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Elektromechanischer Wandler
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Wandler, bei welchem der mit Differenz-Strom be- aufschlagte Ausgang eines Differenztransformators an ein auf einen Auslösehebel einwirkendes Tauch- spulsystem angeschaltet ist ; mit derartigen Anordnungen kann ein Schaltermechanismus bereits mit einer bestimmten, sehr geringen elektrischen Leistung ausgelöst werden.
Bei bisher bekannten elektromechanischen Wandlern wird die von ihnen hervorgerufene mechanische
Wirkung mittelbar oder unmittelbar auf ein mechanisches System-z. B. auf einen Schalter-übertragen ; hiefür kommen insbesondere Installationsselbstschalter in Betracht, die ausser einem elektromagnetischen
Momentan-Auslöser zur Ausschaltung eines Schalters bei Leitungskurzschluss und einem thermischen Auslöser, der bei andauernder kleiner Überlastung einen Schalter betätigt, auch ein Differentialrelais enthalten, das bei asymmetrischem Stromfluss gegen Erde - also entweder im Falle von Stromdiebstahl oder bei Isolationsdefekten-die Auslösung eines Schalters bewirkt ;
bei allen diesen Einrichtungen liegt das
Kriterium gegenüber andern Schaltelementen vor allem in der für den auszulösenden Schaltvorgang notwendigen Stromstärke. Die Auslösung des dem Momentan-Auslöser bzw. dem thermischen Auslöser zugeordneten Schalters geht zwar ohne Schwierigkeiten vor sich, der sicheren Auslösung eines Schalters durch das Differentialrelais stehen jedoch Hindernisse - sowohl mechanischer als auch elektrischer Art - entge- gen :
so vor allem bei Installationsselbstschaltern für verhältnismässig grosse Nennstromotärken, da die Aus- lösung des Schalters durch das Differentialrelais bereits bei einer Stromstärke von höchstens 10'% des Nennstromes erfolgen soll und daher das Relu2 elektrisch sowie auch mechanisch ausserordentlich empfindlich , ein mUss ;
da nun eine Steigerung der elektrischen Fmpfilldlichkeit - die nur durch Vergrösserung der für den Nennstrom bemessenen Differentialwicklungen erreichbar wäre - wegen des beschränkten Raumes praktisch nicht in Betracht kommt, wurde das Relais zur Steigerung seiner mechanischen Empfindlichkeit als Tauchspulrelais ausgebildet, dessen Tauchspule dem Feld eines Permanentmagneten derart ausgesetzt ist, dass sie bei Auftreten eines Differenz-Stromes auf einen Auslösehebel einwirkt und so die Kontakte eines Schalters öffnet. Durch das Differentialrelais sollen auch Personen vor Berührung stromführender Teile geschützt werden, wofür jedoch eine Steigerung seiner Ansprechempfindlichkeit auf eine Stromstärke von 10 bis 40 mA erforderlich ist, bei der es bereits den Schaltvorgang auslöst.
Nach der Erfindung wird nun bei elektromechanischen Wandlern der eingangs beschriebenen Art die geforderte Ansprechempfindlichkeit dadurch erreicht, dass der bewegliche Teil des Tauchspulsystemh zwischen einstellbaren Grenzen frei schwingend ausgebildet ist, wobei der diesem System-Teil zugeordnete Anschlag des Auslösehebels in dessen Bewegungsbahn in einem wählbaren, dem Mindestwert seiner Ampli- tude entsprechenden Abstand liegt. Die vom Differenz-Strom durchflossene Tauchspule ist dabei zweck- mässig im Feld eines Permanentmagneten angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des elektromechanischen Wandlers ist die vom Differenz-Strom durchflossene Tauchspule im Feld eines Permanentmagneten angeordnet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen elektromechanischen Wandlers mit Tauchspulsvstem veranschaulicht.
Im magnetischen Feld eines Permanentmagneten 1 bewegt sich eine Tauchspule 2, auf deren Spu- lenkorper : 3 eine Blattleder 4 befestigt ist ; die Tauchspule Z wird von einer Tertiarwicklung 5 eines Differenz-
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transformators 6 gespeist.
Die Masse der Tauchspule 2 und die Blattfederkonstante sind auf die Frequenz der Speisespannung abgestimmt ; damit lassen sich entsprechend der Güte des Resonanzsystems wesentlich grössere Amplituden der bewegbaren Teile - also von Tauchspule 2 und Blattfeder 4 - erzielen, als bei nicht abgestimmten Systemen, wodurch aber in weiterer Folge die elektrische Energie über eine bestimm- te Zeit integriert wird, um zu einem bestimmten Zeitpunkt als mechanische Energie verfügbar zu sein, so dass eine derart aufgebaute Anordnung bei Aufwendung nur sehr geringer elektrischer Leistung eine me- chanische Leistung erzeugen und diese mittelbar oder unmittelbar auf einen Mechanismus übertragen kann, beispielsweise zur Auslösung eines Schaltvorganges.
Beim dargestellten Gerät besteht das mechanische
System aus einem auf der Achse 7 gelagerten doppelarmigen Auslösehebel 8, dessen linker Hebelarm eine um eine Achse 9 drehbar gelagerte und unter der Wirkung einer Zugfeder 10 stehende Nase 11 eines nicht dargestellten Schaltermechanismus am Ausschwenken in Pfeilrichtung A hindert ; das freie Ende des rech- ten Hebelarmes des Auslösehebels 8 ist als Anschlag 12 ausgebildet, der in geringem Abstand über der
Blattfeder 4 in einer durch die Stellschraube 13 zusammen mit der Feder 14 bestimmten Lage liegt ; die
Zugkraft der Feder 14 ist dabei so schwach, dass sie die bei Anliegen der Nase 11 am Hebelende entste- hendeReibung nicht überwinden kann, so dass sie funktionsmässig nur zur Rückführung des Auslösehebels 8 nach erfolgter Auslösung des Schaltermechanismus dient.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen elektromechanischen Wandlers ist folgende : Wird der Tauch- spule 2 von der Tertiärwicklung 5 des Differenztransformators 6 ein Strom zugeführt, beginnt die Tauch- spule 2 zu schwingen ; die Schwingungen des auf die Frequenz der Speisespannung abgestimmten Systems sind sehr stark, so dass die Feder 4 alsbald kräftig an den Anschlag 12 schlägt, wodurch der Auslösehebel
8 angehoben und über seinen Drehpunkt 7 geschwenkt wird, so dass sich sein als Sperre für die Nase 11 wirkendes Ende nach abwärts bewegt und die Nase 11 freigibt, die nun durch die Federkraft der Feder 10 in Pfeilrichtung A bewegt wird, wobei ein Schaltvorgang ausgelöst wird.
Durch diese Anordnung kann also mit sehr geringer elektrischer Leistung ein Schaltvorgang mechanisch ausgelöst werden, wobei der hiefür vorgesehene Schaltermechanismus zur Vermeidung einer etwaigen Selbstauslösung bei Erschütterungen nur mit einem bestimmten Kraftaufwand betätigt werden kann.
Der elektromechanische Wandler zeichnet sich also von den bisher bekannten Ausführungsformen durch besonders einfachen Aufbau sowie durch hohe Ansprechempfindlichkeit und sein Leistungsvermögen aus und bringt ausserdem eine wesentliche Verbesserung von Berührungsschutzeinrichtungen mit sich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromechanischer Wandler, bei welchem der mit Differenz-Strom beaufschlagte Ausgang eines Differenztransformators an ein auf einen Auslösehebel einwirkendes Tauchspulsystem angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil (2-3-4) des Tauchspulsystems (1-4) zwischen einstellbaren Grenzen frei schwingend ausgebildet ist, wobei der diesem System-Teil zugeordnete Anschlag des Auslösehebels (8) in dessen Bewegungsbahn in einem wählbaren, dem Mindestwert seiner Amplitude entsprechenden Abstand liegt.