Elektrodynamisches System zur Erzeugung mechanischer Impulse Als Auslöser für Schalter und direkt als Schalter verwendete man bisher fast ausnahmslos, Anordhun- gen, in denen die von einer stromdurchflossenen Spule erzeugte magnetische Kraft ausgenutzt wurde. Um eine möglichst grosse magnetische Kraft zu bekom men, liess man in diesen Anordnungen den magneti schen Fluss innerhalb von Eisenkernen verlaufen, was jedoch den Nachteil hat, dass wegen der Sätti gung des Eisens die Beschleunigung des beweglichen Magnetankers nicht beliebig gesteigert werden kann.
Dadurch ist es nicht möglich, die Eigenzeit solcher Systeme unter eine bestimmte, Grenze herabzudrük- ken. Aus diesem Grunde sind in neuerer Zeit Schalt einrichtungen mit extrem niedriger Eigenzeit entwik- kelt worden, welche mit Hilfe von Systemen gesteuert werden, die kein Eisen enthalten und in denen die dynamische Wirkung des elektrischen Stromes aus genutzt wird.
Ein solches System besteht beispielsweise aus einer Erregerspule und einem mit dieser induktiv gekoppelten Kurzschlussring. Die Erregerspule ist fest gelagert, während sich der Kurzschlussring in Richtung der Wicklungsachse bewegen kann. Wird durch die Erregerspule ein Stromstoss geschickt, so entstehen zwischen Erregerspule und Kurzschlussring Abstoss- kräfte, und der Kurzschlussring wird mit sehr hoher Beschleunigung in Bewegung gesetzt. Die Abstoss- kräfte sind um so grösser,<B>je</B> schneller sich die Grösse des Stromes in der Zeiteinheit ändert.
Es ist daher zweckmässig, zur Erregung der Spule beispielsweise den Entladestrom eines Kondensators zu verwenden.
Mit einem derartigen System lassen sich zwar extrem niedrige Schaltzeiten erreichen, jedoch erfor dert es besondere Einrichtungen zur geradlinigen Führung des beweglichen Kurzschlussringes und zum Festhalten des Kurzschlussringes in seiner Endlage. Die vorliegende Erfindung geht nun von dem Ge danken aus, dass durch die Ausnutzung einer anderen dynamischen Wirkung des elektrischen Stromes, die genannten Nachteile der bekannten Anordnung zu vermeiden sind.
Sie beruht auf der Tatsache, dass in einem Spulensystem jede fest angeordnete, nicht kreisförinige Kurzschlusswindüng bei einer Änderung des Erregerstromes in der Primärspule versucht, kreisringförmige Gestalt anzunehmen, und zwar um so mehr,<B>je</B> stossartiger diese Änderung erfolgt. Die Erfindung ist daher gekennzeichnet durch einen fest angeordneten, nicht kreisförmigen, durch stossartige Erregung elastisch verformbaren Kurzschlussring. Da durch kann eine beliebige Schaltbewegung, z. B. die Auslösung eines, SchneRschalters oder das Schlie ssen bzw. öffnen eines Stromkreises, herbeigeführt werden.
Der nicht kreisförmige Kurzschlussring besitzt vor zugsweise ovale Form, an deren Stelle aber auch<B>jede</B> andere nicht kreisrunde, z. B. rechteckige Form treten kann. Besteht wie im vorstehend erläuterten Fall die ,gesamte Kurzschlusswindung aus einem Teil, dessen elastische Verformung zur Auslösung einer Schalt bewegung ausgenutzt wird, so ist eine Rückstellkraft nicht erforderlich, denn nach Abklingen der Stoss erregung nimmt die Kurzschlusswindung von selbst ihre Ruhelageform wieder an.
Eine vorteilhafte Ausführung des vorstehend be schriebenen elektrodynamischen Systems wird erhal ten, wenn man die Kurzschlusswindung so aufbaut, dass sie sich nur zum Teil verformt. Sie besteht dann z. B. aus einem starren, nicht verformb#aren Teil, welches nicht völlig in sich geschlossen ist, also z. B. U-förmige, Gestalt besitzt, und einem in sich verforrn- baren Teil, das in die öffnung des U-förmigen Teils eingesetzt ist und dadurch die Kurzschlusswindung schliesst.
