DE526553C - Einrichtung zur elektromagnetischen Erzeugung von periodischen Bewegungen eines odermehrerer zur Abgabe mechanischer Energie dienender Teile - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
6.JUNII931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 g GRUPPE

Starkstrom Apparatebau G.m.b.H. in Berlin

Zusatz zum Patent 480376

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Mai 1930 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 20. Juli 1926.

Den Gegenstand des Hauptpatentes 480 376 bildet ein Verfahren und eine Einrichtung zur elektromagnetischen Erzeugung von periodischen Bewegungen eines oder mehrerer zur Abgabe mechanischer Energie dienender Teile, bei denen die Teile durch zwei oder mehr Umschaltschützen bewegt werden, deren in beiden Richtungen elektromagnetisch betätigte Anker im Vier- oder Mehrtakt ihre Erregerspulen wechselseitig steuern. Die vorliegende Erfindung stellt eine weitere Ausbildung der in dem Patent 480 376 beschriebenen Einrichtung dar zum Zwecke, eine Vereinfachung dieser Einrichtung herbeizuführen. Gemäß der Erfindung werden die Anker mindestens eines Teiles der Umschaltschützen, bei Einrichtungen mit zwei Umschaltschützen also der Anker mindestens eines Umschaltschützes nicht in beiden Richtungen, sondern nur in einer Richtung elektromagnetisch betätigt, während die Betätigung in der anderen Richtung durch einen Kraftspeicher, beispielsweise durch ein Gewicht, durch eine Feder o. dgl., erfolgt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an

s5 Hand mehrerer Ausführungsbeispiele veranschaulicht, und zwar stellen die

Fig. ι und 2 zwei verschiedene Ausführungsformen dar, bei denen der Anker dauernd hin und her zu pendeln in der Lage ist, während bei den Ausführungsformen gemäß Fig·. 3 und 4 selbsttätig immer nur eine Taktserie durchlaufen wird.

In Fig. ι sind mit I und II zwei Umschaltschützen bezeichnet, von denen das Schütz I gleichzeitig auch zur Abgabe der mechanisehen Energie dient, während Schütz II lediglich die Aufgabe hat, Schütz I zu steuern.

Schütz I besitzt zwei Spulen 1 und 2 sowie einen Anker 3. An dem Anker 3 ist ein Teil 6 zur Kraftabgabe und ein Doppelschaltarm 7 befestigt. Der Doppelschaltarm 7 arbeitet mit den Kontakten 8 und 9 zusammen.

Schütz II ist mit nur einer Spule 10, einem Ankern und einem Vorschaltwiderstand 12 versehen. Der Anker n, der unter dem Einnuß eines Gewichtes 13 steht, arbeitet mit zwei Kontakten 14, 15 zusammen.

Die Stromzuführung erfolgt bei α und b, die Stromableitung erfolgt bei c und d.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist die folgende:

In der Ruhelage legt das Gewicht 13 den Kontaktarm 11 gegen den Kontakt 15. Wird jetzt der Strom geschlossen, so ist die Spule 1 über den Kontakt 15 und den Kontaktarm n kurzgeschlossen. Spule 1 kommt also nicht zur Wirkung, dagegen zieht Spule 2 den Anker 3 an. Hierdurch legt sich der rechte Arm des Kontakthebels 7 gegen den Kontakt 9. Die Folge hiervon ist, daß der Vorschaltwider-

