DE927456C

DE927456C - Device for the periodic opening and closing of regulating or control contacts

Info

Publication number: DE927456C
Application number: DES26394A
Authority: DE
Inventors: Carl-Erik Dipl-Ing Granqvist
Original assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Current assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Priority date: 1947-09-05
Filing date: 1951-12-19
Publication date: 1955-05-09
Also published as: GB645397A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum insbesondere periodischen Öffnen und Schließen von Regel- oder Steuerkontakten, die hierfür magnetische Kräfte ausnutzen.The invention relates to devices for particularly periodic opening and closing of regulating or control contacts that use magnetic forces for this purpose.

Die meisten bisher bekannten Vorrichtungen, die für obige Zwecke magnetische Kräfte anwenden, bestehen in der Regel aus einem Elektromagneten mit dazugehörendem Anker. Wenn der Spule des Elektromagneten Strom zugeführt wird, zieht der ίο Elektromagnet den Anker an, wobei dieser eine Bewegung ausführt, die genügt, um die Kontakte zu öffnen oder zu schließen. Das typische Beispiel für eine Vorrichtung dieser Art dürfte ein Relais in seiner allgemeinsten Ausführungsform sein. Bei derartigen Vorrichtungen kommen das angezogene Organ, d. h. der Anker, und das anziehende Organ, d. h. der Kern im Elektromagneten, miteinander in direkten Kontakt. Die vorliegende Erfindung bezweckt auch, die Anziehungskraft zwischen einem anziehenden Organ und einem angezogenen Organ auszunutzen, jedoch in solcher Weise, daß zwischen den beiden Organen stets ein erheblicher Luftspalt vorhanden ist. Die Vorrichtung zum insbesondere periodischen Öffnen und Schließen von Regel- oder S teuer kontakten nach der Erfindung ist durch rotierende oder oszillierende Metallstücke gekennzeichnet, welche mittels magnetischer Kräfte und in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft die Kon-Most of the previously known devices that use magnetic forces for the above purposes, usually consist of an electromagnet with an associated armature. When the coil of the Electromagnet is supplied with current, the ίο electromagnet attracts the armature, whereby this one Performs movement that is sufficient to open or close the contacts. The typical example for a device of this kind a relay is believed to be in its most general embodiment. at such devices come the attracted organ, i. H. the anchor, and the organ of attraction, d. H. the core in the electromagnet, in direct contact with each other. The present invention aims also, the attraction between an attractive organ and an attracted organ to be exploited, but in such a way that there is always a considerable air gap between the two organs is available. The device for in particular periodic opening and closing of control or S expensive contacts according to the invention is characterized by rotating or oscillating metal pieces, which by means of magnetic forces and depending on the centrifugal force

takte "beeinflussen. Dabei ist es zweckmäßig, den einen Kontakt des Kontaktpaares mit einem Ring oder Ringstück aus ferromagnetischem Material oder aus einem Material, das dauermagnetisch ,ist, mechanisch zu verbinden, wobei ein auf der Ringbahn rotierendes oder oszillierendes Pendel, das aus dauermagnetischem bzw. ferromagnetischem Material besteht, sich dem einen erwähnten Kontakt nähert und eine gewünschte Veränderung der ίο Lage der Kontakte zueinander in dem Kontaktpaar durch Anziehung hervorruft. Es läßt sich auch denken, daß diese Veränderung der Lage der Kontakte durch Abstoßung erfolgt, indem Ring und Pendel aus Dauermagneten mit gleichnamigen, einander zugewandten Polen bestehen. Die Erfindung wird nachstehend, und zwar in zwei verschiedenen Vorrichtungen angewandt, beschrieben.bars ". It is useful to use the a contact of the contact pair with a ring or ring piece made of ferromagnetic material or made of a material that is permanently magnetic, to be mechanically connected, with one on the ring track rotating or oscillating pendulum made of permanent magnetic or ferromagnetic Material exists, approaches the one mentioned contact and a desired change in the ίο Position of the contacts to one another in the contact pair caused by attraction. It can also be thought that this change in the position of the contacts by repulsion takes place by ring and pendulum made of permanent magnets with the same name, each other facing poles exist. The invention is described below in two different ways Applied devices, described.

Damit die Erfindung leichter verstanden werden kann, wird die eine der zwei verschiedenen Vorrichtungen unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, die in derIn order that the invention may be more easily understood, one of two different devices will be used with reference to the drawing included in the

Fig. ι einen Motor oder einen sogenannten Blinkapparat mit einer Kontaktvorrichtung' nach der Erfindung perspektivisch wiedergibt und in derFig. Ι a motor or a so-called flasher device with a contact device 'according to reproduces the invention in perspective and in the

- Fig. 2 die Kontaktvorrichtung selbst in einem Schaltschema zeigt; dieses Schaltschema soll verwendet werden, um die Wirkungsweise des Motors zu erklären.- Fig. 2 shows the contact device itself in a circuit diagram; this circuit diagram should be used to explain how the engine works.

In Fig. ι ist ein Motor 1 wiedergegeben, der mit einer Welle 2 versehen ist, die in zwei runden Platten 3 und 4 gelagert ist. Diese beiden Platten sind mittels zweier Stäbe 5 und 6 miteinander verbunden. An der Welle 2 sind ein Dauermagnet 7 und ein U-förmiger Teil 8 fest angeordnet. Der Dauermagnet 7.wird je nach der Lage der Welle 2 mehr oder weniger im Innern der beiden Spulen 9 und 10 liegen. Auf der Grundplatte sind diametral zueinander zwei umgebogene Metallbänder 11 und 12 fest angeordnet, und zwar mittels der Schraubvorrichtungen 13, 14, 15 und 16, aber gegen die Platte 3 elektrisch isoliert. Die oberen Flächen der umgebogenen Teile der Metallbänder 11 und 12 bilden den einen Kontakt dier Kontakifcpaare 17, 19 bzw. 18, 20. Über diesen Metallbändern 11 und 12 ist ein zu einem Kreuz ausgestanztes dünnes Metallstück 21 angeordnet. Zwei einander diametral gegenüberstehende Arme sind an ihren Außenenden als nach je einer Seilte und i\m 'rechten Winkel zu den Armen selbst gerichtete Befestigungsösen 22 und 23 ausgebildet. Das Kreuz 21 ist mittels dieser Ösen und zweier Distanzstücke 24 -und 25 auf der Grundplatte 3 fest angeordnet. Die beiden anderen Arme sind an ihren Außenenden mit Kontaktstiften 19 und 20 versehen und liegen über den umgebogenen Teilen der Metallbänder 11 und 12. Das Metallkreuz 21 ist mit der Grundplatte 3 elektrisch verbunden. Falls auf die mit Kontaktstiften versehenen Arme keine Kräfte von außen einwirken, sind die Kontaktvorrichtungen, die von den Kontaktpaaren 17, 19 und 18, 20 gebildet werden, offen. An diesen Armen ist mittels zweier Distanzstücke 27 und 28 ein Ring 26 aus magnetischem Material befestigt, dessen Funktion nachstehend näher beschrieben werden wird. An den Schenkel des zuvor erwähnten' U-förmigen Teiles 8 sind mit Ihrem einen Ende Metallbänder 29, 30 befestigt. An den anderen Enden der Metallbänder 29, 30 sind quaderförmige Metallstücke 31 und 32 von annähernd gleichem Gewicht angeordnet. Von diesen besteht das eine aus einem Dauermagneten. Die Metallbänder 29, 30 mit den dazugehörenden Metallstücken 31,32 bilden Pendel, die bei Rotation der Welle 2 auswärts schwingen. Die Ausschwingungen der Pendel werden einerseits durch die Schrauben 33 und 34 und andererseits durch das Rahmenwerk 35 begrenzt.In Fig. Ι a motor 1 is shown with a shaft 2 is provided, which is mounted in two round plates 3 and 4. These two plates are connected to one another by means of two rods 5 and 6. A permanent magnet 7 is attached to the shaft 2 and a U-shaped part 8 fixedly arranged. The permanent magnet 7 becomes depending on the position of the shaft 2 are more or less inside the two coils 9 and 10. On the baseplate are diametrical two bent metal strips 11 and 12 are fixedly arranged to one another, by means of the screwing devices 13, 14, 15 and 16, but against that Plate 3 electrically isolated. The upper surfaces of the bent parts of the metal strips 11 and 12 form one contact of the contact pairs 17, 19 and 18, 20. Above these metal strips 11 and 12 a thin metal piece 21 punched out to form a cross is arranged. Two diametrically opposed to each other opposite arms are at their outer ends as after each a rope and i \ m 'right angle to the arms self-directed fastening eyes 22 and 23 formed. The cross 21 is by means of this Eyelets and two spacers 24 and 25 are fixedly arranged on the base plate 3. The two others Arms are provided with contact pins 19 and 20 at their outer ends and lie over the bent ones Parts of the metal strips 11 and 12. The Metal cross 21 is electrically connected to base plate 3. If on the ones provided with contact pins Arms do not exert any external forces, the contact devices are made by the contact pairs 17, 19 and 18, 20 are formed, open. A ring 26 made of magnetic material is attached to these arms by means of two spacers 27 and 28 attached, the function of which will be described in more detail below. To the thigh of the previous one mentioned 'U-shaped part 8 are with your one end of metal straps 29, 30 attached. At the other ends of the metal strips 29, 30 are cuboid Metal pieces 31 and 32 arranged of approximately the same weight. Consists of these the one from a permanent magnet. The metal strips 29, 30 with the associated metal pieces 31,32 form pendulums that swing outward when shaft 2 rotates. The swings the pendulum is supported on the one hand by screws 33 and 34 and on the other hand by the framework 35 limited.

Der vorerwähnte Dauermagnet ist so dimensioniert, daß, wenn er sich in Ruhelage befindet, d. h. wenn. die Welle 2 nicht rotiert, die Anziehungskraft zwischen dem Magneten und dem Ring 26 so groß ist, daß sich der bei dem Magneten befindliche Teil ein kleines Stück hebt, während sich gleichzeitig der entgegengesetzte Teil etwas senkt infolge einer gewissen Starrheit des Ringes. Dieses Heben bzw. Senken des Ringes wird bei Rotation der Welle 2 abnehmen, wenn sich der Magnet infolge der Zentrifugalkraft von dem Ring entfernt. Befindet sich der Magnet z. B. bei dem Teil des Ringes, wo das Distanzstück 27 liegt, wird sich dieser Teil, heben, und der diametral gegenüberliegende Teil wird sich senken und somit die Kontaktvorrichtung, die die Kontakte 18 und 20 enthält, schließen. Die Kontaktvorrichtung, die die Kontakte 17 und 19 enthält, wird sich in gleicher Weise schließen, wenn sich der Magnet bei dem Teil des Ringes befindet, wo das Distanzstück 28 liegt. Bei Rotation des Magneten ist dieser bis zu einem gewissen Wert seiner Ausschwingung imstande, den Ring so zu beeinflussen,- daß sich die Kontaktvorrichtungen periodisch schließen. Wenn die Ausschwingung größer wird, ist die den Ring beeinflussende Kraft zu klein.The aforementioned permanent magnet is dimensioned so that when it is in the rest position, i. H. if. the shaft 2 does not rotate, the attractive force between the magnet and the ring 26 so is large that the part located at the magnet lifts a little bit while at the same time the opposite part lowers somewhat as a result of a certain rigidity of the ring. This Raising or lowering of the ring will decrease with rotation of the shaft 2, if the magnet as a result away from the ring by centrifugal force. Is the magnet z. B. in the part of Ring, where the spacer 27 is located, this part will be raised, and the diametrically opposite one Part will lower and thus the contact device, which contains contacts 18 and 20, conclude. The contact device, which contains the contacts 17 and 19, will be the same Close when the magnet is at the part of the ring where the spacer 28 lies. When the magnet rotates, it is able to oscillate up to a certain value, To influence the ring so that the contact devices close periodically. if the oscillation becomes larger, the force influencing the ring is too small.

Fig. 2 gibt ein Schaltschema für den Motor 1. Die Elemente dieser Figur, die den Elementen in Fig. ι entsprechen, sind mit. denselben Ziffern bezeichnet. Aus dem Schaltschema geht hervor, daß das Kontaktsystem wie ein Kommutator funktioniert. Hierdurch werden die Spulen 9 und 10 abwechselnd Strom führen und somit den Dauermagneten 7 so beeinflussen, daß dieser in Rotation versetzt wird; Der Motor 1 läuft mit konstanter Geschwindigkeit, und zwar einerseits infolge des Ausbai ancierens zwischen den . Pendeln und andererseits weil dasjenige der Metallstücke 31 und 32, das aus einem Dauermagneten besteht, über einen gewissen Abstand vom Ring 26 hinaus die Kontaktvorrichtungen nicht beeinflussen kann. Die Belastung des Motors wird bei konstanter Ge- schwindigkeit konstant sein, da der Dauermagnet längs des geschlossenen Eisenrilnges rotiert und weil die Kraft zwischen dem Ring und dem Magneten an dem ganzen Ring entlang annähernd die gleiche Größe aufweist. Die Reibungsverluste des Motors sind dadurch herabgesetzt, daß die Kornmutation ohne Reibung erfolgt.Fig. 2 gives a circuit diagram for the motor 1. The elements of this figure, which correspond to the elements in Fig. Ι correspond, are with. denotes the same digits. The circuit diagram shows that the contact system works like a commutator. This causes the coils 9 and 10 to alternate Lead current and thus influence the permanent magnet 7 so that it rotates is displaced; The motor 1 runs at constant speed, on the one hand as a result of the Expansion ancierens between the. Commuting and on the other hand, because that of the metal pieces 31 and 32, which consists of a permanent magnet, beyond a certain distance from the ring 26 can not influence the contact devices. The load on the motor will be constant at constant speed because the permanent magnet rotates along the closed iron ring and because the force between the ring and the magnet along the whole ring is approximately that has the same size. The frictional losses of the engine are reduced by the fact that the grain mutation takes place without friction.