Das verformbare Teil ändert dann bei stossartiger Erregung des Systems auf Grund der dynamischen Wirkung des Stromes seine Gestalt der art, dass dadurch die Auslösung einer Schaltbewe gung möglich ist.
Diese Anordnung lässt sich noch dadurch verbes sern, dass die Länge de-, verformbaren Teils etwas grösser bemessen wird als die öffnung des starren Teils, in die es eingesetzt ist. Dadurch steht das verformbare Teil unter einer gewissen Druckspan nung, deren Richtung senkrecht auf seiner Verfor-- mungsrichtung steht. Durch diese Druckspannung wird dem verforinbaren Teil bei AusIösung des Systems eine zusätzliche, Beschleunigung erteilt, wel che zu einer weiteren Herabsetzung der Eigenzeit des Systems führt.
Bei dieser Ausführungsform ist für die Rückfüh rung des beweglichen Teils in seine Ausgangsstellung eine Rückstelleinrichtung erforderlich, die aus einer beliebigen, an sich bekannten Anordnung bestehen kann, in einfachen Fällen z. B. aus einer von Hand betätigten Rückstelltaste, bei automatischer Rück stellung z. B. aus einer Feder oder einem durch Druckluft oder Drucköl bewegten Kolben.
Die beschriebenen Anordnungen lassen sich be sonders vorteilhaft als Rückstromsperren in Gleich stromkreisen oder als Kurzschliesser für Kontakt- umforiner verwenden, da es in diesen Fällen beson ders auf eine niedrige Eigenzeit des Schaltsystems an kommt.
Im folgenden werden verschiedene Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Die Fig. <B>1</B> und 2 zeigen zwei Anordnungen, die das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip ver deutlichen.
<B>Die</B> Fig <B>3</B> und 4 sowie<B>5</B> bis<B>7</B> zeigen<B>je</B> ein Aus führungsbeispiel eines elektrodynamischen Systems. Fig' <B>8</B> zeigt den Zusammenbau einer Anordnung gemäss Fig. <B>3</B> mit einer Schalteinrichtung.
Fig. <B>9</B> zeigt eine Schaltung, die zur Auslösung der in den vorhergehenden Figuren beschriebenen<B>Sy-</B> steme dienen kann.
In Fig. <B>1,</B> die schematisch das der Erfindung zu grunde liegende Prinzip zeigt, bezeichnet<B>1</B> die Er regerwicklung und 2 den nicht kreisförmig, sondern z. B. oval gestalteten Kurzschlussring, der sich bei stossartigera Stromfluss durch die, Erregerspule ela stisch verformt. An diesem Kurzschlussring liegt der Stössel<B>3</B> an, der sich bei der Verfonnung des Kurz- schlussringes in Pfeilrichtung bewegt und auf eine beliebige Schalt- oder Auslöseeinrichtung einwirken kann.
In Fig. 2 ist im Prinzip dieselbe Anordnung dar- C, C Clestellt, jedoch mit einer rechteckigen Kurzschluss- windung, deren Schenkel 4,<B>5</B> und<B>7</B> so dimensioniert sind, dass sie sich bei Erregung des Systems nicht ver formen, während der Schenkel<B>6</B> schwächer gehalten ist,
so dass er sich unter dem Einfluss des Kurzschluss- stromes ausbiegen kann und dadurch den Stössel<B>3</B> bewegt. Fig. <B>3</B> zeigt eine andere Ausführung des Erfin dungsgegenstandes, in der die Kurzschlusswindung aus einem ovalen, nicht geschlossenen Teil<B>8</B> besteht, in dessen öffnung ein Stab<B>9</B> unter einer gewissen Druckvorspannung eingesetzt ist.
Das Teil<B>8</B> ist so bemessen, dass es bei Erregung der Kurzschlusswin- dung seine Gestalt nicht ändert, während der Stab <B>9</B> sich in diesem Fall ausbiegt und dadurch den Stössel<B>3</B> in Pfeilrichtung bewegt. Der Stab<B>9</B> ist mit zylindrischen Stirnflächen oder zylindrischen An sätzen<B>9'</B> an seinen Enden versehen, die das Aus biegen begünstigen. Der Anschlag<B>10</B> sorgt dafür, dass der Stab bei Zurückführung in seine Ausgangsstellung <B>C</B> nicht nach innen einknickt.
Der Stab<B>9</B> kann an sich beliebigen Querschnitt besitzen; es ist jedoch vorteilhaft, einen rechteckigen Querschnitt zu verwenden, um eine bevorzugte Biege- bzw. Knickrichtung zu erhalten.
In Fig. <B>5</B> besteht die Kurzschlusswindung aus einem U-förmigen Teil<B>11</B> und einer vier Rollen enthaltenden sogenannten Rollenklinke 12. Die Rol len 12 stehen unter einer gewissen Druckspannung, die zu einer zusätzlichen Beschleunigung bei der Auslösung führt. Die mittleren Rollen werden bei Erregung der Spulen<B>1</B> nach aussen gedrückt und bewegen den Stössel<B>3</B> in Pfeilrichtung. Ebenso wie in Fig. <B>3</B> sorgt der Anschlag<B>10</B> dafür, dass die Rollen klinke bei Zurückführung in ihre Ausgangsstellung nicht nach innen einknickt.
Die Arbeitsstellung des Systems nach Fig. <B>5</B> und<B>6</B> ist in Fig. <B>7</B> dargestellt. Der Einfachheit halber wurde in dieser Figur die Erregerwickluno, <B>1</B> weggelassen.
Die Fig. 4 und<B>6</B> zeigen die Lage der Erreger spule<B>1</B> gegenüber der Kurzschlusswindung. Die Win dungen der Erregerspule sind gleichachsig zu beiden Seiten der Kurzschlusswindüng angeordnet.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass nahezu der gesamte von der Erregerwicklung erzeugte Fluss die Kurzschluss- windung In der durchsetzt, Anordnung nach Fig. <B>5</B> dient ebenso wie in den Anordnungen nach den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> ein Stössel <B>3</B> dazu,
die von der Deformation der Kurzschluss- windung oder eines Teils davon herrührende Bewe gung auf eine beliebige Schalt- oder Auslöseeinrich- tung zu Übertragen.
In Fig. <B>8</B> ist dargestellt, wie in besonders einfacher Weise der Stössel<B>3</B> direkt eine Kontaktbrücke<B>13</B> tragen kann, die mit den Kontakten 14 und<B>15</B> zusammenarbeitet. Zur Rückführung der Kontakt brücke<B>2</B> in ihre Ausgangsstellung dient die Feder <B>16,</B> die sich an einer aus Isolierstoff bestehenden Brücke<B>17</B> abstützt.
Wie bereits in der Einleitung erwähnt, ist es be sonders vorteilhaft, zur Erregung des Systems den Entladestrom eines Kondensators zu verwenden. Eine entsprechende, an sich bekannte Schaltung ist in Fig. <B>9</B> dargestellt. Sie besteht aus einem Kondensator <B>18</B> und einer Funkenstreckeneinrichtung mit den Elektroden<B>19,</B> 20 und 21. An die Klemmen 22 und<B>23</B> ist die Erregerspule des Systems angeschlos- sen, während auf die Klemmen 24 und<B>25</B> ein Span nungsimpuls beliebigen Verlaufs gegeben wird. Der Kondensator<B>18</B> wird aus einem nicht dargestellten Gleichstromnetz aufgeladen.
Wird an die Klemmen 24 und<B>25</B> eine Spannung angelegt, so zündet die Fun kenstrecke zwischen den Klemmen<B>19</B> und 21, und der Kondensator entlädt sich stossartig über die Er regerspule des Systems, was eine, Deformation der bereits beschriebenen Kurzschlusswindung zur Folge hat.