DE691571C

DE691571C - Electromagnetic self-breaker with oscillating armature

Info

Publication number: DE691571C
Application number: DE1937G0096573
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schattanik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-11-01
Filing date: 1937-11-02
Publication date: 1940-05-30

Description

Elektromagnetischer Selbstunterbrecher mit schwingendem Anker Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Selbstunterbrecher mit schwingendem und nur auf dem Wege von der. mechanischen zur magnetischen Stabillage magnetisch beeinflußtem Anker, insbesondere für Reklamevorrichtungen.Electromagnetic self-interrupter with oscillating armature Die The invention relates to an electromagnetic self-interrupter with oscillating and only on the way of the. mechanical to magnetic stable position magnetic influenced anchor, especially for advertising devices.

Die meisten elektrischen Selbstunterbrecher beruhen auf dem Prinzip des sog. Wagnerschen Hammers, welches Abb. i schematisch wiedergibt. Vor dem Elektromagneten i steht ein Anker 2, der von einer Feder 3 getragen wird. Ein Kontakt 4 schließt sich, wenn der Anker 2 in seine stark gezeichnete mechanische Stabillage gelangt, und setzt hierbei den Elektromagneten i unter Strom. Unter. der Zugkraft des Magneten i bewegt sich dann der Anker 2 aus seiner mechanischen Stabillage heraus und strebt der gestrichelt gezeichneten magnetischen .Stabillage zu. Bevor er jedoch diese magnetische Stabillage erreicht, öffnet sich unter dem Einfluß seiner Bewegung -der Kontakt 4., so daß der Anker nur noch seiner Trägheit folgend ausschwingt, um dann wieder in seine mechanische S-tabillage zurückzukehren, nach deren Rrreichung sich das Spiel wiederholt.Most electrical self-breakers are based on the principle the so-called Wagner's hammer, which Fig. i shows schematically. In front of the electromagnet i is an armature 2 which is carried by a spring 3. A contact 4 closes when the armature 2 reaches its strongly drawn mechanical stable position, and in doing so, energizes the electromagnet i. Under. the pulling force of the magnet i then the armature 2 moves out of its mechanical stable position and strives the dashed magnetic .stabillage to. Before he did this, however reaches magnetic stable position, opens under the influence of its movement - the Contact 4., so that the anchor only swings out following its inertia, and then to return to its mechanical S-tabillage, after which it can be reached repeated the game.

Diese grundsätzliche Konstruktion hat zur Anpassung an verschiedene Verwendungszwecke bereits mancherlei Abwandlungen erfahren. So hat man z. B. bei größeren Schwingankerantrieben einen gesonderten Selbstunterbrecher zur Steuerung des eigentlichen Schwingankers vorgesehen, um eine günstige Phasenlage zwischen den Stromschließungen und den mechanischen Schwingungen des bewegten Ankers zu erzielen. Weiterhin hat man den Anker mit einem federnden Steuerglied ausgerüstet und dieses während der Schwingung des Ankers periodisch im Kreise um ein Führungsstück herumgeführt, um mit seiner Hilfe dann einen getrennten Kontakt zu steuern, der die Schließungszeit des Erregerstromkreises auf diejenige Zeit beschränkt, innerhalb deren sich der Anker aus der mechanischen Stabillage in Richtung auf die magnetische Stabillage bewegte. Alle derartigen Anordnungen arbeiten jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn die Eigenfrequenzen des Anker- und Steuersystems sorgfältig aufeinander abgestimmt sind. Sie sind überdies ziemlich komplizier@p" und erfordern eine genaue Hubbegrenzun,, des Ankers.This basic construction has to adapt to various Applications already experienced various modifications. So one has z. B. at larger oscillating armature drives have a separate self-breaker for control the actual oscillating armature provided to have a favorable phase position between to achieve the current closures and the mechanical vibrations of the moving armature. Furthermore, the armature has been equipped with a resilient control element and this periodically guided in a circle around a guide piece during the oscillation of the armature, in order to then control a separate contact with its help, which controls the closing time of the excitation circuit is limited to the time within which the Armature from the mechanical stable position in the direction of the magnetic stable position moved. However, all such arrangements only work satisfactorily if the The natural frequencies of the anchor and control systems are carefully matched to one another. They are also quite complicated and require precise stroke limitation. of the anchor.

