DE571529C - Selbsttaetige Steuerungseinrichtung zum periodischen Schliessen und OEffnen eines Stromkreises - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 1. MÄRZ 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Ja 571529 KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. November 1929 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Steuerungseinrichtung zum periodischen Schließen und öffnen eines Stromkreises, welche aus einem Unterbrecher besteht, der mit einem in einer Richtung zwischen zwei abgeschirmten Polen eines mit einer Wechselstromquelle verbundenen Elektromagneten ständig drehbaren Anker kraftschlüssig verbunden ist. Bei der Steuerungseinrichtung gemäß der Erfindung ist der Elektromagnet mit seinem Kern und dessen Polstücken im wesentlichen tangential zum Anker angeordnet und an seiner den Polen abgewendeten Stirnseite drehbar gelagert. Es ist zwar ein Zeitrelais mit unter Federwirkung stehendem Wechselstrommotor bekannt, dessen Belastungsbereich durch Verdrehung des mit Schirmpolen versehenen Antriebsbzw. Haltemagneten einstellbar ist. Bei dieser bekannten Ausführung ist jedoch der Magnet derart angeordnet, daß Polstücke und Kerne desselben radial gerichtet sind. Demgegenüber ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung eine Vergrößerung des Wirkungsgrades und eine Verminderung der durch den Aufbau der Vorrichtung bedingten Raumversperrung erzielt.

Während es bei Schalteinrichtungen ähnlicher Ausbildung mit in einer Richtung ständig drehbarem Anker bekannt ist, den Unterbrecher durch ein eine verhältnismäßig große Leistung des Motors voraussetzendes Kurbelstangen- und Zahnradgetriebe zu steuern, ist gemäß der Erfindung der von einer schwingbaren Quecksilberröhre gebildete Unterbrecher mit einem im wesentlichen vertikal nach abwärts ragenden und von der Drehachse der Röhre abgehenden vom Anker gesteuerten Arm versehen, der sich gegenüber der bekannten Ausführung nicht nur durch besonders einfache Ausbildung und geringe Raumversperrung auszeichnet, sondern auch infolge seiner Anordnung die Verwendung eines nur ganz schwachen Motors gestattet. Der Steuerarm der Quecksilberröhre besteht gemäß der Erfindung aus zwei aneinander einstellbar befestigten Teilen, so daß auf einfache Weise eine Veränderung der Schaltzeiten ausgeführt werden kann.

Die Erfindung ist auf den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι die Vorderansicht des Apparates, wobei ein Teil des Rahmens zur besseren Darstellung weggebrochen ist.

Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt in Linie 2-2 der Abb. 1.

Abb. 3 ist ein Schnitt in Linie 3-3 der Abb. i.

Abb. 4 ist ein Schnitt in Linie 4-4 der Abb. 3.

Abb. 5 ist ein Schnitt in Linie 5-5 der Abb. 2.
Abb. 6 zeigt das Schaltbild.