stand 12 über den Kontakt 9 und den Arm 7 kurzgeschlossen wird, so daß die Spule 10, welche mit dem Vorschaltwiderstand 12 in Reihe geschaltet ist, nunmehr einen Strom erhält, der stark genug ist, um den Kontaktarm 11 entgegen der Wirkung des Gewichts 13 anzuziehen und infolgedessen den Kontaktarm 11 gegen den Kontakt 14 zu legen und von dem Kontakt 15 zu lösen.
Die Berührung des Kontaktarmes 11 mit dem Kontakt 14 hat zur Folge, daß die Spule 2 kurzgeschlossen wird und dafür die Spule ι unter Strom gesetzt wird. Nunmehr zieht die Spule α den Anker 3 an, so daß der Kontakt zwischen dem rechten Teil des Schaltarmes 7 und dem Kontakt 9 gelöst wird und dafür Kontakt zwischen dem linken Arm des Schaltarmes 7 und dem Kontakt 8 hergestellt wird. Hierdurch wird die Spule 10 des »ο Umschaltschützes II kurzgeschlossen, während der Kurzschluß des Vorschaltwiderstandes 12 aufgehoben wird. Die Folge davon ist, daß der gewichtsbelastete Anker 11 sich von dem Kontakt 14 löst und sich wiederum gegen den Kontakt 15 legt. Hiermit ist der Anfangszustand wiederhergestellt, so daß sich das Spiel von neuem wiederholt, und zwar so lange, als der Strom eingeschaltet bleibt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden bei der hin und her pendelnden Bewegung des Ankers 3 abwechselnd die auf der rechten und auf der linken Seite des zur Kraftabgabe dienenden Teiles 6 liegenden Schaltkontakte geschlossen und geöffnet.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist das Umschaltschütz I ebenso wie in Fig. 1 zwei Schützspulen ΐ und 2 auf, die auf einen Anker 3 einwirken. Der Anker 3 ist mit einem Teil 6 zur Kraftabgabe verbunden. Ferner steht der Teil 3 mit einem Schaltarm 16 in Verbindung, der mit einem Kontakt 17 zusammenarbeitet.

Das Schütz II weist nur eine Spule 10 und einen einarmigen Schalthebel 18 auf, welch letzterer mit zwei Kontakten 19 und 20 zusammenarbeitet. Bei dem Schütz II ist die Einrichtung derart getroffen, daß der Schaltarm 18 sich unter der Schwerkraft gegen den Kontakt 20 legt, während er durch die Spule 10 entgegen der Schwerkraft zum Anliegen an den Kontakt 19 gebracht wird, sobald die Spule 10 unter Strom steht. Die Stromzuführungen sind mit α und b und die Stromableitungen mit c und d bezeichnet.

Die Wirkungsweise des Gegenstandes der Fig. 2 ist die folgende:

In der Ruhestellung liegt der Arm 18 in der in Fig. 2 ausgezogen dargestellten Stellung. Hierdurch ist die Spule 1 des Schützes I kurzgeschlossen. Wird jetzt der Einrichtung ge mäß Fig. 2 Strom zugeführt, so zieht die Spule 2 den Anker 3 an. Hierdurch wird der Kontakt 16 geschlossen, so daß nunmehr die Schützspule 10 Strom erhält. Die Spule 10 6g hebt infolgedessen den Schaltarm 18 von dem Kontakt 20 ab und legt dagegen den Schaltarm 18 gegen den Kontakt 19. Nunmehr ist die Schützspule 2 des Schützes I kurzgeschlossen, während die Spule 1 im Stromkreis liegt. Die Folge davon ist, daß der Anker 3 unter der Zugwirkung der Schützspule 1 nach der anderen Seite herumgeschwenkt wird. Hierbei werden die Kontakte 16, 17 voneinander gelöst, so daß auch die Spule 10 des Schützes II wieder stromlos wird. Der Schaltarm 18 fällt daher wieder herab und kommt erneut mit dem Kontakt 20 in Berührung. Somit ist die Anfangsstellung wieder erreicht, bei der die Spule 1 kurzgeschlossen und die Spule 2 unter Strom gesetzt ist. Die geschilderten Vorgänge wiederholen sich also von neuem. Bei der hin und her pendelnden Bewegung des Ankers 3 macht auch der Teil 6 eine hin und her gehende Bewegung und schließt bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel abwechselnd die auf seiner rechten und seiner linken Seite befindlichen Kontakte.

Der Gegenstand der Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem Gegenstand der Fig. 1. Im Gegensatz jedoch zu Fig. 1 ist der Schalthebel, der von dem Anker 3 betätigt wird, nicht doppelarmig, sondern einarmig als Schalthebel 4 ausgebildet, welcher mit dem Kontakt 5 zusammenarbeitet.

