DE927456C - Vorrichtung zum insbesondere periodischen OEffnen und Schliessen von Regel- oder Steuerkontakten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum insbesondere periodischen Öffnen und Schließen von Regel- oder Steuerkontakten, die hierfür magnetische Kräfte ausnutzen.

Die meisten bisher bekannten Vorrichtungen, die für obige Zwecke magnetische Kräfte anwenden, bestehen in der Regel aus einem Elektromagneten mit dazugehörendem Anker. Wenn der Spule des Elektromagneten Strom zugeführt wird, zieht der ίο Elektromagnet den Anker an, wobei dieser eine Bewegung ausführt, die genügt, um die Kontakte zu öffnen oder zu schließen. Das typische Beispiel für eine Vorrichtung dieser Art dürfte ein Relais in seiner allgemeinsten Ausführungsform sein. Bei derartigen Vorrichtungen kommen das angezogene Organ, d. h. der Anker, und das anziehende Organ, d. h. der Kern im Elektromagneten, miteinander in direkten Kontakt. Die vorliegende Erfindung bezweckt auch, die Anziehungskraft zwischen einem anziehenden Organ und einem angezogenen Organ auszunutzen, jedoch in solcher Weise, daß zwischen den beiden Organen stets ein erheblicher Luftspalt vorhanden ist. Die Vorrichtung zum insbesondere periodischen Öffnen und Schließen von Regel- oder S teuer kontakten nach der Erfindung ist durch rotierende oder oszillierende Metallstücke gekennzeichnet, welche mittels magnetischer Kräfte und in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft die Kon-

takte "beeinflussen. Dabei ist es zweckmäßig, den einen Kontakt des Kontaktpaares mit einem Ring oder Ringstück aus ferromagnetischem Material oder aus einem Material, das dauermagnetisch ,ist, mechanisch zu verbinden, wobei ein auf der Ringbahn rotierendes oder oszillierendes Pendel, das aus dauermagnetischem bzw. ferromagnetischem Material besteht, sich dem einen erwähnten Kontakt nähert und eine gewünschte Veränderung der ίο Lage der Kontakte zueinander in dem Kontaktpaar durch Anziehung hervorruft. Es läßt sich auch denken, daß diese Veränderung der Lage der Kontakte durch Abstoßung erfolgt, indem Ring und Pendel aus Dauermagneten mit gleichnamigen, einander zugewandten Polen bestehen. Die Erfindung wird nachstehend, und zwar in zwei verschiedenen Vorrichtungen angewandt, beschrieben.

Damit die Erfindung leichter verstanden werden kann, wird die eine der zwei verschiedenen Vorrichtungen unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben, die in der

Fig. ι einen Motor oder einen sogenannten Blinkapparat mit einer Kontaktvorrichtung' nach der Erfindung perspektivisch wiedergibt und in der

- Fig. 2 die Kontaktvorrichtung selbst in einem Schaltschema zeigt; dieses Schaltschema soll verwendet werden, um die Wirkungsweise des Motors zu erklären.

In Fig. ι ist ein Motor 1 wiedergegeben, der mit einer Welle 2 versehen ist, die in zwei runden Platten 3 und 4 gelagert ist. Diese beiden Platten sind mittels zweier Stäbe 5 und 6 miteinander verbunden. An der Welle 2 sind ein Dauermagnet 7 und ein U-förmiger Teil 8 fest angeordnet. Der Dauermagnet 7.wird je nach der Lage der Welle 2 mehr oder weniger im Innern der beiden Spulen 9 und 10 liegen. Auf der Grundplatte sind diametral zueinander zwei umgebogene Metallbänder 11 und 12 fest angeordnet, und zwar mittels der Schraubvorrichtungen 13, 14, 15 und 16, aber gegen die Platte 3 elektrisch isoliert. Die oberen Flächen der umgebogenen Teile der Metallbänder 11 und 12 bilden den einen Kontakt dier Kontakifcpaare 17, 19 bzw. 18, 20. Über diesen Metallbändern 11 und 12 ist ein zu einem Kreuz ausgestanztes dünnes Metallstück 21 angeordnet. Zwei einander diametral gegenüberstehende Arme sind an ihren Außenenden als nach je einer Seilte und i\m 'rechten Winkel zu den Armen selbst gerichtete Befestigungsösen 22 und 23 ausgebildet. Das Kreuz 21 ist mittels dieser Ösen und zweier Distanzstücke 24 -und 25 auf der Grundplatte 3 fest angeordnet. Die beiden anderen Arme sind an ihren Außenenden mit Kontaktstiften 19 und 20 versehen und liegen über den umgebogenen Teilen der Metallbänder 11 und 12. Das Metallkreuz 21 ist mit der Grundplatte 3 elektrisch verbunden. Falls auf die mit Kontaktstiften versehenen Arme keine Kräfte von außen einwirken, sind die Kontaktvorrichtungen, die von den Kontaktpaaren 17, 19 und 18, 20 gebildet werden, offen. An diesen Armen ist mittels zweier Distanzstücke 27 und 28 ein Ring 26 aus magnetischem Material befestigt, dessen Funktion nachstehend näher beschrieben werden wird. An den Schenkel des zuvor erwähnten' U-förmigen Teiles 8 sind mit Ihrem einen Ende Metallbänder 29, 30 befestigt. An den anderen Enden der Metallbänder 29, 30 sind quaderförmige Metallstücke 31 und 32 von annähernd gleichem Gewicht angeordnet. Von diesen besteht das eine aus einem Dauermagneten. Die Metallbänder 29, 30 mit den dazugehörenden Metallstücken 31,32 bilden Pendel, die bei Rotation der Welle 2 auswärts schwingen. Die Ausschwingungen der Pendel werden einerseits durch die Schrauben 33 und 34 und andererseits durch das Rahmenwerk 35 begrenzt.

Der vorerwähnte Dauermagnet ist so dimensioniert, daß, wenn er sich in Ruhelage befindet, d. h. wenn. die Welle 2 nicht rotiert, die Anziehungskraft zwischen dem Magneten und dem Ring 26 so groß ist, daß sich der bei dem Magneten befindliche Teil ein kleines Stück hebt, während sich gleichzeitig der entgegengesetzte Teil etwas senkt infolge einer gewissen Starrheit des Ringes. Dieses Heben bzw. Senken des Ringes wird bei Rotation der Welle 2 abnehmen, wenn sich der Magnet infolge der Zentrifugalkraft von dem Ring entfernt. Befindet sich der Magnet z. B. bei dem Teil des Ringes, wo das Distanzstück 27 liegt, wird sich dieser Teil, heben, und der diametral gegenüberliegende Teil wird sich senken und somit die Kontaktvorrichtung, die die Kontakte 18 und 20 enthält, schließen. Die Kontaktvorrichtung, die die Kontakte 17 und 19 enthält, wird sich in gleicher Weise schließen, wenn sich der Magnet bei dem Teil des Ringes befindet, wo das Distanzstück 28 liegt. Bei Rotation des Magneten ist dieser bis zu einem gewissen Wert seiner Ausschwingung imstande, den Ring so zu beeinflussen,- daß sich die Kontaktvorrichtungen periodisch schließen. Wenn die Ausschwingung größer wird, ist die den Ring beeinflussende Kraft zu klein.

Fig. 2 gibt ein Schaltschema für den Motor 1. Die Elemente dieser Figur, die den Elementen in Fig. ι entsprechen, sind mit. denselben Ziffern bezeichnet. Aus dem Schaltschema geht hervor, daß das Kontaktsystem wie ein Kommutator funktioniert. Hierdurch werden die Spulen 9 und 10 abwechselnd Strom führen und somit den Dauermagneten 7 so beeinflussen, daß dieser in Rotation versetzt wird; Der Motor 1 läuft mit konstanter Geschwindigkeit, und zwar einerseits infolge des Ausbai ancierens zwischen den . Pendeln und andererseits weil dasjenige der Metallstücke 31 und 32, das aus einem Dauermagneten besteht, über einen gewissen Abstand vom Ring 26 hinaus die Kontaktvorrichtungen nicht beeinflussen kann. Die Belastung des Motors wird bei konstanter Ge- schwindigkeit konstant sein, da der Dauermagnet längs des geschlossenen Eisenrilnges rotiert und weil die Kraft zwischen dem Ring und dem Magneten an dem ganzen Ring entlang annähernd die gleiche Größe aufweist. Die Reibungsverluste des Motors sind dadurch herabgesetzt, daß die Kornmutation ohne Reibung erfolgt.

Im folgenden wird eine Kontaktanordnung nach der Erfindung, für ein Frequenzrelais verwendet, beschrieben. Ein solches Relais kann mit gewissen Änderungen im großen und ganzen wie die in Fig. ι gezeigte Vorrichtung aussehen. Diese Änderungen bestehen darin, daß die beiden Metallstücke 31 und 32 mittels zweier Torsionsfedern in eine solche Ruhelage versetzt werden, daß sich die beiden Stücke über den Kontaktpaaren 17, 19 und 18, 20 befinden und daß die beiden Spulen 9 und 10 in Reihe geschaltet sind, zusammenwirkende Felder haben und an eine Wechselspannung angeschlossen sind, deren Frequenz variiert werden kann. Die bei dem Dauermagneten liegende Kontaktvorrichtung hat keine Aufgabe zu erfüllen, da sie stets offen bleibt. Die dieser Kontaktvorrichtung diametral gegenüberliegende Kontaktvorrichtung kann an einen beliebigen Stromkreis angeschlossen werden. Diese Kontaktvorrichtung ist, wenn sich die Metallstücke in Ruhe befinden, stets geschlossen. Bei Oszillation der Metallstücke öffnet sich die Kontaktvorrichtung, wenn der Abstand zwischen dem dauermagnetischen Metallstück und dem Ring einen gewissen Wert überschreitet. Falls man statt dessen wünscht, daß die letztgenannte Kontaktvorrichtung offen sein soll, wenn die Metallstücke ihre Ruhelage einnehmen, ordnet man das magnetische Metallstück so an, daß sein Abstand zum Ring so groß ist, daß die erwähnte Kontaktvorrichtung nicht beeinflußt wird, daß sie jedoch bei Oszillation der Metallstücke infolge der Verringerung dieses Abstandes beeinflußt wird. Das oben beschriebene Frequenzrelais kann auch mit nur einem Pendel ausgerüstet sein, d. h. mit demjenigen des Metallbandes 29 oder 30, das den Dauermagneten trägt. Die Erhöhung des Trägheitsmoments des schwenkbaren Systems bei Relais der letztgenannten Art, die bei Oszillation des Systems entsteht, kann beispielsweise durch Anordnen eines zweiten Eisenringes kompensiert werden. Dieser Ring soll einen Radius haben, der größer ist als derjenige der Bahn, die der Magnet beschreibt.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum insbesondere periodischen öffnen und Schließen von Regel- oder Steuerkontakten, gekennzeichnet durch rotierende oder oszillierende Metallstücke, welche mittels magnetischer Kräfte und in Abhängigkeit von der Zentrifugalkraft die Kontakte beeinflussen,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden oder oszillierenden Metallstücke als Pendel ausgebildet sind, von denen mindestens eins aus einem Dauermagneten besteht, und daß die Pendel sich längs eines Ringes aus ferromagnetischem Material oder je längs eines Ringteilstückes aus ferromagnetischem Material bewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring oder die Ringteilstücke federnd angebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte mit dem Ring oder den Ringteilstücken in mechanischer Verbindung stehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der rotierenden oder oszillierenden, als Pendel ausgebildeten Metallstücke aus ferromagnetischem Material und der Ring oder die Ringstücke, längs deren sich die Pendel bewegen, aus Dauermagneten bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Begrenzung des Pendelausschlages vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendel dynamisch ausgeglichen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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