Der Apparat gemäß der Erfindung dient zum selbsttätigen Unterbrechen und Schließen eines elektrischen Stromkreises. Der Apparat . findet im besonderen Verwendung zur selbsttätigen Regelung elektrischer Stromkreise, die für verschiedene Zwecke dienen, beispielsweise für Blinklichtanlagen oder Reklameschilder. Der Apparat besteht aus einem geeigneten Gehäuse 10, in welchem die verschiedenen miteinander arbeitenden Teile untergebracht sind. Das Gehäuse selbst besteht aus einer Rückwand ii, die in aufrechter Stellung durch Befestigungslappen 12 montiert wird. Mit 13 ist ein Deckel bezeichnet, der abnehmbar unter Verwendung von Stehbolzen 14 befestigt ist, die ihrerseits durch Löcher des Deckels hindurchgehen und auf welche Muttern 15 zum Festhalten des Deckels geschraubt werden. Auf der Rückwand 11 des Gehäuses ist ein Rahmen 17 befestigt, der aus einer hinteren Platte 18 und einer vorderen Platte 19 besteht. Der Abstand zwischen den beiden Platten wird durch Stangen 20 gewahrt, die unter Verwendung von Schrauben 21 oder in anderer geeigneter Weise an den Platten befestigt sind. Die hintere Platte 18 sitzt ihrerseits auf den Nabenstücken 22 des Gehäuses 11 unter Verwendung von Schrauben 23 o. dgl. An dem Rahmen 17 ist schwingbar ein Halter 25 gelagert, der eine oder mehrere Schaltvorrichtungen trägt. Zwei von diesen Vorrichtungen werden in den beiden Klammern 26 und 27 gehalten, die abnehmbar an dem Teil 25 befestigt sind. Es kann eine beliebige Anzahl dieser Stromunterbrecher zur Anwendung kommen. Vorzugsweise besteht der Schalter 28 aus einer Glasrohre 29, die eine geeignete Menge einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 30, beispielsweise Quecksilber, enthält, welche zwischen den Einführungen 31 und 32 Kontakt herstellt. Diese Einführungen liegen in einem entsprechenden Abstand zueinander an dem gleichen Ende der Röhre. Wenn die Röhre so geneigt wird, daß das Quecksilber den Raum zwischen den Einführungen 31 und 32 überbrückt, wird durch das Quecksilber ein Stromkreis geschlossen. Sobald die Röhre in der entgegengesetzten Richtung geneigt wird, erfolgt eine Unterbrechung des Stromkreises. Die Röhre sitzt auswechselbar in einer der Klammern 26, 27, so daß sie sich im wesentlichen unterhalb der Drehachse des Halters 25 befindet. Dieser Halter sitzt mit dem einen Ende schwingbar auf einem Zapfen 34 der hinteren Platte 18, während das vordere Ende auf einer Schraube 35 o. dgl. gelagert ist, die in der Vorderplatte 19 des Rahmens sitzt. Die Schraube erstreckt sich durch den nach unten gebogenen vorderen Teil 36 des Halters, und dieser Teil befindet sich in einem gewissen Abstand von der Vorderplatte 19 des Rahmens durch Einbau einer Abstandbuchse 43, durch welche die Schraube 35 hindurchgeht. Der Teil 36 des Halters ist einstellbar durch eine Schraube 37 an dem nach unten reichenden Arme 38 befestigt: Wie dargestellt, ist die Schraube 37 in den Arm 38 eingedreht; sie geht aber durch einen bogenförmigen Schlitz 39 des Teiles 36 des Halters hindurch. Der Arm 38 ist also mit dem Teil 36 auf der Schraube 35 schwingbar gelagert. Da die relative Stellung des Armes 36 zum Teil 37 des Halters geändert werden kann, so kann der Halter, an welchem der Schalter sitzt, nach hinten und vorn derart ausgeschwungen werden, daß das Quecksilber in der Röhre einen elektrischen Stromkreis, in dem die Einführungen 31 und 32 liegen, schließt oder unterbricht. Zur Ausführung der Schwingbewegung des Halters 25 wird der nach unten ragende Arm 38 durch ein Exzenterglied, beispielsweise einen Stift oder eine Schraube, hin und her bewegt, die exzentrisch auf einer drehbaren Scheibe 41 sitzt, welche ihrerseits drehbar in der vorderen Rahmenplatte 19 gelagert ist. Der Exzenteroder Kurbelstift 40 arbeitet mit einem Schlitz 42 in dem Arm 38 zusammen. Auf diese Weise werden die Drehbewegungen des Rades 41 in Schwingbewegungen des Armes 38 und des Halters 25 umgesetzt..

Die Scheibe 41 ist fest mit einem Zahnrad 44 verbunden, welches mit einem kleinen Zahnrad 45 kämmt, das auf einer Ankerwelle 46 sitzt, die ihrerseits die Ankerscheibe 47 einer elektromagnetischen Antriebsvorrich- · tung trägt. Die Ankerwelle 46 ruht an beiden Enden vorzugsweise in Kugellagern 48, die in den Rahmenplatten 18 und 1.9 untergebracht sind. Die Welle 46 dreht sich um eine Achse, die im wesentlichen parallel zur Drehachse des Halters 25 liegt. Der Anker 47 hat vorzugsweise die Form einer aus Leichtmetall bestehenden Scheibe, beispielsweise Aluminium o. dgl., und bewegt sich zwischen den Polflächen 49 und 50 eines Elektromagneten 51. Dieser Elektromagnet besteht aus einem Eisenkern 52,' der vorzugsweise aus weichem Lamelleneisen hergestellt ist. Die eine Seite des Kernes wird von einer Wicklung 53 umgeben, durch die Wechselstrom fließt. Der Elektromagnet 51 dient zur Erzeugung eines gleichmäßigen Drehmomentes mit Bezug auf den Anker 47, der sich mit konstanter Geschwindigkeit um seine Achse dreht, wenn