Gemäß der Erfindung dient zur periodischen Schließung des Magnetstromkreises eine Kontaktvorrichtung in Form von zwei federnd aneinander vorbeistreifenden Kontaktstücken, von denen das eine unmittelbar am schwingenden Anker, das andere an einem festen Teil befestigt ist und gleichzeitig selbst derart zur Führung der Streifbewegung beiträgt, daß die Stromschließung auf diejenige Streifrichtung beschränkt bleibt, bei welcher sich der Anker aus der mechanischen Stabillage üi Richtung auf die magnetische Stabillage bewegt.According to the invention is used to periodically close the magnetic circuit a contact device in the form of two resiliently sliding contact pieces, one of them directly on the swinging anchor, the other on a fixed one Part is attached and at the same time itself in such a way to guide the grazing movement contributes to the fact that the current closure remains limited to that direction of grazing, in which the armature moves from the mechanical stable position in the direction of the magnetic one Stable position moves.

Auf diese Weise gelingt es mit einfachsten Mitteln, die Stromschließungszeiten mit den mechanischen Bewegungen des Ankers in einen besonders günstigen Einklang zu bringen.In this way, it is possible to manage the electricity shutdown times with the simplest of means with the mechanical movements of the armature in a particularly favorable harmony bring to.

Ein grundsätzlicher Nachteil des Wagnerschen Hammers und aller seiner bekannten Abwandlungen besteht nämlich darin, daß der elektromagnetische Antrieb unter einer sehr ungünstigen Phase wirkt. Wie man aus dem Diagramm der Abb.2 erkennt, das den Erregungsstrom (i) des Elektromagneten in Abhängigkeit von dem zeitlichen (t) Verlauf der mechanischen Schwingung (s) des Ankers wiedergibt, wird dieser Erregungsstrom bereits unterbrochen, wenn der Anker seine mechanische Stabillage (S mech.) kaum verlassen hat. Infolgedessen bedarf es eines ziemlich erheblichen Erregungsstromes, um dem Anker einen ausreichenden Impuls zu geben. Vor allem aber steht der Elektromagnet während der ganzen Zeitdauer unter Strom, welche der Anker zum Rückschwingen über die mechanische Stabillage (Smech.) hinaus bedarf. In dieser Zeitspanne leistet der Elektromagnet in erheblichem Umfange eine schwingungsdämpfende Arbeit, welche einerseits schwingungstechnisch unerwünscht ist, andererseits Stromquelle und Magnetwicklung unnötig belastet.A fundamental disadvantage of Wagner's hammer and all of his known modifications consists in the fact that the electromagnetic drive acts under a very unfavorable phase. As can be seen from the diagram in Figure 2, that the excitation current (i) of the electromagnet as a function of the time (t) the course of the mechanical oscillation (s) of the armature reproduces, this excitation current already interrupted when the armature hardly reaches its mechanical stable position (S mech.) has left. As a result, a fairly substantial excitation current is required to give the anchor sufficient momentum. But above all, there is the electromagnet during the entire period of time under power, which the anchor over to swing back the mechanical stability layer (Smech.) also requires. Performs in this period of time the electromagnet to a considerable extent a vibration-damping work, which on the one hand vibration is undesirable, on the other hand power source and magnet winding unnecessarily burdened.

Im Gegensatz hierzu geht das Diagramm der Abb.2 bei Benutzung einer Kontaktvorrichtung des Selbstunterbrechers nach der Erfindung in die durch Abb.3 veranschaulichte Form über. Man erkennt, daß der Elektromagnet in diesem Falle nur dann unter Strom steht, wenn sein magnetischer Zug in der Bewegungsrichtung des Ankers liegt und diesen tatsächlich beschleunigt. Bei Anwendung der Kontaktvorrichtung des Selbstunterbrechers nach der Erfindung kommt man infolgedessen mit schwächeren Erregungsströmen sowie vor allem mit einer kürzeren Einschaltdauer des Elektromagneten, d. h. also mit wesentlich geringerem .Energieverbrauch für den Antrieb aus als ` bisher.In contrast to this, the diagram in Fig. 2 works when using a Contact device of the self-interrupter according to the invention in the illustrated by Fig.3 illustrated form above. It can be seen that the electromagnet in this case only is energized when its magnetic pull is in the direction of movement of the Anchor and actually accelerates it. When using the contact device of the self-interrupter according to the invention you come with weaker ones as a result Excitation currents and, above all, with a shorter duty cycle of the electromagnet, d. H. So with significantly lower .energy consumption for the drive than ` until now.

