DE3716850A1 - Vorrichtung zum einstellen des rotors eines drehschalters - Google Patents
Vorrichtung zum einstellen des rotors eines drehschaltersInfo
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- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Rotors eines
Drehschalters in zwei mögliche Schaltstellungen gemäß den Merkmalen des
Anspruchs 1.
Solche Vorrichtungen werden z.B. zum Hinstellen von Hohlleiterschaltern
oder Koaxialschaltern verwendet.
Es ist aus der DE-OS 33 15 682 ein Winkelstellglied mit zwei Schaltstellun
gen bekannt. Der Rotor dieses Winkelstellglieds besitzt permanent magneti
sierte Nord- und Südpole. Hin Gehäuse trägt Polelemente mit Spulen und Pol
stücken. Eines der Polstücke ist immer ein Nordpol. Die anderen Polstücke
können durch entsprechendes Erregen der zugehörigen Spulen in ihrer Pola
rität gleichzeitig geändert werden. Der Rotor dieses Winkelstellglieds be
sitzt daher zwei stabile Positionen, die um 120° zueinander versetzt sind.
Die Rotorbewegung kann jedoch durch mechanische Anschläge 15° vor der sta
bilen Position begrenzt werden, um auf diese Weise die maximale Winkelbe
wegung auf 90° zu begrenzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Einstellen
des Rotors eines Drehschalters in zwei Stellungen zu schaffen, die sich
durch einen im Schalter integrierten Antrieb und einer permanentmagneti
schen Rotoranordnung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch die im ersten Patentanspruch angegebenen Merkmale
gelöst.
Der Vorteil dieser Erfindung besteht insbesondere darin, daß zur elektri
schen Ansteuerung der Vorrichtung nur eine Leitung und ein Stromimpuls
bestimmter Polarität benötigt wird, daß die Rotoreinstellung durch einen
in die Vorrichtung integrierten Antrieb erfolgt und daß der Rotor durch
Rastelemente exakt in die einzelnen Schaltstellungen bewegt und gehalten
wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
aus der Beschreibung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Hohlleiterschalters in prinzipieller
Darstellung,
Fig. 2 die Momentenkennlinien einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit An
schlägen in den Positionen 1 und 2,
Fig. 3 eine Vorrichtung in prinzipieller Darstellung in einer Teilabwick
lung sowie eine weitere Ausgestaltung der Erfindung (Angaben in
Klammern),
Fig. 4 die Momentenkennlinien einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
mit nachgeschalteten Anschlägen.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 der Zeichnung zeigt in prinzipieller Darstel
lung ein Ausführungsbeispiel eines Hohlleiterschalters in seinen zwei
Schaltstellungen Pos. 1 und Pos. 2. In der Schaltstellung Pos. 1 sind die
Eingänge A mit D und 8 mit C verbunden, in der Schaltstellung Pos. 2 die
Eingänge A mit B und C mit D.
In Fig. 2 sind Momentenkennlinien dargestellt. Hier zeigt die Kurve M A den
Verlauf eines Antriebsmoments M A im Bereich der beiden Schaltstellungen
Pos. 1 und Pos. 2 (0° und 90°).
Die Kurve M D zeigt den Verlauf eines Rastmoments M D ebenfalls im Bereich
der Schaltstellungen Pos. 1 und Pos. 2 (0° und 90°).
Ein gleichbleibendes Reibmoment M R, welches z.B. durch Lagerreibung hervor
gerufen wird, wird durch die Kurve M R dargestellt.
Eine Antriebswicklung 8 eines Stators 1 (Fig. 3b) erzeugt das Antriebsmo
ment M A. Im gezeigten Seispiel treibt das Antriebsmoment M A einen Rotor 2
aus der Schaltstellung Pos. 1 (0°) nach rechts gegen das durch Permanent
magnete 3, 4, 5 (Fig. 3a) erzeugte Rastmoment M D in Richtung der Schalt
stellung Pos. 2 (90°).
Bei 45° drehen das Antriebsmoment M A und das Rastmoment (M D) ihre Wirkungs
richtungen um. Um eine Zentrierung des Rotors 2 bei 45° zu vermeiden, muß
der das Antriebsmoment M A erzeugende Stromimpuls durch die Antriebswicklung
8 des Stators 1 in seiner Länge so bemessen sein, daß diese Zentrierung
bei 45° unterbleibt und der Rotor 2 durch seine in Drehung befindliche
Masse über 45° hinaus in Richtung der Schaltstellung Pos. 2 (90°) verdreht
wird. Ab etwa 50° übernimmt das Rastmoment M D die weitere Verdrehung des
Rotors 2 in die Schaltstellung Pos. 2 (90°) wo ein Anschlag 7 des Stators 1
aus stark dämpfendem Material die Drehbewegung des Rotors 2 auf 90° begrenzt.
Das nach rechts gerichtete Rastmoment M D hält den Rotor 2 in dieser Schalt
stellung Pos. 2 (90°) fest.
Das Rastmoment M D hat bei ca. 70° seine kleinste Amplitude; ist aber auch
hier noch mindestens 5 mal größer als das Reibmoment M R, sodaß ein sicheres
Drehen des Rotors 2 gewährleistet ist.
Soll der Rotor 2 aus dieser Schaltstellung Pos. 2 (90°) wieder in die erste
Schaltstellung Pos. 1 (0°) gedreht werden, so wird ein neuer Stromimpuls
gleicher Polarität benötigt, welcher jetzt ein nach links gerichtetes An
triebsmoment M A erzeugt.
In Fig. 3 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung in prinzipieller Darstel
lung in einer Teilabwicklung gezeigt, wobei Fig. 3a eine Rastanordnung und
Fig. 3b einen axial versetzten Antrieb der Vorrichtung darstellt.
Die Rastanordnung 3, 4, 5 ist auf dem Stator 1 und auf dem Rotor 2 angeord
net. Auf dem Stator 1 befinden sich zwei Permanentmagnete 3, die den Schalt
stellungen Pos. 1 (0°) und Pos. 2 (90°) zugeordnet sind sowie symmetrisch
in der Mitte zwischen den Permanentmagneten 3 ein Permanentmagnet geringerer
Feldstärke 5. Die Permanentmagnete 3 und 5 sind um 45° zueinander versetzt.
Zwei Anschläge aus stark dämpfendem Material 6, 7 haben die Aufgabe, die
Drehung des Rotors 2 auf 90° zu begrenzen.
Auf dem Rotor 2 befindet sich der andere Teil 4 der Rastanordnung 3, 4, 5.
Ein Permanentmagnet 4 ist symmetrisch zwischen den Anschlägen 6′ und 7′
angeordnet und hat gegenüber den Permanentmagneten 3 auf der dem Stator 1
zugewandten Seite entgegengesetzte Polarität und gegenüber dem Permanent
magneten geringerer Feldstärke 5 gleiche Polarität, um einmal ein anziehen
des und einmal ein abstoßendes Rastmoment M D zu erzeugen.
Die Fig. 3b zeigt in einer Teilabwicklung einen Antrieb 8, 9, 10, 11 mit einem
Stator 1 und einem Rotor 2 für zwei Schaltstellungen Pos. 1 und Pos. 2. Die
in Klammern angegebenen Winkelwerte stellen eine weitere Möglichkeit dar,
die Antriebswicklungen 8 und Permanentmagnete 9, 10 zur Erzeugung eines ge
eigneten Antriebsmomentes M A anzuordnen. Der Stator 1 enthält eine An
triebswicklung 8 mit maximal sechs hintereinander geschalteten einzelnen
Wicklungen, hier symbolisch als einfacher Leiter mit eingezeichneter Strom
richtung als Ausschnitt dargestellt. Die Antriebswicklungen 8 sind ge
genüber den Magnetstoßstellen des Rotors 2 um 15° aus den Schaltstellungen
Pos. 1 und Pos. 2 versetzt, um in dem Moment, wenn die Antriebswicklung von
einem Strom durchflossen wird, ein definiertes Antriebsmoment M A bestimmter
Richtung zu erhalten. Die Wicklungsbreite beträgt 60°.
Der Rotor 2 enthält maximal sechs um jeweils 60° versetzte Permanentmagnete
9,10 sowie einen magnetischen Rückschluß 11.
Der Antrieb 8, 9, 10, 11 und die Rastanordnung 3, 4, 5 befinden sich axial ver
setzt in verschiedenen Ebenen.
In Fig. 4 sind Momentenkennlinien einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
mit zur Sicherheit nachgeschalteten Anschlägen dargestellt. Ebenso wie in
Fig. 2 zeigt die Kurve M A den Verlauf des Antriebsmomentes M A im Bereich
der beiden Schaltstellungen Pos. 1 und Pos. 2 (0° und 90°). Die Kurve M D
zeigt den Verlauf des Rastmoments M D und die Kurve M R den Verlauf des Reib
moments M R.
In den Schaltstellungen Pos. 1 (0°) und Pos. 2 (90°) wird der Rotor 2
(Fig. 3) durch das Rastmoment M D zentriert. D.h., daß das Rastmoment M D
links und rechts der Schaltstellung Pos. 1 (0°) sowie rechts und links der
Schaltstellung Pos. 2 (90°) jeweils in Richtung der Schaltstellungen Pos. 1
und Pos. 2 gerichtet ist und den Rotor 2 in die Schaltstellungen bewegt und
dort festhält.
Der sonstige Momentenverlauf entspricht dem der Fig. 2.
Bei dieser Ausführungsform stehen sich die Permanentmagnete 3, 4 (Fig. 3b)
in den Schaltstellungen Pos. 1 (0°) und Pos. 2 (90°) gegenüber und die
Anschläge 6 und 6′ bzw. 7 und 7′ haben normalerweise keinen Kontakt mitein
ander.
- Bezugszeichenliste:
1 Stator
2 Rotor
3 Magnet der Rastanordnung
4 Magnet der Rastanordnung
5 Magnet geringerer Feldstärke
6, 6′ Anschlag
7, 7′ Anschlag
8 Wicklung
9 Magnet
10 Magnet
11 Rückschluß
A, B, C, D Schaltereingang
M A Antriebsmoment
M D Rastmoment
M R Reibmoment
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Einstellen eines Rotors eines Drehschalters in zwei
mögliche durch Raststellungen begrenzte Schaltstellungen durch einen An
trieb mit rotorseitigen Permanentmagneten und statorseitigen Antriebswick
lungen und einer magnetischen Rastanordnung zum Stellen und Halten des
Rotors in den einzelnen Schaltstellungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Antrieb (8, 9, 10, 11) statorseitig wenigstens n Antriebswicklungen (8) und
rotorseitig wenigstens 3 n Permanentmagnete (9, 10) unterschiedlicher Pola
rität aufweist, daß in jeder Schaltstellung (Pos. 1, Pos. 2) des Rotors (2)
die Antriebswicklungen (8) gegenüber den Permanentmagneten (9, 10) derart
versetzt sind, daß mittels eines Stromimpulses ein von der Stellung des
Rotors (2) abhängiges Antriebsmoment (M A) erzeugt wird, welches so gerich
tet ist, daß der Rotor (2) aus einer gerade geschalteten Schaltstellung
(Pos. 1, Pos. 2) in Richtung einer zweiten Schaltstellung (Pos. 2, Pos. 1)
bewegt wird, daß durch ein festeingeprägtes Rastmoment (M D) nach dem Ab
schalten des Stromimpulses ein in gleicher Richtung wie das Antriebsmoment
(M A) gerichtetes Moment wirksam wird, welches den Rotor (2) in die zweite
(Pos. 2, Pos. 1), um 90° gegenüber der ersten Schaltstellung (Pos. 1,
Pos. 2) versetzte, Schaltstellung bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Winkelversatz von 15° zwischen Antriebswicklung (8) und Permanentmagnet
(9, 10) und einer Wicklungs- bzw. Permanentmagnetbreite von 60° die Anzahl
der statorseitigen Antriebswicklungen (8) maximal 6 n beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Winkelversatz von 45° zwischen Antriebswicklung (8) und Permanentmagnet
(9, 10) und einer Wicklungs- bzw. Permanentmagnetbreite von 90° die Anzahl
der statorseitigen Antriebswicklungen (8) maximal 4 n beträgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Winkelversatz von 15° zwischen Antriebswicklung (8) und Permanentmagnet
(9, 10) und einer Wicklungs- bzw. Permanentmagnetbreite von 60° die Anzahl
der rotorseitigen Permanentmagnete (9, 10) maximal 6 n beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Win
kelversatz von 45° zwischen Antriebswicklung (8) und Permanentmagnet (9, 10)
und einer Wicklungs- und Permanentmagnetbreite von 90° die Anzahl der rotor
seitigen Permanentmagnete (9, 10) maximal 4 n beträgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt
stellungen (Pos. 1 und Pos. 2) durch Anschläge (6, 7) bestimmt sind, an die
der Rotor (2) durch Rastmomente (M D) gehalten wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt
stellungen (Pos. 1 und Pos. 2) jeweils durch eine magnetische Zentrierung
bestimmt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den durch
magnetische Zentrierung gegebenen Schaltstellungen (Pos. 1, Pos. 2)
Anschläge (6, 7) nachgeschaltet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltstellungen (Pos. 1) 0° und (Pos. 2) 90° betragen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehschalter ein Hohlleiterschalter oder ein Koaxialschalter ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873716850 DE3716850C2 (de) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Vorrichtung zum Einstellen des Rotors eines Drehschalters |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19873716850 DE3716850C2 (de) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Vorrichtung zum Einstellen des Rotors eines Drehschalters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3716850A1 true DE3716850A1 (de) | 1988-12-01 |
DE3716850C2 DE3716850C2 (de) | 1997-08-07 |
Family
ID=6327919
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---|---|---|---|
DE19873716850 Expired - Fee Related DE3716850C2 (de) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Vorrichtung zum Einstellen des Rotors eines Drehschalters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3716850C2 (de) |
Cited By (1)
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Also Published As
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DE3716850C2 (de) | 1997-08-07 |
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