Die Wirkungsweise des Gegenstandes der Fig. 3 ist die folgende:

In der Ruhelage liegt der rechte Arm des Schalthebels 11 unter der Wirkung des Gewichtes 13 an dem Kontakt 15 an. Infolgedessen ist die Spule 1 kurzgeschlossen. Wird nun der in Rede stehenden Einrichtung Strom zugeführt, so zieht die Spule 2 den Anker 3 an und bringt dabei den Schalthebel 4 in Berunning mit dem Kontakt 5. Hierdurch wird der Widerstand 12, der, in Reihe mit der Spule 10 des Schützes II liegt, kurzgeschlossen. Die Spule 10, die vorher infolge der Vorschaltung des Widerstandes 12 nur uo einen geringen Strom erhielt, erhält jetzt einen wesentlich stärkeren Strom, der ausreicht, um den linken Arm des Schalthebels 11 entgegen der Wirkung des Gewichtes 13 anzuziehen und den linken Arm des Hebels 11 gegen den Kontakt 14 zu legen. Hierdurch wird nun die Spule 2 kurzgeschlossen, während der Kurzschluß der Spule 1 aufgehoben wird. Infolgedessen wird der Anker 3 nunmehr von der Spule 1 angezogen. Dabei wird die Berührung der Kontakte 4, 5 gelöst und infolgedessen der Kurzschluß des Widerstan-

des 12 aufgehoben. Nachdem einmal aber der linke Arm des Schaltankers ii von der Spule io angezogen worden ist, genügt der verhältnismäßig schwache Strom, der nach Aufhebung des Kurzschlusses des Vorschaltwiderstandes 12 durch die Spule 10 fließt, um den rechten Arm des Ankers 11 im angezogenen Zustand zu lassen. Infolgedessen hält auch die Spule 1 den Anker 3 so lange angezogen,

^1Q als überhaupt die Einrichtung gemäß Fig. 3 unter Strom steht. Sobald die Einrichtung gemäß Fig. 3 abgeschaltet wird, lassen die Spule ι und die Spule 10 los, so daß die Anker 3 und 11 in die in Fig. 3 dargestellte Stellung zurückgehen. Bei erneutem Stromschluß wiederholt sich das vorstehend genannte Spiel.

Die Funktion des Gegenstandes der Fig. 3 unterscheidet sich also von der Funktion des

a° Gegenstandes der Fig. 1 und 2 dadurch, daß nur einmal eine Taktserie durchlaufen wird und dann die Apparatur in der Endlage verharrt, solange ein Strom fließt. Die Einrichtung gemäß Fig. 3 eignet sich unter anderem besonders für eine Anlaßschaltung für Elektromotoren, z. B. für eine Sterndreieckschaltung, die auch in Fig. 3 als Beispiel veranschaulicht ist. Nachdem der Anker 3 zuerst von der Spule 2 angezogen worden ist, sind die auf der rechten Seite des Teiles 6 befindlichen, die Sternschaltung herbeiführenden Kontakte geschlossen worden. Nach der Umschaltung des Ankers 3 infolge der Anzugwirkung der Spule 1 sind die Sternkontakte gelöst und dafür die auf der linken Seite des Teiles 6 befindlichen Dreieckkontakte geschlossen worden. Diese Dreieckschaltung bleibt dann, wie oben dargelegt worden ist, solange überhaupt ein Strom durch den Gegenstand der Fig. 3 fließt, bestehen.

Die unterschiedliche Wirkung zwischen den Gegenständen der Fig. 1 und 3 beruht darauf, daß bei dem Gegenstand der Fig. 1 die Spule 10 kurzgeschlossen wird, nachdem die Spule 1 den Anker 3 angezogen hat, so daß die Spule 10 unter der Wirkung des Kurzschlusses den Anker 11 losläßt. Bei dem Gegenstand der Fig. 3 findet dagegen eine Kurzschließung der Spule 10 nicht statt, vielmehr bleibt der linke Arm des Ankers 11 angezogen, obwohl nach Aufhebung des Kurzschlusses des Vorschaltwiderstandes 12 der durch die Schützspule 10 fließende Strom verringert wird.

Bei Verwendung des in Rede stehenden Gegenstandes zur Anlaßschaltung kann zur Erreichung einer ausreichenden Anlaufzeit die Anzugswirkung der Spule 10 durch eine Zeitdämpfung gehemmt werden.

