DE920494C - Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung - Google Patents

Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung

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DE920494C
DE920494C DEA7701D DEA0007701D DE920494C DE 920494 C DE920494 C DE 920494C DE A7701 D DEA7701 D DE A7701D DE A0007701 D DEA0007701 D DE A0007701D DE 920494 C DE920494 C DE 920494C
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DE
Germany
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rocker
switching device
electromagnetic reversing
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ball
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Expired
Application number
DEA7701D
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English (en)
Inventor
Ludwig Carl
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AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/02Non-polarised relays
    • H01H51/04Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
    • H01H51/08Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

  • Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung In vielen Fällen ist es erwünscht, durch einen länger oder kürzer andauernden Stromstoß eine Betätigung in einer Richtung auszuführen, die durch einen weiteren Stromstoß von ebenfalls längerer oder kürzerer Dauer rückgängig gemacht werden soll. Für solche Umkehrschaltzwecke sind bereits elektromagnetische Einrichtungen bekannt, die mit zwei Spulen versehen sind, wobei die Betätigung in der einen Richtung durch die eine Spule und die Rückschaltung durch die andere Spule erfolgt. Hierbei sind jedoch für beide Spulen getrennte Steuerleitungen erforderlich, so daß einschließlich der Rückleitung drei Steuerleitungen benötigt werden. Es ist ferner eine Schalteinrichtung zur Betätigung von Quecksilberschaltröhren bekanntgeworden, bei denen durch ein elektromagnetisch verlagertes Gewicht eine Schwerpunktveränderung und damit eine Betätigung der Schaltröhre erfolgt. Weiter sind elektromagnetische Umkehrschalteinrichtungen bekannt, bei denen entweder mechanische oder elektromagnetische Umkehrglieder benutzt werden, wobei zwar nur zwei Steuerleitungen erforderlich sind, doch ist die Ausführung solcher Relais verhältnismäßig umständlich und teuer.
  • Die Erfindung hat eine elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung zum Gegenstand, die sich durch ihre besondere Einfachheit auszeichnet, billig herstellbar ist und außerdem eine hohe Lebensdauer aufweist.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Gewicht von einem mit zwei Ankern versehenen Elektromagneten über eine in der Mitte drehbar gelagerte Wippe hinweg abwechselnd von der einen Endstellung in die andere bewegt. Das Gewicht kann dabei als Kugel, kugelähnlich, als Rolle od. dgl. ausgebildet sein. Die Wippe kann nun unmittelbar oder unter Anwendung mechanischer übertragungsgl.ieder, wie Stangen oder Getriebe, mit einer mechanisch zu betätigenden Einrichtung irgendwelcher Art oder einer elektrischen Schalteinrichtung in Verbindung stehen. Vorteilhaft trägt die Wippe eine Quecksilberschaltröhre zur Ausführung elektrischer Schaltungen; doch kann die Wippe auch unmittelbar einen Teil einer elektrischen Schalteinrichtung darstellen, wobei die Wippe mit den Betätigungsankern und dem Gewicht in demselben Gefäß angeordnet und mit in Quecksilbernäpfe tauchenden, zur Schaltung dienenden Spitzen od. dgl. versehen sein kann. Die Wirksamkeit des Elektromagneten kann ferner dadurch erhöht werden, daß ein magnetischer Rückschluß vorgesehen wird, der sich vorteilhaft zwischen den Lagerstellen der Anker erstreckt, aber auch an einer anderen geeigneten Stelle vorgesehen sein kann.
  • Die erwähnte Einfachheit liegt insbesondere in der Anwendung von zwei als gleichartige Teile ausbildbaren Ankern. Infolge des Zusammenwirkens der Anker mit einem Magnetkern mit gegebenenfalls vorgesehenem magnetischem Rückschluß kommt, im Gegensatz zu mit Solenoiden ausgerüsteten Einrichtungen, der Magnetfluß der Erregerspule in verstärktem Maße zur Wirkung, wodurch der Leistungsbedarf des Elektromagneten wesentlich verringert wird bzw. stärkere Antriebskräfte für das zu beschleunigende Gewicht erzielt werden.
  • Die Erfindung ist in den Fig. i bis io beispielsweise dargestellt.
  • Fig. i bis 4 zeigen eine elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach der Erfindung, wobei Fig. i den unerregten Zustand, Fig. 2 den erregten und°Fig. 3 den wieder entregten Zustand der Einrichtung nach der erfolgten Umschaltung darstellen; Fig.4 zeigt einen Schnitt durch die Einrichtung von Fig. i bis 3 auf der Linie 4-4 von Fig. 3, in Pfeilrichtung gesehen; Fig.5 zeigt eine weitere verbesserte Ausführungsform der Umkehr Schalteinrichtung nach Fig. i bis 4; Fig. 6 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Umkehrschalteinrichtung einer weiteren Ausführungsform Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. 6; Fig. 8 und 9 zeigen die Anwendung der Erfindung zur Betätigung irgendwelcher mechanischer Einrichtungen, und Fig. io zeigt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 8 und g mit liegend angeordnetem Elektromagneten.
