-
Nockenschaltwalze zur Schaltung von Kondensatoren Die Erfindung bezieht
sich auf eine Nockenschaltwalze zur Schaltung von Kondensatoren und bezweckt, Verbesserungen
zu schaffen, die es ermöglichen, Kondensatoren im genauen Kapazitätswert stoßfrei
ein- und iauszuschalten.
-
Es ist an sich bekannt, Kondensatoren über einen Vorschaltwiderstamd
ein- und auszuschalten oder in der Ausschaltstellung durch Kurzsclilleßer zu entladen.
Die hierfür erforderlichen bisher bekannten Schaltgeräte benötigen durch ihre großen
Schaltwege, insbesondere durch .die Anordnung der Schaltkontakte auf mindestens
9o° Schaltdrehung, erhebliche räumliche Abmessungen. Gegenüber dieser mit Schaltmessern
arbeitenden Schaltvorrichtung ist es zur Verringerung der räumlichen Abmessungen
bereits vorgeschlagen worden, Schaltwalzen zu verwenden, jedoch ergibt sich bei
der üblichen Bauart von Schaltwalzen der Nachteil, daß alle Zwischenschaltstellun,gen
durch besondere Kouztaktfinger von .der Schaltwalze abgenommen werden müssen.
-
Bei diesen bekannten Nochenschaltwalzen sind beispielsweise allein
zur Erreichung von drei verschiedenen Schaltmöglichkeiten drei verschiedene neben-,
hinter- bzw. untereinander angeordnete IGInkensätze vorzusehen, wobei jedem Nockensatz,
dem Schaltablauf entsprechend, eine verschieden ,ausgearbeitete Nocken# scheibe
zuzuordnen ist. Wollte man siolche bekannten Nockenschaltwalzen für die Mehrfachkondensatarschaltung
verwenden, so würden sich hieraus umständliche, kostspielige und umfangreich zu
bemessende Schaltapparate ergeben.
-
Gerade die an die Ein- und Ausschaltung von Meßkondensatomen zu stellende
Forderung, die Meßgröße der Kondensatoren ständig aufrechtzuerhalten und das Einschalten
eines solchen Kondensators so vorzunehmen, daß .eine Schädigung des gen.auest gearbeiteten
Kondensators nicht eintritt, bedingt die Fofrderung nach einer Zwischenstufe im
Einschaltvorgang. In dieser Zwischenstufe ist, ausgehend von einer Ruhestellung,
der Kondensator kurzzuschließen. Nach den bisher bekannten Klinkenanordnungen könnte
man dieser
Forderung nur dann gerecht werden, tve:mi umständliche
Nebeneinanderlagerungeln miehrerer Klinkensätze in ,axialer Richtung und mehrere
Betätigungsnoclzlen auf einer Schaltwalze vorgesehen werden. Eine solche Anordnung
verbietet sich aber in dem Augenblick, in dem auf gedrängt zur Verfügung stehenden
Raum mehrere Kondensatoren von der gleichen Schaltwalze zu Meßzwecken im nacheinander
in- bzw. ausgeschaltet werden sollen.
-
Die Erfindung beseitigt die bei Verwendung bekannter Nockenschaltw,alzen
auftretenden Nachteile dadurch, daß Mehrfachklinkensätze je Kondensatur verwendet
werden, wobei eine einzige von einer einziggen Nocke gesteuerte Klinke, von der
Ruhestellung au sgeh end,aus der Berührung mit einer den Kondensatur kurzschließenden
Klinke über die Berührung mit einer einen Vorschaltwiderstand mit dem Kondensator
in Reihe schaltenden Klinke nunmehr in, der Einschaltstellung mit einer den Vorschaltwiderstand
kurzschließenden Klinke in Anlage gebracht wird.
-
Dadurch, daß nunmehr eine einzige Nocke einen Schaltklinkensatz steuert,
wird die Baulänge einer ,aus mehreren Nocken bestehenden Nockenschaltwalze nur durch
das Maß der Klinkenbreiten und den erforderlichen Abstand zur nächsten Klinke bedingt.
Es lassen sich mit dieser Anordnung daher von einer einzigen Nockenwalze geringer
Baulänge nacheinander oder gleichzeitig mehrere Klinkensätze und damit mehrere Kondensatoren
ein-und ausschalten, denn jedem Kondensator ist nur ein einziger Klinkensatz zugeordnet.
Der von dieser N ocke gesteuerte Klinkensatz wird dabei zw eckmäßigerwei,se von
vier Klinken gebildet, von denen dieeine Klinke in der Ruhelage mit einer Gegenklinlw
in federnder Berührung steht und zum Einlauf in die Einschaltstellung von der Nockenwelle
angehoben wird. Die in der Ruhelage miteinander verbundenen Federn stehen je mit
einem Pol des Kondensators in leitender Verbindung. Beim Einlauf in die Schaltstellung
kommt die von der Nocke bewegte Klinke im ersten Anheben und nach Verlassen des
Ruhekontaktes mit einer Zwischenklinke in Verbindung, über die ein Vorschaltwiderstand
mit der abgehenden Leitung in Reihe liegt. Erst nach vollständigem Abheben der beweglichen
Klinke aus der Ruhelage kommt diese Klinke mit der Hauptklinke in Verbindung, die
den vorgenannten Vorschaltwiderstand überbrückt und somit den Kondensator unmittelbar
an die abgehende Leitung anschließt.
-
Eine solche Ausgestaltung einer Schalteinheit ist von besonderer Bedeutung,
wenn es gilt, Meßkondens:atoren in verschiedene;i MeßstelIungen einzuschalten. Es
ist daher möglich, sog. Dekadenkondensatoren zu bauen, die durch einfache Betätigung
Eines Handrades an einer Nockenschaltwalze meßgen,au und stoßfrei eingeschaltet
werden können. Es kann mit einer solchen Nockenschaltwalze eine beliebige Anzahl
von Kondensatoreinheiten nacheinander ineiner entsprechenden Vielzahl von Schaltstellungen
eingeschaltet werden, wobei sämtliche Schaltstellungen auf einen Vollkreis verteilt
sind. Trotzdem wird erfindungsgemäß die Baulänge nicht ein Maß überschreiten, das
die Zusammenfassung düs Dekadenkondensators zu einem handlichen L.a.borato,riu:msgerät
noch ermöglicht. Eine wesentliche Vereinfachung und Verkürzung der Baulänge kann
bei einem solchen D.ekadenschalter für Kondensatoren vorgenommen werden, wenn entsprechend
den durch Stöpsel zu bedienenden üblichen Dekadensätze:n für eine Dekade vier Kapazitätseinheiten
in den Größen des Einfachen bis Vierfachen des Einheitswertes gewählt werden und
nun jedem Einheitswert ein Klinkensatz zugeordnet wird. Für den Bau einer derartigen
Meßdekade wird zum beliebigen Schalten dür Werte i bis io bzw. o bis 9 nunmehr nur
noch eine Nockenwalze benötigt, bei der vier Nocken in zehn Schaltstellungen nacheinander
vier Klinkensätze betätigen. Bei der Ausführungsform der Schaltung der Werte von
i bis io würden innerhalb der vier N ockenreihün die Nocken so anzulordnen sein,
daß in den Schaltstellungen i bis ,4 je ein Wert i bis .1 der Kondensatoren, in
den Schaltstellungen 5 bis je die Werte i bis 3 parallel zum Wert q., in den Schaltstellungen
ä und 9 je die Werte i und a parallel zu den parallel geschalteten Werten 3 und
4. und in der Schaltstellung i o alle Werte parallel zueinander über Zwischenschaltstellung
.ein- bzw. ausgeschaltet werden.
-
In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel eine Nochenschaltwalze
dargestellt, die unter Zuhilfenahme von vier K ondeusatorenwerten in zehn Schaltstellungün
eine Schaltung der Werte i bis i o ermöglicht.
-
Fig. i zeigt in schematischer Darstellung die Nockenwalze mit denen
Eingriff in die Klinkensätze ; Fig. a zeigt ebenfalls schematisch den Eingriff der
Nocke in den Klinkensatz in einer Ansicht auf die Achse der Nockenwalze; Fig.3 zeigt
das Nockenschema der Nockenwalze, Fig. 4. das elektrische Schema eines in Ruhelage
befindlichen Klinkensatzes; Fig.5 zeigt das gleiche Schema im Anfang des Anhebens
der Hauptklinke in der Zwischenstellung; Fig. 6 zeigt ein gleiches Schema des Klinkensatzes
in der vollen Einschaltstellung.
Auf der Walze ,a sind bei diesean
Au.sführungsbelspiel einer Kond;ens:atomen dekadenschalteinrichtung vier Nockenreihen
I, II, III, IV, wie aus Fig. i ersichtlich, angeordnet, die nach dem Schema der
Fig.3 in den Schaltstellungen i bis i o Nockenerhebungen b1 bis, b4 besitzen.. Die
Nockenwalzea kann dabei von einem hier nicht dargestellten Handrad unmittelbar oder
unter beliebiger Übersetzung angetrieben. werden und besitzt an seinem einen Ende
!eine Rastscheibe r, in die federnde Sperrvorrichtungen zum Fühlbarmachen der Schaltstellungen
eingreifen: jede der Nacken,,b1 bis b4 kommt mit ihren Erhebungen in der jeweiligen
Schaltstellung in sAche Anlage mit einem Klinkensatz c, d, 2, f, wie in der
Fig. z dargestellt. Dieser Klinkensatz besteht aus :einer H@auptzuführungsklinke
c, die mit eintem Pol des Kondensators I< ummittelbar in Verbindung steht und
in ihrer Ruhelage an :einer Klinke e des gleichen Klinkensatzes anliegt. Diese Klinkee
steht mit dem Gegenpol des Kondensatoars in- Verbindung, se daß damit durch die
Anlage der Klinke c und ein der Ruhelageder Kondensator kurzgeschlossen ist und
damit der Betriebslage von vornherein ,ein umaufgefüllter Kondensator zugeführt
wird. Wird durch Drehung der Nockenwelle die jeweilige Nocke zur Anlage und zum.
Anheben der Klinke c gebracht, so wird vor Erreichen der Schaltstellung innerhalb
des gleichen Satzes die Hauptklinke e mit der Vorkontakt; klinke f entsprechend
Fig.5 zur Berührung kommen und gleichzeitig dabei der über die Anlage c und ,e herbeigeführte
Kurzschluß des Kondensatars durch Abheben dieser Verbindung unterbrochen. Diese
Klinke f steht mit einem Strombegrenzungswiderstand W in Verbindung, dessen anderer
Pol an der Meßklemrne B ,angeschlossen ist. Die Meßklemme steht also in dieser Zwischenstellung
über den Strombegrenzüngswiderstand W, die Vorkontaktklinke f und die Hauptklinke
c mit dem einen Pol .des Kondensators in Verbindung, während der andere Pol des
Kondensators A mit der gemeinsamen Anschlußsammelleitung in Verbindung steht. Bei
der AusfuhTung der Nockensch,altwalze ,als Dekadenschalter können dabei auch sämtliche
Anschlußklemmen B der vier Klinkensätze über :eine gemeinsame Sammelleitung parallel
an einer Flauptm:eßklemme B angeschlossen sein.
-
Kommt die Nocke in der endgültigen Schaltstellung in solche Lage,
daß sie die Hauptklinke c vollständig anhebt, so liegt diese Klinke sowohl an der
Vorkontaktklinke f ,als auch an der mittleren Klinke d an. In dieser in der Fig.6
dargestellten Schaltstellung wird der Strombegr:enzungswiderstand W überbrückt;
der zu dem betreffenden Klinkensatz gehörende Kondensator liegt damit unmittelbar
zwischen den Meßklemmen A und B.
-
Das in Fig.3 dargestellte Schaltschema, sieht die mit den Zahlen I
bis IV bezeichneten Klinkenreihen vor; die Ziffern i bis io bezeichnen die jeweiligen
Schaltstellungen. Das Schema besagt, daß in der Schaltstellung i in. der Nockenreihe
I der -.erste Klinkensatz betätigt wird; fortlaufend bis zur Schaltstellungq: wird
jeweils ein Klnklens;atz der Nockenreihe II bis IV eingeschaltet. In den Schaltstellungen
5 bis io verbleibt der Klinkensatz der N:ockenreihe q. eingeschaltet und damit der
diesem Klinkensatz :entsprechende Vierfachwert der Einheit. Zu diesem Vierfachwert
wird in dien Schaltstellungen 5 bis 7 jeweils der der Nockenreihe I bis III entsprechende
Kapazitätswert durch Klinkenbetätigung eingeschaltet, wobei von der Schaltstellung
8 ,an die Kapazitätswerte der Nocken-, reihe II I und IV weiterhin eingeschaltet
bleiben. Hier tritt Inder Schaltstellung 8 :der Kapazitätswert der Nockenr:eihe
I und in der Schalt-. stellung g der Kapazitätswert der Nockenreihe II hinzu, während
in der Schlußstellung der Schaltstellung i o durch No:ckenbetätigung sämtliche Kapazitätswerte
der Reihe I bis IV in Barallelschaltung eingeschaltet sind. Es ergibt -sich :dabei
infolge der Addition parallel geschalteter Kondensatoren folgendes: In der Schaltstellung
i ist der einfache Wert, in. der Schaltstellung a der doppelte Wert, in der Schaltstellung
3 der dreifache Wert, in der Schaltstellung ¢ der vierfache Wert, in der Schaltstellung
5 der einfache und der vielfache Wert, in :der Schaltstellung 6 der zweifache und
der vierfache Wert, in der Schaltstellung 7 der dreifache und der vierfache Wert,
in der Schaltstellung 8 der einfache, der dreifache und der vierfache Wert, in der
Schaltstellung 9 de doppelte, der dreifache und der -vierfache Wert, worauf schließlich
in der Schaltstellung i o der einfache, der doppelte, der dreifache und der vierfache
Wex tadditiv zusammengeschaltet sind. Damit :ergibt sich ,aus dieser Addition, daß
durch Einzel- oder Zusammenschaltung die Werte von i bis io bei :einer LT,mdrehung
geschaltet werden.
-
Werden mehrere Dekaden zu einer Einheit zusammengefaßt und je Dekade
:eine Nockenschaltwalze vorgesehen, so@ kann ,auch an Stelle des in Fig. 3 vorgesehenen
Schaltschemas eine Schaltung vorgesehen werden, bei der die Schaltung i o in Fortfall
kommt und hierfür eine Nullstellung tritt. Auch kann dabei die zehnte Schaltstellung
blockierbar sein.