DE144964C

DE144964C -

Info

Publication number: DE144964C
Application number: DE1902144964D
Authority: DE
Filing date: 1902-09-25
Anticipated expiration: 1922-09-26

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das Bedürfnis der Elektrotechnik nach elektromagnetischen Kontaktvorrichtungen, welche beim Steigen des Magnetisierungsstromes einen Kontakt schließen (Maximalkontakt) und beim Fallen des Magnetisierungsstromes einen anderen Kontakt (Minimalkontakt), wird zur Zeit in der Regel durch Apparate befriedigt, welche entweder aus einem Solenoid mit darin aufgehängtem Eisenkern bestehen, oder welche nach Art der Meßinstrumente für Gleichstrom nach dem Deprez-d'Arson val -Prinzip oder nach Art der Meßinstrumente für Wechselstrom nach dem Ferraris-Prinzip konstruiert sind. Bei allen diesen Apparaten ist für die Kontaktgebung nur die Differenz der Amperewindungszahlen zwischen Maximal- und Minimalkontakt verfügbar. Da diese oft nur 1 Prozent der gesamten Amperewindungszahl beträgt, so folgt hieraus ohne weiteres, daß die Kontakte nur mit sehr geringer Kraft in Berührung gebracht werden können, wenn man nicht eine sehr große Amperewindungszahl für die Instrumente aufwenden will. Ferner leiden die Instrumente der zuerst erwähnten Art mit Solenoidwirkung unter der bekannten Erscheinung des remanenten Magnetismus, indem bekanntlich der gleiche magnetische Zustand bei ansteigender Amperewindungszahl bei einem größeren absoluten Werte derselben eintritt, als bei fallender Amperewindungszahl. Dadurch werden aber die nutzbaren Amperewindungen noch mehr verringert.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Kontaktvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Kontakte mit größerer Kraft aufeinander gedrückt werden können, bei der man von der Differenz zwischen der für den Maximalkontakt und der für den Minimalkontakt erforderlichen Amperewindungszahl unabhängig ist, bei welcher die schädliche Wirkung des remanenten Magnetismus eliminiert ist, · und bei der endlich die Einrichtung getroffen wird, daß das Instrument nicht freiwillig in seine Ruhelage zurückgeht. Letztere Eigenschaft ist besonders wertvoll, wenn es sich, wie in den weitaus meisten Fällen, um den Antrieb von Schaltwerken handelt, welche, einmal in Bewegung gesetzt, einen bestimmten Weg ohne Unterbrechung zurücklegen müssen.

Die Erfindung geht von der bekannten Kontaktvorrichtung nach Fig. 1 mit zwei Elektromagneten α und b aus, welche je auf einen besonderen Anker c und d einwirken. Beide Anker werden durch Federn oder durch die Schwerkraft oder sonst eine dem Magnetismus entgegenwirkende Zugkraft von den Polen der Magnete entfernt. Das System ist nun so abgeglichen, daß bei der normalen Spannung an den Wicklungen der Magnete der Anker c angezogen ist, der Anker d dagegen nicht. Dies ist die Ruhelage der Vorrichtung. Steigt die Spannung an den Magnetwicklungen, so wird der Anker d angezogen und schließt dabei den Maximalkontakt e. Sinkt die Spannung, so wird Anker c losgelassen und schließt den Minimalkontakt f.

Die bisher bekannten Anordnungen dieser Art sind so konstruiert, daß die fraglichen Anker bei Wiederkehr der normalen Amperewindungszahl von selbst in ihre Ruhelage zurückgehen, und sind daher gegenüber den eingangs erwähnten im Nachteil. Durch An-

ziehen des Maximalankers wird nämlich die Kraftlinienzahl infolge Verringerung des magnetischen Widerstandes bedeutend mehr erhöht, als der Zunahme der Amperewindungen entspricht. Zum Loslassen des Ankers ist es also erforderlich, daß die Amperewindungszahl bedeutend unter den normalen Wert, welcher der Ruhelage der Vorrichtung entspricht, sinkt. Der Betrag, um den die Amperewindungszahl

ίο unter die normale sinken muß, läßt sich durch geeignete Polform verringern, aber niemals beseitigen. Analog wird beim Loslassen des Minimalankers die Kraftlinienzahl durch Zunahme des magnetischen Widerstandes bedeutend mehr verringert, als der Abnahme der Amperewindungszahl entspricht, ein Wiederanziehen des Ankers also erst bei höherer Amperewindungszahl als der normalen möglich. Strebt man jedoch an, daß die Anker bei Wiederkehr der . normalen Amperewindungszahl nicht in die Ruhelage zurückgehen, so fallen alle diese Übelstände weg. Man kann die durch die Ankerbewegung hervorgerufene Änderung der Kraftlinienzahl, welche bei geeigneter Anordnung sehr bedeutend ist, benutzen, um mit großer Kraft einen Kontakt zu schließen, während zur Einleitung der Bewegung nur eine sehr geringe Differenz in der Amperewindungszahl genügt. Die Herstellung der Ruhelage geschieht dann durch äußere Einwirkung in irgend einer Weise, z. B. durch vorübergehend starke Änderung der Amperewindungen oder durch Veränderung des magnetischen Widerstandes oder durch mechanische Einwirkung.

Darin, daß die Anker nicht von selbst in ihre Ruhelage zurückgehen, sondern dazu äußerer Einwirkung bedürfen, besteht das Wesentliche der vorliegenden Erfindung.

Da Kontaktvorrichtungen der beschriebenen Art hauptsächlich zur Inwirkungsetzung von selbsttätigen Schaltwerken dienen, so liegt es nahe, die Herstellung der Ruhelage der Kontaktvorrichtung nach jedesmaligem Arbeiten durch das Schaltwerk selbsttätig bewirken zu lassen. Die Schaltwerke erfüllen dann ohne weiteres die fast immer gestellte Bedingung, daß sie nach einmal eingeleiteter Bewegung einen bestimmten Weg zurücklegen, müssen, währenddessen sie von der Kontaktvorrichtung nicht stillgesetzt oder umgesteuert werden können. Im nachstehenden sind einige Ausführungsformen für selbsttätige Herstellung der Ruhelage der Kontaktvorrichtung beschrieben, die sich noch beliebig vermehren lassen.

In Fig. 2 kehrt zunächst die Kontaktvorrichtung genau wie in Fig. 1 wieder. Ferner sind g und h zwei Magnete, welche durch die Anker i und k auf das Schaltwerk einwirken.

In der gezeichneten Ruhelage schließen sie die Kontakte/m, während die Kontakte μ ο unterbrochen sind. Das Spiel der Vorrichtung ist nun folgendes:

Sinkt z. B. die Spannung an den Punkten ρ q, so läßt Magnet α seinen Anker c los, welcher bei f Kontakt herstellt. Es geht jetzt ein Strom vom positiven Pol über cfl über die_t Spule des Magneten h zum negativen Pol. h wird erregt und zieht seinen Anker k an. Dadurch wird zunächst der Kontakt m unterbrochen, 70 so daß, wenn die Spannung an ρ q im nächsten Moment wieder steigen und infolgedessen b den Anker d anziehen sollte und dadurch bei e Kontakt macht, der Magnet g keinen Strom bekommen kann. Bei Weiterbewegung des Ankers k wird der Kontakt 0 geschlossen und dadurch die Spule des Magneten b für einen Moment kurzgeschlossen. Dies hat zur Folge, daß b seinen Anker d losläßt, die Spule des Magneten α dagegen, da sie mit der Spule b hintereinander geschaltet ist, einen viel stärkeren Strom bekommt und infolgedessen den Anker c anzieht. Damit ist die Ruhelage wieder hergestellt. Der Magnet h wird stromlos und der Anker k geht in seine Ruhelage zurück. In derselben Weise spielt sich der Vorgang ab, wenn die Spannung steigt und infolgedessen zuerst b den Anker d anzieht.

Handelt es sich um Schaltwerke, bei denen die Magnete g und h sehr schnell nach dem Schluß der Kontakte e bezw. f wirken, so können die Schalter / m wegbleiben, ebenso wenn die Bewegung der Anker c und d künstlich verlangsamt wird. Die Anordnung kann auch in ihren Einzelheiten abweichend von der beschriebenen gewählt werden. So können z. B. die Kontakte η und 0 in einen einzigen zusammengefaßt werden.

Bei den Schaltwerken, welche durch einen Motor angetrieben werden, können die Kontakte Im no zweckmäßig durch eine sich drehende Scheibe ersetzt werden. Die Wirkungsweise bleibt jedoch genau die gleiche.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform dieser Art. Die Schaltung des Mortors ergibt sich ohne weitere Beschreibung aus der Figur, ebenso die Anordnung der Kontakte I m η 0. Die Kontakte werden durch eine Scheibe r mit Knaggen s und t bewegt. Knaggen und Kontaktstücke müssen so eingerichtet sein, daß bei der Drehung in der Pfeilrichtung α der Kontakt / gar nicht und der Kontakt m zunächst nur so weit geöffnet wird, daß bei ο keine Berührung eintritt. Erst wenn der Knaggen t von links her kommend fast eine volle Umdrehung gemacht hat, wird bei 0 Berührung hergestellt und dadurch die Ruhelage in der Kontaktvorrichtung erzeugt.

Endlich kann bei Ausführung nach Fig. 2 und 3 die Unterbrechung des gerade nicht arbeitenden Stromkreises durch die Kontaktvorrichtung selbst erfolgen. Fig. 4 zeigt diese

Claims

Anordnung unter Zugrundelegung der Fig. 2. Dieses Schema läßt sich sinngemäß auch auf Fig. 3 anwenden.

Anstatt die Spulen der Magnete α b hintereinander zu schalten, kann man auch jede für sich mittels Vorschaltwiderstandes an beliebige Stromquellen anschließen. Zur Erzeugung der Ruhestellung ist es dann erforderlich, beim Minimalmagneten den Vorschaltwiderstand kurzzuschließen, beim Maximalmagneten die Spule selbst kurzzuschließen oder den Stromkreis überhaupt zu unterbrechen.

Patent-A ν Sprüche:

i. Elektromagnetische Kontaktvorrichtung, bestehend aus zwei getrennten Magneten, deren einer (Maximalmagnet) bei normaler Amperewindungszahl seinen Anker losgelassen hat und ihn bei steigender Amperewindungszahl anzieht, zwecks Erzeugung eines Kontaktes (Maximalkontaktes), deren anderer bei normaler Amperewindungszahl seinen Anker angezogen hält und ihn bei sinkender Amperewindungszahl losläßt, zum Zwecke, einen anderen Kontakt zu erzeugen (Minimalkontakt), dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalanker, wenn er durch Steigerung der Amperewindungszahl über die normale angezogen wurde, sowie der Minimalanker, wenn er durch Sinken der Amperewindungszahl unter die normale losgelassen wurde, durch eine besondere äußere Einwirkung, aber nicht bei Wiederkehr der normalen Amperewindungszahl von selbst in die Ruhelage zurückgeht.
2. Ausführungsform nach Anspruch 1, bei welcher die Erzeugung der Ruhestellung durch das von der Kontaktvorrichtung angetriebene Schaltwerk selbsttätig erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Magnete mittels entsprechender Vorschaltwiderstä'nde an die Stromquelle angeschlossen sind, und daß das Schaltwerk nach Vollendung seiner Bewegung den Vorschaltwiderstand des Minimalmagneten vorübergehend kurzschließt, so daß dieser seinen Anker anzieht, gleichzeitig aber den Stromkreis des Maximalmagneten vorübergehend unterbricht oder den Magneten selbst kurzschließt, so daß dieser seinen Anker losläßt.
3. Ausführungsform nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß zwecks Vermeidung der Vorschaltwiderstände die Spulen des Maximal- und Minimalmagneten hintereinander geschaltet werden und zur Erzeugung der Ruhestellung die Maximalspule kurzgeschlossen wird.
4. AusfUhrungsform nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß, sobald einer der beiden Kontakte, der Maximaloder Minimalkontakt, in Tätigkeit getreten ist, der Stromkreis des andern nichtarbeitenden Kontaktes selbsttätig unterbrochen wird, entweder durch das Schaltwerk (Fig. 2) oder durch die Kontaktvorrichtung selbst (Fig. 4) mittels beliebiger bekannter Einrichtungen, zum Zwecke, eine Beeinflussung des zuerst eingeschalteten Stromkreises zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.