  • In den Figuren stellt i eine Grundplatte dar, auf welcher der Elektromagnet 2, die diesem zugeordneten Anker 4, q' und die eine Schaltröhre 6 tragende Wippe 5 angeschlossen sind. Der Elektromagnet ist in der bekannten Weise mit einer Wicklung 7 und einem Kern 8 versehen, der vorteilhaft, um ein Klebenbleben der Anker zu verhindern, mit nichtmagnetischen Auflagen g versehen ist. Die Anker 4, 4' sind an der Grundplatte, die vorteilhaft aus einem Isolierpreßstoff bestehen kann, unter Anwendung von Lagerbolzen io; io' gelagert. Vorteilhaft werden die Lagerbolzen in die Grundplatte i eingepreßt. Ähnlich kann auch der Lagerbolzen i i der Schaltwippe 5 durch unmittelbares Einpressen mit der Grundplatte i befestigt werden. Die Wippe 5, die in der Mitte drehbar am Bolzen i i gelagert ist und etwa die Gestalt eines gekrümmten Doppelhebels besitzt, dient hierbei als Träger der Quecksilberschaltröhre 6. Zur Betätigung der Schaltröhre 6 dient ein Gewicht, welches über die mittlere Erhöhung der Wippe hinwegbewegt wird. Beim Ausführungsbeispiel hat das Gewicht die Gestalt einer Kugel 12. Letztere kann aus einem geeigneten Werkstoff, wie Glas, Messing od. dgl., bestehen. Die Anker können, wie dargestellt, durchgehend aus demselben Werkstoff, vorteilhaft Weicheisen, hergestellt sein. In einem solchen Fall wird als Werkstoff für die Kugel 12 zweckmäßig ein nichtmagnetischer Werkstoff angewendet, so daß die Kugel nicht an den Ankern klebenbleiben kann. Es ist natürlich auch möglich, die Anker kürzer als dargestellt auszubilden undmiteinernnichtmagnetisierbaren Ansatz zu versehen, der mit der Kugel in Berührung kommt.
  • Bei einer Einschaltung des Elektromagneten 2 werden die beiden Anker 4, 4' angezogen. Da der Anker 4 (Fig. i) die Masse -der daran anliegenden Kugel 12 zu beschleunigen hat, wird der rechte Anker 4' schneller angezogen als der linke Anker 4. Es ist also auf der rechten Seite der die Kraftlinien stark herabsetzende Luftspalt bereits aufgehoben, ehe der linke Anker, durch die Kugelmasse verzögert, ebenfalls seinen Weg zurücklegen kann, so daß bei diesem Anker die volle Magnetkraft zur Wirkung kommt und die Kugel beschleunigen kann. Durch den auf die Kugel 12 ausgeübten Stoß wird diese über die erhöhte Stelle der Wippe gebracht und rollt über den rechten Teil der Wippe 5 gegen den noch angezogen gehaltenen rechten Anker q.'. Die Wippe wird dabei gekippt, so daß die beiden Quecksilbernäpfe der Quecksilberschaltröhre 6 miteinander in Verbindung gebracht werden und die beiden Zuleitungen der Schaltröhre kurzgeschlossen werden. Mit dem Aufhören des Stromstoßes, beispielsweise durch Loslassen eines Betätigungsdruckknopfes, drückt die Kugel 12 durch ihr Gewicht den rechten Anker 4' vom Elektromagneten weiter ab und bewegt sich von der in Fig. 3 dargestellten gestrichelten Lage in die in Fig. 3 dargestellte voll ausgezeichnete Stellung.
  • Um die Kugel von dem Herunterfallen von der Wippe 5 zu schützen, kann die Wippe mit einer Führungsrille oder Seitenteilen versehen sein, die ein Abgleiten der Kugel von der Wippe verhindern. Es ist aber auch möglich, die Wippe, wie dargestellt, vollkommen glatt auszuführen und sowohl an der Tragplatte i als auch an einer die ganze Schalteinrichtung abdeckenden Kappe 13 Ansätze 14; 14 vorzusehen, die, sich parallel zum Weg der Kugel erstreckend, eine Führung derselben darstellen.
  • Um die Wirksamkeit der Einrichtung zu erhöhen, d. h. um größere Betätigungskräfte zu erzielen bzw. um die zur Betätigung aufzubringende elektrische Leistung zu verringern, wird vorteilhaft ein magnetischer Rückschluß in Gestalt eines Joches 15 angewendet. Dieses erstreckt sich, wie in Fig. 5 dargestellt, zwischen den Lagerstellen der Anker, doch kann es auch an einer anderen geeigneten Stelle vorgesehen sein.
  • In den Fig. 6 und 7 ist eine ähnliche Schalteinrichtung dargestellt. Hierbei sind die Anker 4, 4 innerhalb einer etwa H-förmig gestalteten Schaltröhre 15 drehbar angeordnet, in der auch eine Wippe 17 drehbar gelagert ist. Auf der Wippe liegt die zur Ausführung der Schaltung erforderliche Kugel 12. Zur Schaltung ist die Wippe 17 mit Kontaktspitzen 18, i9 versehen. Einer dieser Kontaktstifte 18 ist verhältnismäßig lang und taucht dauernd in ein Quecksilbernäpfchen 2o hinein, während das andere Quecksilbernäpfchen 21 weniger Quecksilber enthält und mit einem kürzeren Stift i9 zusammenarbeitet, der in der einen Stellung 17 in das Quecksilbernäpfchen 2i hineintaucht und in der anderen Stellung aus diesem herausgezogen ist.
  • Bei der Erregung des Elektromagneten 2 wird, ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, die Kugel 12 über die erhöhte Stelle der Wippe gerollt und die Wippe betätigt, wobei die beiden Zuleitungen 22, 23 zu den Quecksilbernäpfchen in der einen Stellung der Wippe kurzgeschlossen und in der anderen Stellung der Wippe offen sind.
  • Da bei der unmittelbaren Anwendung der Wippe zur Kontaktgabe keine schweren Quecksilbermengen zu verlagern sind, so ist der Leistungsbedarf bei dieser Ausführungsform stark verringert. Die Anwendung der Erfindung ist dabei nicht nur auf die Betätigung von Schaltkontakten beschränkt, sie läßt sich ebensogut auch zum mechanischen Antrieb von Anzeige- und Betätigungseinrichtungen auf allen Gebieten der Technik benutzen.
  • Ein Beispiel einer solchen Anwendungsart ist in den Fig.8 und 9 dargestellt. Die Umkehrschalteinrichtung dient hierbei zur Betätigung einer Schaltstange 24 zur Ausführung mechanischer Bewegungen. Der Elektromagnet 2 ist in einem Gehäuse 25 untergebracht und besitzt ebenfalls zwei Anker 4, 4 und ein Joch 15 für den magnetischen Rückschluß. Unter dem Elektromagneten ist die Wippe 26 drehbar angeordnet, auf welcher die Kugel 12 über die Anker von der einen Endstellung in die andere bewegt wird. Ein Ansatz 27 der Wippe 26 ragt hierbei aus dem Gehäuse 25 heraus und steht über ein Zwischenglied 28 mit der Schaltstange 24 in Verbindung, die durch die Verlagerung der Wippe 26 über die Kugel 12 hin und her bewegt wird.
  • An Stelle der senkrechten Anordnung des Elektromagneten kann dieser auch, wie in Fig. io dargestellt, flach angeordnet werden, wobei die Wippe 26 neben dem Elektromagneten angeordnet ist. Die Lagerung bzw. Befestigung der Teile der Einrichtung erfolgt unmittelbar auf der Grundplatte i'.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung, deren Betätigung durch Lageveränderung eines Gewichtes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (12) von zwei Ankern (4, 4') eines Elektromagneten (2) über eine in der Mitte drehbar gelagerte Wippe (5) hinweg abwechselnd von der einen Endstellung in die andere Endstellung bewegt wird.
  2. 2. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (12) als Kugel oder kugelähnlich ausgebildet ist.
  3. 3. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht als Rolle ausgebildet ist.
  4. 4. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (5) unmittelbar mit einer Schalteinrichtung (6) in Verbindung steht.
  5. 5. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe eine Quecksilberschaltröhre trägt.
  6. 6. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe zur Steuerung mechanischer Einrichtungen dient.
  7. 7. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe einen Teil einer elektrischen Schalteinrichtung darstellt. B.
  8. Elektromagnetische Umkehrsch.alteinrichtung nach Anspruch i bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (17) mit den Betätigungsankern (4, 4) und dem Gewicht (12) in demselben Gefäß (16) angeordnet und daß die Wippe (17) mit in Quecksilbernäpfe (21, 22) tauchenden, zur Schaltung dienenden Spitzen (18, i9) od. dgl. versehen ist.
  9. 9. Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorteilhaft etwa zwischen den Lagerstellen (io, io') der Anker angeordnetes, als magnetischer Rückschluß dienendes Joch (15) vorgesehen ist.
DEA7701D 1941-12-20 1941-12-20 Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung Expired DE920494C (de)

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