DE554798C - Elektromagnetische Fernsteuervorrichtung zum Antrieb eines elektrischen Schalters oder eines Ventils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Fernsteuervorrichtungen mit vereinigtem elektromagnetischem Feld und Anker zur Betätigung elektrischer Schalter, Dampf-, Luft-, Wasser- oder Gasventile o. dgl. Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung von einfacher, billiger und zuverlässiger Bauart zu schaffen, welche vorwärts und rückwärts arbeitet, wobei der Gebrauch von Federn, Hebeln, Gegengewichten und ähnlichen Mitteln zur Einleitung der Rückwärtsbewegung vermieden ist und der Strom nur während der Bewegungsperiode des Ankers oder des Feldmagneten fließt.

Die Vorrichtung umfaßt einen elektromagnetischen Feldmagneten, einen elektromagnetischen Anker, der mit ihm zusammenwirkt und die beide eine Schwenkbewegung relativ zueinander ausführen können, Anschläge, um die Bewegung des schwenkbaren Teiles zu begrenzen, eine Anzapfspule an dem einen der elektromagnetischen Teile, einen Stromwender von solcher Anordnung, daß er sich in Übereinstimmung mit dem schwenkbaren Teile bewegt und die durch die Anzapfspule und die Spule des Feldmagneten führenden Stromkreise steuert, ferner Bürsten, die mit dem Stromwender zusammenwirken, sowie Schaltmittel, um den durch den Stromwender und seine Bürsten führenden Stromkreis zu schließen. Gemäß der Erfindung ist die Anzapfung der Anzapfspule dauernd mit dem einen Ende der Feldmagnetwicklung und das freie Ende der Feldmagnetwicklung dauernd mit der einen Seite der Speisestromquelle verbunden, und die Bürsten sind mittels eines Umschalters an die andere Seite der Speisestromquelle anschließbar.

In. Abb. ι ist die Vorrichtung schematisch dargestellt.

Abb. 2 zeigt eine abgeänderte Form des Ankers und des Feldmagneten.

Abb. 3 veranschaulicht die Steuerung eines Ventils mittels der elektromagnetischen Vorrichtung nach der Erfindung.

Abb. 4 ist die Stirnansicht einer Vorrichtung zur Betätigung eines elektrischen Schalters bei abgenommenem Deckel.

Abb. 5 und 6 stellen Rückansicht und Seitenansicht zu Abb. 4 dar.

In Abb. ι ist 1 ein Elektromagnet, 2 der zugehörige Anker mit den Polstücken 3 und 4, 5 und 6 sind die zwei Stromwendersegmente, die auf der Spindel des Ankers 2 isoliert befestigt sind, 7 ist ein Schalter, der an den Pluspol der Stromquelle angeschlossen ist. mit den Kontakten 8 und 9 zusammenwirkt und zum Schließen des Stromes durch die beiden festen Bürsten 10 und 11, die Ankerwicklung 12 und die Feldspulen 13 und 14 dient.

Der Anker 2, der von rechteckigem oder anderem Querschnitt sein kann, ist in solcher Weise bewickelt, daß er wechselweise in zwei

getrennten Teilen erregt werden kann, d. h. er hat eine einfache Spule mit einer gemeinsamen Anzapfstelle 15 zwischen den beiden Enden der Spule. Die freien Enden der Spule sind mit den beiden Segmenten 5 und 6 des Stromwenders verbunden, so daß abwechselnd Stromstöße durch die Ankerwicklungsteile entstehen. Die Segmente 5 und 6 des Stromwenders sind so angeordnet, daß die Bürsten 10 und 11 nicht gleichzeitig mit beiden Segmenten in Berührung stehen, wenn der Anker stillsteht, und nur vorübergehend gleichzeitig mit den Segmenten in Berührung kommen, wenn der Anker sich von der einen Stellung in die andere bewegt. Infolge der Anordnung des Schalters 7 kann, wenn eine Bürste eingeschaltet ist, zu gleicher Zeit kein Strom durch die andere fließen. Die Feldmagnetspulen 13 und 14 sind in üblicher Weise um den Magnet gewickelt," das eine Ende der Spule 13 ist mit der Ankerwicklung an der Anzapfstelle 15 verbunden, während das freie Ende der Spule 14 mit der Leitung 16 zum Minuspol der Stromquelle führt. An Stelle der Spulen 13 und 14, die um die Schenkel des Magneten gewickelt sind, wie dargestellt, kann auch eine einzige Spule um das die beiden Schenkel verbindende Jochstück gewickelt werden, wie dies die Abb. 4 und 6 zeigen. Die Bürsten 10 und 11, die abwechselnd mit den Stromwendersegmenten 5 und 6 in Berührung kommen, sind abwechselnd durch den Schalter 7 mit der Plusleitung der Stromquelle verbunden. Wenn der Stromkreis zwischen der Leitung 16, dem Schalter 7, den Kontakten 8 oder 9, den Bürsten 10 oder 11, die mit dem Segment 5 oder 6 in Berührung sind, geschlossen ist, dann fließt der Strom durch eine der Bürsten durch das zugehörige Segment und durch einen der Abschnitte der Ankerwicklung zu der Anzapfstelle 15, von dort durch die Feldmagnetwicklungen' und zurück zur Stromquelle. Wenn die Teile die Stellung nach Abb. 1 einnehmen und der Schalter 7 an Kontakt 8 gelegt wird, läuft der Strom durch den rechten Teil der Spule 12, die Anzapfstelle 15 und die Windungen 13 und 14 des Feldmagneten. Das Ergebnis des Laufes dieses Stromes ist, daß der Anker kurzzeitig erregt wird, und zwar entgegengesetzt zu dem magnetischen Feld, und sich um einen Winkel von ungefähr 90⁰ oder weniger, wie es gerade die Vorrichtung erfordert, gegen den Uhrzeigersinn dreht. Die Teildrehung wird auf die Spindel und den Stromwender übertragen, um andere mit ihr verbundene Mechanismen zu beeinflussen. Bei dieser Drehung bewegen sich die beiden Segmente 5 und 6 nach links. Der Stromwender unterbricht die Verbindung zwischen I der Bürste 10 und dem Segments früher, als der drehende Teil zur Ruhe kommt, wodurch die Polarität der Ankerpole neutralisiert wird. Zu gleicher Zeit wird die entgegengesetzte Bürste 11 mit dem Stromwendersegment 6 verbunden, so daß die Vorrichtung für die Rückwärtsbewegung vorbereitet ist, welche hervorgebracht wird durch Anlegen des Schalters 7 an den Kontakt 9, so daß der Strom, durch den linken Teil der Spule, die Anzapfstelle 15 und die Spule 13 und 14 fließt.

Wenn der Schalter 7 mit dem Kontakt 9 in Berührung gebracht wird, dreht sich der Anker im Uhrzeigersinn.

Der · Magnet und der Stromwender sind zweckmäßig so gebaut und angeordnet, daß zwischen den Segmenten und Bürsten des Stromwenders oder zwischen den Schalterkontakten, wenn die Vorrichtung einen Schalter betätigt, Blaswirkung eintritt.

Anschläge sind vorgesehen, um eine Drehung der Spindel über 90 ° hinaus zu verhindern, so daß der Anker keine neutrale Stellung einnehmen kann. Die Schaltvorrichtung 7 kann von Hand, durch eine thermostatische Einrichtung oder ein anderes automatisches Mittel betrieben werden.

Um das Anlaß drehmoment und daher die Schnelligkeit der Wirkung der Vorrichtung zu vergrößern, kann der Anker mit einem in der Mitte zwischen seinen Polen angeordneten Zwischenpol versehen werden.

In den Abb. 1, 2 und 4 ist der Zwischenpol am Anker "2 dargestellt. Die Polarität des Zwischenpoles 17 hängt von dem Teil der Ankerspule ab, in welcher der Strom fließt. Bei der Bauart nach Abb. 1 ist die Polarität des Zwischenpoles dieselbe wie die des· Poles 4 des Ankers, da der Strom durch den Kontakt 8 zu dem Teil der Spule 12 am gegenüberliegenden Pol 3 fließt, mit dem Ergebnis, daß eine größere Anlaßkraft und schnellere Wirkung der Vorrichtung eintritt.

Die bevorzugte Form der Vorrichtung ist in Abb. 2 gezeigt. Die Ankerwicklung 12 ist in diesem Falle um den Zwischenpol 17 in die Schlitze 18 gewickelt, die zwischen den Polen 3 und 4 und dem Zwischenpol 17 gebildet uo sind. Die freien Enden der Ankerwicklung sind wie vorher mit den Segmenten 5 und 6 und das eine Ende der Feldmagnetwicklung ist mit der Anzapfstelle 15 an der Ankerwicklung 12 verbunden. Angenommen, die Teile 115 haben die Stellung nach Abb. 2, dann ist der Verlauf des Arbeitsvorgangs ähnlich wie bei der Vorrichtung nach Abb. 1. Läuft der Strom durch das Stromwendersegment 6 und den linken Teil der Ankerspule, den Anzapfpunkt 15 zu den Magnetspulen 13 und 14, dann erregt er die Pole 3 und 4 und die Pole

des Feldmagneten, so daß sich die Polaritäten N und S bilden. Das Anlaßdrehmoment kann hierbei weiter vergrößert werden durch Anordnung des Ankers zum Feldmagneten in der Weise, daß in der Endstellung seiner Bewegung in jeder Richtung der Raum zwischen dem Horn des Ankers und dem Horn des Feldmagneten auf ein Minimum verringert ist, um so weit als möglich den Widerstand des Luftspaltes zu beseitigen. Dies kann dadurch geschehen, daß man die Krümmung der Polstücke des Ankers und der Pole des Feldmagneten vom gleichen Radius macht und die Schwingungsachse des Ankers außerhalb des Mittelpunktes der Krümmung der Feldmagnetpole legt, wie Abb. 2 zeigt.

