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Elektromotorischer Einzelantrieb für Hebdrehwähler in Fernmelde- bzw.
Fernsteueranlagen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen
Einzelantrieb für Hebdrehwähler in Fernmelde- bzw. Fernsteueranlagen, bei welchem
ein Rotor durch wechselweise erregte Feldmagnete in Drehung versetzt wird und die
Steuerung der feststehenden Feldmagnete durch vom Rotor betätigte Kontakteinrichtungen
erfolgt.
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Für Hebdrehwähler elektromotorische Einzelantriebe zu verwenden, ist
bereits bekannt. Bei diesen bekannten Wählern werden die durch den einfachen elektromotorischen
Antrieb erzielten Vorteile dadurch zum Teil wieder aufgehoben, daß komplizierte
Kupplungseinrichtungen erforderlich waren, um den elektromotorischen Antrieb auf
die verschiedenen Bewegungsrichtungen zu kuppeln. So ist bei den bekannten Wählern
je ein Kupplungsmagnet für Heben und Drehen vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Wähler mit elektromotorischem
Einzelantrieb in bezug auf den Antrieb und sein Wirksammachen für die beiden Belvegungsrichtungen
zu verbessern und zu vereinfachen, was dadurch erreicht wird, daß ein Kupplungsmagnet
bei seinem Ansprechen den itotor'hei gleicher Drehrichtung auf solche Übertragungseinrichtungen
zum Heben des Wählers und bei seinem Abfallen auf solche Übertragungseinrichtungen
zum Drehen des Wählers schaltet, daß der Rotor beim Heben und Drehen für den Wählerschritt
über verschieden .große Drehwinkel- dreht.
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Die durch. die Erfindung erzielten Vorteile ergeben sich aus der Aufgabenstellung
und bestehen darin, daß bei Verwendung von nur einem Kupplungsmagneten, der nur
für geringe Zeit unter Strom steht, da er nur während des Hebens des Wählers angesprochen
ist, verschiedeneübertragungswege geschaltet werden, die so ausgebildet sind, daß
sie je nach der Bewegungsrichtung des Wählers in bezug auf die für den Antrieb anzuwendenden
Kräfte und in bezug auf die Stillsetzung des Wählers, die meistens elektromagnetisch
erfolgt, die günstigsten Bedingungen ergeben.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß den einzigen
Kupplungsmagneten noch weitere zweckmäßige Funktionen in bezug auf die Auslösung
des Wählers zugewiesen sind.
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Als Ausführungsbeispiel ist ein Wähler mit Viereckbewegung gewählt.
Die Schaltarme dieses Wählers werden zunächst angehoben, dann bis auf die gewünschte
Kontaktlamelle gedreht. Die Auslösung erfolgt durch Weiterdrehen bis ans Ende der
Kontaktreilie,
worauf die Schaltarme- herunterfallen und in ihre
ursprüngliche Ausgangsläge zurückgedreht werden.
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. Fig. i zeigt einen Schnitt nach der Linie A-13-der Anordnung nach
Fig. 2. Die nicht zur Erfindung gehörenden Teile sind teils nur schematisch: angedeutet,
teils weggelassen.
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Fig. 2, 3 und 4 zeigen das. eigentliche Wählerantriebswerk: Fig: zeigt
ein Diagramm, aus dem die Schließung szeiten der Kopf- und Wellenkontakte k und
ii, während der einzelnen BewegungsabsCnnitte der Wählerarme sowie die Erregungszeiten
des Umschaltemagneten ersichtlich sind.
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Fig: 6 zeigt eine Schaltungsanordnung, an Hand derer die Wirkungsweise
des Wählers als Gruppen- oder Leitungswähler gezeigt wird.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Bewegungseinheit-des Ankers
des Antriebs-Motors (Drehwinkel) für jede Bewegungseinheit der Wählerschaltarme
,(Schaltschritt) bei den. verschiedenenB_ ewegungenverschieden groß zu machen, und
zwar hängt dies damit zusammen, daß die zu leistende Arbeit beim Heben oder Drehen
infolge der verschiedenen Trägheitsmomenteverschiedengroß ist: Außerclern wird durch
diese Maßnahme eine Vereinfachung der Steuerung der Motörwcklun- -gen erzielt unter
gleichzeitiger Berücksichtigung der zulässigen Geschwindigkeiten wähsend der Einstellbewegung
der Wählerarme: Im nachstehenden soll zunächst die konstruktive Ausbildung des erfindungsgemäß
aufgebauten Hebdrehwählers beschrieben werden, Der Wähler setzt sich zusammen aus
der Wählerbank 22 (s: Fig.: i) und dein eigentlichen Wählerantriebsteil (Fig. 2;
3; 4:). Der Motor ist zusammen mit den verschiedenen Übersetzungseinrichtungen in
einem rahmenartigen Teil 2o untergebracht. Die an diesem Rahmen befestigten Motorspulen
1b11 und M2 wirken auf einen schematisch dargestellten Motoranker 3 ein. Auf der
Welle des Motorankers ist ein verhältnismäßig breites Zahnrad .4 befestigt. in welches
ein Zahnrad 5 eingreift. Das Zahnrad 5 bildet den beweglichen Teil der Kupplungseinrichtung
und kann vermittels eines gabelförmig ausgebildeten Hebels 3o entweder mit der Hubverzahnung
oder mit der Drehverzahnung gekuppelt werden. Der gabelförmige Teil 30 sitzt
an einem mit dem Anker 31 des Kopplungsmagneten UM verbundenen Hebelarm. Ebenfalls
mit diesem Anker 31 ist ein weiterer Hebel 32 starr verbunden, der auf einen Federsatz
q:0 einwirkt; in dein die in der später beschriebenen-Schalding angegebenen Kontakte
i2., 13, 21 und 221t111 untergebracht sind. Zur eigentlichen Hubverzahnung
gehören das Zahnrad 5', welches lose auf derselben Welle sitzt; auf der das bewegliche
Kupplungsrad 5 angeordnet ist; das Zahnrad 6, welches in 5' eingreift .: und mit
dem das Zahnrad 6' starr verbunden ist: In das Zahnrad 6' greift der mit: einer
Verzahnung versehene stangenartige Teil ein, der seinerseits verschiebbar auf der
Wählerwelle 13 gelagert ist. Wird die Zahnstange x in der aus Fig. 2 ersichtlichen
Pfeilrichtung verschoben, so muß die Federkraft einer auf der Welle 13 angeordneten
Druckfeder 24 überwunden werden. Diese Druckfeder 24 ist vorgesehen, um ein sicheres
Zurückfällen der Zahnstange? zu gewährleisten, so daß also die Zahnstange 7 nicht
nur durch ihr Eigengewicht, sondern auch durch Federkraft in ihre unterste Stellung
gebracht wird. Ebenfalls lose auf der Welle 13- ist-der gezahnte Teil 2o
angeordnet; in dessen Zähne eine Sperrfeder 18 eingreift, die verhindert, daß die
Zahnstange 7 und der Teil 2o nach den einzelnen Einstellschritten zurückfallen können:
Mit der Wählerwelle 13 starr verbunden ist ein einerseits gabelförmig ausgebildeter
Teil 44 welcher bei Drehung der Wählerwellei3 umihreLängsachsedenTeil2o mitnimmt.
Auf dem Teil 2o sind ein oder mehrereWählerarme oder Wälilerarmsätze2i festgeschraubt.
Werden die Wählerarme 2i durch die N@Tählerwelle i3 in das Kontaktfeld22 eingedreht,
so spannt sich gleichzeitig eine Rückzugsfeder 16, deren eines Ende mit der Welle
13 fest verbünden und deren anderes Ende am feststehenden Rahmen 26 befestigt ist.
Die Wählerwelle i3 dreht sich in zwei am feststehenden Rahmen 26 angeordneten Lagern
14 und i5Beim Eindrehen der Wählerarme verläßt -der gezahnte Tei12o die Sperrfeder
i8 und würde dadurch zurückfallen können. Um dieses zu verhindern, ist eine feststehende
Scheil)e i9 vorgesehen, die in eine der Zahnlücken. des gezahntenTeiles2o eingreift
und gewissermaßen als Führung für diesen dient. Zur Drehverzahnung gehören folgende
Bauteile: Kegelrad 5", Kegelrad 8-, dessen Welle in einem am Rahmenteil 26 fest
angeordneten Lagerbock 9 drehbar gelagert ist, Zahnrad io; welches in das auf der
Welle ri" drehbar gelagerte Zahnrad ii' eingreift, welches mit einem etwas kleineren
Zahnrad. r i fest verbunden ist. Des weiteren gehören zur Drehverzahnung das mit
der Welle 13 fest verbundene Zahnsegment 12, an dem ein sich gegen einen Anschlag
25 legender Ansatz 12' vorgesehen ist. Mit der Welle 13 ist des weiteren starr verbunden
eine Scheibe 34. aus nichtmetallischem Material, die, wie später noch angedeutet
werden wird, zur Steuerung der Kopf- und Wellenkontakte des Wählers dient: Die Wählcrgrundl>latte
ist in einer an sich bekannten Weise leicht lösbar an einem
Teil
.12 des @Vä hlergestelles befestigt; durch eine Messerkontakteinrichtung 27, 28
erfolgt gleichzeitig mit der Befestigung die Strom-, zuführung zu den verschiedenen
Kontakten, Motorspulen usw. Der Kupplungsmagnet L-Jl ist mittels des Teiles 35 am
Wählerrahinenteil 26 befestigt.
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Die Betätigung der aus Fig. 3 ersichtlichen Kontaktfedersätze k,
40, 1v erfolgt gemiil3 dein in Fig.5 dargestellten Diagramm, in dem die Viereckbewegung
des Wählerarniträgers schematisch dargestellt ist. Fig. 5 zeigt auch die Erregungszeiten
des L- llI-Magneten. (A) bezeichnet das Heben, (B) das Eindrehen in die Kontaktbank,
(C) das .Zurückfallen des Wählerarinträgers nachDurchlaufen derKontaktbank und (D)
das Zurückdrehen des Kontaktarmträgers 20 in der untersten Stellung. Die mechanische
Betätigung der Kontakte k, 4.o, w geht in folgender Weise vor sich: Die Kontakte
k und k1 «-erden durch den Teil 2 ö bzw. die Zahnstange 7 betätigt. Es sei hier
bemerkt, daß im Federpaket k so,#volil der Kontakt k als auch der Kontakt, k1 untergebracht
ist. Die Kontakte w (z4, 25, 32 und 29w) werden durch die als Nockenscheibe ausgebildete
Isolierscheibe 34. betätigt.
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Zum leichteren --erständnis der später beschriebenen Schaltung ,ist
zu erwähnen, daß der Umschaltemagnet U-1! während des Hebens erregt und dabei der-Motor
mit der Hebverzahnung gekoppelt ist, und zwar von dein Belegen an bis zum Abfallen
des P -Relais. Beim Drehen und Auslösen ist der Umschaltemagnet nicht erregt, so
daß in diesem Zustande der Motor nur mit der Dreliverzahnung gekuppelt ist. Beim
Auslösen, d.11. nach Gesprächsschluß, drehen die Wählerarme unter -Motorkraft durch;
dabei wird am Ende der Drehbewegung der -Motoranker elektrisch festgehalten: Der
Teil 20 gleitet liierbei von der Führungsscheibe i9 ab und fällt herunter. In der
untersten Stellung wird durch einen der k-Kontakte der Motorhaltestrom abgeschaltet
und durch einen anderen k-Kontakt der Umschaltemagnet eingeschaltet. Hierdurch wird
das Zurückdrehen der Wählerarme .ermöglicht, «-as vorher durch eine Sperrfeder 43
verhindert wurde, die in ein ebenfalls auf .der Welle des Motorankers 3 angeordnetes
Sperrad :13` eingreift.
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U m ein zu frühes Anlaufen des Motors bei langsam abfallendem U -----Magnet
während des LTinschaltens von Heben auf Drehen zu verhindern, kann statt der ans
Fig. 6 ersichtlichen, bei 1311111 gestrichelt gezeichnetenVerbindung die striclipünktierte
Verbindung vorgesehen werden. Der Kontakt 1311111 bewirkt. daß das Einschalten des
Motorstromes beim Beginn der Drehbewegun- über 15p2, I(ik. 1311111 erst dann
erfolgt. wenn der U.11-Magnet abgefallen und damit die mechanische Umschaltung der
Kupplung sichergestellt ist. Hierauf kann verzichtet werden, wenn durch geeignete
Mittel ein genügend schnelles Abfallen des U111-Magneten sichergestellt ist.
