DE621294C - Elektromotorischer Einzelantrieb fuer Waehler in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. NOVEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a³ GRUPPE 20 is

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Juni 1931 ab

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Einzelantrieb für Wähler in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei dem ein Rotor durch von feststehenden Magnetwicklungen erzeugte Magnetfelder in Drehung versetzt wird.

Zweck der Erfindung ist, eine größere Betriebssicherheit der mit solchen Antriebsvorrichtungen versehenen Wähler zu erzielen.

Um ein einwandfreies Arbeiten derartiger Wähler zu erreichen,. ist vorgeschlagen worden, für bestimmte Fälle, z. B. zur sicheren Durchführung der Einzelleitungsprüfung, die Einstellgeschwindigkeit durch Vorschaltwiderstände o. dgl. zu verringern. Die für derartige Einzelantriebe vorgeschlagene Anordnung hat aber den Nachteil, daß gleichzeitig mit der Verringerung der Einstellgeschwindigkeit die Betriebssicherheit herabgesetzt wird.

Die Erfindung vermeidet nun diesen Nachteil dadurch, daß die elektromotorische Antriebsvorrichtung mit Kurzschlußwicklungen (ζ. B. Kupferrohr, Metallscheiben, Drahtwicklungen) ausgerüstet ist, welche auf die von den Erregerwicklungen erzeugten magnetischen Felder einwirken.

Durch die Kurzschlußwicklungen läßt sich die Geschwindigkeit des Laufes verringern, da durch sie das Entstehen und Abklingen der magnetischen Felder verzögert wird. Es ist zweckmäßiger, durch Kurzschlußwicklungen die Geschwindigkeit zu ändern, als durch Vorschalten von Widerständen, da durch letztere das Drehmoment des Motors, unabhängig von seiner Geschwindigkeit, verringert wird, so daß auch beim Anlaufen bzw. beim Überwinden von Widerständen nur geringe magnetische Kräfte zur Verfügung stehen. Dies ist bei Anwendung von Kurz-Schluß wicklungen nicht der Fall.

Die Verzögerungswirkung der Kurzschlußwicklungen beim Ausschalten einer Erregerspule kommt dadurch zustande, daß der hierbei in der Kurzschlußwicklung induzierte Strom das magnetische Feld der Spule langsamer abklingen läßt, wodurch auf den Anker, der dann schon über den Pol hinausgegangen ist, eine bremsende Wirkung ausgeübt wird.

Ferner wird auch nach dem Einschalten während des Laufens das Entstehen des magnetischen Feldes durch die Kurzschlußwicklung verzögert, weil während des Stromanstiegs in der Erregerwicklung in der Kurzschlußwicklung Ströme induziert werden, welche dem Entstehen des magnetischen Feldes entgegenwirken. Es wird also durch die Kurzschluß wicklung infolge der durch sie bewirkten Verzögerung der Feldänderungen ein langsameres Laufen erzielt, als wenn keine Kurzschluß wicklung vorhanden wäre. Die Wirkung der Kurzschlußwicklung ist

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Konrad Müller in Berlin-Spandau,

aber abhängig von der Geschwindigkeit der Feldänderung. Beim Anlaufen des Wählers ist die Dauer der Einschaltung der Spule wesentlich- größer als während des Laufens, da beim Anlauf der Anker und die anzutreibenden Einrichtungen beschleunigt werden müssen. Es steht daher dann genügend Zeit zum Aufbau des Feldes der Erregerwicklung zur Verfugung, so daß das Feld nahezu den ίο vollen Wert erreicht. Die bremsende Wirkung der Kurzschlußwicklung wirkt sich daher beim Anlauf nicht so stark aus. Dieser Umstand wird noch dadurch erhöht, daß am Ende des Anstiegs des Erregerfeldes die Geschwindigkeit der Flußänderung kleiner wird und dementsprechend auch die in der Kurzschlußwicklung induzierten Ströme geringer sind. Treten beim Laufen größere Widerstände auf, so wird der Lauf des Wählers verlangsamt, wodurch die Dauer der Einschaltung der einzelnen Spulen vergrößert wird. Durch diese Vergrößerung der Einschaltzeit tritt in gleicher Weise, wie beim Anlaufen beschrieben, eine Verringerung der bremsenden Wirkung der Kurzschlußwicklung ein. Die bei jedem Motor vorhandene Zunahme des Drehmomentes mit abnehmender Drehzahl ist hier •ajso wesentlich größer als bei einem Motor, der ohne Kurzschlußwicklungen mit der gleichen Drehzahl läuft, da mit Vergrößerung der Einschaltzeit und damit verbundener Vergrößerung des Erregerfeldes die Gegenwirkung der Kurzschlußwicklung sich verringert. Die bei einer Belastung auftretende Abnahme der Drehzahl ist daher kleiner als bei Motoren ohne Kurzschlußwicklungen. Die Drehzahl des Wählers wird also durch die Kurzschlußwicklung herabgesetzt, ohne daß in gleichem Maße wie bei einem Motor ohne Kurzschlußwicklungen das Drehmoment und damit die Betriebssicherheit verringert werden. Die Drehzahl des Motors läßt sich demnach durch Anordnung von Kurzschlußwicklungen auf den Erregerspulen so weit heruntersetzen, wie es durch Vorschalten von Widerständen nicht möglich ist, da dann unter Umständen das Anlaufen des Motors in Frage gestellt wird. Auch im Hinblick auf die Stillsetzung des Ankers mit Hilfe der Feldmagnete ist die Anwendung von Kurzschlußwicklungen günstiger als das Vorschalten von Widerständen. Die zuletzt genannte Maßnahme bewirkt eine Schwächung des magnetischen Feldes, auch beim Stillsetzen. Dies tritt bei Kurzschlußwicklungen, wie oben angeführt ist, nicht ein, weil die Einschaltzeit der Magnetspulen länger ist und das Kurzschlußfeld nach Bildung des Anhaltefeldes der Erregerspule abgeklungen ist.

Diese Verbesserung der Stillsetzung ist besonders erwünscht bei hoher Schrittgeschwindigkeit, bei welcher zunächst eine Anwendung von Kurzschlußwicklungen nicht in Frage kommen würde. Sieht man hier, wenn auch in geringem Maße, Kurzschlußwicklungen vor, so ist infolge der verzögerten Wirkung derselben eine stärkere Erregung der Magnetspule nötig, um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen. Diese stärkere Magnetisierung kommt dann dem Stillsetzen zugute, wie oben beschrieben.

Die Ausbildung dieser Kurzschlußwicklung kann ganz beliebig sein. Sie kann. z. B. aus Kupferrohr, Metallscheiben, Drahtwicklungen ö. dgl. bestehen. Die Kurzschlußwicklungen können ausschaltbar sein. Dieses ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Wähler aus irgendwelchen Gründen mit größter Geschwindigkeit fortgeschaltet werden soll, da beim Überschreiten einer gewissen Einstellgeschwindigkeit die zur Verfügung stehenden magnetischen Kräfte durch die Kurzschlußwicklungen naturgemäß geschwächt werden. Die Anordnung kann hierbei derart getroffen werden, daß die Kurzschluß wicklungen selbsttätig dann eingeschaltet sind, wenn ihre Wirkung auf das magnetische Feld erwünscht ist.

Sollen mit Kurzschlußwicklungen ausgerüstete Antriebsvorrichtungen den Wählern _go dieselben Einstellgeschwindigkeiten erteilen wie Antriebsvorrichtungen ohne Kurzschlußwicklungen, so ist dies durch an sichbekannte Mittel, wie Herabsetzung der Widerstände im Stromkreis der Erregerwicklungen, Vergrößerung der Wahl der Amperewindungen, oder beides, erreichbar.

Nachstehend ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben, und. zwar eine elektromotorische Antriebsvorrichtung mit zwei um 90 ° versetzten, feststehenden Elektromagneten.

Die Fig. 1 zeigt die Antriebsvorrichtung von oben gesehen; eine der beiden Statorspulen ist teilweise im Schnitt dargestellt.

Die Fig. 2 zeigt die rotierenden Teile der Antriebsvorrichtung.

Die Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung für die Antriebsvorrichtung.

Der Anker 1 steht unter dem Einfluß der no beiden Magnetpole 2 und 3 der feststehenden Elektromagnete 4 und 5. Durch wechselseitige Erregung dieser beiden Magnete erhält der Anker ein Drehmoment; dabei wird die Drehrichtung durch die am Anker angebrachten Streunasen 6 und 7 bestimmt. Die Erregung der beiden Statorspulen 4 und 5 wird durch zwei Federsätze 8 und 9 gesteuert, die ihrerseits durch eine auf der Ankerachse befestigte Nockenscheibe 10 betätigt werden. Der Elektromagnet 4 ist teilweise im Schnitt dargestellt, wodurch die auf dem Kern 11 an-

geordnete Kupferwicklung 12 ersichtlich wird, die entweder aus einem Kupferrohr, einer Blankdrahtwicklung ο. dgl. bestehen kann. Die Erregerwicklung der Spule 4 ist mit 13 bezeichnet. An Stelle der Kurzschlußwicklung in Form eines Kupferrohres oder einer Blankdrahtwicklung kann auch eine Wicklung benutzt werden, die nur zeitweise kurzgeschlossen wird, beispielsweise nur während

des Anlaufs des Motors oder dessen Stillsetzung.

Die Form der die beiden Federsätze 8 und 9 betätigenden Nockenscheibe 10, die beispielsweise aus Fiber hergestellt sein kann, ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Scheibe sitzt fest auf der Ankerwelle 14 und spreizt jedesmal die je aus zwei Kontaktfedern bestehenden Federsätze 8 und 9 auseinander, wenn die Ansätze der Fiberscheibe zwischen den Federn hindurchgleiten. Ist der Federsatz 8 geöffnet, so wird die Spule 4 stromlos, ist dagegen der Federsatz 9 geöffnet, so wird die Spule 5 stromlos.

Die Zahl der feststehenden Elektromagnete kann natürlich beliebig groß sein. In dem Falle, in welchem ein Anker mit Wicklung Anwendung findet, kann die Kurzschlußwicklung auch auf dem Anker angebracht werden, oder es können sowohl der Anker als auch die feststehenden Magnete mit solchen Kurzschlußwicklungen versehen sein. Falls es erforderlich ist, während der Einstellbewegung zeitweise größere Einstellgeschwindigkeiten zu erzielen, wird zweckmäßig die Amperewindungszahl der feststehenden Magnete regelbar ausgebildet, z. B. durch Zuschalten weiterer Windungen oder durch Erhöhung des Erregerstroms.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Art der Schaltung der Kurzschlußwicklungen. Die Statorspulen der Antriebsvorrichtung sind mit I und II bezeichnet. In der dargestellten Stellung der Kontakte fließt beim Anschalten der Batterie zunächst ein Strom von Erde über den Nockenkontakt nk, Statorspule I, Wicklung Γ, Batterie, Erde. Nach einer kurzen Drehung des Ankers wird der Kontakt nk' geschlossen (die Kontakte nk und nk' entsprechen den Federsätzen 8 und 9 [Fig. 1], die von der Nockenscheibe 10 betätigt werden). Es kommt dann ein Stromkreis zustande über: Erde, Kontakt^', Statorspule II, Wicklungen II', Batterie, Erde. Der Motor läuft somit unter der Einwirkung eines Statorfeldes, das von den Wicklungen I und Γ sowie II und II' erzeugt wird. Soll der Motor nun beispielsweise während der Einzelleitungswahl langsamer laufen, so wird durch ein nicht näher bezeichnetes Relais V der Kontakte betätigt, der sowohl die Wicklung Γ als auch die Wicklung II' kurzschließt. Der Stromverlauf gestaltet sich dann ähnlich wie oben beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß die Wicklungen I' und II" nicht mehr an der Felderzeugung mitwirken, sondem als Kurzschlußwicklungen, z. B. beim Anlaufen oder beim Stillsetzen des Motors, das Feld günstig beeinflussen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromotorischer Einzelantrieb für Wähler in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei dem ein Rotor durch von feststehenden Magnetwicklungen erzeugte Magnetfelder in Drehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Antriebsvorrichtung mit Kurzschlußwicklungen (z. B. Kupferrohr, Metallscheiben, Drahtwicklungen) ausgerüstet ist, welche auf die von den Erregerwicklungen erzeugten magnetischen Felder einwirken.

2. Elektromotorischer Einzelantrieb für Wähler nach Anspruch 1, dadurch geketinzeichnet, daß die Kurzschlußwicklungen ausschaltbar sind.

3. Elektromotorischer Einzelantrieb für Wähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amperewindungszahl der Erregerwicklung der elektromotorischen Antriebsvorrichtung regelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen