DE965518C - Mechanischer Pendelumformer - Google Patents

Description

Die bekannten Pendalumformer arbeiten in der Weise, daß eine Feder, die zum Schließen, der Arbeitskontakte dient, vor einem Magneten schwingt, Die Steuerung dieses Magneten, erfolgt dadurch, daß die Feder einen zusätzlichen Erregerkontakt trägt, der abwechselnd geöffnet und geschlossen wird und auf diese Weise den Stromkreis für den Magneten abwechselnd öffnet und schließt. Der Nachteil dieser Anordnungen besteht

ίο darin, daß sie von der Betriebsspannung des Gerätes abhängig sind. Es ist also nicht möglich, den Umformer sowohl für eine Batteriespannung von. 2 Volt als auch für eine Spannung von 220 Volt zu verwenden. Durch das Vorsehen eines besonderen Erregerkontaktes ist der Verschleiß das Kon.taktmaterials sehr hoch und außerdem die konstruktive Ausbildung des Umformers sehr erschwert. Um ein einwandfreies Arbeiten des Umformers zu gewährleisten, ist es notwendig, eine besondere Funkenlöschanordnung für den Erregerkon.takt vorzusehen. Ein. weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin,, daß der Antriebskreis nicht mit der Netzfrequenz synchronisiert werden kann.

Es sind weiterhin Einrichtungen zur Umformung eines Gleichstromes in einen Wechselstrom mittels eines Pendelzerhackers bekanntgeworden. Bei diesen Einrichtungen ist die Antriebsspule des Umformers derartig an den Transformator angeschaltet, daß ihre aufgenommene Leistung von der jeweils angeschalteten Primärspannung unabhängig ist.

Um die Nachteile der bekannten. Einrichtungen zu vermeiden, schlägt die Erfindung vor, in den Stromkreis der Antriebsspule einen. Kondensator zu

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legen, dessen Kapazität derartig bemessen, ist, daß die elektrische Resonanz mit der mechanischen Resonanz der Umformerfedern, übereinstimmt. Durch, die Anordnung des Kondensators fließt beim Einschalten des Umformers ein. Strom durch, die Wicklung des Transformators, der auf der Sekundärseite eine entgegengesetzte Spannung erzeugt, durch, welche ein Umschwingen des Magneten erzielt wird. Die Anordnung schwingt mit der ίο durch die mechanische Resonanz gegebenen Frequenz, und durch einegeeigneteDimensionierung des Kondensators wird erreicht, daß derselbe als Funkenlöschkondensatoir für die Arbeitskontakte dient. Nach der Erfindung wird die Antriebsspule an die Sekundärwicklung oder an einen bestimmten Abgriff derselben oder an einen, bestimmten Abgriff der Primärwicklung des Transformators geschaltet. Die Anschaltung an die Sekundärwicklung kann sowohl strom- als auch spannungsmäßig erfolgen, d. h., daß die Antriebsspule entweder im Stromkreis des Verbrauchers liegt oder parallel zur Sekundärwicklung oder einem Teil derselben geschaltet ist. Im ersteren Fall tritt noch der besondere Vorteil auf, daß der Anpreiß druck der Kontakte von der abgenommenen. Leistung abhängig ist. Steigt der vom Verbraucher entnommene Strom, der zugleich die Antriebsspule durchfließt, so· steigt damit auch die Anziehungskraft dieser Spule, und folglich werden die entsprechenden Schaltkontakte stärker zusammengepreßt. Ein weiterer Vorteil dieser besonderen Anschaltung der Antriebsspule liegt darin, daß gewöhnliche Kontaktfeder^ die keinerlei Vorspannung zu beisitzen brauchen, verwendet werden können. , Erfolgt dagegen die Anschaltung der Antriebsspule spannungsmäßig, so< wird vorteilhafteirweise an den zur Betätigung der Arbeitskontakte dienenden Federn ein, permanenter Magnet befestigt, der im Felde der Antriebsspule schwingt. Hierdurch ist erreicht, daß beim Anschalten des, Umformers die Anlage sofort anfängt zu arbeiten. Weiterhin sand durch den permanenten. Magneten, gleiche Öffnungsund. Schließungszaiten der Arbeitskontakta gewährleistet. Andererseits ist es aber auch möglich,, ein einwandfreies Anlassen, des Umformers dadurch, zu erzielen, daß die die Arbeitskontakte tragenden Federn eine bestimmte mechanische Vorspannung erhalten, wodurch gewährleistet wird, daß im 'Ruhezustand des Umformers immer ein Paar der Arbeitskontakte geschlossen, ist. Durch die Maßnahmen, gemäß der Erfindung ist erreicht, daß der Pendelumformer bedeiutmdbetriebssiicherer arbeitet, da keine besonderen Erregerkontakte zur Steuerung der Antriebsmagneiten erforderlich, sind. Hieirdurch wird auch, eine besondere'Funkenlöschvorrichtung erspart und, der konstruktive Aufbau des Umformers bedeutend vereinfacht. Weiterhin ist der Vorteil erzielt, daß ein und dasselbe Umf O'rmerelement für beliebige Betriebsspannungen verwendet werden kann.

In den Zeichnungen, sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen. Maßnahmen gezeigt. Bei der Anordnung gemäß der Abb. 1 soll eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umgewandelt werden. Die Zuführung der Gleichspannung erfolgt an den Klemmen 1. Über eine Entstörungseiinrichtung 2 werden die einzelnen Pole an die: Kontakte 3 bzw. 4 gelegt. Diese Kontakte können durch schwingende Federn 5 geschlossen, werden, so daß abwechselnd die einzelnen. Pole auf die Primärwicklung 6 des Umformertransformators gelangen, an dessen Sekundärwicklung 7 die Wechselspannung abgenommen wird. Die Betätigung der Federn 5 erfolgt dadurch, daß an ihnen ein permanenter Magnet 8 befestigt ist, der im Felde des Elektromagneten 9 schwingt. Die Speisung dieses Magneten 9 erfolgt bei diesem Ausfuhrungsbeispiel von der Sekundärwicklung 7 aus, und. zwar über den Kondensator 10. Beim Einschalten des Umformers fließt ein Strom durch die Wicklung 6 des Transformators, der auf der Sekundärseite 7 eine entgegengesetzte Spannung erzeugt. Durch diese über den Kondensator dem Elektromagneten 9 zugeführte Spannung wird ein Umschwingen des Magneten 8 erzielt, SO' daß die Kontakte 4 geöffnet und die Kontakte 3 geschlossen, werden und sich der Vorgang wiederholt. Die Anordnung schwingt dabei mit der durch die mechanische Resonanz gegebenen Frequenz. Durch eine geeignete Dimensionierung des Kondensators 10 kann erreicht go werden, daß derselbe gleichzeitig als Funkenlöschkondensator für die Arbeiitskontakte dient. In der Abb. 2 ist die konstruktive Ausbildung eines derartigen, Pendelumformers gezeigt, wobei jedoch der Übersicht halber der Umformertransformator fortgelassen ist. An den Elektromagneten 9 sind die Polschuhe 11 befestigt, zwischen, denen, der permanente Magnet 8 schwingt. Im übrigen sind die Bezeichnungen die gleichen wie in der Abb. 1.

Wird die Pendelfrequenz entsprechend der Netzfrequenz eines Wechselspannungsnetzes dimension niert, so' kann der Umformer auch als Pendelgleichrichter verwendet werden. Hierdurch ergeben sich weitgehende Vorteile für den. Ba,u von Allstrom- und Allspannungs-Versorgungsgeräten. In der i°5 Abb. 3 ist ein Schaltbild eines Pendelumformers für vorzugsweise einen, Rundfunkempfänger gezeigt, der sowohl an eine Batterie von, 6 oder 12 Volt oder ein Gleichstromnetz beliebiger Spannung als auch an jede beliebige Wechselspannung angeschlossen werden kann. Die Umschaltung auf die entsprechende Spannung und Stromart erfolgt durch zwei Schalter, und zwar dient der Schalter 12 zum Einstellen der Stromart und der Schalter 13 zum Einstellen des Spannungswertes. Befindet sich z. B. der Schalter 12 in der gezeichneten Stellung, also in dar Stellung für Wechselstromanschluß, so wird die Wechselspannung unmittelbar über die Spannungsanpassungsklemmen auf die Primärwicklung eines Transformators gegeben. Über die Sekundärwicklung 15 wird eine Wechselspannung abgenommen, die gemäß dem Übersetzungsverhältnis des Transformators den, erforderlichen Wert besitzt. Diese Spannung dient einerseits zum Antrieb' des Umformers, indem sie wieder dem Elektromagneten 9 zugeführt wird, andererseits

wird, diese Spannung durch, die Kontakteinrichtung 16, die mit der Netzfrequenz synchron schwingt, . gleichgerichtet und über eine Entstörungseinrichtung 17 abgenommen. Wird der Schalter 12 umgelegt, also das Gerät für einen Gleiichstromanschluß vorbereitet, so· wird, die zugeführte Gleichspannung über eine Entstörungseinrichtung 2 den. Kontakten 3 bzw. 4 zugeführt, und durch die Arbeitskontakte 5 zerhackt, so daß an, der¹ Sekundärwicklung 15 eine entsprechende Wechselspannung abgenommen wird,, die durch, die Einrichtung 16 wieder gleichgerichtet und abgenommen werden, kann.

Bei den, bisher bekannten Geräten für Allstrom und Allspannungsversorgung war eine zusätzliche Gleichrichterröhre notwendig, und außerdem mußte bei der Umschaltung des Transformators auf einen anderen Spannungswert zugleich das Umformerelemeatiit ausgetauscht werden. Hinsichtlich der Röhrenhaizung mußte bei den, bekannten, Anordnungen, auch- noch eine umfangreiche Umschaltung vorgenommen, werden, so> wurde z. B. bei 6-Volt-Anschluß eine: Parallelheizung und bei 110- bzw. 220-Volt-Anschluß eine Serienheizung durchgeführt. Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung sind diese Nachteile vermieden, und über eine Sekundärwicklung 15^s kann eine für alle Betriebsweisen konstante Heizspannung abgenommen, werden. Bei der Verwendung des Umformers für Allstromgeräte kann auch eine Anschaltung an das Netz durch eine an die Stromart und den. Spannungswert anpassende Einrichtung automatisch vorgenommen« werden, In der Abb. 4 ist z. B. eine derartige Anordnung dargestellt. Wird der Hauptschalter 18 geschlossen, so besteht zunächst ein, über das Hitzdrahtrelais H, den Kondensator 19 und den. Kontakt W₂ geschlossener Stromkreis. Wird z. B. angenommen, daß das Netz Wechselstrom führt, so- wird, nach kurzer Zeit das Hitzdrahtrelais H seinen Kontakt h betätigen,. Hierdurch wird das Wechselstromrelais W eingeschaltet, und die zu der Primärwicklung 14 (Abb. 3) des Umformertransformators führende Leitung 20 erhält Spannung. Das Relais W spricht an und. legt zunächst seinen - Kontakt W₁ und darauf seinen Kontakt W₂ um. Über den Kontakt W₁ wird der Stromkreis für die Leitung 20 und das Relais W aufrechterhalten, während durch, den Kontakt W₂ das Hitzdrahtrelais H abgetrennt wird, so- daß letzteres während, des Dauerbetriebes nicht belastet ist.

Führt das Netz dagegen eine Gleichspannung, so kann das Relais H nicht erregt werden, weil der Kondensator 19 davorgeschaltet ist, und die zu den.

Umformerkontakten führende Leitung 21 wird an. die Netzleitungen gelegt. Eine spannungsanpassende Vorrichtung des Gerätes kann. z. B. dadurch geschaffen werden, daß hinter dem Hauptschalter spannungsempfmdliche Relais vorgesehen sind, die dem Spannungswert entsprechende Teile der Primärwicklung des Umformertransformators einschalten. Durch diese Maßnahme ist ein vollautomatischer Betrieb des Umformers gewährleistet.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mechanischer Pendelumformer in. Verbindung mit einem Transformator, bei dem die Antriebsspule des Umformers derartig an den Transformator angeschaltet ist, daß ihre aufgenommene Leistung von. der jeweils angeschalteten Primärspannung unabhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Antriebsspule ein Kondensator liegt, dessen. Kapazität derartig bemessen: ist, daß die elekirische Resonanz mit der mechanischen. Resonanz der Umformerfedern, übereinstimmt.

2. Mechanischer Pendeilumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des Umformers als permanenter Magnet ausgebildet ist.

3. Mechanischer Pendalumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Arbeitskontakte tragenden Federn, mechanisch vorgespannt sind.

4. Mechanischer Pendelumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung des Umformers als Gleichrichter die Pendelfeder synchron mit der Netzfrequenz schwingt.

5. Mechanischer Pendelumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anschluß an, eine Wechselspannung dieselbe unmittelbar an einen dem abzunehmenden, Spannungswerte entsprechenden Wicklungsteiil der Primärwicklung des Umformertransformators gelegt und im Sekundärkreis eine mechanische Gleichrichtung vorgenommen, wird, während beim Anschluß an eine Gleichspannung vor der Zuführung an die Primärwicklung eine mechanische Wechselrichtung vorgenommen wird.

6. Mechanischer Pendelumformer nach Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß der im Stromkreis des Elektromagneten liegende Kon,-densator derart bemessen ist, daß er zugleich oder als Teil des Funkenlöschkondensators für die Arbeitskontakte dient.

7. Mechanischer Pendelumformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung auf Gleich- oder Wechselspannung und eine Umschaltung auf verschiedene Spannungswerte vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 696 730.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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