-
Elektrische Kontakt- und/oder Anzeigevorrichtung mit einer in Spitzen-oder
Schneidenlagern pendelnd aufgehängten Spule
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische
Kontakt- und/oder Anzeigevorrichtung mit einer in Spitzen- oder Schneidenlagern
pendelnd aufgehängten Spule, die unter dem Einfluß eines von zwei Polschuhen gebildeten
Magnetfeldes steht.
-
Bekannte Vorrichtungen dieser Art haben. den Nachteil, daß sie sehr
empfindlich sind. Daher kommt es häufig vor, daß die Spule bei Stößen aus ihren
Lagern herausfällt und erst wieder mit erheblichem Zeitaufwand in ihre richtige
Lage gebracht werden kann, ganz abgesehen davon, daß beim Herausspringen der Spule
die verhältnismäßig dünnen und ebenfalls sehr empfindlichen Anschlüsse der Spule
beschädigt werden können. Außerdem müssen die bekannten Vorrichtungen sehr genau
eingerichtet sein, was zusätzlicher, die ganze Vorrichtung verteuernder Mittel bedarf.
-
Um das Herausspringen der Spule aus ihren Lagern zu vermeiden, hat
man schon vorgeschlagen, besondere Fangbügel od. dgl. im Bereich der Spule vorzusehen.
Diese Fangbügel ergeben wiederum eine Verteuerung; auch wird durch sie nicht der
Nachteil vermieden, daß die Vorrichtung vor der Inbetriebnahme genau ausgerichtet
werden muß.
-
Die geschilderten Mängel sollen durch die Erfindung beseitigt werden;
sie besteht im wesentlichen darin, daß die lediglich mit einem Teilstück ihrer Wicklungen
in dem Magnetfeld liegende Spule
mindestens einen ferromagnetischen
Teil aufweist, der von dem in die Spule ragenden Polschuh derart angezogen wird,
daß ein Herausspringen der Spule aus ihren Lagern ausgeschlossen ist.
-
Bei der die Erfindung bildenden Ausführung sind daher besonders Fangbügel
od. dgl. für die Spule überflüssig, so daß sie den bekannten Vorrichtungen überlegen
ist, zumal auch eine genaue Einstellung vor der Inbetriebnahme entfallen kann.
-
Der Wegfall von besonderen Halte- bzw. Fangbügeln od. dgl. hat ferner
d.en Vorteil, daß die Spule im Betrieb keinerlei Dämpfung erfährt und daher die
Vorrichtung - für den Fall, daß sie als Anzeigevorrichtung ausgebildet ist - als
Präzisionsmeßinstrument zu verwenden ist.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der ferromagnetische
Teil der Spule bezüglich ihrer Schwenkachse derart exzentrisch angeordnet, daß der
magnetische Zug zwischen dem ferromagnetischen Teil und - dem - einen zur Erzeugen$
des magnetischen Feldes dienenden Polschuh bzw. einem vorzugsweise an diesem angesetzten
ferromagnetischen Fortsatz das Ausschwenken der Spule aus ihrer Ruhelage begünstigt.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß, wenn es sich z. B. um eine Kon- -taktvorrichtung
handelt, die Kontaktgabe oder Kontaktunterbrechung.im Gegensatz zu den bekannten
Vorrichtungen - rasch bzw. schlagartig erfolgt. Auch wenn die Vorrichtung für Meßzwecke
dient, ist diese Ausbildung günstig, und zwar insbesondere dann, wenn eine »Entweder-Oder«-Anzeige
erfolgen soll. In einem solchen Fall bleibt die Spule bis zu einem gewissen Stromfluß
in Ruhe und schlägt erst dann plötzlich aus, wenn eine bestimmte Stromstärke überschritten
wird.
-
Vorteilhaft istves, wenn das oder die ferromagnetischen Organe der
Spule selbst als Spitzen oder Schneiden oder als entsprechende Gegenstücke ausgebildet
sind, da sich auf diese Weise nicht nur der Materialaufwandl für die Vorrichtung,
sondern auch die aufzuwendende Arbeitszeit verringert.
-
Eine zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß die Spule
etwa rechteckig ausgebildet ist und der eine langgestreckte Spulenteil im Magnetfeld
liegt, während der andere langgestreckte Spulenteil an seiner Innenseite die Stützmittel
trägt, deren Gegenstücke auf dem die Spule durchsetzenden Polschuh sitzen.
-
Schließlich ist es noch günstig, wenn man für die Stromzu- und -ableitung
schwache Spiralfedern, z. B. aus Federbronze, vorsieht, deren innere Enden im Bereich
der Schwenkachse der Spule stromleitend mit den Spulenenden verbunden sird.
-
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung
rein beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. I in schaubildlicher Ansicht
ein Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung, wobei der Deutlichkeit.wegen einige
- an sich bekannte -Teile der Vorrichtung weggelassen sind, Fig. 2 teils in Seitenansicht
und teils im senkrechten Schnitt eine einzelne Lagerstelle der Vorrichtung in gegenüber
Fig. I vergrößertem Maßstab und Fig. 3 einen Teil einer Kontaktvorrichtung gemäß
der Erfindung in Seitenansicht und teils im senkrechten Schnitt.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Dauermagnet 10
auf, an welchem zwei Polschuhe in und I2 mit Hilfe einer Schraube I3-befestigt sind.
Zwischen den Enden der beiden Polschuhe ii und I2 ist ein Luftspalt i-vorhanden,
in welchem ein verhältnismäßig starkes magnetisches Feld herrscht. Eine rechteckförmige
Spule I5 ist derart angeordnet, daß sämtliche Windungen derselben nur mit ihrer
unteren Hälfte den Luftspalt I4 durchsetzen und in das magnetische Feld eintauchen.
An der gegenüheiliegenden Seite der Spule I5 sind zwei gegen den Spuleninnenraum
vorspringende Spitzen 16 befestigt, mittels deren die Spule auf zwei Lagerpfannen
I7 abgestützt ist, die am einen Polschuh I2 angeordnet sind und vorzugsweise aus
synthetischen Edelsteinen bestehen.
-
Die Spitzen 16 sind mit Vorteil aus einem ferromagnetischen Material,
z. B. Eisen, 'hergestellt; Durch den magnetischen Zug zwischen den Spitzen I6 und
dem Polschuh I2 wird erreicht, daß die Spule nicht aus ihren Lagern 17 herausfallen
kann, auch wenn man die Vorrichtung auf den Kopf stellt. Die Spitzen I6 und die
zugehörigen Pfannen 17 sind derart geformt, daß ein Pendeln der Spule um eine gedachte
Achse möglich ist, wie Fig. 2 veranschaulicht. Gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform
können auch die Pfannen I7 an der Spule 15 und dafür die Spitzen I6 am Polschuh
12 angeordnet sein, in welchem Falle man vorzugsweise die Pfannen aus ferromagnetischem
Material herstellt. Aus Fig. I ergibt sich, daß die Spule I5 nicht um ihre Symmetrieachse
pendeln kann. Aus diesem Grunde wird sie zweckmäßigerweise durch ein Ausgleichsgewicht
I8 vollständig ausbalanciert, damit die Vorrichtung in a--llen Lagen gleichbleibend
funktioniert. Das Ausgleichsgewicht I8 ist hier als Zeiger ausgebildet, dem eine
nicht dargestellte Skala zugeordnet ist. Zum Anschließen der Spule 15 an einen Stromkreis
sind zwei Spiralfedern 19 vorhanden, deren innere Enden je mit einem Ende der Spule
I5 verbunden sind. Die äußeren Enden der Federn 19 sind durch nicht dargestellte
Isolierstücke am Polschuh 12 verankert.
-
Die Spiralfedern 19 dienen auch als Rückstellmittel fürb den beweglichen
Teil 15, I6, I8 der Vorrichtung.
-
Die Spule 15 der beschriebenen Vorrichtung is spielfrei gelagert
und kann keine seitlichen Verschiebungen ausführen. Weil der bewegliche Teil 15,
I6, 18 vollständisg ausbalanciert ist und ein kleineres Gewicht hat, als der magnetische
Zug zwischen den Stiften I6 und dem Polschuh I2 ausmacht, arbeitet die Vorrichtung
in jeder Lage gleich gut.
-
An Stelle von zwei Spitzen 16 mit zugehörigen Pfannen I7 könnten
auch eine Schneide und ein Schneidenlager vorgesehen sein. Ein solches Ausführungsbeispiel
ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher
gleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen wie in Fig. I versehen sind.
-
An der Spule I5 ist ein Schneidenlager 20 befestigt, welches sich
auf eine am Polschuh 12 angeordnete Schneide 2I abstützt. Das Schneidenlager 20
ist aus ferromagnetischem Material gebildet und wird durch die magnetische Wirkung
stets gegen den Polschuh I2 angezogen. Der letztere ist an seinem Ende mit einem
ferromagnetischen Fortsatz 22 versehen, welcher magnetische Kraftlinien seitlich
gegen das Schneidenlager 20 leitet.
-
Da letzteres bezüglich der Schwenkachse der Spule exzentrisch liegt,
übt der magnetische Zug zwischen dem Fortsatz 22 und dem Schneidenlager 20 ein Drehmoment
auf die Spule 15 aus. An der Spule ist ein Kontaktelement 23 befestigt, das mit
einem feststehenden Kontaktelement 24 zusammenarbeiten kann, welches mittels einer
Blattfeder 25 an einem auf dem Polschuh I2 befestigten Isolierblock 26 festgeschraubt
ist. Durch nicht dargestellte Spiralfedern läßt sich die Spule 15 und das Kontaktelement
23 an einen Stromkreis anschließen.
-
Die Spule könnte auch eine völlig isolierte Kontaktbrücke tragen,
welche mit zwei feststehenden Kontaktelementen zusammenarbeitet, um dieselben miteinander
zu verbinden.
-
Wird durch die Spule 15 ein Strom geleitet, der ein Drehmoment erzeugt,
welches dem magnetischen Zug zwischen dem Fortsatz 22 und dem Schneidenlager entgegenwirkt,
und dieser Strom allmählich in der Stärke gesteigert, so findet eine deutliche Kippbewegung
der Spule statt, sobald das elektrisch erzeugte Drehmoment das durch den magnetischen
Zug hervorgerufene überwiegt. Das brewegliche Kontaktelement 23 gelangt dann rasch
in Berührung mit dem feststehenden Kontaktelement 24, so daß eine sichere Kontaktgabe
gewährleistet und ein flackernder Strom vermieden wird. Nimmt umgekehrt die Stärke
des die Spule 15 durchfließenden Stromes wieder ab, so erfolgt eine Kippbewegung
der Spule im umgekehrten Sinne, wobei der Kontäkt 23/24 rasch unterbrochen wird.
Diese kippenden Bewegungen kommen deshalb zustande, weil sich der magnetische Zug
zwischen dem Fortsatz 22 und dem Schneidenlager 20 beim Schwenken der Spule verhältnismäßig
stark ändert.
-
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der bewegliche Teil I5, 20,
23 vorzugsweise völlig ausbalanciert, so daß in jeder Lage der Vorrichtung ihre
Funktionen gleichbleiben. Als Ausgleichs gewicht können sowohl das Schneidenlager
20 als auch das bewegliche Kontaktelement 23 dienen. Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform
kann die Schneide an der Spule und das Schneidenlager am Polschuh I2 angeordnet
sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle der Schneide 21 zwei Spitzen
und an Stelle des Schneidenlagers zwei Pfannen für die Spitzen vorzusehen. Die Kontaktelemente
23 und 24 können auch so angeordnet sein, daß der Kontakt bei steigender Stärke
des die Spule Ig durchfließenden Stromes unterbrochen wird.
-
Die Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie zugleich als
Anzeige- und als Kontaktvorrichtung dient. An Stelle eines Zeigers I8 kann an der
Spule 15 auch ein Spiegel vorhanden sein, der einen zur Anzeige dienenden Lichtstrahl
ablenken kann.
-
PATENTANSPROCHE: I. Elektrische Kontakt- und/oder Anzeigevorrichtung
mit einer in Spitzen- oder Schneidenlagern pendelnd aufgehängten Spule, die unter
dem Einfluß eines von zwei Polschuhen gebildeten Magnetfeldes steht, dadurch gekennzeichnet,
daß die lediglich mit einem Teilstück ihrer Wicklungen in dem Magnetfeld (14) liegende
Spule (I5) mindestens einen ferro magnetischen Teil (I6, 20) aufweist, der von dem
in die Spule (15) ragenden Polschuh (I2) derart angezogen wird, daß die Spule (I5)
nicht aus ihren Lagern (z. B. I6, I7) herausspringen kann.