Fig. 4 stellt eine Einrichtung dar, die analog Fig. 2 ausgebildet ist, bei der aber ebenso wie bei Fig. 3 kein andauerndes Hinundherpendeln stattfindet^ sondern.die nach Durchlaufung einer Taktserie in der Endstellung verharrt, solange ein Strom durch die Einrichtung fließt. Der Unterschied zwischen dem Gegenstand der Fig. 2 und dem Gegenstand der Fig. 4 besteht in der abgeänderten Schaltung und in der Anordnung eines mit dem Anker 3 verbundenen Schalters 21, der mit zwei Kontakten 22, 23 derart zusammen- ^⁰ arbeitet, daß er diese Kontakte in der Mittelstellung des Ankers 3 und in der nach rechts verschwenkten Stellung des genannten Ankers geschlossen hält, dagegen die Kontakte 22, 23 bei der nach links verschwenkten Stellung des ^5 Ankers 3 öffnet. Die verschiedenen Stellungen des Ankers 21 gegenüber den Kontakten 22, 23 sind in den kleinen Sonderfiguren, die sich rechts und links von der Hauptfigur 4 befinden, veranschaulicht. Die Anzugswirkung der Spule το kann ebenso wie bei der Einrichtung nach Fig. 3 durch eine Zeitdämpfung gehemmt werden.

Die Wirkungsweise des Gegenstandes der Fie\ 4. ist die folgende:

In der Ruhestellung liegt der Schaltarm 18 an dem Kontakt 20 an. Wird ietzt ein Strom durch die Einrichtung gemäß Fig 4 geschickt, so wird die Spule 2 von der Stelle α über die Kontakte 22, 23, 20, 18 zu der genannte^ Spule 2 und von dort weiter nach c erregt, während die Spule 1 durch denselben Stromvveg kurzgeschlossen ist. Infolgedessen wird der Anker 3 zuerst von der Spule 2 angezogen und schließt dadurch die auf der rechten Seite des Teiles 6 liegenden Kontakte. Nachdem dies geschehen ist, bringt aber die Spule 10 des Schützes II den Kontaktarm 18 zum Anliegen an den Kontakt 19. Hierdurch wird die Spule 2 kurzgeschlossen und die Spule 1 in den Stromkreis a, 1, 19, c eingeschaltet. Infolgedessen wird der Anker 3 nunmehr von der Spule 1 angezogen, und es werden die Kontakte auf der linken Seite des Armes 6 für die Laufschaltung des Motors geschlossen. i°5 Gleichzeitig wird aber auch die Verbindung der Kontakte 22, 23 unterbrochen, so daß auch die Schützspule 10 stromlos wird. Die Folge davon ist, daß der Arm 18 wieder auf den Kontakt 20 herabfällt. Hierdurch wird zwar die Spule 10 wieder erregt, liegt dabei aber parallel zur Spule 2 und mit dieser zusammen in Serie zu Spule 1, so daß die Erregung so schwach ist, daß ein erneuter Anzug nicht erfolgt, während Spule 1 infolge des geschlossenen Eisenkreises den Anker 3 trotz Erregung der Spule 2 festhält. Erst wenn der Strom, der durch die Einrichtung fließt, unterbrochen wird, gelangt der Anker 3 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung zurück, so daß bei einem erneuten Stromschluß sich das vorstehend geschilderte Spiel wiederholt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die Spule io an den Sternpunkt des Sterndreieckschalters angeschlossen, so daß sie mit der Schaltung des Motors auf Stern eingeschaltet und mit der Schaltung des Motors auf Dreieck ausgeschaltet wird. Hierdurch wird eine unnötige Erwärmung der Spule io vermieden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur elektromagnetischen Erzeugung von periodischen Bewegungen eines oder mehrerer zur Abgabe mechanischer Energie dienender Teile nach Patent 480 376, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Umschaltschützen, welche die Bewegung der zur Abgabe mechanischer Energie dienenden Teile hervorrufen, in einer Richtung elektromagnetisch, in der anderen Richtung durch einen Kraftspeicher, beispielsweise durch ein Gewicht oder eine Feder, gesteuert wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Abgabe mechanischer Energie dienende Umschaltschütz in bekannter Weise in beiden Richtungen elektromagnetisch betätigt wird, während das lediglich zum Steuern des erstgenannten Umschaltschützes dienende Umschaltschütz in einer Richtung elektromagnetisch, in der anderenRichtung durch einen Kraftspeicher, beispielsweise durch ein Gewicht, gesteuert wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schützspule des in einer Richtung elektromagnetisch, in der anderen Richtung durch einen Kraftspeicher erregten Umschaltschützes mit einem kurzzuschließenden Vorschaltwiderstand in Reihe geschaltet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen