DE654286C - Fernschaltanlage mit nur einem Steuerleiter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fernschaltanlage mit nur einem Steuerleiter, der durch ein Steuerglied abwechselnd an entgegengesetzte Netzpole angeschlossen wird und durch einen von dem fernbetätigten Hauptschalter bewegten Hilfsschalter derart mit einer der beiden ebenfalls an entgegengesetzte Netzpole angeschlossene Wicklungen des Schalterantriebes verbunden wird, daß nach Betätigung des Schalters die bisher wirksame Wicklung abgeschaltet und der Stromweg für die der entgegengesetzten Schalterbetätigung dienende Wicklung vorbereitet wird.

Bei einer bekannten Fernsteuerungsanlage dienen als Antriebsvorrichtung gewöhnliche Elektromagnete, die bei größeren Entfernungen leicht versagen. Verwendet man als Antriebsvorrichtungen Einphasenmotoren, so müssen diese mit Hilfswicklung oder Kollektor versehen sein, um ein rasches Anlaufen zu sichern. Zudem sind Kopplungsorgane u.dgl. nötig, um den Motor frei anlaufen zu lassen, die Kontaktorgane in der gewünschten Stellung stillzulegen und zuletzt den Motor für den Auslauf freizugeben.

Diese Nachteile besitzen nun bekannte elektromagnetische Antriebsvorrichtungen nicht, bei denen ein Anker in einem konstanten Kraftlinienfeld angeordnet ist und durch Wechselstrom in Schwingungen um eine Gleichgewichtslage versetzt wird, in der ihn eine Feder zu halten sucht, die gleichzeitig dazu dient, die Ankerschwingungen auf die Periodenzahl des Wechselstromes abzustimmen. Solche Antriebsvorrichtungen kommen beim Einschalten fast momentan in die gewünschte Sinusschwingung und bleiben bei Stromunterbrechungen momentan stehen, so daß die Schaltbewegungen unmittelbar einsetzen und unerwünschte Schaltstellungen nach der Unterbrechung nicht vorkommen. Es ist also bei diesen Antriebsvorrichtungen weder eine Hilfswicklung noch ein Kollektor und ferner auch kein Kupplungsorgan erforderlich.

Die Praxis fordert aber bei solchen Antriebsvorrichtungen einen möglichst geringen Raumbedarf und geringes Gewicht bei möglichst hoher Leistung.

Es ist nun bekannt, daß hochlegierte Kobaltstahlmagnete bei gleicher Remanenz wie

die Wolframstahlmagnete für die gleiche Leistung nur etwa */₃ der Länge der Wolframstahlmagnete benötigen. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen vermeidet main nach Möglichkeit die Herstellung von .'hui' eisenförmigen Kobaltmagneten._; Die Anwen> dung von Stabmagneten bietet aber '-die Schwierigkeit, daß die Mittel zur Erzeugung des konstanten Magnetfeldes und des Wechselfeldes nicht mehr in der bisherigen Weise angewendet werden können.

Diese Schwierigkeit wird durch die vorliegende Erfindung überwunden. Erfindungsgemäß besitzt die Antriebsvorrichtung der Fernsteueranlage zur Erzeugung des konstanten Magnetfeldes einen oder mehrere Stabmagnete hoher Leistung, und jede einzelne der neben- oder übereinander an dem oder den Stabmagneten angebrachten, zur Erzeugung des Wechselfeldes dienenden Spulen der Antriebsvorrichtung ist in zwei Teile unterteilt, wobei die in gleichen Ebenen liegenden Teilspulen zu einer von zwei Wicklungen w¹, w² zusammengeschaltet sind, welche die an die entgegengesetzten Netzpole angeschlossenen Wicklungen des Schalterantriebs bilden. Durch diese Ausbildung ist es möglich, die Antriebsvorrichtung auf kleinstem Raum unterzubringen, ohne an Leistung etwas einzubüßen.

In der Zeichnung zeigen die Abb. 1 und 2 das Schema der ganzen Anlage, während die Abb. 3 bis 8 verschiedene Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung darstellen. In Abb. ι und 2 ist mit A die Antriebsvorrichtung bezeichnet, die über ein Getriebe g und die Nockenscheibe η den unter Wirkung der Feder r stehenden Hebel h der Hauptkontakte h^l steuert. Die Antriebsvorrichtung weist zwei Wicklungen w¹ und w² auf, die einerseits mit den festen Kontakten a^l bzw. b¹ eines Momentschalters und andererseits mit den Leitern n¹ bzw. n² des Leitungsnetzes in Verbindung stehen. Der Kontaktarm k¹ des Momentschalters wird durch den Hebel h gesteuert und ist durch die Fernsteuerleitung f mit dem Kontaktarm k² des Fernsteuergerätes, z. B. eines Instrumentes, verbunden, dessen feste Kontakte α³ und α⁴ an den Leitern n² bzw. n¹ liegen.

In Abb. ι sind die Hauptkontakte h¹ geschlossen. Der Hebel h hat den Arm k¹ in Berührung mit Kontakt b¹ gebracht. Gelangt nun der Kontaktarm k² in die gezeichnete Stellung, d. h. in Berührung mit Kontakt α⁴, so fließt Strom von w¹ über α⁴, k², f, k¹, b¹, tv¹ und zurück zum Leiter n². Die Antriebsvorrichtung wird betätigt und dreht die Nockenscheibe«, bis diese in die Stellung nach Abb. 2 gelangt, in der - die Hauptkontakte h¹ geöffnet werden. Im Augenblick, wo die Nockenscheibe diese Stellung erreicht hat, wird der Kontaktarm k¹ momentan nach a¹ umgelegt und dadurch die Wicklung w¹ abgeschaltet. Die Antriebsvorrichtung A bleibt stehen, weil die Wicklung w² mit beiden ^: Enden an dem Leitern¹ liegt, also span-, nungslos bleibt.

Wandert nun der Kontaktarm k~ nach o^s, so fließt der Strom durch die Wicklung w^s, wodurch die Antriebsvorrichtung wieder in Gang gesetzt wird, bis die Nockenscheibe m in die Stellung nach Abb. r gelangt. Dann werden die Hauptkontakte /z·¹ geschlossen und der Kontaktarm k^l nach b¹ herumgelegt. Die Wicklung w² wird stromlos, und die Wicklung α'¹ bleibt ohne Spannung. Erst wenn der Kontaktarm k² wieder nach α⁴ gewandert ist, geht Strom durch w^l, und die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich. Mit jeder haiben Umdrehung der Nockenscheibe wird also der Momentschalter betätigt, der dabei den Stromkreis für die nächste Betätigung der Antriebsvorrichtung vorbereitet.

Die Ausführungsform der Antriebsvorrichtung nach Abb. 3 und 4 besitzt einen Kobaltmagnet i, an dessen Nordpol zwei Spulen 3 und 4 befestigt sind, deren Kerne senkrecht zum Magnet stehen. Hier wie bei den folgenden Beispielen ist jede Spule durch eine Isolierscheibe 29 in zwei Teilspulen unterteilt, und die in der gleichen Ebene liegenden Teilspulen sind zu einer einzigen Wicklung zusammengeschaltet. Die beiden so erhaltenen Wicklungen bilden die Wicklungen.«/¹. w² nach Abb. 1 und 2. Der parallel zu dem Magnet angeordnete Anker 5 sitzt auf der Welle 6, die die Schaltklinke 7 trägt. Diese betätigt das Schaltrad 8. Der Anker steht unter der Wirkung der Feder 9, die ihn in der gezeichneten Gleichgewichtslage zu halten sucht und außerdem die Schwingungen des Ankers auf die Periodenzahl des Wechselstroms abstimmt. Das obere Ende des Ankers 5 befindet sich im Bereich von Ausschnitten 28 der Spulenkerne. Zwischen die Spulenkerne und den Magnet ist eine Eisenlasche 27 eingeschaltet.

Der Wechselstrom geht durch die jeweils erregten Teile der Spulen 3 und 4 in entgegengesetztem Sinn, Bei jedem Stromwechsel wird der Pol der einen Spule verstärkt dadurch, daß die Lasche 27 den Kraftlinienstrom nach dem betreffenden Kern hin konzentriert und ihn so vom anderen Kern ablenkt, der dadurch geschwächt wird. Durch die Anordnung der Lasche 27 wird also der Vorteil erzielt, daß bei jedem Stromwechsel die Ablenkung des Kraftlinienstromes von dem zu schwächenden Pol und dessen Konzentration auf den zu verstärkenden Pol, die sich infolge der hohen Koerzitivkraft der

Kobaltmagnete als schwierig erwies, möglich .gemacht wird. Der Anker wird daher abwechselnd vom jeweils verstärkten Pol angezogen und schwingt also von einem Spulenkern zum andern. Die Richtung des magnetischen Flusses ist in Abb. 2 durch Pfeile angedeutet. Wie ersichtlich, ist die Richtung dieses Flusses im Anker stets die gleiche.

ίο Die Ausführungsform nach Abb. 5 und 6 unterscheidet sich von der oben beschi-iebenen dadurch, daß sie zwei Kobaltstabmagnete 1 und 2 besitzt, die parallel zueinander mit den gleichnamigen Polen nebeneinander angeordnet sind. An jedem Pol, also sowohl am Nordpol wie am Südpol jedes Magnets, ist eine Spule 3, 4 bzw. 10, 11 angebracht. Je zwei benachbarte Pole sind durch die Eisenlaschen 27 und 2j' verbunden. Die Schaltung der Spulen ist derart, daß durch den Wechselstrom beispielsweise bei einem Stromwechsel die Pole der Spulen 3 und 11 verstärkt, die der Spulen 4 und 10 dagegen geschwächt werden, während beim nächsten Stromwechsei der umgekehrte Vorgang stattfindet. Es ziehen also abwechselnd die Kerne der Spulen 3, 11 oder 4, 10 den Ankers ^an> der dadurch in Schwingungen versetzt wird. Auch hier ist der Anker stets im gleichen Sinne vom Fluß durchflossen. Statt zweier Magnete könnte diese Ausführungsform auch nur einen einzigen besitzen, ohne daß dadurch die Wirkungsweise geändert wird.

Die Ausführungsform nach Abb. 7 und 8 ist doppelt wirkend ausgebildet. Sie besitzt einen Stabmagnet 14 aus Kobaltstahl mit den Spulen 15, 16 und 17, 18, den Eisenlaschen 2" und 27' und zwei sich senkrecht kreuzenden Ankern 19, 20. Auf jeden Anker wirkt eine Kegelfeder 21 bzw. 22, die ihn in der gezeichneten Stellung zu halten sucht. Die Spulenkerne sind in einem Haltekreuz 23 abgestützt, der von der Welle 24 lose durchsetzt wird.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Wenn sich die Spulenpole 16, 17 verstärken, so ziehen sie die Anker 19, 20 derart an, daß diese sich in einander entgegengesetzter Richtung bewegen.

Bei Stromwechsel verstärken sich die Pole, die zu den Spulen 15, 18 gehören und ziehen daher ihrerseits die Anker 19, 20 an. Die Anker schwingen also stets in entgegengesetzten Richtungen und verhindern dadurch die Rückwirkung ihrer Schwingungen auf das Gehäuse der Vorrichtung. Dadurch wird ein Mitschwingen des Gehäuses eine Lockerung der Gehäusebefestigung und damit störend geräuschvoller Gang der Vorrichtung vermieden. Die Klinken 25 und 25' an den Ankern 19, 20 übertragen abwechselnd die Bewegung der Anker auf das Schaltrad 26 der Welle 24.

Claims (4)

Patentansprüche: 6,

1. Fernschaltanlage mit nur einem Steuerleiter, der durch ein Steuerglied abwechselnd an entgegengesetzte Netzpole angeschlossen wird und durch einen von dem fernbetätigten Hauptschalter bewegten Hilfsschalter derart mit einer der beiden ebenfalls an entgegengesetzte Netzpole angeschlossene Wicklungen des Schalterantriebes verbunden wird, daß nach Betätigung des Schalters die bisher ^7S wirksame Wicklung abgeschaltet und der Stromweg für die der entgegengesetzten Schalterbetätigung dienende Wicklung vorbereitet wird, wobei als Antriebsvorrichtung ein in einem konstanten Kraftlinienfeld angeordneter Anker dient, der durch Wechselstrom in Schwingungen um eine Gleichgewichtslage versetzt wird, in der ihn eine gleichzeitig der Abstimmung der Ankerschwingungen auf die Periodenzahl des Wechselstroms dienende Feder zu halten sucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung zur Erzeugung des konstanten Kraftlinienfeldes einen oder mehrere Stabmagnete hoher Leistung besitzt und jede einzelne der neben- oder übereinander an dem oder den Stabmagnet angebrachten, zur Erzeugung des Wechselfeldes dienenden Spulen der Antriebsvorrichtung in zwei Teile unterteilt ist, wobei die in gleichen Ebenen liegenden Teilspulen zu einer von zwei Wicklungen (w¹, w-) zusammengeschaltet sind, welche die an die entgegengesetzten Netzpole angeschlossenen 1°° Wicklungen des Schalterantriebes bilden.

2. Fernschaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung mindestens einen Kobaltstabmagnet besitzt, der vor mindestens einem Pol zwei nebeneinanderliegende Spulen trägt, die vom Wechselstrom in entgegengesetzter Richtung durchflossen werden, wobei zwischen die Spulenkerne und den Magnetstab eine no Eisenlasche eingeschaltet ist, die dazu dient, bei jedem Stromwechsel den Kraftlinienstrom nach dem zu verstärkenden Spulenpol zu konzentrieren und seinen Übergang zu diesem Kern zu erleichtern, während der Anker im Bereich der Spulenkerne um eine Gleichgewichtslage schwingt, in der er parallel zu dem Stabmagnet steht.

3. Fernschaltanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Polen des Stabmagnets (1) Spu-

lenpaare derart angeordnet sind, daß durch die Stromwechsel der Anker (5) abwechselnd von zwei kreuzweise gegenüberliegenden Spulen angezogen wird.

4. Fernschaltanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Pol des Stabmagnets zwei Spulen (15, 16 bzw. 17, 18) angeordnet und zwei sich kreuzende Anker (19, 20) vorgesehen sind, die bei jedem Stromwechsel in einander entgegengesetzter Richtung schwingen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen