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Elektrischer Umschalter zum Geben von Zeichen mit hoher Telegrafiergeschwindigkeit
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schalter und insbesondere auf eine verbesserte
Ausführungsform der Schaltermithoher Schaltgeschwindigkeit. Bei den gewöhnlichen
elektrischen Schaltern wird ein drehbar gelagertes Glied mit einem oder dem anderen
der beiden Schaltkontaktpunkte in üblicher weise in Verbindung gebracht. Solch ein
Schalter arbeitet für viele Zwecke zufriedenstellend. Wenn es jedoch darauf ankommt,
das Öffnen und Schließen von Zeichenkontakten bei hoher Telegrafierge:schwindigkeit
zu erreichen, befriedigt der Betrieb mit solchem Schalter nicht. Der Hauptgrund
dafür ist, da.ßi die Kontaktgabe bei hoher Telegrafiergeschwindigkeit nicht gut
ist. Es treten Prellerscheinungen, Funken und Schwankungen auf. Als Folge davon
werden nur schwache Zeichenströme über die Telegrafenleitung gesendet und die Kontaktspitzen
:in sehr kurzer Zeit angefressen, wodurch bald ihre Auswechselung erforderlich ist.
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Der Hauptgrund dieser Prellerscheinungen und Schwankungen ist der,
daß das bewegliche Schaltglied sich um einen Punkt dreht, der von den Kontaktspitzen,
mit denen er in Einwirkung kommt, verhältnismäßlig weit entfernt liegt. Dieser Nachteil
wird durch die Erfindung beseitigt. Sie bezieht sich auf einen Umschalter zum Geben
von Zeichen mit hoher Telegrafiergeschwindigkeit durch Betätigen eines mit zwei
Kontakten versehenen Schaltarmes, der in bezug auf ein zugeordnetes ortsfestes Gegenkontaktpaar
so beweglich ist, daß. ein abwechselndes
Öffnen und Schließen der
Kontaktpaare erfolgt und hierdurch der eine oder andere Gegenkontakt intermittfierend
oder die beiden Gegenkontakte abwechselnd unter Strom gesetzt werden. Erfindungsgemäß
soll der bewegliche Schaltarm zum Schließen und Öffnen der Kontaktpaare gegen die
Wirkung einer Feder oder peines abgefederten Gliedes bewegt werden, die an,einer
zwischen den Gegenkontakten liegenden Stelle an dem beweglichen Schaltarm so angreifen,
daß beim Bewegen des Schaltarmes zum Öffnen eines der Kontaktpaare der ortsfeste
Kontakt des anderen Kontaktpaares mit dem zugeordneten beweglichen Kontakt unter
Federwirkung zur Anlage kommt und als Drehlager für den beweglichen Schaltarm dient.
Der Schaltarm dreht sich hier also nicht um einen entfernt liegenden Lagerzapfen,
sondern unmittelbar auf den Kontakten. Dies ergibt besonders kleine Schaltwege und
hohe Schaltgeschwindigkeiten.
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Die Zeichnungen zeigen Beispiele für die Ausführung des Schalters
nach der Erfindung, und zwar zeigt .
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Fig: i einen Aufriß Fig. 2 einen Grundriß im Schnitt nach Linie 2-2
von Fg. i, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführung im Aufriß, Fig. 4 den Gründriß dazu
im Schnitt nach Linie 4-4, ` Fig. 5 eine dritte Ausführung im Aufriß, und Fig. 6
zeigt eine Seitenansicht der von links betrachteten Fig. 5.
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Nach Fig. i und 2, in denen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, ist ein aus nichtleitenden und isolierenden Stoff hergestellter
Block vorgesehen, der in der Mitte ein Bohrloch und noch zwei weitere, nicht dargestellte
Bohrlöcher aufweist, durch die die Anschlußlstifte 13 ragen. Die Stifte 13 sind
z. B. durch Schrauben 14 oben und unten an dem Block i i in ihrer Lage festgehalten.
Die oberen Enden der Anschlu'ßstifte 13 bilden die festen Kontaktspitzen. An der
Außenseite des Blockes i i ist in üblicher Weise ein biegsamer Streifen 16 aus leitendem
Materialbefestigt, der an zwei Stellen nach oben gebogene Kanten 17 aufweist. Zwei
Kontaktspitzen 18 sind an der Unterseite des Streifens 16 an passenden Stellen angelötet.
Die festen Kontaktspitzen werden aber durch die Oberfläche der Stifte 13 gebildet.
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Ein- Isolierblock ig ist an dem bezüglich des Blockes i i mittleren
Teil des Streifens 16 derart befestigt, daß er über der mittleren Bohrung 12 liegt
und seine äußeren Enden sich in der durch die aufwärts gerichteten Kanten 17 gebildeten
Rinne des Streifens 16 befinden. Der Block ig ist mit dem Streifen 16 durch
einen Bolzen 21 befestigt. An dem einen äußeren Ende ;steine Feder 22 angebracht,
deren entgegengesetztes Ende an einem Stift 23 befestigt ist, der sich über die
untere Fläche des Blockes il erstreckt. Die Feder 22 ist hinreichend stark, um die
Kontaktspitzen 18 zu ihren zugehörigen festen Kontaktspitzen zu ziehen. Eine Kontaktgabe
erfolgt jedoch wegen der Kanten 17 des Streifens F.6 nicht, An dem Block ig ist
ein Hebel 24 aus Isoliermaterial angebracht, mit dem der Kontaktbetätigungshebel
26 drehbar verbunden- ist, von dem nur ein Teil dargestellt ist. Dieser Hebel 26
kann in üblicher Weise in Abhängigkeit von einem elektrischen Schalter betätigt
werden. Als besonderes Anwendungsgebiet des elektrischen Schalters werden die Sonderkontakte
eines Telegrafietastensenders genannt. In Fig. i ist der Schalter in einer Stellung
gezeigt, in der der linke, bewegliche Kontakt 18 in Einwirkung mit dem festen, durch
die Oberfläche des Stiftes 13 gebildeten Kontakte steht. Unter der Annahme, daß,
die Schaltelemente in die dargestellte Stellung gebracht sind, sieht man, daß, wenn
der Hebel 26 den Hebel 24 nach links bewegt, die erwähnten Kontaktspitzen durch
den Block i9 miteinanider in _ Einwirkung kommen. Die Feder 22 hält sie in diesem
Zustand fest. Wenn der Hebel 24 dann seine maximale Bewegung in seiner Bahn ausführt,
wird der Druck des Kontaktes 18 am Drehpunkt, der sich bei den Kontaktspitzen befindet,
größer. Die Neigung der beiden Kontaktspitzen, miteinander in Einwirkung zu bleiben,
nimmt zu.
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Wenn ein nachfolgender Telegrafieimpuls derart ist, da'ß die Verbindung
über die rechte Kontaktspitze hergestellt werden soll, dann wird der Arm 26 nach
rechts bewegt (vgl. Fig. i); der Hebel 24 wird ,in gleicher Weise bewegt. Unter
dieser Bedingung wird der rechte bewegliche Kontakt 18 seine zugehörige, feste Kontaktspitze
berühren, die durch die Oberfläche des rechten Stiftes 13 gebildet wird. Wenn die
beiden Kontaktspitzen sich berühren, dann schaffen sie einen Drehpunkt für den beweglichen
Schaltarm bezüglich des festen Gliedes. Die Kontaktspitzen sind von Beginn der Berührung
an in Einwirkung, ohne daß Prellwirkungen oder Schwankungen auftreten. Nach vorstehendem
folgt, daÜ bei Betätigung dieses Schalters ein Prellen, ein Klappern, ein Funken
oder ein Schwanken der einmal geschlossenen Kontaktspitzen vermieden wird. Dies
ist nicht nur für die Telegrafie, sondern auch für andereAnwendungsgebietedes Schalters
wichtig.
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4
dargestellt. Da viele Schaltelemente in diesem Fall in der gleichen Weise wie bei
der ersten Ausführungsform verwendet sind, sind sie nach Möglichkeit mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Gleiche Elemente und ihre Betätigung werden im einzelnen
nicht beschrieben. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen
besteht darin, däß, bei der zweiten ein kuppelförmiger Träger 27 verwendet wird,
um den Streifen 16 zwischen dem Block ig und dem Block i i in die richtige Lage
zu bringen. Der Träger 27 weist eine kreisförmige Öffnung oben auf, durch die ein
Verbindungsstift 21 zu dem Block ig, dem Streifen 16 und der Feder.22 ragt. Der
Träger 27 ist hinreichend hoch, um zu verhindern, da3 eines der Kontaktpaare sich
berührt, wenn der Hebel 24 sich in der neutralen Lage befindet. Unter der Annahme,
daßder Hebel 26 betätigt wird und der Hebel 24 zwischen einem der beiden
Kontaktpaare die Verbindung herstellt, werden der Streifen 16 und der Block ig sich
über die gekrümmte Oberfläche des
Trägers 27 bewegen; der
Drehpunkt wird sich bei dem geschlossenen Kontaktpaar befinden. Es wird so kein
Prellen, Klappern oder eine Hinundherbewegung des geschlossenen Kontaktpaares auftreten.
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Die dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung nach den Fig. 5 und
6 arbeitet nach denselben Grund-. Sätzen, während sie sich im mechanischen Aufbau
etwas unterscheidet. -Nach diesen Figuren ist ein passendes Gehäuse 3 1 vorgesehen,
das einen Block 3z aus Isolierstoff mit einem in der Mitte gebohrten Loch 33 aufnimmt.
Dieser Block 32 weist außerdem noch zwei andere Durchbohrungen auf, durch
die zwei an ihm befestigte Anschlußstifte ragen, deren Oberfläche die festen Kontaktspitzen
bilden. Durch die mittlere Durchbohrung 33 des Blockes 32 erstreckt sich
ein T-förmiger Hebel 36, der von einem Hebel 37 betätigt wird, der am unteren Ende
des Hebels drehbar befestigt ist. Die Kontaktspitzen 38 sind an der Unterseite des
Ouerbalkens des T angebracht, und jede Kontaktspitze ist je einer Kontaktspitze,
die durch die Oberfläche der Stifte 34 gebildet wird, zugeordnet.
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Eine Stütze 39 ist an dem Gehäuse 31 befestigt und trägt eine Welle
41, um die ein U-förmiges Glied 4a drehbar befestigt ist, das einen Verlängerungsarm
43 aufweist. Das entgegengesetzte Ende des Armes 43 ist halbkreisförmig ausgebildet
und umschließt teilweise einen Zapfen 44, der aus dem T-förmigen Hebel 36 herausragt.
Eine Feder 46 ist an dem U-förmigen Glied 4:2 und an einem Stift 47 der Stütze 39
befestigt. Die Feder 46 ist mit dem U-förmigen Glied 42 und dem Arm 43 derart verbunden,
da'ß@ sie diese Teile im Gegenuhrzeigersinn zu bewegen sucht (vgl. Fig. 5), indem
die Kontaktspitzen 38 zu ihren zugehörigen Kontaktspitzen, die durch die Oberfläche
der Stifte 34 gebildet werden, gezogen werden. Der Zapfen 44 ist vorzugsweise im
Mittelpunkt des T-förmigen Hebels 36 angebracht, damit ein ausgeglichener Druck
auf beide Kontaktspitzen 38 ausgeübt werden kann. Nach der Ausführungsform gemäß
Fig. 5 sind beide Kontaktpaare geschlossen. Im praktischen Betrieb jedoch wird der
Betätigungshebel 37 gewöhnlich in einer solchen Stellung gehalten, daß nur z. Z.
ein Kontaktpaar geschlossen wird.
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Die Schaltanordnung nach Fig. 5 und 6 arbeitet in der gleichen Weise
wie die nach den beiden anderen Ausführungsformen. Die Feder 46 sucht normal den
Arm 43 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und übt einen Druck auf die geschlossenen
Kontakte aus. Der Betätigungshebel 37 wird sich in einer seiner beiden Stellungen
befinden oder sich von der einen zur anderen bewegen. Hierbei wird der T-förmige
Hebel 36 dadurch in die Stellung gebracht, daß eine seiner Kontaktspitzen 38 sich
um ihre zugehörige, feste Kontaktspitze, die durch die Oberfläche des Stiftes 34
gebildet wird, dreht. Wenn ein Wechsel in der Kontaktwahl durch den Betätigungshebel
37 erfolgt, wird der T-förmige Hebel 36 von der einen Lage in die andere bewegt.
Wenn der Hebel 36 nicht um einen außenliegenden Punkt drehbar gelagert ist, wird
er sich um das Kontaktpaar, das geschlossen werden soll, drehen. Auf diese Weise
' wird ein Prellen und ein Hinundherschwanken wieder vermieden werden.
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Die Feder 46 wirkt ferner als Dämpfer für die Kontaktspitzen und den
T-förmigen Hebel 36. Wenn der T-förmige Hebel bewegt und ein Kontaktpaar geschlossen
worden ist, dann kann das Kontaktpaar manchmal dazu neigen, zu schwingen und sich
zu öffnen. Um dem entgegenzuwirken, muß! die Feder 46 vorgesehen sein. Da die Prellwirkung
gewöhnlich keine hinreichende Kraft aufweist, um dies zu veranlassen, wird dieser
Nachteil auch nicht auftreten. Ferner ist es wünschenswert, da'ß der Ouerbalken
des T-förmigen Hebels 36 aus einem schweren Material hergestellt ist. Der Grund
hierfür ist, daß, wenn der T-förmige Hebel 36 zu einer seiner Arbeitsstellungen
bewegt wird, die schwere Masse eher die Kontaktpaare veranlassen wird, in der geschlossenen
Stellung zu bleiben, als wenn dieser Hebelteil aus leichtem Material hergestellt
worden wäre.
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Der T-förmige Hebel 36, Fig. 5, weist an seinem unteren Ende eine
Spitze 48 auf. Mit ihrer Hilfe ist eine schnelle Einstellung der Kontaktpaare 38
möglich. Hierzu wird der T-förmige Hebel 36 in seine beiden Grenzstellungen bewegt,
nach links und nach rechts. Die maximalen Ablenkungen der Spitze 48 werden vermerkt.
So kann hieraus die mittlere Lage der Spitze 48 berechnet werden. Die Kontakte sind
so eingestellt, daß sie gewöhnlich nicht geschlossen sind. Es ist nach vorstehendem
klar, daß irgendeine andere gewünschte Einstellung, begründet durch die Lage der
Spitze 48, vorgenommen werden kann. Bei allen erörterten Ausführungsformen ist das
bewegliche Glied oder der Schaltarm nicht um einen festen Drehpunkt drehbar gelagert;
statt dessen erfolgt seine Drehbewegung um das einzelne Kontaktpaar, das gerade
geschlossen ist.
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Wird der elektrische Schalter für einen Telegrafenapparat verwendet,
so wird einer der Stifte 13 oder 14 mit dem positiven Batteriepol verbunden, und
der andere Stift 13 oder 14 wird nicht angeschlossen. Die Zeichen werden von dem
Streifen 16 oder dem T-förmigen Hebel 36 abgenommen, gleich welche Ausführungsform
benutzt wird. Wenn eine einpolige Zeichengebung verwendet wird, ist der zweite Stift
13 oder 14 mit dem negativen Batteriepol verbunden. Es ist indessen klar,
daß` die elektrischen Anschlüsse auch bei Bedarf an irgendeinem anderen Punkt vorgesehen
sein können. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 öffnet der Betätigungshebel
ein Kontaktpaar und schließt das andere. Es entsteht während dieses Arbeitsweges
eine Zwischenstelle, wo beide Kontaktpaare geschlossen sein werden. Es wird dies
indessen keine unzulässige Wirkung beim Gebrauch des Schalters in der Telegrafie
hervorrufen. Falls dies jedoch bei irgendeinem anderen Anwendungsgebiet unerwünscht
sein sollte, so wird man eine Ausführungsform nach Fig. z oder die mit dem koppelförmigen
Träger 27 nach Fig. 3 und 4 verwenden, um diesen Schaltzustand zu vermeiden.
Während bestimmte besondere Ausführungsformen des Schalters gemäß der Erfindung
für besondere Apparate beschrieben worden sind, ist es klar, daß diese Schalter
auch bei Apparaten anderer Art verwendet
werden können, wo gleiche
Bedürfnisse vorliegen. Ferner ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.