DE549406C - Schaltstellungsrueckmelder fuer elektrische Schaltapparate, in dessen Gehaeuse ein einen Zeiger tragender Anker gelagert ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltstellungsrückmelder für elektrische Schaltapparate, welche durch mechanische Übertragungsmittel oder elektrische Fernsteuerung betätigt werden, wie z. B. selbsttätige Schalter, -Ölschalter, Trennschalter u.dgl., und zwar ist im Gehäuse des Schaltstellungsrückmelders in bekannter Weise ein einen Zeiger tragender Anker gelagert, welcher wechselweise von zwei den beiden Schaltstellungen des Schaltapparates entsprechend erregten Elektromagneten jeweils bis zu einem Anschlag angezogen wird.

Es ist natürlich bei derartigen Schaltern von großer Wichtigkeit, über deren Schaltstellung mit Sicherheit unterrichtet zu sein, da durch fehlerhafte Schaltungen schwere Gefahren für die Anlage selbst und für Leben und Gesundheit des Bedienungspersonals erwachsen können. Es ist also wichtig, daß das Anzeigeorgan bzw. der Zeiger mit Sicherheit in die der jeweiligen Schaltstellung entsprechende Lage geht und darin festgehalten wird.

Es sind nun schon SchaltsteHungsrückmelder dieser Art vorgeschlagen worden, bei welchen jedoch die Drehachse des Stellungsmelders senkrecht zur Achse der ihn betätigenden Elektromagnete lag, woraus sich ein verwickelter Aufbau, eine schlechte Raumausnutzung und Lagerung der bewegten Organe sowie eine ungünstige Kraftwirkung ergaben.

Bei einem anderen bekannten, elektromagnetisch bewegten Stellungsmelder liegt zwar die Achse des Drehankers parallel zu den Kernachsen der Elektromagnete, jedoch in deren Symmetrieebene und nicht etwa außerhalb dieser Ebene. Außerdem liegt in der Ruhelage des zweiarmigen Ankers der größte Teil seiner Masse in der genannten Symmetrieebene, wodurch zwar Anschläge zur Begrenzung der Ankerbewegung vermieden, jedoch keine stabilen Endstellungen erzielt werden. Hierbei kann es vorkommen, daß der Anker zu weit ausschlägt und gegen die Magnetkerne stößt, so daß er an diesen infolge der unvermeidlichen Remanenz klebenbleibt.

Man hat auch schon Magnetanordnungen insbesondere für polarisierte Relais gebaut, bei welchen der Anker als einarmiger Hebel mit außerhalb der gemeinsamen Mittelebene der Elektromagnete und parallel zu diesen liegender Drehachse ausgebildet war, wobei die Polschuhe der Magnete als Anschläge dienten. Der Anker war hierbei auf dem oberen Pol eines winkelförmig gebogenen.

seitlich angeordneten Dauermagneten gelagert, wodurch zwar ein guter Kraftlinienschluß erreicht, aber auch eine große Reibung an der Ankerachse hervorgerufen wurde und infolge der Ausbildung der Polschuhe als Anschläge eine erhöhte Gefahr des Klebens des Ankers infolge Remanenz bestand. Außerdem konnte die Ausschlagbewegung des Ankers infolge des geringen Abstandes ίο der als Anschläge dienenden Polschuhe nur gering sein, so daß diese Anordnung für Anzeigeapparate überhaupt nicht brauchbar ist. Diese Mängel sollen nun durch den Schaltstellungsrückmelder nach der Erfindung behoben werden. Dies wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Anker im wesentlichen U-förmig gestaltet ist und seine Drehachse parallel zu den Kernachsen der Elektromagnete liegt, während die Anschläge für den Anker so gelegen sind, daß ein großer Teil der Masse des wirksamen Ankerteils außer der magnetischen Symmetrieachse liegt, so daß in seinen beiden Endlagen durch den magnetischen Zug noch ein starkes Drehmoment auf den Anker ausgeübt und der Zeiger in seiner jeweiligen Lage kraftschlüssig gehalten wird.

Es sind zwar schon Fernmeldevorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen ebenfalls ein elektromagnetisch betätigter Zeiger zum Anzeigen der Stellung diente, indessen waren dies rotierende Stellungsmelder zur Anzeige einer großen Anzahl von Stellungen, bei welchen ein Drehfeld verwendet wurde oder drei Magnetpole das Feld für den Anker bildeten. Dieselben waren also bezüglich Bauart als auch Betriebssicherheit und Wirkungsweise λόπ dem Stellungsrückmelder nach der Erfindung grundsätzlich verschieden.

Zweckmäßig ist auf der Ankerwelle eine Rückführfeder angeordnet, welche beim Schalten die Rückführung des Ankers aus einer Endlage in eine Mittelstellung bewirkt, damit die Anzugskraft des zu erregenden Magneten den Anker in die andere Endlage verschwenken kann. Mittels dieser Anordnung wird bei Störungen in der Rückmeldeeinrichtung oder Ausbleiben des Stromes für die Magnete der Rückmeldeeinrichtung der Zeiger in seiner Mittelstellung gehalten, so daß er also keine bestimmte Schaltstellung anzeigt und das Bedienungspersonal sich am betreffenden Schaltapparat selbst von dessen tatsächlicher Schaltstellung überzeugen muß. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen

Abb. ι und 2 die Vorrichtung in senkrechten, um 90 ° gegeneinander versetzten Axialschnitten;

Abb. 3 zeigt einen Querschnitt nach Linie III-III in Abb. 1, und

Abb. 4 zeigt das Schaltungsschema derselben.

Eine zylindrische Wandung i^a des Gehäuses ι ist am einen Ende durch eine Stirnwand i* und am andern Ende durch eine quadratische Grundplatte i^c verschlossen, welche z. B. an der Rückseite einer Marmorschalttafel M befestigt wird. Im Mittelpunkt der Stirnwand i^b ist ein Zapfen 2 eingesetzt und mittels Mutter 3 befestigt. In einer Bohrung des Zapfens 2 ist mit einem Lagerzapfen die Ankerwelle 4 gelagert, welche am jenseitigen Ende aus dem Gehäuse 1 heraustritt und in der Grundplatte i^c ebenfalls gelagert ist. An jedem Ende der Ankerwelle 4 ist ein Zeiger 5 befestigt. Nahe dem unteren Ende der Ankerwelle 4 ist auf derselben ein Ring 6 von gleichem Durchmesser wie der obere Teil des Zapfens 2 fest, und über beide ist eine Torsionsfeder 7 gelegt, welche mittels Klemmbalken 8 und 9 auf beiden festgeklemmt ist. Auf der Welle 4 ist eine Hülse 10 befestigt, an welcher der aus zwei gleichen Teilen io° und ι o^b bestehende Anker sitzt, und zwar hat jeder Teil io° und 10* die aus Abb. 3 ersichtliche, an sich bekannte T-Form, in welcher der Querbalken oben durch einen zur Wellenachse konzentrischen Kreis begrenzt ist. Die Drehachse des Ankers io, der JJ-förmige Gestalt besitzt, liegt außerhalb der Symmetrieachse der Elektromagnete 14° und 14*. An der Grundplatte i^c sind symmetrisch zu beiden Seiten der Ankerwelle 4 parallel zu dieser verlaufende Magnetkerne 11 befestigt, welche die zwischen den Ankerteilen io^a und ι o⁶ angeordneten Spulen 14" und 14* tragen, und zwar sind die Magnet- ioo kerne 11, wie aus Abb. 3 ersichtlich, mit je zwei Querschlitzen versehen, in welche die Hörner der Ankerteile io^a und io⁶ eintreten können. Der Grund dieser Querschlitze ist ebenfalls eine zur Ankerwellenachse konzentrische Kreisfläche von nur wenig größerem Durchmesser als jener der Ankerteilkanten, so daß sich nur ein sehr kleiner Luftspalt ergibt. Parallel zu den Magnetkernen 11 sind an der -Grundplatte i^c zwei Stäbe 12 be- no festigt, durch welche Stellschrauben 15 quer hindurchtreten, die als einstellbare Anschläge für die Begrenzung des seitlichen Anschlags des Ankers io^a, io^& dienen, so daß derselbe z. B. nicht über die in Abb. 3 strichpunktiert gezeichnete Stellung hinausschwingen kann. In dieser Stellung liegt also noch ein großer Teil der Masse des wirksamen Ankerteils außer der magnetischen Symmetrieachse, so daß der magnetische Zug des betreffenden Magneten 11 immer noch im Sinne einer starken Tendenz zur Verschwenkung auf den '

Anker wirkt und denselben sowie den Zeiger 5 somit fest in dieser Stellung hält. An der Stirnwand i* ist ein Klemmenträger 13 für den Anschluß der Stromzuführungsleitung für die Magnetspulen 14°, 14* befestigt.

Abb. 4 zeigt das Schaltungsschema der Einrichtung. Zur Erregung der Magnetspulen 14 dient eine Batterie B, deren einer xo Pol direkt an beide Spulen geht, während der andere Pol mittels eines Umschalters U wechselweise an die eine oder die andere Spule gelegt werden kann. Der Umschalter U ist mit dem Schalthebel oder Mechanismus des zu kontrollierenden Schalters O" verbunden. Bei der in Abb. 4 dargestellten Lage ist der Schalter JT eingeschaltet, und die Spitze des Zeigers 5 nimmt die Stellung ein, welche auf die Aufschrift »ein« auf einem an der Schalttafel befestigten Schild 16 hinweist, wobei die Spule 14* erregt ist. Schaltet man den Schalter 5" aus, so wird die Spule 14* aberregt, und die Torsionsfeder 7 führt die Ankerwelle 4 und den Zeiger 5 in eine Mittelstellung zurück, in welcher die Ankerteile ΐο^α, ι o⁶ in der Symmetrieebene der beiden Magnete 11 stehen, so daß nun der andere erregte Magnet 11 mit der Spule 14° seine Anziehungskraft auf den Anker io^a ausüben kann und der Zeiger 5 in die andere Endlage verschwenkt wird, wo er auf »aus« zeigt. Bleibt jedoch aus irgendeinem Grunde der Strom der Batterie B aus, so bleibt der Zeiger 5 in der Mittellage stehen, und es bleibt dann nur übrig, die Störung zu beheben oder sich am Schalter vS¹ selbst über dessen Schaltstellung zu unterrichten. Auf diese Weise ist Unfällen und Störungen, welche infolge Unsicherheit in der Kenntnis der Schalterstellung oder fehlerhafter Anzeige von Rückmeldern öfters entstanden, mit Sicherheit vorgebeugt.

Die Rückführfeder 7 kann durch Verschieben der Klemmbacke 9 mehr oder weniger hart eingestellt werden, und die Einstellung der richtigen Mittellage der Ankerwelle erfolgt durch entsprechendes Drehen des Zapfens 2, an welchem das eine Ende der Rückführfeder 7 fest ist. Dank der Befestigung der Rückführfeder 7 auf zwei Klemmbacken 8, 9 berührt diese, 7, die Ankerwelle 4 nirgends, so daß beim Zusammenziehen der Feder 7 keine bewegungshemmende Reibung auftritt.

Aus der Anordnung des Zeigers 5 gegenüber den Ankerteilen io^a und ip⁶ ergibt sich die Möglichkeit eines völligen Ausgleiches der auf die Zeigerwelle 4 durch das Gewicht dieser Teile einwirkenden Drehmomente.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltstellungsrückmelder für elektrische Schaltapparate, in dessen Gehäuse ein einen Zeiger tragender Anker gelagert ist, dessen Drehachse parallel zu zwei den beiden Schaltstellungen des Schaltapparates entsprechend wechselweise erregten Elektromagneten liegt, durch welche der Anker jeweils bis zu einem Anschlag gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der auf an und für sich bekannte Weise als einarmiger -Hebel mit seitlich außerhalb der gemeinsamen Mittelebene der Elektromagnete (14°, 14^) liegender Drehachse ausgebildete Anker (10) U-förmig gestaltet ist, derart, daß seine Schenkel die Stirnenden der Elektromagnete übergreifen und die Anschläge (12) für den Anker (10) von den Elektromagneten (14°, 14*) getrennt derart angeordnet sind, daß in den Endlagen der größere Teil der Masse des wirksamen Ankerteils (ΐο^α, ι o⁶) außer der magnetischen Symmetrieachse liegt.
2. 2. Schaltstellungsrückmelder gemäß Anspruch 1, dessen Anker zwei von einer auf der Ankerwelle aufgeschobenen Hülse getragene aktive Teile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aktiven Teile T-förmig sind und ihre Hörner beim Anschlag in je eine in Richtung der Drehbewegung jener aktiven Teile liegende, diese allseitig eng umschließende ununterbrochene Ouernut der Magnetkerne (11) eintreten.
3. 3. Schaltstellungsrückmelder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle (4) in einer in der Stirnwand des zylindrischen Gehäuses (1) befestigten Lagerhülse (2), durch deren Drehung die richtige Mittellage der Ankerwelle (4) eingestellt wird, mittels eines Lagerzapfens gelagert ist und eine Rückführfeder (7) mit ihrem einen Ende auf dieser Lagerhülse (2) und mit ihrem anderen Ende regelbar auf einem auf die Ankerwelle aufgeschobenen Ring (6) festgeklemmt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.