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Schrittschaltwerk Gegenstand der Erfindung ist ein Schrittsch.altwerk,
das insbesondere in Schaltungen Verwendung finden soll, in denen über die Wählerschaltarme
Meß,werte irgendwelcher Art zu übertragen sind. Es hat sich herausgestellt, daß
die bisher bekannten Wählerkonstruktionen durchweg für diesen Zweck nicht geeignet
sind, da die Übergangswiderstände, die zwischen Kontakten und Kontaktarmen auftreten,
zu hoch sind und außerdem zu starke Schwankungen aufweisen, so d.aß die Meßergebnisse
gefälscht wurden. Die Mehrzahl der bekannten Wählerkonstruktionen besteht darin,
daß die Enden der federnd ausgebildeten Kontaktarme über die Kontakte einer Kontaktbank
schleifen. Die Stromzuführung zu den Kontaktarmen erfolgt dabei vorwiegend ebenfalls
über Schleiffedern. Bei derartigen Konstruktionen kann nur ein geringer Kontaktdruck
ausgeübt werden, da sonst für den Antrieb zu große Energien nötig würden und außerdem
der Verschleiß der Kontakte zu groß würde.
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Man hat diese Schwierigkeiten bereits dadurch zu beheben versucht,
daß man die Einstellung der Kontaktarme frei von den Kontakten selbst vornahm und
erst nach erfolgter Einstellung auf den gewünschten Kontakt auf elektromagnetischem
Wege die Kontaktarme auf ,die gegenüberstehenden Kontakte der Kontaktbank aufsetzt.
Dies erfolgt mit Hilfe eines Magnets, der die Achse des Wählers bzw. den Kon.taktarmträger
gegen die Wirkung einer Federkraft axial verschiebt. Damit nun nicht während der
gesamten Dauer des Kontaktschlusses der Andrückm@agnet erregt gehalten werden muß,
ist
bei den bekannten Wählern dieser Art ein mechanisches Gesperre
vorgesehen, das.,den Kontaktarmträger nach seiner Verschiebung in der neuen. Lage
festhält und den Andrückmagnet abschaltet. Bei einer :derartigen Ausbildung des
Wählerantriebes werden zwar die auftretenden Reibungskräfte bereites herabgesetzt,
so daß der Kontaktdruck höher gewählt werden kann, .die erziehbare Verbesserung
ist aber nicht groß genug, um solche Wähler für den oben angegebenen Zweck verwenden
zu können, und zwar vor allem aus dem Grunde, weil nach wie vor die Prüfarme dieser
Wähler stets auf den Kontakten der zugeordneten Kontaktbahnen aufliegen müssen.,
damit überhaupt ein Kriterium für die Wählersteuerung gebildet werden kann. Diese
Maßnahme hat aber wieder eine erhöhte Reibung und damit auch einen größeren Energiebedarf
zur Folge. Es ist zwar bereits eine Wählerbauart bekannt, hei der auch die Prüfarme
frei von den Kontakten. eingestellt werden. Wähler dieser Art eignen sich jedoch
nicht für ein aufeinanderfolgendes Aufprüfen, auf alle Kontakte und gegebenenfalls
für ein Überlaufen von Kontakten bzw. Kontaktgruppen -in freier Wahl.
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Ein weiterer Übelstand der bekannten Wählerbauarten besteht darin,
daß die Kontaktarme und Kontaktbahnen frei zugänglich und somit der Staubablagerung
ausgesetzt sind. Auch diese ist eine Quelle erhöhter und schwankender übergangswiderstände.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Wähler zu schaffen,
bei dem die Übergangsw iderstände zwischen Kontaktarmen und Bankkontakten so gering
als möglich sind und bei dem außerdem dafür Sorge getragen ist, @daß größere Schwankungen
in d een Werten der Übergangswiderstände nicht auftreten können. Dabei soll ferner
der Energiebedarf für :den Wählerantrieb möglichst gering gehalten werden. Die Grundbedingungen,
denen ein solcher Wähler genügen muß, sind deinnach hoher Kontaktdruck und geringste
Reibungsverluste. Erfindungsgemäß werden die verschiedenen, zum Teil sich widarsprechendenForderungen
dadurch erfüllt, -daß das Schaltwerk als Drehwähler ausgebildet ist, .dessen Kontaktbank
aus mehreren, auf der Innenseite einer staub- bzw. luftdicht aibgeschlossenen Stufenscheibe
aus Isoliermraterval angebrachten, konzentrisch angeordneten Kontaktreihen besteht,
wobei in stromlosem Zustand des Wählers die ebenfalls im Innern, der Stufenscheibe
befindlichen Kontaktarme mit -dem gewünschten Kontaktdruck auf ;den ihnen gegenüberliegenden
Kontakten aufliegen, und daß die .schrittweise Fortschaltung der Kontaktarmee in
der Weise bewirkt wird, daß der Fortschaltimpuls zunächst auf einen Abhebmagnet