...-'..Die Erfindung sei im folgenden an Hand eiynig'rer Ausführungsbeispiele näher erläutert. `@"@r°' Äbb. ¢ zeigt einen elektromagnetischen Selbstunterbrecher, dessen Elektromagnet 5 auf einer Grundplatte 6 befestigt ist, welche zur Lagerung des bügelförmigen Ankers 7 die Stifte 8 trägt. Eine Feder 9 hält den schwingenden Anker 7 in der gezeichneten mechanischen Stabillage. Wird der Elektromagnet 5 erregt, so zieht er den Anker in Richtung des Pfeiles io aus der mechanischen Stabillage heraus....- '.. The invention is based on several exemplary embodiments explained in more detail. `@" @ r ° 'Fig. ¢ shows an electromagnetic self-breaker, whose electromagnet 5 is attached to a base plate 6, which is used for storage of the bow-shaped armature 7 carries the pins 8. A spring 9 holds the vibrating Armature 7 in the mechanical stable position shown. If the electromagnet 5 is excited, so he pulls the anchor out of the mechanical stable position in the direction of arrow io out.

Zur Steuerung des Magnetstromkreises dient eine Kontaktvorrichtung, welche aus dem keilförmigen festen Kontaktstück i i und dem ebenfalls keilförmigen beweglichen Kontaktstück 12 besteht. Das Kontaktstück i i ist auf der rechten Keilfläche mit einem Isolierstück 13 belegt. Das Kontaktstück 12 ist Mittels der Blattfeder 14 am Anker 7 befestigt. Die Blattfeder 14 ist so gebogen, daß das Keilstück 12 einem mechanischen Druck sowohl in Richtung seiner Basis als auch senkrecht zu seiner Basis ausweichen kann.A contact device is used to control the magnetic circuit, which from the wedge-shaped fixed contact piece i i and the also wedge-shaped movable contact piece 12 consists. The contact piece i i is on the right wedge surface covered with an insulating piece 13. The contact piece 12 is by means of the leaf spring 14 attached to the anchor 7. The leaf spring 14 is bent so that the wedge piece 12 a mechanical pressure both towards its base and perpendicular to it Base can dodge.

In der gezeichneten Ausgangslage liegen die Kontaktstücke i i, 12 mit metallischen Flächen aufeinander und schließen somit den Stromkreis des Elektromagneten 5. Der Anker? wird demgemäß in Richtung des Pfeiles io gezogen. Hierbei gleiten die schiefen Ebenen der beiden Keilstöcke 11, 12 gegeneinander, bis das Keilstück 12 über die Spitze des Keilstückes i i hinweg nach rechts schnappt. Da der Stromkreis des Elekxromagneten 5 nunmehr unterbrochen isst, schwingt der Anker 7 nur noch unter dem Einfluß seiner Trägheit aus, um anschließend unter dem Eiüfluß der Feder 9 in der dem Pfeil i o entgegengesetzten Richtung wieder seinermechaniscUen Stabillage zuzustreben. Bei dieser Rückwärtsbewegung legt sich das Keilstück 12 gegen das Isolierstück 13 und gleitet an dieser schiefen Ebene empor, bis der Anker 5 im Ausschwingen nach links die mechanische Stäbillage überschritten hat. Schnappt das Keilstück 12 nunmehr nach links über die Spitze des Keilstückes i i hinweg, so bleiben die Kontaktflächen der Keilatücke 11, 12 zunächst noch so lange außer Berührung, bis der Anker 5 wieder in die gezeichnete mechanische Stabillgge zurückgekehrt ist. Dann wiederholt sich das Spiel.In the initial position shown, the contact pieces ii, 12 lie on top of one another with metallic surfaces and thus close the circuit of the electromagnet 5. The armature? is accordingly pulled in the direction of arrow io. Here, the inclined planes of the two wedge blocks 11, 12 slide against each other until the wedge piece 12 snaps over the tip of the wedge piece ii to the right. Since the circuit of the electromagnet 5 is now interrupted, the armature 7 only swings out under the influence of its inertia, in order then to strive again to its mechanical stable position under the influence of the spring 9 in the direction opposite to the arrow io. During this backward movement, the wedge piece 12 lies against the insulating piece 13 and slides up this inclined plane until the armature 5 has exceeded the mechanical rod position as it swings out to the left. If the wedge piece 12 now snaps to the left over the tip of the wedge piece ii, the contact surfaces of the wedge pieces 1 1, 12 initially remain out of contact until the armature 5 has returned to the mechanical stability shown. Then the game repeats itself.

Ein Vergleich von Abb. 3 mit Abb. q, läßt erkennen, .daß man mit der in Abb. q. dargestellten Anordnung genau die @rri Diagramm, der Abb.3 wiedergegebenen Schaltphasen erhält. Die Kontaktvorrichtung der Abb. 4 läßt -eich bei. völliger Erhaltung ihres Prinzips und ihrer Wirkungsweise bezüglich ihrer konstruktiven Gestaltung auf verschiedene Weise abwandeln. So kann man z. B. das Isolierstück 13 auch auf der linken Wange des Keilstückes 12 anbringen. Weiterhin kann man ebensogut das Keilstück 12 starr mit dem Anker 5 verbinden und dann das Keilstück i i an der Grundplatte 6 mittels einer Feder befestigen, die diesem' Keilstück entsprechende Freiheitsgrade gewährleistet. Schließlich kann man eines der beiden Keilstücke durch einen Gleitstift oder durch eine Gleitkante ersetzen.A comparison of Fig. 3 with Fig. Q shows that the in fig.q. The arrangement shown exactly matches the @rri diagram shown in Fig.3 Switching phases. The contact device of Fig. 4 can be verified at. complete preservation of their principle and their mode of operation with regard to their constructive Modify the design in various ways. So you can z. B. the insulating piece 13 also attach to the left cheek of the wedge 12. Furthermore, one can just as well the wedge 12 rigidly connect to the anchor 5 and then the wedge i i to the Fasten the base plate 6 by means of a spring which corresponds to this' wedge piece Degrees of freedom guaranteed. Finally, you can get one of the two wedge pieces through replace a sliding pin or a sliding edge.

Wie man aus Abb.4 erkennt, müssen die Kontaktstücke i i, 12 gegeneinander in zwei Richtungen federn, um das gewünschte überschnappen zu gewährleisten. Statt beide Freiheitsgrade in eine Feder 14 zu legen, ist es häufig zweckmäßiger, jedem Kontaktstück nur einen Freiheitsgrad zuzuordnen. Eine Anordnung dieser Art zeigt Abb.5. Die Blattfeder 15 ist mit ihrem linken Ende an dem Anker 7 befestigt. Ihr rechtes Ende ist un. mittelbar als Kontaktkopf 16 gebogen und vermag dem Druck des Keilstückes 17 nach oben auszuweichen. Das Keilstück 17 sitzt am obere;' Ende einer senkrecht zur Zeichenebene stehenden und daher nur im. Querschnitt sichtbaren Blattfeder 18, vermag sich also durch die Torsionsfähigkeit dieser Blattfeder 18 um eine Achse zu drehen. Bewegt sich der Anker 7 mit dem Kontaktkopf 16 in Richtung des Pfeiles i9, so folgt das Keilstück 17 dieser Bewegung durch eine kleine Drehung nach rechts, bis der Kontaktkopf 16 über seine Spitze hinwegspringt. Man erhält in diesem Falle besonders saubere Kontaktgebungen und Kontakttrennungen. Überdies braucht man in diesem Falle die linke Seite des Keiles 17 nicht voll mit einem Isolierstoff zu belegen, sondern-man kommt mit einem in das Keilstück eingelassenen Isolienstreifem 2o aus, der etwas über die rechte Wangenfläche nach oben hinausragt.As you can see from Fig.4, the contact pieces i i, 12 must be against each other Spring in two directions to ensure the desired snap-over. Instead of To put both degrees of freedom in a spring 14, it is often more appropriate to each Assigning contact piece only one degree of freedom. An arrangement of this type shows Fig 5. The left end of the leaf spring 15 is attached to the armature 7. you right end is un. bent indirectly as a contact head 16 and capable of the pressure of the Dodge wedge 17 upwards. The wedge 17 sits on the upper; ' End of a standing perpendicular to the plane of the drawing and therefore only in. Cross section of visible leaf spring 18, is thus able to rotate around an axis due to the torsional ability of this leaf spring 18 to turn. If the armature 7 moves with the contact head 16 in the direction of the arrow i9, the wedge 17 follows this movement by turning it slightly to the right, until the contact head 16 jumps over its tip. In this case one obtains particularly clean contacts and separations. You also need in In this case, the left side of the wedge 17 is not completely covered with an insulating material occupy, but - you come with an insulating strip embedded in the wedge 2o, which protrudes slightly above the right cheek surface upwards.

