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Elektromagnetische Umkehrschalteinrichtung Es ist bereits eine elektromagnetische
Umkehrschalteinrichtung vorgeschlagen worden, bei der die Betätigung durch Lageveränderung
eines Gewichts erfolgt und wobei das Gewicht von zwei Ankern eines Elektromagneten
über eine in der Mitte drehbar gelagerte Wippe hinweg abwechselnd von der einen
Endstellung in die andere Endstellung bewegt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterentwicklung
des Gegenstands der vorgelegenen Einrichtung mit dem Zweck, den Anwendungsbereich
der Umkehrschalteinrichtung zu vergrößern und deren Wirkungsweise zu verbessern.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung geschieht dies dadurch, daß das Gewicht
über eine seitlich gelagerte Wippe von der einen Endstellung in die andere bewegt
wird. Die Wippe kann dabei aus einem stumpfen winkeligen Teil bestehen, doch ist
es auch möglich, die Wippe aus einem geraden Teil herzustellen. In beiden Fällen
wird durch den wirksamen längeren. Hebelarm ein größerer Kontaktweg und somit eine
erhöhte Abschaltleistung erzielt. Bei beiden Ausführungsformen steht die Wippe unter
dem Einfluß einer Feder, die die Wippe hochdrückt und die durch das mittels der
Anker hin und her bewegte Gewicht unwirksam gemacht wird. Vorteilhaft liegt dabei
der
Drehpunkt der Wippe in der Nähe der einen Endlage des Gewichts.
Bei Anwendung eines geraden Wippenteils bildet dieses in der einen Endstellung des
Gewichts eine nach oben zeigende und in der anderen Stellung eine nach unten zeigende
schiefe Ebene, die um den Drehpunkt der Wippe verlagert wird.
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Es ist nun nicht unbedingt erforderlich, daß das Gewicht über ein
bewegliches Wippentekhinwegbewegt wird. So kann das Gewicht auch über zwei feststehende
schiefe Ebenen hinwegbewegt werden, die in Richtung der Endstellungen nach unten
gerichtet sind. Das Gewicht kann dabei mittelbar oder unmittelbar zur Betätigung
von Kontakten verwendet werden. So kann das Gewicht, welches vorteilhaft als Metallkugel
oder metallisierte Kugel oder auch als Rolle ausgebildet ist, zur unmittelbaren
Kurzschließung von Kontakten dienen; auch können in den schiefen Ebenen Kontaktschienen
eingelassen bzw. angeordnet sein, die neben einer Führung des Gewichts Schaltkontakte
darstellen, welche durch das auf diese aufliegende Gewicht kurzgeschlossen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die sich insbesondere
für solche Zwecke eignet, bei denen die Lage der Umkehrschalteinrichtung Veränderungen
erfahren kann, wird ein Waagebalken angewendet, an den vorteilhaft an einer weiteren
Verlängerung ein Gewicht angebracht ist, durch welches der Schwerpunkt des Waagebalkens
aus dem Lagerpunkt herausverlegt wird, so daß der Waagebalken in einer von beiden
Endstellungen gehalten wird. Der Waagebalken kann mittelbar oder unmittelbar zur
Betätigung von Kontakten dienen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in praktisch
allen Einbaulagen einwandfrei arbeitet, ist das Gewicht an einem in einem Ende gelagerten
Tragteil angeordnet, welches zur mittelbaren oder unmittelbaren Betätigung, von
Kontakten dient und durch eine Totpunktüberbrückungsfeder in einer der beiden Endstellungen
gehalten wird. Sowohl bei allen diesen Ausführungsformen als auch bei der eingangs
erwähn- -ten, bereits vorgeschlagenen Ausführungsform ist es nun nicht unbedingt
erforderlich, daß die Anker in den Endstellungen der Gewichte' bzw. beweglichen
Teile am Gewicht anliegen. Es ist hingegen vorteilhaft, die bei der Erregung des
Elektromagneten auftretende Beschleunigung der Anker auszunutzen, indem durch die
Anwendung von Anschlägen bzw. Abstützungen für das Gewicht bzw. die beweglichen
Teile von dem die Betätigung vollziehenden Anker ein gewisser Weg zurückgelegt werden
muß, ehe der Anker gegen das Gewicht bzw. das bewegliche Teil schlägt, so daß auf
das Gewicht bzw. das bewegliche Teil ein hammerartiger'Schlag erhöhter Wirkung ausgeübt
wird, mit dem eine erhöhte Schaltleistung zustande kommt bzw: eine Verringerung
des Leistungsbedarfs des Elektromagneten ermöglicht wird. Zur Erzielung eines Massenausgleichs
wird vorteilhaft die Masse eines Ankers gleich der Masse des Gewichts bzw. des bewegten
Teils gemacht. .Es ist dabei gleichgültig, ob von dem Gewicht oder von dem beweglichen
Teil eine mittelbare oder unmittelbare Betätigung. von offenen Kontakten erfolgt.
So ist es beispielsweise auch leicht möglich, von dem Gewicht oder dem beweglichen
Teil Ouecksilberschaltkapseln zu betätigen.
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Die Erfindung ist in den Fig. i bis 8 beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Umkehrfernschalters
bei abgenommener Abdeckkappe; Fig.2 zeigt eine Teilansicht eines der Anker; Fig.
3 und 4 zeigen Draufsichten auf zwei abgeänderte Ausführungsformen; Fig. 5 zeigt
einen Querschnitt durch Fig. 4 auf der Linie 5-5; Fig. 6 zeigt einen Querschnitt
auf der Linie 6-6, und die ' Fig.7 und 8 zeigen Draufsichten auf weitere Ausführungsformen
der Erfindung.
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In den Figuren stellt i die Grundplatte dar, auf welcher der Elektromagnet
:2 und die diesem zugeordneten Anker 3o angeordnet sind. Auf der Grundplatte i ist
ferner in einem .Stift ii od. dgl. eine Schaltwippe 31 gelagert, wobei der Lagerpunkt
I i etwa in der einen Endstellung des Gewichts r2 liegt. Die Wippe 31 steht unter
dem Einfluß einer Feder 32,- die in der dargestellten Lage durch das als Kugel ausgebildete
Gewicht 12 zusammengedrückt ist. In der anderen Endstellung des Gewichts 12 wird
die Wippe 31 durch die Feder 32 gegen einen Anschlag 33 gedrückt, wobei sich das
Gewicht 12 etwa oberhalb .des Lagerpunktes i i befindet. Die Wippe 31 ist gleichzeitig
als Kontakt-Organ ausgebildet und liegt gegen einen Kontakt 34 an. Letzterer ist
mit einer Anschlußklemme versehen, während die Wippe 31 mit einer Anschlußklemme
36 in Verbindung steht.
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Bei der Erregung des Kerns 8 des Elektromagneten, dessen Spule 2 über
die Anschlußklemmen 37 mit Steuerleitungen verbunden wird, werden die Anker 3o angezogen
und die Kugel 12 durch die vom Anker auf diese Weise ausgeübte Kraft über die erhöhte
Stelle der Wippe 31 gebracht, so daß sie von selbst gegen den linken Anker 3o rollt.
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Vorteilhaft werden die Anker 30 mit Ansätzen oder Einsätzen
38 ausgerüstet, die je nach der Art der Schalteinrichtung aus einem Isolierstoff
oder Metall bestehen können. Diese Ansätze werden, wie insbesondere aus Fig.2 ersichtlich,
dadurch gehalten, daß die Anker 3o an den Enden gabelförmig ausgebildet sind, wobei
die Enden in Schlitze der Einsätze 38 greifen und die Festhaltung der Einsätze 38
durch Umbiegung der äußeren Enden der Anker erfolgt.
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Es ist natürlich auch möglich, wie Fig. 3 zeigt, die Wippe 31' bei
einer ähnlichen Anordnung des Lagerpunktes i i vollständig gerade, d. h. ohne eine
mittlere erhöhte Stelle auszubilden, so daß sich diese gerade Wippe 31', wie in
Fig..3 voll ausgezogen und gestrichelt dargestellt, in der einen
Endstellung
des Gewichts oberhalb und in der anderen Endstellung unterhalb einer waagerechten,
durch den Drehpunkt führenden Mittellinie befindet. Diese Ausführungsform ermöglicht
infolge des längeren wirksamen Hebelarms der Wippe 31' eine Verlängerung des Schaltweges
und somit eine Erhöhung der Schaltleistung der Hilfskontakte.
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Wie die Fig.4 bis 6 zeigen, werden an Stelle einer drehbar gelagerten
Wippe feststehende schiefe Ebenen 39, 4o angewendet, über welche die Kugel von der
einen Endstellung in die andere Endstellung bewegt wird. Die schiefen Ebenen sind
an den äußeren Enden mit Kontaktschienen 41, 42 versehen, die von der vorteilhaft
aus Metall bestehenden Kugel 12 in den Endstellungen überbrückt werden. Die Kugel
wird bei der Erregung des Kerns 8 mit der Einschaltung der Spule 2 durch den Anzug
der Anker 3o angestoßen und über die erhöhte Stelle der beiden schiefen Ebenen 39,
40 gebracht. Vorteilhaft wird die Einrichtung so ausgebildet, daß die Kugel nicht
in der dargestellten Endlage, sondern unter Anwendung von Anschlägen, wie etwa des
strichpunktiert dargestellten Anschlags 40', mehr in Richtung der Erhöhung der schiefen
Ebenen gehalten wird, so daß die Anker 30 vor dem Anschlag gegen die Kugel
einen gewissen Weg durchlaufen müssen und auf die Kugel ein hammerartiger Schlag
ausgeübt wird. Durch diesen hammerartigen Schlag läßt sich einerseits der Leistungsbedarf
des Elektromagneten herabsetzen, andererseits ist damit die Gewähr gegeben, daß
bei gegebenenfalls auftretenden Verschweißungen zwischen der Kugel. 12 und den Kontaktschienen
4, 42 eine sichere Lösung stattfindet.
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Die Kontaktschienen 41, 42 werden vorteilhaft mit besonderen Anschlußklemmen
versehen oder verbunden. Die Maßnahme -des auf das Gewicht ausgeübten Schlages läßt
sich auch bei der Einrichtung nach Fig. i und 3 und bei den nachstehend beschriebenen
Einrichtungen anbringen.
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An Stelle der Anwendung eines frei beweglichen Gewichts ist es auch
möglich, das Gewicht unmittelbar mit einem zu betätigenden Teil zu vereinigen. Gemäß
Fig.7 geschieht dies dadurch, daß an einem Waagebalken 45 ein mittlerer Ansatz 46
vorgesehen ist, der an seinem äußeren Ende ein Gewicht 47 trägt. Der Waagebalken
ist etwa in seiner Mitte in einem Stift i i drehbar gelagert. Infolge des oberhalb
des Drehpunktes i i des Waagebalkens liegenden Schwerpunkts, der durch das Gewicht
47 beeinflußt ist, wird der Waagebalken in einer der beiden Endstellungen gehalten.
Der Waagebalken ist hierbei gleichzeitig Kontaktorgan und liegt in der einen Endstellung
gegen einen Kontakt 48 und in der anderen Endstellung gegen einen Kontakt 49 an.
