each side of the path, there are poles of permanent magnets 38, the polarity of which is opposite to the polarity of the pole of the movable magnet 20 facing them. These permanent magnets 38 act as the equivalent of the notches 15 and 16 according to FIG. 1.

Die Wirkungsweise der Ausführungsfonn nach F i g. 2 ist wie folgt: In dem in F i g. 2 dargestellten Zustand sind die Elektromagneten 22 und 25 erregt, was durch ihre stärkere Umrandung angedeutet ist. Jeweils ihr Nordpol weist auf die Bahn des beweglichen Magneten 20. Dem Nordpol des Elektromagneten 22 ist der Nordpol des beweglichen Magneten 20 zugewandt, dem Nordpol des Elektromagneten 25 ist der Südpol des beweglichen Magneten 20 zugewandt. Der bewegliche Magnet 20 löst sich aus seiner magnetischen Rastung und bewegt sich in Richtung des Pfeiles 39 nach unten. Das mit ihm verbundene Kontaktstück 33 gleitet dann von der Kontaktstelle 35 auf die Kontaktstelle 36, so daß die Elektromagneten 22 und 25 enterregt und die Elektromagneten 23 und 26 erregt werden. Dadurch beginnt dann das Spiel von neuem, und der bewegliche Magnet 20 läuft weiter nach unten, bis die Bahn zu Ende ist oder bis die Spannungsquelle 37 abgeschaltet wird. Bei Umpolung der Spannungsquelle 37 kommen die schwach angezogenen a Südpole der Elektromagneten zur Wirkung, und der bewegliche Magnet 20 läuft nach oben. Die Schrittzahl des beweglichen Magneten 20 ist jeweils durch die Dauer der Stromimpulse festgelegt, die die Spannungsquelle 37 abgibt. Wenn auch die in F i g. 2 dargestellte Anordnung linear ist, so kann sie doch auch kreisförrnig sein.The mode of operation of the embodiment according to FIG. 2 is as follows: In the one shown in FIG. In the state shown in FIG. 2, the electromagnets 22 and 25 are excited, which is indicated by their thicker border. Its north pole in each case points to the path of the movable magnet 20. The north pole of the movable magnet 20 faces the north pole of the electromagnet 22, and the south pole of the movable magnet 20 faces the north pole of the electromagnet 25. The movable magnet 20 is released from its magnetic detent and moves in the direction of the arrow 39 downwards. The contact piece 33 connected to it then slides from the contact point 35 onto the contact point 36, so that the electromagnets 22 and 25 are de-excited and the electromagnets 23 and 26 are excited. As a result, the game then begins anew, and the movable magnet 20 continues to run downwards until the path is over or until the voltage source 37 is switched off. When the polarity of the voltage source 37 is reversed, the weakly attracted a south poles of the electromagnets come into effect, and the movable magnet 20 moves upwards. The number of steps of the movable magnet 20 is determined in each case by the duration of the current pulses that the voltage source 37 emits. Even if the in F i g. 2 is linear, it can also be circular.

Patentschutz wird nur begehrt für die Vereinigung der Merkmale der Gegenstände nach den einzelnen Ansprüchen.Patent protection is only sought for the union of the characteristics of the Objects according to the individual claims.

Claims

1. A step switch with a gradually between locking positions in its repulsion or attraction causing magnetic field along a path moving magnet, d a d u rch in that the magnet is a connected to a umpolbare voltage source (2) electromagnet (1) whose one pole lies in the path that on both sides of the path the poles of device-fixed electromagnets (3, 4, 5) lie, one pole of each electromagnet on one side of the path and the other pole offset by one step on the other side the track is arranged so that the movable magnet carries a contact piece (6) which runs along a contact track with separate contact points (7, 8, 9) leading to one end of the windings (10, 11, 12) of the individual electromagnets fixed to the device is move, and that a second voltage source (13) is connected to the contact piece and to the other ends of the windings of the device-fixed electromagnet.

2. Step switch with a step by step between detent positions in one of its repulsion or

Magnetic field causing attraction along a track, characterized in that the movable magnet is a permanent magnet (20), the two poles of which point to both sides of the track, that on both sides of the track are fixed electromagnets (21, 22, 23, 24, 25, 26) are arranged, one pole of which points to the track, so that the winding (27, 29, 31) each has an electromagnet (21, 22, 23) on one side of the track with the winding (28, 30, 32) each one on the other side of the track offset by one step electromagnet (24, 25, 26) is connected in series that the movable magnet carries a contact piece (33) , which runs along a contact path with separate to one end of the series-connected windings leading contact points (34,35,36) is to be moved, and that a polarity reversible voltage source (37) is connected to the contact piece and to the other ends of the windings connected in series. 3. Step switch according to claim 1 or 2, characterized in that between the poles of the device-fixed electromagnets (3, 4, 5) on each side of the path of the movable magnet (1) non-magnetic spacers (14) with the path facing locking grooves ( 15) are arranged to accommodate spring catches (16) on the movable magnet.

4. Step switch according spoke 1 or 2, characterized in that between the poles of the device-fixed electromagnets (21, 22, 23, 24, 25, 26) on each side of the path of the movable magnet (20) are poles of permanent magnets (38) whose polarity is opposite to the polarity of the pole of the movable magnet facing them. 5. latch for a step switch according to claim 1 or 2, characterized by an adjustable by the step switch contact piece of a device to be controlled, which engages in pairs of lamellae electrically connected to the device.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 428 585, 972 619; German interpretative document No. 1025 492; French patent specification No. 476 231.