einwirkt, der den Kontaktarmträger gegen eine Federkraft so weit verschiebt, daß
die Kontaktarme von den Kontakten abgehoben werden, wobei gleichzeitig ein Kontakt
betätigt wird, der den Fortschaltmagnet einschaltet und .damit die Fortschaltung
der Kontaktarme um einen Schritt bewirkt, worauf bei Beendigung des Impulses die
Kontaktarme durch die Federkraft wieder auf den nächsten Kontaktsatz aufgesetzt
werden. Durch diesen Aufbau und .diese Antrielaeweise wird gegenüber den bekannten
Wählerbauarten der Vorteil erzielt, daB keine zusätzlichen Reibungsverlustedurch
stets schleifende Prüfarme entstehen, @da j a hier -die Kontaktarme mit jedem Kontaktsatz
in Kontakt kommen, so daß auch für die Prüfarme die kontaktfreie EinsteAlung ,durchgeführt
werden kann. Ferner fällt die bei den bekannten Wählern mit freier Schaltarmeins,tedlung
erforderliche mechanische Sperrung nachdem Andrückender Kontaktarme fort, @da die
Kontaktarme nur während der Fortschaltbewegung von den Kontakten abgehoben sind,
sonst aber stets, durch Federdruck auf diesen aufliegen. Infolge der verminderten
Reibung kann also ohne erhöhten Energiebedarf ein größerer Kontaktdruck aufgewendet
werden, wodurch die Übergangswiderstandsverhältnisse erheblich verbessert werden.
Die besondere Ausbildung des Kontaktträgers als abgestufte Ringscheibe gestattet
eine besonders einfache Abdichtung der Kontaktreihen einschließlich der Kontaktarme
durch eine konstruktiv einfach gestaltete Abdeckscheibe, wodurch .die Übergangswiderstände
weiteren ungünstigen Einflüssen entzogen werden. Eine weitere Herabsetzung der Übergangswiderstände
kann durch die an sich bekannte Verwendung hochwertigen Kontaktmaterials erzielt
werden. Zur Verminderung der Reibung wird ferner bei .denn Schrittschaltwerk gemäß
der Erfindung vermieden, die Stromzuführung zu den Kontaktarmen in der sonst üblichen
Weise durch Schleiffedern herzustellen, vielmehr wird von der bekannten Ausbildung
der Kontaktarme -als Kontaktbrücken Gebrauch .gemacht. Durch die Kontaktarme werden
also stets sich diametral gegenüberstehende Kontakte verbunden. Gemäß der weiteren
Erfindung werden die an sich geringen Reibungsverluste dadurch auf ein Minimum herabgesetzt,
daß die Andrückfeder auf die Schulter eines Kugellagers einwirkt und daß als Angriffspunkt
für die Verschiebung der die Kontaktarme tragenden Wählerachse eine in das freie
Ende der Achse eingebettete Kugel. dient. Durch alle diese Maßnahmen wird erreicht,
daß im Endeffekt der Leistungsbedarf des Wählers trotz des erhöhten Kontaktdruckes
erheblich niedriger ist als bei dien bekannten Wählerbauarten. Unter Umständen kann
sogar die sonst zur Verbesserung der Übergangswiderstandsverhältnisse übliche Frittung
der Kontakte fortfallen. Der Wähler gemäß der Erfindung weist jedoch nicht nur die
genannten mechanischen und elektrischen Vorteile auf, sondern, auch der rein konstruktive
Aufbaudes Wählers ist erheblich einfacher geworden. So entfällt beispielsweise die
konstruktiv ungünstige Unterteilung des Kontaktarmträgers, die infolge der nicht
verschiebbaren Prüfarme bisher erforderlich war und deren Lösung vorwiegend darin
bestand, .daß man die beweglichen Kontaktarmsätze 'an einer auf die Wäh=lerachse
aufgeschobenen Hülse befestigte. Auch,der bereits erwähnte Fortfall der mechanischen
Verriegelung der Kontaktarme in der angedrückten Stellung stellt eine Vereinfachung
der Wählerkonstruktion dar. Durch die konzentrische Anordnung der Kontakte
ist
es ferner möglich, die Kontaktbank aus einem Stück herzustellen, wodurch der sonst
übliche Zusammenbau der einzelnen Kontaktsegmente zur Kontaktbank entfällt. Die
neuartige Antriebsart des Wählers gemäß der Erfindung gestattet schließlich auch
eine einfache Fortschaltung in Selbstunterbrecherschal.tung durch ein Wechselspiel
zwischen Abheb- und Fortschaltm@agnet durchzuführen. Weitere Vorteile sind aus der
nachfolgenden Beschreibung des in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels
für die Erfindung zu entnehmen. In -den Zeichnungen zeigt Fig. i die Vorderansicht
des Wählers; Fig. 2 ist eine Ansicht der Antriebsseite, FinG. 3: die Ansicht von
der entgegengesetzten Seite, während Fig. q. einen Schnitt durch den Wähler längs
der Linie A-B (Feg. 2) wiedergibt.
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Der Wähler besteht im wesentlichen aus folgenden Hauptteilen: dem
Kontaktträger i mit beispielsweise drei Kontakthahnen a, b und c, dem Kontaktarm:satz
2, bestehend aus Achse 2i, Antriebszahnrad 22, den Kontaktarmen 23 und dem Kugellager
24:, dem Abhebmagnet 3, dem Drehmagnet q., dem Lagerdeckel 5, der Druckfeder 6 sowie
der Anzeigetrommcl 7.
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Der Kontaktträger i . besteht aus einer Scheibe aus Isolierstoff,
die mehrfach abgestuft ist, wobei auf den inneren konzentrischen Stufenringen die
Kontakte angebracht sind. Der aus einem Stück bestehende Kontaktträger kann auf
irgendeine bekannte Weise hergestellt sein, z. B. gedreht oder gepreßt. In letzterem
Falle ist es zweckmäßig, die Kontakte von vornherein mit einzupressen und so zu
gestalten, daß Kontakt und Lötstift auf der Außenseite des Kontaktträgers aus einem
Stück bestehen. Zur Erzielung eines guten Stromüberganges sind die Kontakte vorteilhaft
silberplattiert. Für den Fall, daß der Wähler bei Messungen mit Hochfrequenz verwendet
werden soll, kann der Kontaktträger aus einem hochwertigen, verlustarmen,Isolierstoff
'hergestellt werden. Die scheibenförmige Ausbildung des Kontaktträgers zusammen
mit seiner mehrfachen Abstufung läßt in besonders einfacher Weise einen völlig staub-
und gegebenenfalls auch luftdichten Abschluß der Kontakte durch den Lagerdeckel;
5 durchführen. Wie schore .die Bezeichnung des Deckels 5 erkennen l:äßt, dient :dieser
gleichzeitig als Lager für die Achse 21. Der von dem Kontaktträger und dem Lagerdeckel
gebildete geschlossene Hohlraum enthält den Kontaktarmsatz 23, das Kugellager 24.
und die Druckfeder 6. Die Kontaktarme 23 sind mit ihren Gegenlagen und Abstandsscheiben
fest auf der Achse angeordnet. Ebenfalls fest auf der Achse sitzt -das Kugellager
24., und zwar so, daß :der äußere Ring des Kugellagers nicht in Berührung mit der
Druckscheibe 26 des Kontaktarmsatzes kommt. Der Kontaktdruck wird durch die Schraubenfeder
6 erzeugt, die einerseits an der Wandung des Lagerdeckels aufliegt, andererseits
gegen die Schulter des äußeren. Kugellagerringes drückt und damit über das Kugellager
auf die Achse und den Kontaktarmsatz einwirkt und diesen im stromlosen Zustand des
Wählers bis zum Anschlag auf den Kontaktträger verschiebt, so daß ein stets gleichbleibender
Kontaktdruck erzielt wird. Damit auch die den verschiedenen konzentrischen Kontaktreihen.
zugeordneten Kontaktarme verschiedener Länge untereinander den gleichen Kontaktdruck
ausüben, besitzen die Gegenlagen und Deckplatten der federnden Kontaktbrücken untereinander
ebenfalls eine verschiedene Länge bzw. verschiedenen Durchmesser, so d@aß die freie
Länge aller Kontaktbrücken die gleiche ist. Die Endender Kontaktarme tragen Kontakte,
die vorzugsweise aus Silber bestehen.. Je nach dem Verwendungszweck ,des Wählers
können aber auch andere Kontaktmaterialien benutzt werden.
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Die Wählerachse 2i ist durch den Kontaktträger i hirndurchgeführt
und trägt außerhalb desselben noch das Antriebs.zahnra:d 22. Das Antriebssystem
selbst, das aus dem Abhebmagnet 2 und dem Drehmagnet .4 besteht, ist in geeigneter
Weise, z. B. durch Winkel, an dem Kontaktträger befestigt. Der Andrückmagnet 3 wirkt
mittels eines an seinem Anker 31
befestigten Winkels 3:z bei seiner Betätigung:
auf das freie Ende der Wählerachse ein und verschiebt diese entgegen der von der
Feder ausgeübten Kraft so weit, daß die Kontaktarme von :den ihnen gegenüberstehenden
Kontakten abgehoben werden. Um bei: der ans.chließendenDrehungidieReibung zwischen
der Achse 21 und dem Winkel 32 möglichst gering zu halten, ist in das, Achsenende
eine Stahlkugel 2,5
eingelassen. Bei dem Anzug des Ankers 31 wird außerdem
ein Arbeitskontakt 9 betätigt, der dazu dient, den Stromlereis für den Drehmagnet
q. zu schließen. Als Drehmagnet wurde ein Magnet mit Drehanker gewählt, wodurch
für den Antrieb eine geringere Energie aufgewendet zu werden braucht und außerdem
der Raumbedarf für den Wähler vermindert wird. Der Drehanker4i selbst ist frei drehbar
auf der Wählerachse angeordnet und bewegt sich zwischen den abgewinkelten Polen
der beiden Jochschenkel q.ü und 4b. Der Winkel, um den der Anker verdreht werden
kann, ist durch zwei Schrauben 44 und 45 einstellbar. An dem einen Ende ,des Ankers
ist die Fortschalteklinke 42 angebracht, die in das Antriebszahnrad: 22 eingreift.
Zur Verhinderung einer Rückdrehung ist noch in bekannter Weise eine Sperrfeder i
i vorgesehen. An. dem Drehanker ist schließlich noch ein Bolzen 43 angeordnet, der
bei Ankeranzug gegen eine Feder i o drückt, welche nach Stromloswerden der Magnetspule
:die Rückdrehung des Ankers in die Ruhelage bewirkt. über diese Rückstellfeder können
auch noch, wie Fig. 2 zeigt, irgendwelche Kontakte entsprechend den Ankerkontakten,
bei bekannten Wählerhauarten .betätigt werden. Weiter können auch, wie das Ausführungsbeispiel
zeigt, Wellenkontakte vorgesehen werden. Diese werden zweckmäßig durch eine auf
das wandere freie, durch den Lagerdeckel hindurchgeführte Ende :der Wählerachse
aufgebrachte Nockenscheibe betätigt. Beim Ausführungsbeispiel ist diese Nockenscheibe
in Gestalt eines Nockenkranzes 71 auf die Anzeigetrommel 7 -aufgebracht. Letztere
ist als Scheibe mit abgewinkeltem, den Kontaktträger umfassenden
Rand
ausgebildet. Auf diesem Rand sind in bekannter Weise der Kontaktteilung entsprechende
Zahlen aufgetragen, die durch ein Fenster die jeweilige Wählerstellung erkennen
lassen.
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Die Arbeits-,vei-se des Wählers ist kurz folgende: Im stromlosen Zustand
sind die Kontaktarme durch die Druckfeder 6 .angedrückt, der Arbeitskontakt 9 ist
offen. Der dem Wähler zugeführte Fortschaltimpuls beeinfiußt nur den Abhebmagnet
3, dier seinen Anker anzieht und die Achse gegen die Feder verschiebt und diese
somit spannt. Die Kontaktarme werden dabei abgehoben. Gleichzeitig wird der Kontaktg
geschlossen, wodurch der Drehmagnet Strom erhält und seinen Anker nach links bis
zum Anschlag dreht. Durch die Stoßklinke, die in das Zahnrad greift, wird der Kontaktarm
um eine Kontaktteilung verdreht. Nach Beendigung -des Impulses werden beide Magnete
stromlos, ihre Anker werden durch @dne Rü.ckstellfedern in die Ruhelage gebracht,
die Feder 6 entspannt sich und !bewegt die Achseln ihre Ruhelage zurück, wodurch
-die Kontaktarme auf den nächsten Kontaktsatz aufgesetzt werden.
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Die beiden Magnete können mit Hilfedes Kontaktes 9 und eines Ankerkontaktes
auch derart im Wechselspiel miteinander arbeiten, daß der Wähler in Selbstunterbrecherschaltung
fortgeschaltet werden kann, wobei auf jedem Schritt eine Kontaktgabe zwischen Kontaktarmen
und Kontaktsätzen stattfindet. Es ist aber ebensogut möglich, den Wähler, z. B.
für den Heimlauf in die Nullstellung, durch geeignete Ausbildung der Schaltung so
arbeiten zu lassen, -daß der Kontaktarmsatz .ständig abgehoben bleibt. Zur Stillsetzung
in der Ru.hestelhing kann dabei in bekannter Weise ein. Wellenkontakt benutzt werden.
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Die Anwendung -des Wählers gemäß der Erfindung ist nicht auf Schaltungen
beschränkt, ,in denen über die Wählerkontakte Meßwerte zu übertragen sind, sondern
seine Anwendungsmöglichkeit erstreckt sich .auf alle Gebiete der Fernmelde- und
Fernwirktechnik: Er ist vor allem in solchen Schaltungen mit Vorteil zu verwenden,
,in denen: es darauf ankommt, möglichst niedrige und gleichbleibende Übergangswiderstände
zu erzielen und mit geringer Energie auszukommen.