DE668038C - Waehler mit einer durch Stromstoesse gesteuerten elektromotorischen Antriebsvorrichtung - Google Patents

Waehler mit einer durch Stromstoesse gesteuerten elektromotorischen Antriebsvorrichtung

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DE668038C
DE668038C DEV32634D DEV0032634D DE668038C DE 668038 C DE668038 C DE 668038C DE V32634 D DEV32634 D DE V32634D DE V0032634 D DEV0032634 D DE V0032634D DE 668038 C DE668038 C DE 668038C
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H67/00Electrically-operated selector switches
    • H01H67/02Multi-position wiper switches
    • H01H67/14Multi-position wiper switches having wipers movable in two mutually perpendicular directions for purpose of selection
    • H01H67/16Multi-position wiper switches having wipers movable in two mutually perpendicular directions for purpose of selection one motion being rotary and the other being parallel to the axis of rotation, e.g. Strowger or "up and around" switches

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  • Motor And Converter Starters (AREA)

Description

  • Wähler mit einer durch Stromstöße gesteuerten elektromotorischen Antriebsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf einen Wähler mit einer durch Stromstöße gesteuerten elektromotorischen Antriebsvorrichtung. Gemäß der Erfindung dient als Läufer des Wählers ein vorzugsweise sternförmig gestalteter Dauermagnet, und die Ständerelektromagnete des Wählers werden im Betrieb in periodischer Folge magnetisch umgepolt.
  • Bekannt sind elektromotorisch angetriebene Wähler mit Weicheisenanker, bei denen zwei Ständerelektromagnete abwechselnd eingeschaltet werden. Demgegenüber können bei dem erfindungsgemäßen Wähler ständig alle Ständerelektromagnete stromführend sein, und nur ihre magnetische Polung wird periodisch gewechselt. Auf den Anker wirken daher nicht nur, wie bei der bekannten Anordnung, Anzugskräfte, sondern gleichzeitig Abstoßungskräfte. Durch die auf diese Weise erhöhte Leistung wird eine erheblich größere Sicherheit bei der Wählereinstellung erzielt.
  • Eine Gefahr bei elektromotorisch angetriebenen Wählern besteht darin, daß der Motoranker insbesondere bei der Stillsetzung des Wählers Pendelbewegungen ausführt, durch die er unter Umständen in die Nähe eines vorausliegenden oder zurückliegenden Ständerpoles gelangt, so daß er von diesem statt von dem gewünschten Ständerpol angezogen wird. Diese Gefahr ist bei dem erfindungsgemäßen Wähler vermieden, da ja der jeweils vorausliegende bzw. zurückliegende Ständermagnet magnetisch gegensinnig gepolt ist, so daß diese beiden Ständerpole den Anker also nicht anzuziehen, sondern im Gegenteil abzustoßen bestrebt sind. Die Ankerpendelungen werden daher weitgehendst unterdrückt. Auch wenn die Erregung der Feldmagnete vorzeitig aufhört, so wird trotzdem jeder Schritt mit Sicherheit vollendet, weil die magnetische Kraft des Ankers selbst diesen in die nächste stabile Lage bringt. Ferner ist es auch für die Festhaltung des Wählers in der gewünschten Stellung nicht notwendig, einen der Elektromagnete ständig erregt zu halten, sondern der Ankermagnet hält den Wähler selbsttätig ein für allemal in der erreichten Stellung fest, so daß ein Verrücken der Motorwelle nach rechts oder links nur unter verhältnismäßig großer Kraftaufwendung möglich ist.
  • Diese Wirkungen treten bei normalen Arbeitsmaschinen, die von Motoren angetrieben werden, nicht auf, sondern nur bei solchen Arbeitsvorrichtungen (Wählern), bei- denen eine Stillsetzung der Antriebsvorrichtung in bestimmten Winkelstellungen gefordert wird. Die Schwierigkeiten, die bei der Stillsetzung von Wählern mit motorischer Antriebsvorrichtung entstehen, sind bei den bisher bekannten Motorwählern in umständlicherer Weise gelöst worden.
  • Ein weiterer Vorteil der -erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß der Wähler, z. B. wenn er in freier Wahl. arbeitet, unmittelbar von einer Wechselstromquelle aus gespeist werden kann, während dies bei einem Motor mit Weicheisenanker nicht ohne weiteres möglich ist. , ,, Im folgenden ist ein Ausführungsbeis#1J, der Erfindung an Hand eines Hebdrehwäte im Zusammenhang mit den Abbildungen, läutert.
  • In Abb. 6 ist der grundsätzliche Aufbau der motorischen Antriebsvorrichtung dargestellt. Die Polzahl der Antriebsvorrichtung kann an sich jede beliebige gerade Zahl sein; aus später ersichtlichen Gründen ist die Polzahl 8 gewählt worden. Ein 8poliger Dauermagnet befindet sich als Rotor in einem 8poligen, mit Feldspulen versehenem Stator,3 aus lamelliertem Weicheisen. Die Dauermagnetpole sind durch sichelförmige Ansätze q. alle in gleichem Sinne unsymmetrisch gestaltet. Der Schrittschalter arbeitet folgendermaßen: Werden die Statorwicklungen vom Strome z. B. so durchflossen, daß die in der Zeichnung angegebenen magnetischen Polaritäten des Stators entstehen, so wird der Rotor in der gezeichneten Stellung festgehalten. Wird nun die Stromrichtung und damit die magnetische Polarität im Stator umgedreht, so wird auf den Rotor eine abstoßende Kraft ausgeübt. Durch die besondere Form der Dauermagnete weist diese Kraft von vornherein eine Komponente in einer bestimmten Drehrichtung auf, im Gegensatz zu den gewöhnlichen Synchronmotoren, bei denen die Schwungenergie die erforderliche Komponente in der Drehrichtung liefern muß, und der Rotor dreht sich nach rechts um eine Polteilung weiter. Das gleiche wiederholt sich bei einer neuerlichen Umkehrung des Statorstromes. Der Rotor dreht sich also synchron mit den Wechseln des Statorstromes schrittweise weiter. Von der Achse dieses Schrittschalters aus werden die Schaltarme des Wählers eingestellt.
  • Als Ausführungsbeispiel für den weiteren. Aufbau des Hebdrehwählers ist der in den Abb. z und a dargestellte Aufbau gewählt worden, wobei alles Bekannte weggelassen worden ist. Voraussetzung ist bei vorliegendem Wähleraufbau also auch, daß Zahnstange, Zahnkamm und Schaltarme in bekannter Weise zu einem festen. Ganzen zusammengebaut sind und auf der Wählerwelle sich in axialer Richtung verschieben lassen, mit der Wählerwelle jedoch gedreht werden und bei der Auslösung nach Beendigung eines Gespräches durch eine Rückzugsfeder wieder in die Ruhelage zurückgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß wird zum Heben und Drehen ein und derselbe Schrittschalter benutzt. Die Achse b des Schrittschalters trägt zu diesem Zweck- eine Schnecke a und ein Zahnrad oder einen Zahnstern c. Das Schneckenrad a greift in ein auf der Wählerwelle e lose sitzendes Zahnradfein. Der Zahnstern c greift in der Ruhelage des Wählers in die Zahnstange d ein. Auf der Wählerwelle e sitzt zwischen den fest angebrachten Stellringen lt und i außer dem eben erwähnten Zahnrad ¢ die mit diesem fest e0)undene zahnartig ausgefräste Scheibe g, 4ei mit der Wählerachse fest verbundene Kupp--iingsträger k und die lose aufgeschobenen Führungsringe der Umschalthebel in und n. Die Kupplungsklinke L, auf dem Kupplungsträger k bei k2 drehbar gelagert, wird durch eine (nicht gezeichnete) Feder im Uhrzeigersinne gedreht, die Halteklinke r durch die Feder q schwach nach außen gedrückt.
  • Die Arbeitsweise des Wählers. ist folgende: Jeder Stromstoß bewegt den Schrittschalter um zwei Polteilungen, d. i. im vorliegenden Falle eine Viertelumdrehung, weiter. Der Zahnstern c hebt also die Zahnstange d (und damit den Zahnkamm o und die Schaltarme) um so viele Schritte hoch, a1,9 Stromstöße ankommen. Das Zahnrad f mit der gezahnten Scheibe g dreht sich dabei lose mit; denn die Kupplungsklinke 1, die nach dem ersten Höhenschritt von dem Ansatz o' des Zahnkammes o freigegeben worden ist, wird, solange der Wähler noch nicht eingedreht hat, auch weiterhin am Einfallen in die Zahnscheibe g durch den Ansatz P1 der Führungsleiste P verhindert. Nach dem ersten Höhenschritt hat die am Zahnkamm a befestigte Nase t die Halteklinke r freigegeben, diese ist unter dem Druck der Feder q von dem Umschaltehebel abgeglitten, und die Feder s drückt nun über den Umschaltehebel ia gegen den Ansatz k1 des Kupplungsträgers k und über den Umschaltehebel m gegen den Ansatz P2 der Führungsleiste P. Die Feder s versucht also jetzt den Kupplungsträger k und damit die Wählerwelle (mit Zahnstange, Zahnkamm und Schaltarmen) einzudrehen. Damit aber kein vorzeitiges Eindrehen des Wählers stattfindet und sich die erste Stromstoßreihe voll auf die Zahnstange d auswirkt, wird das Eindrehen des Wählers durch eine besondere einfache Klinke u verhindert, die in Abhängigkeit von dem bei jedem Wähler vorhandenen, während der ersten Stromstoßreihe angezogenen Verzögerungsrelais arbeitet und an irgendeiner günstig gelegenen Stelle des Wählers angreift. In Fig. 3 ist die Wählerwelle e im Schnitt C-D besonders herausgezeichnet; man erkennt aus dieser Figur, wie die Klinke 7L in eine Nut der Welle e eingreift und bei ihrer Bewegung nach rechts die Wählerwelle freigibt. Ist die Stromstoßreihe beendet und gibt das Verzögerungsrelais den Wähler frei, so wird der Wähler durch die Feder s eingedreht. Dabei kommt die Zahnstange d außer Eingriff mit dem Zahnstern c, während die Kupplungsklinke L vom Ansatz p. abgleitet und in die nächste Nut der gezahnten Scheibe g einfällt. Über die Kupplungsklinke l und den Kupplungsträger k ist jetzt also die Wählerwelle e fest mit dem Zahnrad f verbunden, so daß die weiteren Schritte des Schrittschalters den Wähler nicht mehr heben, sondern drehen.
  • Die für die einzelnen Wählerarten in Frage kommenden Schaltungen sind auszugsweise, soweit sie für die Wählereinstellung in Frage kommen, und unter Weglassung alles aus den bereits bestehenden Wählersytemen Bekannten in den Abb. 7 bis 9 angegeben. Die Einschaltung des Schrittschalters und seine Ausschaltung beim Heben, Eindrehen, Stillsetzen und Auslösen ist aus diesen Abbildungen zu ersehen und wird später noch- kurz erläutert.
  • Nach Beendigung des Gespräches dreht der Wähler weiter bis zu einer bestimmten Endstellung (i2. Schritt). Dabei wird die Umschaltefeder s, die ja bei der nächsten Belegung wieder in Tätigkeit treten muß, auf folgende Weise gespannt: Der Umschaltehebel n kommt zwischen dem zo. und zz. Schritt gegen den Anschlag P3 (der Führungsleiste p) zu liegen. Beim Weiterdrehen des Wählers wird der Umschaltehebel m vom Kupplungsträger k (mittels des Lagers für die Kupplungsklinke L) gegen den Umschaltehebel n gedrückt und so die Feder s gespannt. Gleichzeitig ist die Feder q durch den Anschlag P,, etwas nach innen gedrückt worden, so daß die Halteklinke y hinter dem Umschaltehebel in einhakt, sobald sich m und st einander weit genug genähert haben. Hat der Wähler die Einstellung ganz erreicht, so gleitet in bekannter Weise der Zahnkamm o von der Führungsleiste P ab, der Wähler fällt nach unten. Dabei schlägt der Ansatz o' auf die Kupplungsklinke l und reißt sie aus der Zahnscheibe g; die Wählerwelle e ist damit von dem Zahnrad f entkuppelt, und der Wähler dreht unter dem Einfluß der Rückzugsfeder in die Ruhelage zurück. Da hierbei die Feder q den Anschlag p4 verläßt, die Halteklinke r den Umschaltehebel aber noch weiterhin festhalten muß, wird nunmehr y durch die Nase t in seiner Lage festgehalten, so daß ein vorzeitiges Entspannen der Feder s nicht stattfinden kann.
  • In Abb. q. und 5 ist ein im Aufbau noch einfacheres Ausführungsbeispiel für vorliegende Erfindung dargestellt. Schrittschalterachse mit Schnecke und Zähnstern sind nicht mehr mitgezeichnet, da sie aus dem Vorhergehenden bereits bekanntgeworden sind. Die Kupplungsvorrichtung besteht hier nur aus der Schiene 1, die mittels der Schrauben k' und den Langlöchern 1' an dem Rahmen k befestigt ist, sie kann daher in radialer Richtung etwas gleiten und wird durch die Feder v nach der Wählerachse zu gedrückt. Die Umschaltevorrichtung der Wählerkonstruktion nach Abb. z und 2 (na, 1a, P3, P4, q, r, s, t) ist ganz fortgefallen und wird durch eine besondere Einstellung der Rück= zugsfeder ersetzt. Diese ist nämlich so eingestellt, daß der Wähler bei entspannter Feder zwischen dem ersten und zweiten. Drehschritt steht. Dasselbe Ziel kann man natürlich auch erreichen durch die Anordnung zweier einander entgegenwirkender Federn, deren Spannungen sich bei einer Wählerstellung zwischen- dem ersten und zweiten Drehschritt das Gleichgewicht halten. Die Arbeitsweise dieses Wählers ist folgende: In der Nullstellung (Ausgangsstellung) versucht die Rückzugsfeder den Wähler einzudrehen. Dies wird verhindert durch die Klinke w, die auf der Grundplatte a des Wählers drehbar gelagert ist und durch eine Feder x gegen den Anschlag y gedrückt wird. Bei der esten Stromstoßreihe wird der Wähler in bekannter Weise gehoben. Dadurch kommt der Zahnkamm o von der Klinke w frei; der Wähler kann trotzdem nicht sofort nach dem ersten Stromstoß eindrehen, weil er wie vor durch eine Klinke u des Verzögerungsrelais daran gehindert wird (Abb. 2 und 3). Nach Ablauf der ersten Stromstoßreihe und Abfall des Verzögerungsrelais dreht der Wähler unter dem Einfluß des Verzögerungsrelais einen Schritt ein. Dabei gleitet die Schiene L unter dem Druck der Feder v, die zwischen Zahnkamm o und Schiene l in Nuten eingebettet liegt, von den (in der Wählerdrehrichtung) abgeschrägten Auflaufschienen z1 und z2 ab und fällt in die nächste Nut der Zahnscheibe g, die hier größer als das Zahnrad/ sein muß, ein. Der Zahnkamm o und damit der eigentliche Wähler ist mit dem Zahnrad f jetzt gekuppelt und wird bei den folgenden Schritten des Schrittschalters mitgedreht. Die Auslösung spielt sich folgendermaßen ab: Am Ende des zwölften Schrittes gleitet in bekannter Weise der Zahnkamm o von der Führungsleiste ab, und der Wähler fällt nach unten. In der tiefsten Stellung kommt die Schiene l außer Eingriff mit der Zahnscheibeg. Unter dem Druck der Rückzugsfeder wird der Wähler zurückgeschleudert. Durch die während der Bewegung vom zwölften bis zum ersten Drehschritt gewonnene kinetische Energie wird er dabei über den spannungslosen Zustand der Rückzugsfeder hinaus in die Nullstellung gedreht. Die Schiene l läuft auf die Auflaufschienen z1 und z2 und wird nach außen gedrückt. In der Nullstellung angekommen, wird der Wähler, wie schon erwähnt, durch die Klinke w festgehalten.
  • Von den Schaltungsauszügen Abb.7 bis 9 gilt Abb. 7 für Gruppenwähler, die in erzwungener Wahl heben und in freier Wahl drehen und bei denen das während des Hebens vom Fernsprechteilnehmer gesteuerte Stromstoßrelais A auch zur Stromstoßgabe während des Eindrehens benutzt wird. Abb.8 gilt für Gruppenwähler, bei denen für die erzwungene Wahl das Stromstoßrelais A und für die freie Wahl das Stromstoßrelais 1 benutzt wird. Abb. 9 gilt für Leitungswähler, die in erzwungener Wahl sowohl heben als auch drehen und die durch ein Stromstoßrelais E gesteuert werden. Die Bezeichnungen der Relais und Kontakte lehnen sich aus Zweckmäßigkeitsgründen unter Weglassung alles nicht unmittelbar an der Wählereinstellung Beteiligten eng an, die in Deutschland gebräuchlichen Bezeichnungen für die bekannten Wählersysteme an.
  • Zu Abb. 7 ist folgendes zu bemerken: Für das Drehen in freier Wahl könnte ebenso wie bei den bereits bekannten Schaltungen ein Wechselspiel zwischen dem Kraftrelais (hier Schrittschalter) und dem Stromstoßrelais durch einen Kontakt des Kraftrelais stattfinden. Der Schrittschalter müßte zu diesem Zwecke vier Nocken haben. Da bei dem Schrittschalter ein ungenügendes Durchziehen aus später noch erläuterten Gründen (s. Stehenbleiben zwischen den Schritten) nicht zu befürchten und dieser Umstand gerade auf das Wesen vorliegender Erfindung zurückzuführen ist, ist in der Abbildung eine Arbeitsweise gewählt worden, bei der das Stromstoßrelais auf Selbstunterbrechung arbeitet. Die Schaltvorgänge sind folgende: Bei der ersten Stromstoßreihe (erzwungene Wahl) werden abwechselnd die beiden Wicklungen S1 und SZ des Schrittschalters, die entgegengesetzten Wicklungssinn haben, durch den ai Kontakt eingeschaltet. Das A-Relais wird hierbei durch eine nicht gezeichnete Wicklung vom Teilnehmer her beeinflußt. Jeder Stromstoß dreht den Schrittschalter um eine Polteilung, d. i. eine %-Umdrehung, weiter. Da auf jeden Anzug des A-Relais ein Abfallen folgt, wird der Schrittschalter also bei jedem Stromstoß um eine Viertelumdrehung weitergedreht. Ist die Stromstoßreihe beendet und hat der Wähler den Umschalteschritt gemacht, so ist das A -Relais durch den Wellenkontakt w' auf Selbstunterbrechung geschaltet und gibt weiterhin Stromstöße, jetzt zum Eindrehen des Wählers, auf den Schrittschalter, bis durch den Kontakt des Prüfrelais P die Stromkreise für das A-Relais und den Schrittschalter unterbrochen werden. Der Kontakt av hat den Zweck, ein vorzeitiges Abfallen des A-Relais zu verhüten und damit eine sichere Stromstoßgabe für die Wicklung S, des Schrittschalters zu erreichen. Durch den Doppelruhekontakt von wird derselbe Zweck für die Wicklung S, erreicht, indem diese schon vor der Wicklung des A-Relais unter Strom kommt.
  • Für die Abb. 8 gilt das gleiche wie für Abb. 7, nur daß hier noch eine Umschaltung der Schrittschalterwicklungen von dem Kontakt des Stromstoßrelais der erzwungenen Wahl (A-Relais) auf den Kontakt des Stromstoßrelais der freien Wahl (J-Relais) hinzukommt.
  • Die Abb. 9 bedarf keiner näheren Erklärungen als der, daß i, z, io die Stellungen des Steuerschalters bedeuten und e' der Kontakt des schon erwähnten Stromstoßrelais E ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wähler mit einer durch Stromstöße gesteuerten elektromotorischen Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Läufer ein vorzugsweise sternförmig gestalteter Dauermagnet dient und daß die Ständerelektromagnete in periodischer Folge magnetisch umgepolt werden.
  2. 2. Wähler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständerelektromagnete ausschließlich durch von der Läuferbewegung unabhängige Schaltmittel gesteuert werden.
  3. 3. Wähler nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Wechselkontakt abwechselnd zwei gegensinnige Wicklungen der Ständerelektromagnete stromführend gemacht werden. q..
  4. Wähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselkontakt von dem Stromstoßrelais gesteuert wird (erzwungene Wahl). .
  5. 5. Wähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselkontakt von einem Selbstunterbrecherrelais gesteuert wird (freie Wahl).
  6. 6. Wähler nach Anspruch 5, gekennzeichnet -durch eine Kontaktanordnung, die bewirkt, daß das Selbstunterbrecherrelais jeweils erst stromführend gemacht wird, nachdem bereits die an die Ruheseite seines Wechselkontaktes angeschlossene Ständerwicklung stromführend geworden ist, sowie, daß es erst dann wieder stromlos gemacht wird, nachdem die bereits an die Arbeitsseite seines Wechselkontaktes angeschlossene Ständerwicklung stromführend geworden ist.
  7. 7. Wähler nach Anspruch q. und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromstoßrelais nach Beendigung der erzwungenen Wahl als Selbstunterbrecherrelais geschaltet wird. B. Wähler nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehsinn der Antriebsvorrichtung durch unsymmetrische Ausbildung der Ankerpole oder durch Hilfspole festgelegt ist.
DEV32634D 1934-11-05 1934-11-06 Waehler mit einer durch Stromstoesse gesteuerten elektromotorischen Antriebsvorrichtung Expired DE668038C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE856278C (de) * 1948-12-03 1952-11-20 Normalzeit G M B H Elektromagnetischer Schrittantrieb fuer polarisierte Nebenuhrwerke
DE761116C (de) * 1941-07-11 1953-11-23 Siemens Schuckertwerke A G Schrittschaltwerk

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DE761116C (de) * 1941-07-11 1953-11-23 Siemens Schuckertwerke A G Schrittschaltwerk
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