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-Bei Belegung des Wählers wird das Relais C erregt, welches sich durch
Umlegen des Kontaktes 3 c nach 2 c in einen vom Kontakt r k unabhängigen Stromkreis
einschaltet. Bei Beginn einer Stromstoßreihewird dasRelais A erregt. Hierdurch wird
durch Schließen des Kontaktes 7 a die Wicklung I des Relais P, eingeschaltet.
Das Relais P= bleibt während der Stromstoßreihe erregt, weil die Wicklungen II und
III kurzgeschlossen sind und der Relaisanker daher bei kurzzeitigen Stromunterbrechungen
nicht abfallen kann. Durch Schließen des Kontaktes 4.e wird der Umschaltemagnet
U111 eingeschaltet über Erde, 4 c, 5 k, U 1Y1, Batterie, Erde: Durch Erregung
des Relais P2 erhält zunächst die Motorwicklung Ml 'Strom über Batterie, Motorwicklung
Ml, Kontakte i o n k, 1211111, 14P2, Erde. Der Motoranker setzt sich dadurch
in Bewegung und führt einen Teilschritt aus..Nach dessen Beendigung wird auch
21. erregt über Erde, Kontakte 24p2, I2 tt xtt, i i 1t k, Motor-WiCklUng
1172, Batterie, Erde. Es sei hier erwähnt, daß die Kontakte io n k und i
I xt k vom Motoranker gesteuerte 1Tocl:enkontal;te sind. Die Motorwicklung
11I1 würde beim Öffnen des Kontaktes ionk stromlos; dieses wird aber verhindert
durch ebenfalls von dem 'Motoranker betätigte Rastkontakte 2-1 und r2. Die Motorwicklung
11T1 bleibt demnach erregt über Erde, Kontakte 14P2, 2i ttxxt, iga., I71, Motorwicklung
lbh, Batterie, Erde. Zufolge der gleichzeitigen Erregung der beiden 1lotorwicklungen
11/I1 und 111. bleibt der Motoranker stehen. Der Ümschaltemagnet UI1I bleibt erregt
bei Beginn der Einstellung durch den Kopfkontakt 6 k, und zwar in. folgendem Stromkreise
Erde. Kontakte i4p2, 2 2 1r x11, 6k, Umschaltemagnet U 1-l, Batterie,
Erde.
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Bei Beendigung des ersten Stromstoßes fällt Relais A ab. Hierdurch
wird die Motorwicklung 1111 durch Öffnen des Kontaktes i91 ausgeschaltet. Die Motorwicklung
jlh be-
wirkt nun die Vollendung des Ankerschrittes, bis infolge der Rücklegung
des Nockenkontaktes ionkwieder beide MotorwicklungenlVll und 1I2 eingeschaltet sind.
11I1 erhält Strom über Erde; 14p2, 1211111, ionk, JTl, Batterie, Erde. 1112 erhält
Strom über Erde, 14p-, 2 1 1r trt, 2o a, 18 r, Motorwicklung 11I2, Batterie,
Erde. Daher wird der -Motoranker vor 111_ festgehalten, obwohl sink, geöffnet wurde.
Dieses Spiel wiederholt sich bei jedem über das Relais A verlaufenden Stromstoß.
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Nach Beendigung der Stronistoßreilie und
längerem
Stromloswerden des Relais A fällt P, ab: Durch Öffnen des Kontaktes 14p2 wird der
Motorstrom abgeschaltet und der Haltestromkreis für den Umschältemägneten UJl geöffnet.
U117 wird dadurch stromlos, was zur Wirkung hat, daß die vorn U.lI gesteuerte Kupplungseinrichtung
den Motor nunmehr von der Rebverzahnung- abkuppelt und mit der Drehverzahnung kuppelt.
Falls der Wähler als Leitungswähler benützt wird; erfolgt nun das Eindrehen -der
Schaltarme in die Kontaktbank, wobei die schrittweise Steuerung des Motors wie «nährend
der Hebeschritte erfolgt.
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Die freie Wahl beim Gruppenwähler erfolgt in der nachstehend beschriebenen
Weise: Nach dem Abfall des Relais 1'2 am Ende einer Stromstößreihe beginnt die freie
Bewegung der Wählerarme dadurch, daß die Motorwicklung 1V11 erregt wird über Erde;
1.5P, 16k, i3um (UM war durch öffnen von 14p2 stromlos geworden), ionk, Motor=
wicklüng iah, Batterie, Erde. Der Motor beginnt nun dadurch zu laufen, daß über
die vom @Motoranier betätigten Nockenköntakte i ö n k bzw. i i n k die Motorwicklungen
11t1 und l112 abwechselnd erregt werden. Bei Erreichen einer freien Leitung spricht
das Prüfrelais P, in an sich- bekannter Weise an. Es sei angenommen, daß beim jeweiligen
Auflaufen der Wählerarme auf eine Kontaktlamelle immer die Motorwicklung 1112 eingeschaltet
ist. Durch Erregen des Prüfrelais P1 wird nun die Abschaltung dieser Wicklung i112
verhindert, .die durch das Öffnen von i i it k stromlos werden würde, und zwar über
folgenden Stromkreis .4e; 26pi, Motorwicklung 1112, Batterie, Erde: Die gleichzeitige
Erregung der Motorwicklung l11, bleibt wirkungslos,. weil der Motoranker von 1172
festgehalten wird. Durch das PI-Relais wird das Relais P2 eingeschaltet über Erdet
28 c, 9 p1; Relais P2, c-Ader, Batterie, Erde. Das Relais P2 schaltet an den Kontakten
3o p2 und 31p2 die Sprechadern durch und sperrt die gefundene Leitung durch Kurzschluß
der hochohmgen Wicklung II. Der Sperr- und Haltestromkreis verläuft über Erde; 228c,
33p2, Wicklung III, c-Ader; Batterie, Erde. Das Re-Mais P2 schaltet außerdem das
Relais P, durch Öffnen des Kontaktes 34p2 aus. Von den beiden Motormagneten 11.11
und 1112 wird nunmehr das Potential abgeschaltet, und zwar für die Motorwicklung
.7i12 durch Öffnen des Kontaktes 26p1 und für die Motorwicklung i112 deshalb, -weil
Kontakt i 5p., geöffnet wird..
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Die Auslösung des Wählers geht folgendermaßen vor sich: Das Relais
G fällt ab und macht durch Öffnen der Kontakte 27c und 218c das Relais P2 stromlos.
P2 schließt bei i 5 p= den Motorstromkreis über Erde, z 5 p_; 16 k, Nockenkontakt
io ic k,Motorwicklung.111, Batterie, Erde. Durch abwechselndes Umlegen der Nockenkontakte
io iak und ii nk werden die Wählerarme weitergedreht bis zur, Vollendung. des zwölften
Drehschrittes. Hier erfolgt die mechanische Betätigung des Wellenkontaktes Z9 iv,
was zur Folge hat; daß der Motoranker vor der Spule JIIstillgesetzt wird, da eine
Aberregung dieser Spule durch Öffnen des Kontaktes i i n. k nicht stattfindet, weil
1112 über 29W Strom erhält. Es sind nunmehr wieder beide Motorspülen 1171 und
3,1. erregt. Die Sperrverzahnung 17 verläßt während des letzten Drehschrittes
das Führungssegment z9, so daß der Teil 2o und damit auch die Zahnstange 7 herabfallen.
In der untersten Stellung öffnet der Kontakt 16k und schaltet den 'Motor ab. Gleichzeitig
wird durch Schließen von 5 k der Umschaltemägnet UM erregt über Erde, 24W,
23 c, 5 k,
Uill; Batterie, Erde. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Wählerwelle
mit den Schleifarmen von der Motorachse, die ihrerseits durch die Sperrfeder
43 am Zurückdrehen verhindert ist, gelöst wird. Infolgedessen kann die Zahnstange
2o mit den Bürsten zurückdrehen. Durch Umlegen von 24 zu und 25 zu wird in der Nullstellung
U111 stromlos, und damit befindet sich der Wähler wieder in der Ruhestellung.