Im folgenden wird eine Kontaktanordnung nach der Erfindung, für ein Frequenzrelais verwendet, beschrieben. Ein solches Relais kann mit gewissen Änderungen im großen und ganzen wie die in Fig. ι gezeigte Vorrichtung aussehen. Diese Änderungen bestehen darin, daß die beiden Metallstücke 31 und 32 mittels zweier Torsionsfedern in eine solche Ruhelage versetzt werden, daß sich die beiden Stücke über den Kontaktpaaren 17, 19 und 18, 20 befinden und daß die beiden Spulen 9 und 10 in Reihe geschaltet sind, zusammenwirkende Felder haben und an eine Wechselspannung angeschlossen sind, deren Frequenz variiert werden kann. Die bei dem Dauermagneten liegende Kontaktvorrichtung hat keine Aufgabe zu erfüllen, da sie stets offen bleibt. Die dieser Kontaktvorrichtung diametral gegenüberliegende Kontaktvorrichtung kann an einen beliebigen Stromkreis angeschlossen werden. Diese Kontaktvorrichtung ist, wenn sich die Metallstücke in Ruhe befinden, stets geschlossen. Bei Oszillation der Metallstücke öffnet sich die Kontaktvorrichtung, wenn der Abstand zwischen dem dauermagnetischen Metallstück und dem Ring einen gewissen Wert überschreitet. Falls man statt dessen wünscht, daß die letztgenannte Kontaktvorrichtung offen sein soll, wenn die Metallstücke ihre Ruhelage einnehmen, ordnet man das magnetische Metallstück so an, daß sein Abstand zum Ring so groß ist, daß die erwähnte Kontaktvorrichtung nicht beeinflußt wird, daß sie jedoch bei Oszillation der Metallstücke infolge der Verringerung dieses Abstandes beeinflußt wird. Das oben beschriebene Frequenzrelais kann auch mit nur einem Pendel ausgerüstet sein, d. h. mit demjenigen des Metallbandes 29 oder 30, das den Dauermagneten trägt. Die Erhöhung des Trägheitsmoments des schwenkbaren Systems bei Relais der letztgenannten Art, die bei Oszillation des Systems entsteht, kann beispielsweise durch Anordnen eines zweiten Eisenringes kompensiert werden. Dieser Ring soll einen Radius haben, der größer ist als derjenige der Bahn, die der Magnet beschreibt.In the following a contact arrangement according to the invention is used for a frequency relay, described. Such a relay can, with certain modifications, by and large be like that in Fig. Ι shown device look. These changes are that the two pieces of metal 31 and 32 are placed in such a rest position by means of two torsion springs that the two pieces are located above the contact pairs 17, 19 and 18, 20 and that the two coils 9 and 10 are connected in series, have interacting fields and are connected to an alternating voltage are connected, the frequency of which can be varied. The one near the permanent magnet Contact device has no task to perform, as it always remains open. This contact device diametrically opposite contact device can be connected to any circuit will. This contact device is always on when the metal pieces are at rest closed. When the metal pieces oscillate, the contact device opens when the distance between the permanent magnetic metal piece and the ring exceeds a certain value. If instead it is desired that the latter contact device should be open when the Metal pieces take their rest position, one arranges the magnetic metal piece so that its distance to the ring is so large that the mentioned contact device is not affected that it however, when the metal pieces oscillate, it is affected due to the decrease in this distance. The frequency relay described above can also be equipped with only one pendulum, i. H. with that of the metal band 29 or 30 which carries the permanent magnet. The increase in the moment of inertia of the pivoting system in relays of the last-mentioned type, which with oscillation of the System arises can be compensated for, for example, by arranging a second iron ring. This ring should have a radius that is larger than that of the path on which the magnet is located describes.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for the periodic opening and closing of control or in particular Control contacts, characterized by rotating or oscillating metal pieces, which influence the contacts by means of magnetic forces and depending on the centrifugal force,

2. Device according to claim 1, characterized in that that the rotating or oscillating metal pieces are designed as pendulums, of which at least one of one Permanent magnets, and that the pendulum is along a ring made of ferromagnetic Move material or each along a ring section made of ferromagnetic material.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the ring or the ring sections are resiliently attached.

4. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the contacts with the ring or the ring sections are in mechanical connection.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that that at least one of the rotating or oscillating, designed as a pendulum Metal pieces made of ferromagnetic material and the ring or ring pieces along which the pendulums move Permanent magnets exist.

6. Apparatus according to claim 2 and 5, characterized in that means for limiting of the pendulum swing are provided.

7. Apparatus according to claim 2 and 5, characterized in that the pendulum is dynamic are balanced.

1 sheet of drawings