DE4121339A1 - Elektro-mechanischer impulsgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektro-mechanischen Impulsgeber, bei dem die Kontaktgabe nach dem Wirksamwerden einer gegen eine Druckfeder gerichteten Kraft erfolgt und der in eine elektrische Leitung integriert ist und sowohl beim Fließen eines Stromes als auch dann, wenn der Strom gleich Null ist, einen Impuls abgibt, insbesondere zur Kontrolle von Schaltvorgängen oder zur Einlei­ tung der Öffnung oder Schließung von Thyristoren, Triaxen und Transistoren.

Um in elektrischen Anlagen einen möglichst störungsfreien Funk­ tionsablauf zwischen den verschiedensten eingesetzten elektri­ schen Bauteilen, wie beispielsweise Thyristoren, Triaxen und Transistoren, zu gewährleisten, sei es durch Einleitung der Öff­ nung und Schließung dieser elektrischen Bauteile oder durch Kon­ trolle von Schaltvorgängen, ist es erforderlich, in elektrische Anlagen auch Impulsgeber einzusetzen, die in Abhängigkeit von jeweils vorhandenen Parametern oder von Vorgängen in der elek­ trischen Anlage durch Abgabe eines Impulses u. a. den notwendi­ gen Schaltvorgang auslösen, gleichzeitig aber auch durch Abgabe eines zweiten nachfolgenden Impulses eine Rückmeldung über den eingeleiteten bzw. vollzogenen Schaltvorgang ermöglichen. Im­ pulsgeber, die dabei zur Anwendung kommen, sind in den vielfäl­ tigsten Ausführungen bekannt. Einen breiten Raum nehmen jedoch die elektro-mechanischen Impulsgeber ein, die mit einem Magne­ ten arbeiten, wobei nicht nur Permanentmagnete zur Anwendung kommen, sondern auch Elektromagnete. Kommen Elektromagnete zur Anwendung, so arbeitet im allgemeinen eine elektrische Spule mit einem beweglichen Anker, z. B. einem Eisenkern, zusammen, der­ art, daß es durch Umsteuerung des Elektromagneten, sei es durch Stromzufuhr oder Stromunterbrechung, durch entsprechende Bewe­ gung des Ankers in die eine oder andere Richtung, zu einer Kon­ taktgabe oder Kontakttrennung und damit zur Auslösung eines Im­ pulses kommt. Dabei arbeitet, wie beispielsweise aus der DE-PS 30 48 432, H01H, 51/08 hervorgeht, der Anker immer in einer Richtung seiner Bewegung gegen die Kraft einer Druckfeder. Nach­ teilig bei diesen bekannten Impulsgebern ist jedoch, daß sie unter Berücksichtigung der erforderlichen elektrischen Spule störanfällig sind, und daß sie nicht mit dem notwendigen Erfolg in elektrischen Anlagen eingesetzt werden können, bei denen Impulse bei wechselnder Stromrichtung abzugeben sind, wie es in elektrischen Anlagen mit vielen Bauteilen, wie Thyristoren, Triaxen und Transistoren, der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektro-mechani­ schen Impulsgeber zu schaffen, der in eine elektrische Leitung integriert, zuverlässig arbeitet und auch in elektrischen An­ lagen mit vielen Bauteilen und daher insbesondere mit wechseln­ der Stromrichtung die Abgabe der zum einwandfreien Funktionsab­ lauf der elektrischen Anlage notwendigen Impulse ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß die elektri­ sche Leitung mit einer Führungsscheibe und diese auf ihrer, der elektrischen Leitung abgewandten Stirnseite mit einer, einen Stromleitbolzen über einen Kontaktinnenring mit axialem Spiel zentrisch aufnehmenden Leitbuchse galvanisch verbunden ist, die wiederum auf ihrer, der Führungsscheibe abgewandten Stirnseite im wesentlichen mit ihrer gesamten Fläche an einer aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe anliegt, die in einem Kolben vorge­ sehen ist, der gegen die Kraft der Druckfeder arbeitet und einen Kontakt trägt, der bei Stromfluß an einem, von einer, dem Kolben axial nachgeordneten Führungsbuchse aufnehmenden feststehenden Kontakt anliegt, wobei die Führungsbuchse einen Leitbuchsenbol­ zen aufnimmt, in dem der Stromleitbolzen mit axialem Spiel an­ geordnet ist.

Während der so ausgebildete elektro-mechanische Impulsgeber dazu geeignet ist, einen Impuls abzugeben, wenn der Strom in eine Richtung fließt, kann das Prinzip dieses elektro-mechanischen Impulsgebers auch dann zur Anwendung kommen, wenn der Stromfluß in die eine oder andere Richtung, also entgegengesetzt, erfolgt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt dann eine spie­ gelbildliche Anordnung der im wesentlichen aus der Führungs­ scheibe, der den Stromleitbolzen über den Kontaktinnenring mit axialem Spiel zentrisch aufnehmenden Leitbuchse, der aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe, dem gegen die Kraft der Druckfeder arbeitenden Kolben mit seinem Kontakt, der, den feststehenden Kontakt tragenden Führungsbuchse und dem, den Stromleitbolzen mit axialem Spiel aufnehmenden Leitbuchsenbolzen bestehenden An­ ordnung, wobei dann beide Leitbuchsenbolzen stirnseitig galva­ nisch miteinander in Verbindung stehen.

Die Wirkung dieses elektro-mechanischen Impulsgebers beruht darauf, daß eine axiale Verschiebung des Kolbens, was mit einer Kontaktgabe und damit mit einem Impuls verbunden ist, dann er­ folgt, wenn bei einem Stromfluß zwischen der aus Kobalt beste­ henden Abdrückscheibe und der dieser gegenüberstehenden Stirn­ seite der Leitbuchse ein starkes elektrisches Feld entsteht, was mit einer relativ großen Kraft in Richtung der Druckfeder ver­ bunden ist. Der die Abdrückscheibe aufnehmende Kolben besteht bei dem erfindungsgemäßen elektro-mechanischen Impulsgeber aus einem Isoliermaterial.

Im Zusammenhang mit der in Richtung der Druckfeder wirkenden Kraft ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Fläche der aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe, mit der diese an der Stirnseite der Führungsscheibe anliegt, um ein Vielfaches größer als die Fläche des Kontaktinnenringes, über den die Führungs­ scheibe mit dem Stromleitbolzen galvanisch verbunden ist. Sie sollte mindestens das 25fache dieser Fläche betragen.

Da die Führungsscheibe mit der Leitbuchse stirnseitig über eine Ringfläche galvanisch in Verbindung steht, nimmt die Führungs­ scheibe innerhalb der dadurch bedingten zentrischen Ausnehmung eine Isolierscheibe auf.

Setzt der Stromfluß aus, so erfolgt durch diesen elektro-mecha­ nischen Impulsgeber ebenfalls ein Impuls, da nunmehr, nach Fort­ fall der an der aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe herrschen­ den Kraft, die Kraft der Druckfeder überwiegt und der Kolben in entgegengesetzte Richtung bewegt wird, was mit einer Kontakt­ trennung und damit mit der Abgabe eines Impulses verbunden ist.

Schließlich ist bei dem so ausgebildeten erfindungsgemäßen elektro-mechanischen Impulsgeber die im wesentlichen aus der Führungsscheibe, der, den Stromleitbolzen über den Kontaktin­ nenring mit axialem Spiel zentrisch aufnehmenden Leitbuchse, der aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe, dem gegen die Kraft der Druckfeder arbeitenden Kolben mit seinem Kontakt, der, den feststehenden Kontakt tragenden Führungsbuchse und dem, den Stromleitbolzen mit axialem Spiel aufnehmenden Leitbuchsenbolzen bestehende Anordnung innerhalb eines aus Isoliermaterial beste­ henden Gehäuses vorgesehen. Ist der elektro-mechanische Impuls­ geber so ausgebildet, daß er einen Impuls abgibt, wenn der Stromfluß in die eine oder andere Richtung, also entgegenge­ setzt, erfolgt, dann sind die aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse beider spiegelbildlich vorgesehenen Anordnungen inein­ andergeschraubt.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen elektro-mechanischen Impulsgeber, der beim Fließen des Stromes in eine Richtung einen Impuls abgibt und