Wechselstrom mit geeigneter Spannung der Spule 53 zugeführt wird. Um ein entsprechendes Drehmoment zu erhalten und um zu gewährleisten, daß der Anker 47 selbst anläuft, sind Polschirmeinrichtungen für den Elektromagneten vorgesehen. Diese Einrichtungen bestehen, wie dargestellt, aus Kupferringen 55, die einen Teil des einen oder auch der beiden Pole in der Nähe der Polflächen des Magneten derart umfassen, daß der in diesen Schirmringen 55 erzeugte Strom mit den Strömen zusammenarbeitet, welche im Anker erzeugt werden, so daß eine Drehbewegung des letzteren in an sich bekannter Weise erzielt wird.

Es ist ersichtlich, daß der Anker und die am Anker sitzenden Teile verhältnismäßig leichtes Gewicht haben und nur ein geringes Trägheitsmoment besitzen, so daß der Anker mit seiner Bewegung beginnt, sobald der Elektromagnet erregt wird, und seine Bewegung wieder unterbricht, sofort nachdem der Elektromagnet stromlos ist. Der Anker dient nur als Antriebsmittel zur Bewegung der Kontaktröhre und ihres Halters. Das Gewicht dieser Teile wird von dem Rahmen aufgenommen.

Der Elektromagnet 51 ist einstellbar an den Platten 18 und 19 des Rahmens gelagert, um eine Einstellung der Drehgeschwindigkeit des Ankers zu 'erzielen. Wie dargestellt, ist der aus Lamellen bestehende Kern 5² durch Schrauben 57 mit einer Stange 58 verbunden, in deren Enden Schrauben 59 eingedreht sind, die von den beiden Rahmenplatten gehalten werden. Die Stange 58 ist auf diese Weise schwingbar durch die Schrauben gelagert, so daß die Polflächen des Elektromagneten entweder auf die Drehachse· des Ankers 47 zu oder von dieser weg bewegt werden können. Der Kern 52 des Elektromagneten ist mit einem Zapfen 60 versehen, der sich in der Nähe der Polfläche 50 befindet. Dieser Zapfen geht durch einen Bogenschlitz 61 der Rahmenplatte 19 hindurch. Eine Feststellmutter 62 ist auf das Ende des Zapfens 60 aufgedreht, und außerdem sind Scheiben auf beiden Seiten der Rahmenplatte 19 vorgesehen. Die Bauart ist derart, daß, wenn die Mutter 62 angezogen wird, der Elektromagnet in seiner Stellung festgehalten ist. Der Elektromagnet kann jedoch leicht nach Lösung der Mutter nach, oben' oder unten bewegt werden. Nachdem die gewünschte Lage des Elektromagneten erhalten worden ist, wird er durch Anziehen der Mutter gesichert, wobei die Scheiben 63 sich fest gegen die Stirnseiten der Rahmenplatte 19 legen. Wenn der Elektromagnet sich in der in der Abb. 1 veranschaulichten Stellung befindet, erzeugen die abgeschirmten Pole des Magneten ein gewisses Drehmoment mit Bezug auf den Anker. Wird der Elektromagnet aus dieser Stellung etwas nach unten bewegt, dann steht nur ein kleiner Teil des Ankerumfanges im Wirkungsbereich der Polflächen des Magneten. Infolgedessen wird ein kleineres Drehmoment ausgeübt, so daß der i\.nker sich mit geringerer Geschwindigkeit dreht. Wenn der Magnet nach oben oder entgegen der Drehrichtung des Uhrzeigers aus der in der Abb. 1 veranschaulichten Stellung bewegt wird, dann wird der Anker sich schneller drehen, da die Polflächen des Elektromagneten ihre volle Wirkung auf den Anker ausüben. Die Bewegung der Polflächen erfolgt im wesentlichen in einer Richtung auf die Drehachse des Ankers zu oder von dieser weg, so daß beträchtliche Veränderungen der Ankergeschwindigkeit erzielt werden können.

