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Elektromagnetische Steuervorrichtung mit einer Einzugs-und einer Haltewicklung
Die Erfindung bezieht sich auf eine eIektromagnetische Steuervorrichtung mit einer
Einzugs- und einer Haltewicklung, die zur Auslösung mechanischer Bewegungsvorgänge
z. B. von Ventilen, Drosselklappen od. dgl. ebenso wie auch als Schaltschütz zur
Betätigung einer elektrischen Kontaktvorrichtung verwendbar ist. Bei den bekannten
Steuervorrichtungen dieser Art muß zurr Auslösung eines _ Steuervorgangs zunächst
die Einzugswicklung eingeschaltet werden, die den Ankeir anzieht. Dieser betätigt
im Verlauf seiner Steuerbewegung einen Kontakt, der die Einzugswicklung entweder
kurzschließt oder mit der Haltewicklung in Reihe schaltet. In beiden Fällen ist
nach dem Einziehen des Ankers lediglich die mit zahlreichen Windungen ausgestattete
und für eine geringe Stromaufnahme bemessene Haltewicklung wiT@ksam.
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Die Einzugswicklung dagegen nimmt einen starken Strom auf, der vom
Augenblick des Einschaltens bis zur Beendigung der Steuerbewegung durch den zur
Auslösung des Steuervorgangs dienenden Kontaktgeber und durch die, zwischen diesem
und der Steuervorrichtung
vorhandenen Stromzuführungslei.tüngen
fließt. Nun besteht häufig die Notwendigkeit, die Steuervorrichtung durch ein empfindliches
Meßgerät, z. B. ein Kontaktthermometer u. a. m., zu betätigen, das nur verhältnismäßig
schwache Ströme zu schalten vermag. Auf jeden Fall nst es auch unerwünscht, die
Stromzuführungen und den Kontaktgeber so stark zu bemessen., daß kein unzulässiger
Spannungsverlust auftritt, zumal die Leitungen bei größeren Entfernungen zwischen
der Schalt- und der Steuer-vorrichtung sehr stark bemessen werden müssen. Um diese
Umstände mit den bisher in der Technik bekannten Mitteln zu berücksichtigen, müßte
der Steuervorrichtung ein Relais vorgeschaltet werden, das schon durch schwache
Steuerströme erregt werden kann.
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Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß dieses die, Anlage,
verteuernde Relais fortfallen kann, wenn die Haltewicklung und der von ihr erregte
Elektromagnet selbst zur Betätigung eines Relais herangezogen werden. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Steuervorrichtung mit einer bereits unter
der Wirkung des durch die! Haltewicklung erzeugten schwachen Magnetfeldes steuerbaren
elektromagnetischen Schaltvorrichtung versehen ist, die unter der Wirkung eines
der Haltewicklung zugeführten schwachen Stromimpulses den die Einzugsbewegung einleitenden
Stromschluß herbeiführt und von dem Hauptanker bei Erreichen seiner Endstellung
wieder abgehoben wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die die Stromzuführung
zur Einzugswicklung beherrschende Kontaktvorrichtung mit einem im Wirkungsbereich
des Elektromagneten der Steuervorrichtung angeordneten. Hilfsanker versehen ist,
der den die Einzugsbewegung des Hauptankers einleitenden Stromschluß erst dann herbeiführt,
wenn der Haltewicklung Strom zugeführt worden ist, und der von dem Hauptanker bei
Erreichen seiner Endstellung mittels eines Stößels von: dem Elektromagneten abgehoben
wird.
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Bei einem bekannten Elektromagneten mit einem Hauptanker und einem
durch das gleiche! Magnetfeld schon bei schwachen. Feldstärken erregbaren Hilfsanker
ist der von diesem Anker betätigte Kontakt dem Impulsgeber parallel geschaltet,
um auch bei kurzzeitiger Betätigung des Impulsgeberkontaktes die volle 'Magnetisierung
des. Elektromagneten und damit ein Ansprechen des Hauptankers zu ermöglichen. Der
Hilfskontakt bleibt jedoch während der gesamten Einschaltdauer des Hauptankers geschlossen.
Diese, Schalteinrichtung ist somit nicht verwendbar für eine Steuervorrichtung,
auf die sich die Erfindung bezieht; denn bei dieser Vorrichtung muß die für einen
hohen Stromverlarauch bemesse-,ne Einzugswicklung unmittelbar nach Beendigung der
Einzugsbewegung des Hauptankers abgeschaltet werden. Durch die Erfindung wird bei
einer elektromagnetischen Steuervorrichtung dieserArt erreicht, daß die Schaltvorrichtung
und ihre Stromzuführungen nur für den geringen Strom bemessen zu sein brauchen,
den die, Haltewicklung aufnimmt. Somit können im Bedarfsfall auch verhältnismäßig
empfindliche Meßgerä te ohne Zwischenschaltung von Relaiseinrichtungen zur Auslösung
kräftiger Steuerbewegungen lteratigezogen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandeis
dargestellt. Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch die Steuervorrichtung; Alb. 2
und. 3 veranschaulichen zwei Anwendungsbeispiele dieser Vorrichtung.
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In einem Magnetgehäuse i, das eine Einzugswicklung 2 und eine, Haltewicklung
3 enthält, ist ein Anker .I längs. verschieblielt geführt. An diesem Anker ist ein
Stößel 5 ana bracht, der ein an der .ahdeckplatte 6 des Gehäuses i angebrachtes
Polstück 7 durchdringt. An dem Gehäuse, i ist eine mit einem Hilfsanker 8 versehene
Kontaktfeder 9 isoliert angebracht, diel einen Kontakt io trägt. Der zugehörige,
am Gehäuse i isoliert angebrachte Gegenkontakt i i ist durch eine Leitung 12 mit
dem einen Pol einer Stromquelle S verbunden, deren anderer Pol durch eine Leitung
13 mit der Einzugswicklung 2 in Verb4ndung steht. Dass andere Ende dieser Wicklung
ist mit dem einen Ende der Haltewicklung 3 und durch einen Leiter 1:1. mit der Kontaktfeder
g verbunden. Von dem anderen Ende der Haltewicklung führt eine Steuerleitung 15
zu einem Meßgerät 16 mit einem Kontakt 17, der durch eine Leitung 18 mit dem einen
Pol der Stromquelle S in Verl>indung steht. Der unter der Einwirkung einer Schraubenfeder
ig stehende Anker .4 ist in geeigneter Weise, beim Ausführungsheispiel durch eine
Zugstange 20, mit der zu steuernden Regel- oder Schalteiinrichtung verbunden.
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Die in der Zeichnung dargestellte Steuervorrichtung arbeitet wie folgt:
Wenn der Zeiger des Meßgerätes 16 die durch die Stellung des Kontaktes 17 festgelegte
Grenzlage erreicht, fließt über die Leitungen 13, 15 und 18 und die, beiden in deren
Stromkreis hintereinandergsehalteten Wicklungen 2 und 3 ein St; uerstrom, der den
'1lagnetpo1 7 schwach erregt. Hierdurch wird der Anker 8 angezogen, schließt über
das Kontaktpaar io und i i die Haltewicklung 3 kurz. und verbindet gleichzeitig
die EinZugswicklung 2 über die Leitungen 13, 14 und 12 unmitelbar mit der Stromquelle
S. Unter der Wirkung des nunmehr
stark erregten Elektromagneten
wird der Hauptanker q. gegen den Magnetpo17 gezogen. Gegen Ende diesier Einzugsbewegung
trifft der Stößel 5 auf den Hilfsanker 8 und hebt damit den Kontakt io wieder von
seinem Gegenkontakt i i ab. Nunmehr ist wieder die Haltewicklung 3 eingeschaltet,
die den Anker 4 so- lange in der Einzugsstellung festhält, bis der Strom in den
Steuerleitungen 15, 18 unterbrochen wird. In diesem Fall wird der Anker 4 und damit
die mit ihm verbundene, Schalteinrichtung unter der Wirkung der Schraubenfeder i9
wieder in die Ausgangs-oder Ruhestellung zurückgeführt.
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Um die vielseitige Verwendungsmöglichkeit der Steuervorrichtung gemäß
der Erfindung zu veranschaulichen, sind in Abb.2 und 3 zwei verschiedenartige Anwendungsfälle
dargestellt. Bei dem in Abb. 2 dargestelltem Anwendungsbeispiel ist mit dem Anker
q: der Steuervorrichtung ein in einem Ventilgegehäuse 2i bewegbares Ventil 22 verbunden,
das, von einem Ouecli:silberkontaktthermomerozr 16 gesteuert, den Strom -eines flüssigem.
oder gasförmigen Mittels, z.. B. eines Heizmittels, einer Kraftstoffmischung od.
dgl., beherrscht. An Stelle des Ventils kann auch eine Drossel-klappe, das Regelglied
einer Einspritzpumpe, ein Schaltschütz u. a. m. mit dem Hauptanker der Steuervorrichtung
verbunden werden. Als Kontaktgeber können auch beliebige andere mit Kontakten versehene
Meßgeräte, beispielsweise von der Geschwindigkeit einer Kraftmaschine oder vom Druck
eines Arbeitsmittels beeinflußte Verstellglieder, verwendet werden, die zur Auslösung
von Steuervorgängien herangezogen werden sollen.
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Wie Abb. 3 zeigt, kann am Anker q. der Steuervorrichtung eine Kontaktbrücke
23 angebracht sein, die zwei im Stromkreis eines AnlassCers 27 einer Brennkraftmaschine
28 angeordnete Kontakte 2q., 25 verbindret. Alls Impulsgeber dient ein übliches
Zeigertheirmometer 16, das die Kühlwassertemperatur anzeigt. In der Nähe. der unteren,
etwa einer Temperatur von -I-5 bis +io° C entsprechendien Zeigerstellung befindet
sich ein Kontakt 17. Dieser Kontakt bewirkt, daß die stillstehende Maschine kurzzeitig
selbsttätig angelassen wird, wenn an kaltem Wintertaben die Kühlwassertemperatur
den unteren Grenzwürt unterschreitet. In diesem Fall kommt ein Stromschluß zustande,
der auf dem schon be-
schriebenen Wege den Anker q. betätigt, während ein
am Thermometer angebrachter Hilfskontakt 29 dem Primärstromkreis einer Zündspule
30 Strom zuführt. Die am Anker q. befestigte Kontaktbrüelce@ 23 schaltet
den Anlasser ein, der die Brennkraftmaschine zum Anlaufen, bringt. Nach Erreichen
einer bestimmten Drehzahl wird mit Hilfe eines von einem Fliehkraftregler 31 gesteuerten.
und ebenfalls in die Steuerleitung 18. eingeschalteten Kontaktpaarets 32 die Steuervorrichtung
und damit der Anlasser abgeschaltet. Wenn die Brennkraftmaschine den gewünschten
Erwärmungszustand erreicht hat, wird sie durch das Ausschalten des Zündstromes wieder
stillgesetzt. Im Bedarfsfall kann auch der Kontakt i7 noch zusätzlich das Ein-und
Ausschalten des Zündstromkreises übernehmen.