Wenn in der einen Richtung eine kleinere Anlaßkraft gewünscht wird als in der anderen, kann ein Widerstand in den betreffenden Ab-

ao schnitt der Ankerspule gelegt werden, und zwar außerhalb oder innerhalb derselben, z. B. indem man anstatt Kupferdraht für die ganze Länge der Spule zu benutzen, einen Abschnitt der Spule aus Kupfer und den übrigen Teil aus Material von höherem Widerstand als Kupfer macht.

Eine wechselweise wirkende Vorrichtung

kann auch gebaut werden, indem man als be-. wegtes Glied ein drehbares Feldmagnetsystem benutzt, das durch ein Solenoid erregt wird, das in der Mitte oder deren Nähe mit einem festen Anker in Verbindung gebracht wird.

Die Anwendung der Vorrichtung zur

Steuerung eines Ventils ist schematisch in Abb. 3 dargestellt. Teil 2 ist der Anker mit ungefähr kreisförmigem Querschnitt, der am Umfang einen Daumen 19 besitzt, der mit einer Rolle 20 am Ende einer Stange 21 zusammenwirkt. Diese hat am äußeren Ende eine Stellschraube 22. Die Stange 21 wirkt auf einen Hebel 23 ein, der bei 24 an das Ventilgehäuse angelenkt ist und einen Lenker 25 trägt, der an das Ventil 26 in dem Gehäuse 27 angreift.

Der Anker 2 ist in der Mittelstellung gezeichnet und wird sich nach rechts in Richtung des Pfeiles drehen. Hierbei wird die Stange 21 und damit das Ventil 26 angehoben. Wenn der Anker sich entgegengesetzt dreht, fällt die Stange 21 herab, und das Ventil schließt sich. Die Abwärtsbewegung der Stange kann durch die Schwerkraft oder eine auf sie oder einen anderen Teil wirkende Feder erfolgen. Die elektromagnetische Vorrichtung kann in einem Gehäuse 28 untergebracht werden, das eine Führung 29 für die Stange 21 besitzt.

Eine Ausführung der elektromagnetischen Vorrichtung zum Antrieb eines elektrischen Schalters ist in den Abb. 4, 5 und 6 dargestellt. Der Schalter besitzt zwei feste Schleifkontakte 30 und 31, die voneinander isoliert sind, und ein am Anker befestigtes Kontaktstück 32, das die Verbindung zwischen den Schleifkontakten 30 und 31 herstellt und so die Schaltung bewirkt. Hierbei sind die Anschläge, die die Schwingbewegung des Ankers 33 begrenzen, durch die Enden eines Schlitzes 34 in dem Gehäuse 35 gebildet, in dem ein Stift 36 am Anker sich bewegt. Eine leichte Feder 37 dient zum Halten des Stiftes in den Endstellungen im Schlitz.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromagnetische Fernsteuer vorrichtung zum Antrieb eines elektrischen Schalters oder eines Ventils, umfassend einen elektromagnetischen Feldmagneten und einen elektromagnetischen Anker, die relativ zueinander schwenkbar sind, Anschlage, um die Bewegung des schwenkbaren Teiles zu begrenzen, eine Anzapfspule an dem einen der elektromagnetischen Teile, deren beide Enden an je ein Segment eines Stromwenders angeschlossen sind, der sich in Übereinstimmung mit dem schwenkbaren Teile bewegt und die durch die Teile der Anzapfspule und die Spule des Feldmagneten führenden Stromkreise steuert, ferner zwei Bürsten, die mit dem Stromwender zusammenwirken, sowie Schaltmittel, um den durch den Stromwender und seine Bürsten führenden Stromkreis zu schließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungsstelle (15) der Anzapf spule (12) dauernd mit dem einen Ende der Feldmagnetwicklung (13, 14) und das freie Ende der Feldmagnetwicklung dauernd mit der einen Seite der Speisestromquelle verbunden ist, und daß die Bürsten mittels eines Umschalters an die andere Seite der Speisestromquelle anschließbar sind.
2. 2. Elektromagnetische Fernsteuervorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfwicklung (12) auf einen Zwischenpol (17) des Ankers (2) aufgebracht ist.
3. 3. Elektromagnetische Fernsteuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsachse des Ankers (2) exzentrisch zur Krümmungskurve der Pole des Feldmagneten (1) liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen