DE69787C - Zeigerschaltwerk zum Einschalten, j Ausschalten und Umschalten von elektrischen i Strömen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausschalten, Einschalten und Umkehren von elektrischen Strömen, welche pölarisirte Elektromagnete zeitweise erregen. Die Erfindung hat u. A. den Zweck, die Zahl der zum Betrieb von elektrischen und anderen Schaltwerken erforderlichen Leitungen so weit als nur möglich zu verringern. Hierbei werden entgegengesetzt pölarisirte Elektromagnete verwendet und die Richtung des einer beliebigen Stromquelle entnommenen elektrischen Stromes selbstthätig umgekehrt.

Eine derartige Vorrichtung ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt worden.

Fig. ι zeigt den Umschalter in Verbindung mit einer galvanischen Batterie.

Fig. 2 ist die zugehörige Seitenansicht.

In Fig. 3 und 4 ist der Schaltarm besonders dargestellt. Fig. 3 ist die Aufsicht und Fig. 4 die Seitenansicht.

In Fig. 5 und 6 ist die Grundplatte oder Zeigerplatte des Schaltwerks besonders dargegestellt, um die elektrischen Verbindungen der einzelnen Stromschlufstheile zu veranschaulichen. Fig. 5 ist die Aufsicht und Fig. 6 die Seitenansicht.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Einzelheiten.

Fig. 9 veranschaulicht die Anwendung des den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Zeigerschaltwerks auf einen selbstthätigen Hauptschalter für Fernsprechanlagen, Telegraphen u. dergl. In Fig. 9 ist die Hilfsvorrichtung veranschaulicht, zu welcher der von dem Umschalter kommende Strom hingeht und ohne den der in Fig. 1 und 2 dargestellte Umschalter gar nicht verwendet werden kann; zur Verbindung der beiden Theile des Zeigerschaltwerks ist jedoch nur eine Leitung erforderlich, welche sowohl zum Schalten als auch zum Sprechen benutzt werden kann.

Wenn die elektrischen Ströme in der angedeuteten Weise benutzt werden sollen, so wird die Umschaltung stets auf derjenigen Stelle erfolgen, wo die in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung untergebracht ist. Die Umschaltung wird jedoch von der Stelle aus bewirkt, wo sich der in Fig. 1 bis 8 veranschaulichte Umschalter befindet. Letzterer soll nun zunächst beschrieben werden.

Die Zeigerplatte 1 besteht aus Isolationsmasse. In der Mitte derselben befindet sich der Drehzapfen 2 für die Nabe 3 des Schaltarmes 5. Letzterer wird durch eine in das freie Ende des Zapfens 2 hineingedrehte Schraube 6 in seiner Lage erhalten, wenn der Schaltarm 5 mittelst des Knopfes 7 in der Richtung des Pfeiles gedreht. wird. Der Arm 5 besteht aus Metall und ist mit der Nabe 3 fest verbunden. Die ebenfalls mit der Nabe 3 fest verbundene Slromschlufsscheibe 8 steht mit dem .Schaltarm 5 in elektrischer Verbindung. . An dem Schaltarm 5 befindet sich der Metallknopf 9, welcher mit dem Schaltarm 5 elektrische Verbindung hat. Ferner befindet sich an dem Schaltarm 5, und zwar am ä'ufsersten Ende, der Metallknopf 10, welcher jedoch von dem Schaltarm 5 isolirt ist. Der Metallknopf ι ο ist durch' einen Draht 1 1 an die Scheibe 12 an-

geschlossen, welche zwischen der Scheibe 8 und dem Schaltarm 5 mittelst des isolirenden Stückes 13 an der Nabe 3 befestigt ist. Die Scheibe 8 steht durch eine federnde Schleifbürste 15 mit der Klemmschraube 14 und die Scheibe 8 durch eine federnde Schleifbürste 17 mit der Klemmschraube 16 in elektrischer Verbindung. Diese in Fig. 8 besonders dargestellten Stromschlufsfedern sind bei der Drehung des Schaltarmes 5 stets in Berührung mit den Scheiben 8 bezw. 12.

Der positive Pol P der Batterie 18 ist durch den Draht 19 und den Draht B mit sämmtlichen Stromschlufsknöpfen 20 und 21 verbunden, welche an der Zeigerscheibe 1 be-. festigt sind. Die Knöpfe 20 ragen weiter über die Fläche der Zeigerscheibe hervor, als dies bei denjenigen 21 der Fall ist (Fig. 6). Die Knöpfe 21 sind näher zur Mitte der Zeigerscheibe angeordnet als die höheren Knöpfe 20, · so dafs der die sämmtlichen Knöpfe 20 und 21 verbindende Draht B zickzackförmig verläuft.

Der negative Pol N der Batterie 18 ist in ganz gleichartiger Weise durch den Draht C und den Draht 22 an die Metallstromschlufsknöpfe 23 und 24 angeschlossen. Hierbei sind die Knöpfe 23 näher arj der Mitte und höher als diejenigen 24. 20 und 23 bilden ein Paar hoher Stromschlufsknöpfe, von denen der eine mit dem positiven und der andere mit dem negativen Pol der Batterie verbunden ist. 21 und 24 bilden ein Paar niedriger Stromschlufsknöpfe, von denen ebenfalls der eine mit dem positiven und der andere mit dem negativen Pol der Batterie verbunden ist. In Fig. 5 ist der die Knöpfe 20 und 21 verbindende Draht B durch volle ■ und der die Knöpfe 23 und 24 verbindende Draht C durch punktirte Linien angedeutet. Aus der Zeichnung kann man daher ganz klar ersehen, dafs die gegenseitige Lage der beiden je ein Paar bildenden Knöpfe bezüglich des positiven und negativen Pols auf dem Umfange der Zeigerscheibe stets wechselt.

An die Klemmschraube 14 ist der Leitungsdraht 25 angeschlossen, welcher zu der in Fig. 9 dargestellten Hülfsvorrichtung hinführt. Die Klemmschraube 16 ist durch einen Draht 26 mit einer Erdplatte 29 verbunden.

Die Hülfsvorrichtung (Fig..9) besteht aus einer feststehenden Zeigerscheibe D, auf welcher der Schaltarm E drehbar angeordnet ist. Auf der Zeigerscheibe D sind nahe am Rande eine Anzahl von einander isolirter Stromscblufsstifte angeordnet, von denen die auf demselben Durchmesser liegenden mit einander elektrisch verbunden sind. Auf der einen Hälfte der Zeigerscheibe D sind an fünf Stifte der Reihe nach die Drähte Hu T U Tel und R angeschlossen. Mit dem Schaltarm E ist ein Schaltrad F fest verbunden, welches bei vorliegendem Beispiel zehn Zähne hat. Das Schaltrad wird mittelst des Elektromagneten / vorwärts bewegt, der bei jedem Stromschlafs den am drehbar gelagerten Hebelarm K befindlichen Anker J anzieht. Der Hebelarm K trägt an seinem freien Ende einen Stofskegel F¹, welcher in das Schaltrad F eingreift. Der von der Klemmschraube 14 des Umschalters kommende Verbindungsdraht 25 ist an die Klemmschraube 30 angeschlossen; von letzterer führt der Draht L zu dem Schaltarm E. Die in Fig. 9 gezeichneten Magnete 35, 36, 37, 38, 39 und 40 sind alle in demselben und der Magnet / im umgekehrten Sinne polarisirl, so dafs sie sämmtlich von einem Strom erregt werden können, der durch die Windungen des Magneten / hindurchgeht, ohne diesen letzteren zu erregen.

Die fünf Paare von Stromschlufsstiften Hu T U Tel und R der Zeigerscheibe D entsprechen genau denjenigen Hu T U Tel und R der Zeigerscheibe 1 des Umschalters (Fig. 1 und 5); die zuletzt genannten Paare werden von den Stromschlufsknöpfen 21 und 24 gebildet. Die Zeigerseheibe 1 steht daher mit der Zeigerscheibe D in einer solchen Verbindung, dafs die Stellung des Schaltarmes E stets genau der Stellung des Schaltarmes 5 entspricht; auf diese Weise kann man an dem von der Zeigerscheibe D in beliebiger Entfernung angeordneten Umschalter stets erkennen, mit welchem der Drähte Hu T U Tel und R der Schaltarm E in elektrischer Verbindung steht.

Wird nun der Schaltarm 5 kurbelartig auf der Zeigerscheibe 1 in der Richtung des Pfeiles gedreht, so berühren die Stromschlufsstücke 9 und 10 des Schaltarmes 5 nach einander jedes einzelne der Paare 20, 23, wobei die beiden Stifte eines und desselben Paares stets gleichzeitig berührt werden. Bei der Drehung des Schaltarmes 5 werden jedoch die Paare 21, 24 von 9 und 10 nicht ohne Weiteres berührt, da 21 und 24 kürzer sind als 20 und 23. Wenn sich der Schaltarm 5 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung befindet, so sind 9 und 10 aufser jeder Berührung mit den Stromschlufsknöpfen der Zeigerscheibe 1. Wird dann der Schaltarm 5 in der Richtung des Pfeiles gedreht, bis er das erste Paar 20, 23 berührt, so fliefst ein negativer Strom von der an die Erde angeschlossenen Klemmschraube 41, Fig. 9, zum Elektromagneten 40, dann zur isolirten Klemmschraube 42, von hier durch den Draht R zum Elektromagneten 36 .und darauf zum Elektromagneten 35, von wo er zum Stromschlufsstift R der Zeigerscheibe D gelangt. Von hier geht der Strom durch den Schaltarm E und den Draht L zum Elektromagneten / und von da durch den Draht M zur Klemmschraube 30. Von letzterer geht der Strom

durch die Verbindungsleitung 25 zur Klemmschraube 14, Fig. i, dann durch die Schleifbürste ι 5 zur Stromschlufsscheibe 8, durch den Schaltarm 5 zum Stromschlufsstück 9 und von diesem durch den von demselben gerade. berührten Knopf 23, den Draht C und den Draht 22 zum negativen Pol der Batterie 18. Vom positiven Pol geht der Strom durch den Draht 19 und den Draht B zu dem vom Stromschlufsstück 10 gerade berührten Knopf 20. Von dem letzteren geht der Strom durch den Draht 11, die Scheibe 12 und die Schleifbürste 17 zur Klemmschraube 16, von wo er wieder zur Erde geht,

Bei dem beschriebenen Verlauf des negativen Stromes wird nur der Magnet / erregt. Infolge dessen wird der Stofskegel F¹ des Hebels K nach unten bewegt und dadurch das Schallrad F nebst Schaltarm E im Sinne des Zeigers einer Uhr um einen Zahn gedreht, so dafs der Schaltarm E nun auf dem nächsten Stromschlufsstift der Zeigerscheibe D aufliegt. Wird nun der Schaltarm 5 der Zeigerscheibe 1 weitergedreht, so verläuft jedesmal ein negativer Strom in der beschriebenen Weise, sobald der Schaltarm 5 wieder ein Paar 20, 23 berührt. Es wird also jedesmal wieder nur der Magnet / erregt und das Schaltrad F nebst Schaltarm E um einen Zahn verstellt. Die Bewegungen des Schaltarmes E erfolgen fast gleichzeitig mit den Bewegungen des Schaltarmes 5, so dafs die Stellung des Schaltarmes E stets derjenigen des Schaltarmes 5 ganz genau entspricht.

Um nun einen Strom in der anderen Richtung durch die in Fig. 9 veranschaulichten Magnete hindurchzusenden, verfährt man in folgender Weise. Man dreht den Schaltarm 1 von den Stromschlufsknöpfen 20, 23 weg, während der Schaltarm E durch die Zeigerscheibe D mit der Leitung Hu verbunden ist. Alsdann hält man den Schaltarm E gerade über den Stromschlufsknöpfen 21,24 der Zeigerscheibe 1 an und drückt den Knopf 7 nieder, so dafs das Stromschlufsstück 9 den Knopf 21 und 10 den Knopf 24 des mit Hu bezeichneten Paares von Stromschlufsknöpfen berührt. Alsdann geht ein positiver Strom von der Batterie 18 durch den Draht 19 und den Draht -B zu dem gerade vom Stromschlufsstück 9 berührten Knopf 21, von da durch 9, den Schaltarm 5, die Scheibe 8 und die Schleifbürste 15 zur Klemmschraube 14, durch den Verbindungsdraht 25 zur Klemme 30, Fig. 9, und von da durch die Windungen des Magneten J, ohne den letzteren zu erregen. Dann geht der Strom durch den Draht L, den Schaltarm E und durch die Zeigerscheibe D in den Draht Hu, durch die Windungen des Magneten 39, der erregt wird, zur Klemmschraube 42 und durch die Windungen des Magneten 40, der gleichfalls erregt wird, zu der mit der Erde verbundenen Klemmschraube 41. Man braucht diesen Stromkreis nur so oft zu schliefsen, als man den Magnet 39 erregen will, um das von dem Magneten 39 betriebene Schaltrad um die gewünschte Zähnezahl zu verschieben.

Dreht man nun den Schaltarm 5 weiter, bis ,er sich genau über den mit T bezeichneten Stromschlufsknöpfen 21, 24 befindet, so wird das Schaltrad F wieder um einen Zahn gedreht, weil der Schaltarm 5 inzwischen wieder ein Paar 20, 23 berührt hat. Der Schaltarm ist dadurch mit der Leitung T, Fig. 9, verbunden. Es fliefst demzufolge der positive Strom über den Magnet 37 und den Magnet 40 zur Erde. Man braucht also den Schaltarm 5 nur so oft niederzudrücken, als man den Magnet 37 erregen will, um das von demselben betriebene Schaltrad um die gewünschte Zähnezahl zu verdrehen.

In gleicher Weise geh't der positive Strom auch durch den Magnet 38, wenn der Schaltarm E der Zeigerscheibe D an die Leitung U angeschlossen ist.

Ist der Schaltarm E mit der Leitung Tel verbunden, so kann man durch die Leitung 25 einen Strom über das Zeigerrad D und den Draht Tel in eine der zahlreichen Leitungen senden, welche an den oberen Theil der in Fig. 9 lediglich als Beispiel dargestellten Sehaltvorrichtung angeschlossen ist. Die gerade gewünschte Leitung wird dadurch erhalten, dafs man einen auf den kreisförmig angeordneten Enden der zahlreichen Leitungen verstellbaren Stromschlufsschlitten verschiebt. Diese Verschiebung wird mittelst der Magnete 39, 38 und 37 bewirkt. Bei jeder Verschiebung des Schlittens wird die denselben tragende Hauptwelle mittelst des Magneten 40 etwas angehoben, damit der Schlitten von den freien Enden der an den Apparat angeschlossenen zahlreichen Leitungen keinen Reibungswiderstand erfährt. Wenn der Schaltarm E mit der Leitung R verbunden ist und dann der Schaltarm 5 auf die mit R bezeichneten Stromschlufsknöpfe 21, 24 niedergedrückt wird, so fliefst der positive Strom durch die Leitung 25, die Zeigerscheibe D, die Leitung R, durch die Windungen der Magnete 35 und 36 zur Klemmschraube 42 und von dort durch die Windungen des Magneten 40 zur Erde. Infolge dessen werden die von den Magneten 35 und 36 beherrschten Sperrkegel ausgelöst, und der Schlitten kehrt in seine Ruhestellung zurück.

Claims (4)

1. Pat E nt-Ansprüche:

   ι . Bei selbstthätigen Schaltvorrichtungen,welche darauf beruhen, dafs zwei nur durch eine Fernleitung verbundene Umschalter je nach Erfordernifs von Strömen in der einen oder der anderen Richtung durchflossen werden, . ein Zeigerschaltwerk, gekennzeichnet durch

   eine Zeigerscheibe (ι) mit den paarweise abwechselnd in zwei verschiedenen Ebenen liegenden Stromschlufsknöpfen (20,2 1,23,24), von denen die abwechselnd aufsen und innen liegenden, zickzackförmig unter einander verbundenen (20 und 21) an den einen Pol und die abwechselnd innen und. aufsen liegenden, zickzackförmig unter einander verbundenen (23, 24) an den anderen Pol einer Stromquelle angeschlossen sind, während die in der einen Ebene liegenden Paare von Stromschlufsknöpfen (20, 23) ohne Weiteres, die in der anderen Ebene liegenden (21, 24) hingegen erst beim Niederdrücken des Schalthebels (5) mit den an letzterem angeordneten, von einander isolirten Stromschlufsstücken (9 und 10) in Berührung kommen.
2. 2. Bei dem unter 1. gekennzeichneten Zeigerschaltwerk die Verbindung einer Anzahl von polarisirten Elektromagneten derselben Polarität mit den Stromschlufsstiften auf einer als Umschalter dienenden Hülfszeigerscheibe (D), deren Schaltarm (E) durch einen Magnet (I) von entgegengesetzter Polarität bewegt wird, wobei bei der einen Stromrichtung nur die Magnete derselben Polarität, bei der ' anderen aber der Magnet (I) der entgegengesetzten Polarität erregt werden, zu dem Zweck, durch Bewegung des Zeigerschaltwerks - den Schaltarm der Hülfszeigerscheibe (D) zunächst auf das gerade gewünschte Stromschlufsstück einstellen und sodann Ströme von solcher Richtung hindurchsenden zu können, dafs sie den die Hülfszeigerscheibe (D) bewegenden Magnet (I) nicht erregen.
3. 3. Bei dem unter !.gekennzeichneten Zeigerschaltwerk die Anordnung von zwei federnden Schleif bürsten (15 und 17), von denen die eine (17) auf der vom Schaltarm (5) isolirten Stromschlufsscheibe (12) schleift und mit ^xder Fernleitung (25) verbunden ist, während die andere (15) auf der mit dem Schaltarm (5) in metallischer Berührung stehenden Stromschlufsscheibe (8) schleift und mit der Erde verbunden ist.
4. 4. Bei dem unter 1. gekennzeichneten Zeigerschaltwerk zwei von einander isolirte Stromschlufsstücke (9 und 10), von denen das eine (9) mit der Stromschlufsscheibe (8) durch den metallischen Schaltarm selbst, das andere (10) hingegen mit der Stromschlufsscheibe (12) durch einen isolirten Draht verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.