DE3610228A1 - Vorrichtung zum einstellen des rotors eines drehschalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1.

Solche Vorrichtungen werden z.B. zum Einstellen eines Hohlleiterschalters oder eines Koaxschalters benötigt.

Es geht bei der Erfindung darum, die Einstellung in die drei Stellungen in einer Drehrichtung gesehen - über ein einziges Leitungspaar zu bewir­ ken und den Schalter ohne mechanische Rastmittel exakt in die drei Soll­ stellungen zu bringen und dort gehalten wird, was insbesondere bei der Mittelstellung problematisch ist, aber durch die erfindungsgemäße Lösung erreicht wird.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt in prinzipieller Darstellung ein Ausführungs­ beispiel eines Hohlleiterschalters in seinen drei Schaltstellungen. In Schaltstellung Pos. 1 sind die Eingänge A mit B und C mit D miteinander verbunden, in Schaltstellung Pos. 2 die Eingänge B mit C und A mit D und in Schaltstellung Pos. 3, die Eingänge A mit C und B mit D.

Gemäß Fig. 2 soll die Ansteuerung des Hohlleiterschalters 1 zum Verdrehen in die eine Richtung über das Leitungspaar I und in die andere Richtung über Leitungspaar II erfolgen, wobei für die beiden Drehrichtungen getrenn­ te Wicklungen vorgesehen sind. Die Antriebssysteme für die beiden Richtun­ gen weisen, wie Fig. 3 zeigt, je zwei Antriebswicklungen I₁ und I₂ bzw. II₁ und II₂ auf.

Gemäß Fig. 4, in der die Rastmomente und die Antriebsmomente (M) über der Abwicklung des Verdrehwinkels α für den Fall der Festlegung der Endstellun­ gen (Pos. 1 und 2) durch Anschläge 2 und 3 dargestellt sind, besteht der Rastmomentenverlauf 4 von links nach rechts gesehen zuerst aus einem den Rotor gegen den Anschlag 2 (Pos. 1) treibenden Moment (4 a), danach aus ei­ nem Verlauf 4 b, der den Rotor nach rechts in die Position 3 treibt, danach aus einem Verlauf 4 c, der den Rotor nach links in die Position 3 treibt und danach aus einen den Rotor nach rechts zum Anschlag 3 (Pos. 2) treibenden Moment (4 d). Die Richtungen der auf den bzw. die Rotormagneten jeweils wir­ kenden Momente sind durch ausgezogene Pfeile eingezeichnet. Der Momenten­ verlauf im Bereich der Pos. 3 ist sehr steil, um den Rotor sicher in die Stellung (= Pos. 3) zu stellen bzw. zu halten.

Durch ein auf den Rotor in der Stellung Pos. 1 wirkendes Antriebsmoment, das durch einen Impuls auf dem Leitungspaar I ausgelöst wird, und das den gestrichelt dargestellten Verlauf 5 aufweist, wird der Rotor in die Stel­ lung Pos. 1′ gebracht. Wegen des Verlaufs des Antriebsmoments wird er (etwa) in dieser Pos. 1′ festgehalten, solange das Antriebsmoment vorhanden ist. Verschwindet das Antriebsmoment, so übernimmt das fest eingeprägte Rastmoment die Weiterdrehung des Rotors in die Position 3. Erst ein erneu­ ter Impuls auf dem Leitungspaar I und das dadurch erzeugte, nun auf den Rotor wirkende Moment (5 b) bringt den Rotor in die Endstellung (Pos. 2), also zum Anschlag 3, wo er wegen des Moments 4 c auch nach Abschalten des Antriebsimpulses gehalten wird.

Zur Verstellung in die Gegenrichtung wird ein dem Antriebsmoment 5 ent­ sprechendes entgegengesetzt wirksames Antriebsmoment 6 benötigt, das strichpunktiert eingezeichnet ist.

Die Lösung der Fig. 4 hat den Vorteil, daß durch das Anliegen des Rotors an den Anschlägen eine Wärmeabfuhr ermöglicht wird. Ist dies nicht notwen­ dig, so kann man auch die Endstellungen (Pos. 1 und 2) durch magnetische Zen­ trierungen festlegen, wird dann jedoch vorzugsweise trotzdem Anschläge zur Sicherheit nachschalten. Ein entsprechender Momentenverlauf ist in Fig. 5 dargestellt. Im mittleren Bereich (4′b) des eingeprägten Rastmomentenver­ laufs 4′ entspricht der Verlauf dem der Fig. 4. Jedoch sind nunmehr die Endstellungen (Pos. 1 und 2) durch die Nulldurchgänge (bei Pos. 1 und 2) des Rastmomentenverlaufs 4′ in den Bereichen 4′a und 4′c bestimmt.

Das gestrichelt gezeichnete Antriebsmoment 5′ für die Verdrehung in Rich­ tung eines zunehmenden Winkels a, das weitgehend dem (5) der Fig. 4 ent­ spricht, stellt bei einem Impuls - Rotor 1 in der Ausgangsstellung (Pos. 1) vorausgesetzt - mittels des ersten Antriebssystems den Rotor wieder in die Zwischenstellung (Pos. 1′ von z.B. 15°), von wo er mittels des Rastmoments (4′) in die Pos. 3 gebracht wird. Von dort bringt ihn ein weiterer Impuls mittels des zweiten Antriebssystems in die Endstellung (Pos. 2), wobei der Anschlag 3 verhindert, daß der Rotor durch das Antriebsmoment zu weit über die Stellung Pos. 2 hinaus verdreht wird. Das Antriebsmoment fällt hier zum Anschlag 3 hin günstigerweise ab. Es ist verständlich, daß das Antriebsmo­ ment jeweils so sein muß, daß es das jeweilige Rastmoment überwinden kann.

Das oben gebrauchte Wort "Rastmomentenverlauf" soll einen durch Ausbildung und Anordnung von Permanentmagneten am Stator eingeprägten auf einen oder mehrere Rotormagnete wirkenden Momentenverlauf entsprechend den Fig. 4 und 5 bezeichnen. Die magnetische Zentrierung entsprechend der Pos. 3 in Fig. 4 und entsprechend den Positionen 1, 2 und 3 der Fig. 5 wird durch ein speziell ausgebildetes Permanentmagnet-Element erreicht. Der Antriebs­ momentenverlauf wird durch ein Antriebssystem erreicht, wobei pro Drehrich­ tung verschiedene Wicklungen vorgesehen sind, denen rotorseitig verschie­ dene Permanentmagnetanordnungen zugeordnet sind.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Einstellen des Rotors eines Drehschalters in drei mögliche Schaltstellungen durch Ansteuern von Wicklungen über ein Leitungspaar, und unter Verwendung von magnetischen Rastmomenten, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen solchen magnetischen Rastmomen­ tenverlauf (4) aufweist, daß in der mittleren der drei Stellungen (Pos. 3) durch diesen Verlauf eine magnetische Zentrierung erfolgt und daß der Rotor (1) aufgrund dieses Verlaufs ab vorgegebenen Verdrehungen (Pos. 1′) in diese mittlere Stellung (Pos. 3) gebracht wird, daß ein erstes Antriebssystem vorgesehen ist, das bei Ansteuern mit einem Im­ puls über ein Leitungspaar (I) den Rotor (1) aus seiner einen Endstel­ lung (Pos. 1) in die vorgegebene Verdrehungsstellung (Pos. 1′) bringt und daß ein zweites Antriebssystem vorgesehen ist, das zur Verstellung des Rotors (1) aus der Mittelstellung (Pos. 3) in die zweite Endstel­ lung (Pos. 2) bei der dafür erfolgenden Ansteuerung mit einem weiteren Impuls auf dem gleichen Leitungspaar (I) wirksam wird und den Rotor we­ nigstens in die Nähe der zweiten Endstellung (Pos. 2) verdreht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die Endstel­ lungen (Pos. 1 und 2) durch Anschläge (2 und 3) bestimmt sind, in der der Rotor (1) durch Anzugsmomente gehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstel­ lungen jeweils durch eine magnetische Zentrierungen bestimmt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den durch magnetische Zentrierung gegebenen Endstellungen (Pos. 1 und 2) Anschlä­ ge (2, 3) nachgeschaltet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verdrehung in die Gegenrichtung eine Ansteuerung über ein weiteres Leitungspaar (II) erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellungen 0°, 45° und 90° betragen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschalter ein Hohlleiterschalter oder Koaxialschalter ist.