Um sehr kräftige Kontakte zu steuern, kann man sich schließlich der in Abb. 6 dargestellten Anordnung bedienen.. Am Anker 7 ist ein Arm 2i befestigt, der einen Stift 22 trägt. Dieser Stift 22 wirkt zeit einer Blattfeder 23 zusammen, deren Ende 24 in Form einer schiefen Ebene nach vorn umgebogen ist. Bewegt sich der Stift 22 in Richtung des Pfeiles 25, so gleitet er (vgl. die untere Ansicht der Abb. 6) über die Oberseite der schiefen Ebene 24 hinweg und drückt hierbei die Feder 23 nach unten, so daß sich der Wolframkontakt 26 schließt. Bewegt sich der Stift jedoch aus seiner rechten Endlage in der dem Pfeil 25 entgegengesetzten Richtung zurück, so gleitet er auf der unteren Seite der schiefen Ebene 24 entlang und hebt hierdurch die Feder 23 an, so daß der Kontakt 26 geöffnet bleibt. Die Wirkungsweise entspricht auch in diesem Falle dem Diagramm der Abb.3, da auch 'hier eine schiefe Ebene 24 mit einer Spannvorrichtung 23 zusammenwirkt, welche für den Rückgang andere Kontaktverhältnisse gewährleistet als für den Hinweg des Ankers 7. 'Finally, to control very strong contacts, one can use the Use the arrangement shown in Fig. 6. An arm 2i is attached to the armature 7, who carries a pin 22. This pin 22 works together at a leaf spring 23, the end 24 of which is bent forward in the form of an inclined plane. Is moving the pin 22 in the direction of arrow 25, so it slides (see. The bottom view of Fig. 6) over the top of the inclined plane 24 and thereby presses the Spring 23 downwards so that the tungsten contact 26 closes. Does the However, the pin from its right end position in the opposite direction to arrow 25 back, it slides along the lower side of the inclined plane 24 and lifts as a result, the spring 23 so that the contact 26 remains open. The mode of action also in this case corresponds to the diagram in Fig. 3, since here too an oblique Level 24 cooperates with a jig 23, which for the decline other Contact conditions guaranteed than for the outward journey of the anchor 7. '

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electromagnetic self-interrupter with oscillating and only on the way from the mechanical to the magnetic stable position magnetic Influencedzn anchor, characterized in that for the periodic closing of the Magnetic circuit a contact device in the form of two resiliently brushing past each other Contact pieces (i i, 12 or 16, 17 or 22, 24) are used, one of which (12, 16, 22) directly on the vibrating armature (7), the other on a fixed part (6) is attached and at the same time itself contributes to the guidance of the grazing movement, that the current closure is limited to the direction of grazing (io, i9, 25), in which the armature (7) moves out of the mechanical stable position in the direction of the magnetic stable position moved.

2. Self-breaker according to claim i, characterized in that the contact pieces (ii, 12 or 1 6; 17), one of which carries an insulating piece (13, 2o), slide along one another in both directions of movement with inclined planes against each other in both coordinates of this inclined plane yield resiliently.

3. Self-interrupter according to claim 2, characterized in that the a contact piece (16) springs perpendicular to the base of the inclined plane, while the other (17) around. an axle (r8) is spring loaded in a rotating manner.

4. Self-interrupter according to claim i, characterized by a pin (22) attached to the armature (7), the time one inclined plane (24) cooperates, which controls a separate contact (26) and which by the force of a spring (23) from said pin (22) both a direction of movement (25) from above, in the opposite direction of movement is detected from below.