Fig. 2 einen elektro-mechanischen Impulsgeber, der bei einem Stromfluß sowohl in die eine als auch in die andere Rich­ tung einen Impuls abgibt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten elektro-mechanischen Impulsgeber wird die elektrische Leitung 1 direkt in ein aus Isoliermaterial bestehendes Gehäuse 2 geführt und steht hier mit einer Führungs­ scheibe 3 galvanisch in Verbindung. An der Stirnseite dieser Führungsscheibe 3 liegt bündig eine Leitbuchse 4 an, die zen­ trisch einen Stromleitbolzen 5 mit axialem Spiel aufnimmt. Dabei erfolgt eine Stromübertragung von der Leitbuchse 4 zum Strom­ leitbolzen 5 über einen Kontaktinnenring 6. Auf der, der Füh­ rungsscheibe 3 gegenüberliegenden Seite liegt die Leitbuchse 4 mit ihrer Stirnseite an einer Abdrückscheibe 7 aus Kobalt an, deren der Leitbuchse 4 gegenüberstehende Fläche mindestens das 25fache der Fläche beträgt, über die der Kontaktinnenring 6 der Leitbuchse 4 mit dem Stromleitbolzen 5 galvanisch verbunden ist. Die Abdrückscheibe 7 aus Kobalt wird von einem aus Isolierstoff bestehenden Kolben 8, der gegen die Kraft einer Druckfeder 9 axial verschiebbar in dem aus Isolierstoff bestehenden Gehäuse 2 angeordnet ist, aufgenommen, wobei der Kolben 8 gleichzeitig auf der, der Abdrückscheibe 7 aus Kobalt gegenüberliegenden Seite einen Kontakt 10 trägt. Der feststehende Kontakt 11 wird von einer, ebenfalls aus Isolierstoff bestehenden Führungsbuchse 12 aufgenommen, in der sich ein Leitbuchsenbolzen 13 befindet, der den Stromleitbolzen 5 mit axialem Spiel aufnimmt. Durch den Stromleitbolzen 5 sowie durch den Leitbuchsenbolzen 13 ist dieser elektro-mechanische Impulsgeber gleichzeitig dafür vor­ bereitet, um mit einem analogen, jedoch spiegelbildlich zu diesem elektro-mechanischen Impulsgeber angeordneten elektro­ mechanischen Impulsgeber zu einer Baueinheit verbunden zu wer­ den, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Erfolgt nun bei dem elektro­ mechanischen Impulsgeber nach Fig. 1 in der elektrischen Lei­ tung 1 ein Stromfluß, so ergibt sich unter Berücksichtigung des starken elektrischen Feldes zwischen der Abdrückscheibe 7 aus Kobalt und der, dieser gegenüberstehenden Stirnseite der Leit­ buchse 3 eine Kraft, durch die der Kolben 8 und damit der Kon­ takt 10 gegen die Kraft der Druckfeder 9 bewegt wird, so daß der Kontakt 10 am feststehenden Kontakt 11 zum Anliegen kommt, wo­ durch über die Leitung 14 ein Impuls, beispielsweise zum Öffnen eines nicht weiter dargestellten Transistors, abgegeben wird. Selbstverständlich kann eine Impulsabgabe über die Leitung 14 auch dann erfolgen, wenn zwischen dem Kontakt 10 und dem fest­ stehenden Kontakt 11 eine Kontakttrennung erfolgt. Die zen­ trisch in der Führungsscheibe 3 vorgesehene Isolierscheibe 15 soll im wesentlichen den Querschnitt bestimmen, über den der Strom in die Leitbuchse 4 strömt.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der elektro-mechanische Impulsgeber aus zwei spiegelbildlich angeordneten elektro-mechanischen Im­ pulsgebern nach Fig. 1. Dabei werden die Bauteile beider elek­ tro-mechanischen Impulsgeber von einem zweiteiligen, aus Iso­ liermaterial bestehenden Gehäuse 2; 2′ aufgenommen. Ausgehend von der spiegelbildlichen Anordnung steht von jeder Seite eine elektrische Leitung 1; 1′ mit einer Führungsscheibe 3; 3′ gal­ vanisch in Verbindung, an die sich die, den Stromleitbolzen 5; 5, aufnehmende Leitbuchse 4; 4′ und an diese der sowohl die Ab­ drückscheibe 7; 7′ aus Kobalt als auch den Kontakt 10; 10′ auf­ nehmende, gegen die Kraft der Druckfeder 9; 9′ axial verschieb­ bare, aus Isolierstoff bestehende Kolben 8; 8′ anschließt. Beide Stromleitbolzen 5; 5′, die der Isolierscheibe 15; 15′ in der Führungsscheibe 3; 3′ gegenüberstehen, stehen einerseits über den Kontaktinnenring 6; 6′ mit der Leitbuchse 4; 4′ galvanisch in Verbindung, werden auf der gegenüberliegenden Seite aber an­ dererseits von je einem Leitbuchsenbolzen 13; 13′, der bei die­ ser Ausführung ein Bauteil sein kann, aufgenommen. Beide Leit­ buchsenbolzen 13; 13′ befinden sich innerhalb der aus Isolier­ stoff bestehenden Führungsbuchse 12; 12′, die auch den fest­ stehenden Kontakt 11; 11′ trägt. Erfolgt nun entweder in der elektrischen Leitung 1 oder in der elektrischen Leitung 1′ ein Stromfluß, so wird durch axiale Verschiebung des Kolbens 8 bzw. 8′ durch Schließen der Kontakte 10; 11 bzw. 10′; 11′ über die Leitung 14 bzw. 14′ ein Impuls abgegeben, der genauso wie bei einer, durch Unterbrechung des Stromflusses in der elektrischen Leitung 1; 1′ hervorgerufenen Kontakttrennung beispielsweise zum Schließen eines Thyristors verwendet werden kann.

Claims (7)

1. Elektro-mechanischer Impulsgeber, bei dem die Kontaktgabe nach dem Wirksamwerden einer gegen eine Druckfeder gerich­ teten Kraft erfolgt und der in eine elektrische Leitung in­ tegriert ist und sowohl beim Fließen eines Stromes als auch dann, wenn der Strom gleich Null ist, einen Impuls abgibt, insbesondere zur Kontrolle von Schaltvorgängen oder zur Ein­ leitung der Öffnung oder Schließung von Thyristoren, Triaxen und Transistoren, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitung (1) mit einer Führungsscheibe (3) und diese auf ihrer, der elektrischen Leitung (1) abgewandten Stirnseite mit einer, einen Stromleitbolzen (5) über einen Kontaktinnenring (6) mit axialem Spiel zentrisch aufnehmen­ den Leitbuchse (4) galvanisch verbunden ist, die wiederum auf ihrer, der Führungsscheibe (3) abgewandten Stirnseite im wesentlichen mit ihrer gesamten Fläche an einer aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe (7) anliegt, die in einem Kolben (8) vorgesehen ist, der gegen die Kraft der Druckfeder (9) arbeitet und einen Kontakt (10) trägt, der bei Stromfluß an einem, von einer dem Kolben (8) axial nachgeordneten Füh­ rungsbuchse (12) aufnehmenden feststehenden Kontakt (11) an­ liegt, wobei die Führungsbuchse (12) einen Leitbuchsenbol­ zen (13) aufnimmt, in dem der Stromleitbolzen (5) mit axia­ lem Spiel angeordnet ist.

2. Elektro-mechanischer Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einem Stromfluß in die eine oder andere Richtung eine spiegelbildliche Anordnung der im wesentlichen aus der Führungsscheibe (3; 3′), der, den Stromleitbolzen (5; 5′) über den Kontaktinnenring (6; 6′) mit axialem Spiel zen­ trisch aufnehmenden Leitbuchse (4; 4′), der aus Kobalt beste­ henden Abdrückscheibe (7; 7′), dem gegen die Kraft der Druck­ feder (9; 9′) arbeitenden Kolben (8; 8′) mit seinem Kontakt (10; 10′), der, den feststehenden Kontakt (11; 11′) tragen­ den Führungsbuchse (12; 12′) und dem, den Stromleitbol­ zen (5; 5′) mit axialem Spiel aufnehmenden Leitbuchsenbolzen (13; 13′) bestehenden Anordnung gebildet ist, wobei dann beide Leitbuchsenbolzen (13; 13′) stirnseitig galvanisch miteinander in Verbindung stehen.

3. Elektro-mechanischer Impulsgeber nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der, die aus Kobalt bestehende Ab­ drückscheibe (7; 7′) aufnehmende Kolben (8; 8′) aus einem Isoliermaterial besteht.

4. Elektro-mechanischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fläche der aus Kobalt beste­ henden Abdrückscheibe (7; 7′), mit der diese an der Stirn­ seite der Leitbuchse (4; 4′) anliegt, um ein Vielfaches größer ist als die Fläche des Kontaktinnenringes (6; 6′), über den die Leitbuchse (4; 4′) mit dem Stromleitbolzen (5; 5′) galvanisch verbunden ist.

5. Elektro-mechanischer Impulsgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der aus Kobalt bestehenden Ab­ drückscheibe (7; 7′), mit der diese an der Stirnseite der Leitbuchse (4; 4′) anliegt, mindestens das 25fache der Fläche des Kontaktinnenringes (6; 6′) beträgt, über den die Leitbuchse (4; 4′) mit dem Stromleitbolzen (5; 5′) galvanisch verbunden ist.

6. Elektro-mechanischer Impulsgeber nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsscheibe (3; 3′) an ihrem Übergang zur Leitbuchse (4; 4′) zentrisch eine Iso­ lierscheibe (15; 15′) aufnimmt.

7. Elektro-mechanischer Impulsgeber nach Anspruch 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen aus der Füh­ rungsscheibe (3; 3′), der, den Stromleitbolzen (5; 5′) über den Kontaktinnenring (6; 6′) mit axialem Spiel zentrisch aufnehmenden Leitbuchse (4; 4′), der aus Kobalt bestehenden Abdrückscheibe (7; 7′), dem gegen die Kraft der Druckfeder (9; 9′) arbeitenden Kolben (8; 8′) mit seinem Kontakt (10; 10′), der, den feststehenden Kontakt (11; 11′) tragenden Füh­ rungsbuchse (12; 12′) und dem, den Stromleitbolzen (5; 5′) mit axialem Spiel aufnehmenden Leitbuchsenbolzen (13; 13′) bestehende Anordnung innerhalb eines aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuses (2; 2′) vorgesehen ist.