Beide Kontakte stehen mit Anschlußklemmen 5o, 5 i in Verbindung, während der Waagebalken
über eine biegsame Leitung 52 mit der Anschlußklemme 53 verbunden ist, so daß sich
hiermit Umschaltungen zwischen zwei Stromkreisen vollziehen lassen. Es ist natürlich
auch möglich, einen der Kontakte 48, 49 wegzulassen, so daß abwechselnd Ein- und
Ausschaltungen stattfinden. Das Gewicht 47 befindet sich infolge der Unterstützung
durch die Kontakte 48, 49 gegenüber dem die Betätigung vollziehenden Anker
30 in einer solchen Lage, daß dieser erst einen gewissen Weg durchlaufen
muß, ehe er an das Gewicht 47 anschlägt. Beim Anschlag des Ankers 30 gegen
den Kern 8 bzw. die nichtmagnetische Auflage 9 nimmt dann der Anker etwa die in
Fig. 7 gestrichelt dargestellte Lage ein. Vorteilhaft wird die Masse der Anker 3o
etwa gleich der Masse des Gewichts 47 gemacht, so daß praktisch die ganze Ankerschlagkraft
auf das Gewicht 47 übertragen wird. Durch den auf das Gewicht 47 ausgeübten hammerartigen
Schlag wird das Gewicht 47 über die Totpunktlage des Waagebalkens bewegt; so daß
dieser in seine andere Endlage gebracht wird, die etwa das Spiegelbild der in Fig.6
dargestellten Lage des Waagebalkens ist.
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Eine Umkehrschalteinrichtung, die in allen Lagen, d. h. in der senkrechten,
waagerechten, umgekehrten, schrägen und sonstigen Lage praktisch gleich gut arbeitet,
ist in Fig. 8 dargestellt. Das Gewicht 47 ist hierbei an einem Tragteil mit einer
messerartigen Lagerschneide 55 angeordnet. Die Lagerschneide 55 arbeitet mit einem
Gegenlager 56 mit einer V-förmigen Lagerfläche zusammen, während das das Gewicht
47 tragende Teil 54 mittels einer oder mehrerer Federn 58 in Richtung des Gegenlagers
56 gespannt ist. Natürlich kann an Stelle des Schneidenlagers auch jede andere geeignete
Lagerart Anwendung finden.
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Wird der Elektromagnet erregt, dann übt der entsprechende Anker
30 je nach der Lage des Gewichts 47 und des Tragteils 54 auf das Gewicht
47 einen hammerartigen Schlag aus, durch welchen das Gewicht entgegen der Kraft
der Feder 58 über die Totpunktlage gebracht wird, wonach die Feder 58 die beweglichen
Teile in die andere Endlage bringt. In der einen Endlage liegt das gleichzeitig
als Kontaktorgan ausgebildete Tragteil unter dem Einfluß der Feder 58 gegen einen
feststehenden Kontakt 59 und in der anderen Endlage gegen einen feststehenden Kontakt
6o an, so daß sich mit dieser Ausführung Umschaltungen vollziehen lassen.
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Infolge des durch die Unterstützung der beweglichen Teile 47, 54 durch
die Kontakte 59, 6o entstehenden Abstands zwischen dem die Betätigung vollziehenden
Anker 30 und dem Gewicht wird auch hier ähnlich wie bei .den anderen Anordnungen
auf das Gewicht 47 ein hammerartiger Schlag ausgeübt, wodurch eine Verringerung
des Leistungsbedarfs der Elektromagneten ermöglicht wird.
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Um in allen Einbaulagen der Umkehrschalteinrichtung einen gewissen
Abstand zwischen dem Anker und dem Gewicht zu wahren, werden die Anker durch Zugfedern
62 gegen Anschläge 61 gezogen. Die Zugfedern 62 sind mit einer oder zwei den Durchmesser
der Feder übersteigenden Windungen in Löchern der Anker 3o eingehängt und stehen
mit ihrem äußeren Ende mit Stiften 63 in Verbindung, welche in der Grundplatte i
angeordnet sind.
An Stelle der in der Beschreibung angeführten offenen
Kontakte können von dem beweglichen Teil natürlich auch Quecksilberkontakte, Quecksilberschaltröhren
od. dgl. betätigt werden.
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Wenn in den Ausführungsbeispielen der Beschreibung auch nur auf die
Betätigung elektrischer Schaltkontakte Bezug genommen ist, so ist es doch selbstverständlich,
daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch mechanische Einrichtungen
irgendwelcher Art antreiben oder betätigen können.