Unterhalb des Rahmens 17, welcher die miteinander arbeitenden Teile des Apparates trägt, ist eine Schiene 65 durch Schrauben 66 auf dem Pfosten 67 des Gehäuseteiles 11 befestigt. Auf dieser Schiene befindet sich ein Isolationsblock 68, welcher die Klemmen 69, 70, 71 und 72 trägt. Die Klemmen 69 und 70 sind unter Vermittlung der Klemmschrauben

73 mit den Netzleitungen 74 und 75 verbunden. Die Leitungen 76 und 77 für den Arbeitsstromkreis sind an die Klemmen 71 und 72 angelegt, während die Klemmen 69 und 72 durch eine gemeinsame Leitung 78 miteinander in Verbindung stehen. Die Klemmen 70 und 71 sind an die Einführungen 31 und 32 der Kontaktröhre angeschlossen, während die Spule 53 des Elektromagneten mit den Klemmen 69 und 70 verbunden ist, wie es die Abb. 6 zeigt. Es ist ersichtlich, daß, sobald Wechselstrom durch die Netzleitungen

74 und 75 zugeführt wird, der Arbeitsstromkreis taktmäßig in den Netzstromkreis ein- und wieder ausgeschaltet wird, und zwar durch die Schwingbewegung der Kontaktröhre. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Kontaktröhre kann durch Einstellung der Lage des Elektromagneten um seine Achse geändert werden derart, daß die Polflächen des Magneten auf die Ankerspindel zu oder von dieser weg bewegt werden. Die Drehung des Ankers 47 wird durch den Zahnradantrieb und den Kurbelstift über den Schlitz auf den Arm 38 übertragen, so daß letzterer hin und her schwingt und seinerseits eine Schwingbewegung der Kontaktröhre veranlaßt. Wenn der Arm 38 im wesentlichen in einer Richtung zum Teil 36 des Halters der Kontaktröhre liegt, dann befindet sich die Röhre im wesentlichen in waagerechter Lage, wenn der Kurbelzapfen 40 sich in seiner untersten Stellung befindet. Sobald die Teile so zueinander eingestellt sind, dann ist die Zeit.

während welcher der Belastungsstromkreis unter Strom steht, im wesentlichen die gleiche wie die Zeit, während welcher der Belastungsstromkreis stromlos ist. Wenn so die Lampen im Arbeitsstromkreis durch den Apparat betätigt werden, dann sind die Perioden der Dunkelheit der Lampen gleich den Perioden, während welcher die Lampen aufleuchten. Wenn die Zeit, während welcher die Kontakt miteinander gebenden Teile geschlossen sind, länger sein soll und die Unterbrechungszeit des Arbeitsstromkreises entsprechend eine kürzere ist, dann kann der Arm 38 durch Lösung der Schraube 37 eingestellt werden, indem der Arm 38 mit Bezug zum entsprechenden Teil des Halters bewegt wird, wodurch eine entsprechende Einstellung des Zeitverhältnisses erfolgt. Eine derartige Einstellung des Armes 38 zum Halter der Röhre ist in der Abb. 1 veranschaulicht,

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Selbsttätige Steuerungseinrichtung zum periodischen Schließen und öffnen eines Stromkreises, bestehend aus einem Unterbrecher, der mit einem in einer Richtung zwischen zwei abgeschirmten Polen eines mit einer Wechselstromquelle verbundenen Elektromagneten ständig drehbaren Anker kraftschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet mit seinem Kern und dessen Polstücken im wesentlichen tangential zum Anker angeordnet und an seiner den Polen abgewendeten Stirnseite drehbar gelagert ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer schwingbaren Quecksilberröhre gebildete Unterbrecher mit einem vertikal nach abwärts ragenden und von der Drehachse der Röhre abgehenden, vom Anker gesteuerten Arm versehen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerarm der Quecksilberröhre aus zwei aneinander einstellbar befestigten Teilen besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen