CH376163A - Induktives Schaltelement - Google Patents

Induktives Schaltelement

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CH376163A
CH376163A CH6974859A CH6974859A CH376163A CH 376163 A CH376163 A CH 376163A CH 6974859 A CH6974859 A CH 6974859A CH 6974859 A CH6974859 A CH 6974859A CH 376163 A CH376163 A CH 376163A
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Maecker Kurt
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Maecker Kurt
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/34Energising current supplied by magnetic amplifier

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  • Electromagnets (AREA)

Description


      Induktives    Schaltelement    Die Erfindung bezieht sich auf ein induktives  Schaltelement mit zwei parallel geschalteten magneti  schen Kreisen mit einer Primär- und einer Sekundär  wicklung und einem beweglichen Teil.  



  Schaltelemente, insbesondere solche, die     als        End-          schalter    für elektrische Maschinensteuerungen in Ma  schinen eingebaut bzw. angebaut     werden    sind  dauernden schädlichen     äusseren    Einflüssen ausgesetzt,  wie Feuchtigkeitsnebel von Kühlmitteln für die Werk  zeuge bei Werkzeugmaschinen, Ölnebel von öl  geschmierten Getrieben, Erschütterungen bei Pressen  und Fräsmaschinen,     Wettereinflüssen    und Tempera  turschwankungen bei Transportanlagen. Wenn es  sich z. B. um in den Tropen aufgestellte Maschinen  handelt, sind diese Temperaturschwankungen     enorm.     



  Alle diese Einflüsse gefährden die Schaltsicherheit  der Schaltelemente in einem Ausmass, das mit Rück  sicht auf den dadurch gesteuerten     Arbeitsablauf    der  Maschine nicht tragbar ist. Erschwerend kommt hin  zu, dass bei Maschinensteuerungen in immer stärke  rem Masse kleine Spannungen für die Betätigung von  Kupplungen und Röhrensteuerungen verwendet wer  den, wodurch die     Störanfälligkeit    der elektrischen  Kontakte weiter erhöht wird.  



  Um die Schalter gegen die geschilderten Einflüsse  zu sichern, hat man sie immer mehr eingekapselt. Die       Kapselungen    nehmen, wenn eine ausreichende Dich  tigkeit erreicht     werden    soll, jedoch einen derartigen  Umfang an, dass der Einbau gekapselter Schaltele  mente schwierig ist, da der für den Einbau der Schalt  elemente verfügbare Raum im allgemeinen knapp ist.  



  Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wurden  Schaltvorrichtungen nach dem     Induktionsprinzip    ver  wendet, bei denen, elektrische Kontakte vollständig       wegfallen,.    An der Maschine wurden Induktionsspulen  angebracht und an dem Tisch der Maschine wurde  ein Ankerteil angeordnet, der mit diesem an den Spu-         len        vorbeibewegt    wurde, wobei durch den jeweiligen  induzierten Spannungsstoss die beabsichtigte Schal  tung bewirkt wurde.  



  Diese bekannte Einrichtung hat verschiedene  Nachteile. Wenn die Schaltungen die erforderliche       Genauigkeit    haben sollen, muss das am Schlitten der  Maschine befestigte Ankerteil sehr genau zu den In  duktionsspulen angebaut sein.  



  Die Teile dieser     Induktionsschalteinrichtungen     waren ausserdem völlig offen an der Maschine an  gebracht, so dass es unvermeidlich war,     d'ass    auf die  Induktionsspulen Späne oder     Schmutzteilchen    fielen.  Wenn auch das Ansetzen von Schmutz nicht die     glei-          chen    Schwierigkeiten     hervorruft    wie beim     Kontakt-          schalter,    so     wird    doch. z.

   B. beim Ansetzen von Spä  nen die Änderung des     Magnetfeldes        ungünstig    be  einflusst und die Genauigkeit der     Schaltungen    ge  fährdet.  



  Schliesslich ist es ein besonders grosser Nachteil  dieser bekannten Schalteinrichtung, dass das Vorbei  bewegen von irgendwelchen Eisengegenständen, z. B.       Werkzeugen,    an den Spulen bereits     einen    Schalt  impuls auslösen kann.  



  Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde bereits  vorgeschlagen, alle     notwendigen    Teile zur Erzeugung  eines     Induktionsstromes    in einem Gehäuse anzuord  nen. In das Gehäuse ist nach diesem Vorschlag ein       Transformatorkern    mit     zwei        Schenkeln    eingebaut,  von denen der eine die Primär-, der andere die Sekun  därwicklung trägt. Die Sekundärwicklung ist an ein  Relais angeschlossen. An einem durch das Gehäuse  nach aussen     geführten    Betätigungsbolzen ist ein Joch  isoliert befestigt, das durch die Bewegung des Bolzens  auf die Schenkel des     Transformatorkerns,    aufgesetzt  bzw. davon abgehoben wird.

   Auf diese Weise wird  jeweils eine     Änderung    des     Magnetfeldes    bewirkt und  dadurch     ein    Stromstoss bzw. eine Änderung der Span-           nung    hervorgerufen, die eine Schaltung des Relais  bewirkt.  



  Eine derartige Anordnung hat jedoch den Nach  teil, dass die     Art    der     Bewegung    des Joches schlei  chende Spannungsänderungen ergeben kann, die sich  sehr     ungünstig    auf die Genauigkeit und Exaktheit  der Schaltung des Relais auswirken können, und dass  der erforderliche     Magnetisierungsstrom    insbesondere  bei abgehobenem Joch, unverhältnismässig gross ist  (etwa 10- bis 14mal höher als bei angelegtem Joch)  und daher räumlich grosse Spulen     erforderlich    sind.  



  Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu  vermeiden.  



  Gemäss der Erfindung ist das Schaltelement da  durch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil des  die magnetischen Kreise bildenden     Eisenkörpers    in  jeder Endstellung den einen magnetischen Kreis  schliesst und den     andern    magnetischen Kreis     öffnet.     



  Durch diese Anordnung wird erreicht, dass in bei  den Endstellungen ein Pfad für den     magnetischen     Fluss vorhanden ist.     Damit    wird der     Magnetisierungs-          strom    der     Primärwicklung    ohne besondere zusätzliche  Massnahmen niedrig gehalten. Die Abmessungen der  Wicklung     können    daher klein sein und die Gefahr  einer     Unzulässigen    Erwärmung ist ausgeschaltet. Der  Luftspalt an der Seite des Schenkels, mit dem gerade  keine     Verbindung    besteht, braucht ebenfalls nur klein  zu sein.

   Dadurch sind nur jeweils kleine     Bewegungen     des     beweglichen    Teiles, auch Joch genannt, bei einer  Schaltung     notwendig.     



  In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll     einer     der Schenkel des     Transformatorkerns    die Primärwick  lung und     mindestens    ein Schenkel die     Sekundärwick-          lung    tragen. Weiter soll einer der Schenkel des Trans  formatorkerns ein     unbewickelter    Streuschenkel sein.

    Bei dieser     Ausführungsform    ist in der Ausschaltstel  lung des     Schalters    der Pfad für den magnetischen     Fluss     über das bewegliche Joch und den Streuschenkel ge  schlossen,     sofern    nicht zum Zwecke der Schaltung  durch das bewegliche Joch eine Verbindung zwi  schen dem die Primär- und dem die Sekundärwick  lung tragenden Schenkel hergestellt ist     (Ein-    und  Ausschaltung).  



  Das Schaltelement kann jedoch auch so aus  gebildet sein, dass der mittlere Schenkel des     Trans:-          formatorkerns    die Primärwicklung und die beiden  anderen     Sehenkel    je eine Sekundärwicklung tragen.  Hierbei wird das bewegliche Joch der die Primär  wicklung tragenden Schenkel     mit    einem der beiden  die Sekundärwicklung     tragenden:    Schenkel verbunden.  In beiden     Endstellungen    des Schalters kann dadurch  je ein Schaltrelais geschaltet werden (Umschaltung).  



  Weiter soll nach einer besonderen Ausführungs  form der Erfindung der Drehpunkt des beweglichen  Jochs über dem     Schenkel    liegen, der die Primärwick  lung trägt und das Joch als zweiarmiger Hebel aus  gebildet sein, der jeweils mit einem Ende auf einem  der beiden anderen Schenkel aufliegt,     während    das  andere Ende von dem zugehörigen Schenkel ab  gehoben ist.    Durch diese Ausbildung wird eine besonders gün  stige     Betätigung    des Schaltelementes erreicht. Das  Joch braucht beim Abheben von einem Schenkel je  weils nur bis etwa in seine Mittelstellung bewegt zu  werden,     dann    werden die magnetischen Zugkräfte des  anderen Schenkels so stark, dass das Joch schlagartig  auf diesen Schenkel aufsetzt.

   Hierdurch wird ein un  bedingt sicheres Schalten möglich, wodurch ein sehr  genaues und zuverlässiges Arbeiten der Anordnung  gewährleistet ist, weil jeweils im     Sekundärteil    der  Spannungsanstieg schlagartig ohne jede schleichende  Spannungserhöhung erfolgt.  



  Diese     magnetische    Sprungschaltung kann noch  durch eine der bekannten mechanischen     Sprungschal-          tungen    unterstützt werden.  



  In vorteilhafter Weise wird durch diese Anord  nung ausserdem der Einfluss von primärseitigen     Span-          nungsschwankungen    auf die Schaltvorgänge aus  geschaltet, da die Gleichgewichtslage des Joches prak  tisch     unabhängig    von der Grösse der Primärspannung  ist und die     Schaltbewegung        zwan:gläufig    erfolgt, so  bald das Joch ein wenig nach der einen oder der an  deren Seite aus der Gleichgewichtslage     herausbewegt     wird.  



  Nach einer besonderen vorteilhaften Ausführung  der     Erfindung    trägt einer der äusseren Kernschenkel  des     Transformators    eine kurzgeschlossene Sekundär  wicklung, und die Primärwicklung liegt mit den Ar  beitsspulen aller Relais in Reihe, wobei der Transfor  mator als einzige     Sekundürwickluna    die kurgeschlos  sene Wicklung besitzt. In diesem Falle ist der dritte  Schenkel     unbewickelt.     



  Ebenso kann bei dieser Ausführungsform die  Primärwicklung nur mit einem Teil der Relaisspulen  in Reihe liegen, während der dritte Schenkel des       Transformatorkerns    noch eine offene Sekundärwick  lung trägt.  



  Diese beiden zuletzt beschriebenen Ausführungs  formen der Erfindung wirken derart, dass beim Auf  setzen des Kippjoches auf den die     Kurzschlusswick-          lung    tragenden Schenkel der Transformator plötzlich  stark belastet ist. Die Folge hiervon. ist eine nahezu  schlagartig absinkende Impedanz der Primärwicklung.  Dieses aber bedeutet wiederum, dass sowohl die Pri  märwicklung als auch die in Reihe mit dieser am  Netz liegenden Relaisspulen stärkere Spannung erhal  ten, so dass die Relais ansprechen. Wird dagegen das  Kippjoch auf den leeren Schenkel gelegt, so wird die  Impedanz der Primärwicklung sehr hoch, und die  Relaisspulen sprechen nicht an bzw. fallen ab.  



  Die zuletzt beschriebenen Ausführungsformen der  Erfindung stellen eine besondere Vereinfachung  gegenüber den. übrigen Ausführungen dar und weisen  eine Reihe von Vorteilen auf.  



  Der Transformator besitzt nur zwei     Anschluss-          klemmen.    Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der  Tatsache,     d@ass    der durch die Primärwicklung bei zu  geschalteter     Kurzschlusswicklung    fliessende Strom und  damit der magnetische Fluss im     Transformatorkern         durch den Widerstand der Verbraucher, also der  Relaisspulen., begrenzt ist. Diese Grenze kann so  niedrig gelegt werden., dass der die     Kurzsch'lusswick-          lung    tragende Schenkel des Transformators im Quer  schnitt verhältnismässig klein gehalten werden kann.

    Daraus ergibt sich wiederum eine kleine mittlere  Länge der     Kurzschlusswicklurng    und damit ein klei  nerer Widerstand, eine kleinere     Streupermeanz    bzw.  letzten Endes eine kleine Eigenimpedanz des Systems.  Er kann also im Transformator der Einrichtung nach  den beiden letzten Ausführungsformen infolge des  geringeren Raumes, den die Sekundärwicklung ein  nimmt, die     Leerlaufseite    sehr gross und damit für grö  ssere Gesamtleistung bemessen werden. Weiterhin  ermöglicht die     Hintereinanderschaltung    der Primär  wicklung und der Verbraucher folgende günstige       Schaltanordnung:     Einmal kann man die Primärwicklung mehrerer  Transformatoren: mit dem oder den Verbrauchern in  Reihe schalten.

   Schafft man hierbei, was sehr leicht  möglich ist, ein     Impedanzverhältnis    von etwa     100#:    1  zwischen     Leerlaufstel'liung    und der Stellung, in der die       Kurzschlu:sswicklun:d    eingeschaltet ist, so tritt an dem  oder den Verbrauchern erst dann eine     ausreichend     hohe Betriebsspannung auf, wenn bei allen Transfor  matoren die     Kurzschlusswicklung    eingeschaltet ist,  sich also alle Transformatoren in Arbeitsstellung be  finden.

   Schaltet man anderseits die     Primärwicklung     mehrerer Transformatoren parallel und die Gruppe  anschliessend in Reihe mit dem oder den Verbrau  chern, so erhalten letztere schon eine ausreichende  Spannung, sobald die     Kurzschlusswick'lung    irgendeines  der Transformatoren zugeschaltet wird. In beiden  Fällen verhält sich die Schalteinrichtung     prinzipiell     wie ein Kontaktsystem.  



  Der geringe Raumbedarf der     Kurzschlusswicklung     macht es möglich, die     übergangsquerschnitte    zwi  schen dem Ständer und Kippjoch sehr gross zu halten.  Hierdurch sinkt die magnetische Induktion, und die       Leerlaufi:mpedanz    wird. grösser. Ferner sinken die  mechanischen Kräfte, welche an den     Flu.ssübertritts-          stellen    hervorgerufen werden. Dies bedeutet aber,  dass auch die Betätigungskräfte, wenn man beispiels  weise ein     induktiv-magnetisches    Relais verwendet,  kleiner werden, also der Betätigungsmagnet in seiner  Grösse und Leistung klein gehalten wird.

   Hierdurch  ist die Möglichkeit gegeben, die für den Betätigungs  magneten erforderliche Leistung so gering zu     hallten,     dass er ohne Schwierigkeit durch ein induktives  Schaltelement gesteuert werden kann.  



  Weiter können in den Enden des     Transformator-          kippjoches        Kurzschlusswindungen    oder Kurzschluss  ringe zur akustischen Beruhigung     eingebettst    sein. Es  ist selbstverständlich auch     möglich,    dass quer durch  die Enden des Kippjoches in Schlitze verlegte Nieten  zusammen mit     Messingendblechen        Kurzschlu@ssringe     bilden.  



  Zur Unterstützung der     Kippjochbewegungen    kann  ferner eine die Kippbewegung des Joches beschleu-         nigende,    permanent=magnetisch wirkende Vorrichtung  vorgesehen sein.  



  Die beschriebenen Schaltelemente können auch  mit einer hydraulisch oder pneumatisch angetrie  benen Betätigungsvorrichtung versehen sein. Ebenso  kann ein     Ausdehnungskörper,    z. B. ein     Bimetallstrei-          fen,    als Betätigungsvorrichtung benutzt werden. Die  Betätigung kann natürlich auch von Hand oder me  chanisch durch Anschläge an sich bewegenden Teilen  einer zu steuernden Maschine     erfolgen.     



  Sollen statt Gleichstromrelais     Wechselstromrelais     verwendet werden,     kann        zwecks    Phasenkompensation  zu jeder Relaisspule ein Kondensator parallel geschal  tet werden.  



  Die     Anzugs-    und Abfallspannung .eines Relais  kann auch durch Serienschaltung eines     Kondensators     oder. durch Kombination     zweier    oder mehrerer Kon  densatoren in Serie oder parallel der Transformator  charakteristik angepasst werden.  



  In weiterer Ausgestaltung der Erfindung     kann    der       Transformatorkern    mehr als zwei Sekundärspulen  aufweisen, so dass beispielsweise auch die Hubbegren  zung eines in     mehreren    Richtungen beweglichen  Arbeitstisches einer Werkzeugmaschine .gesteuert wer  den kann. Dies gilt bei gleichem Erfolg     auch    für  Transformatoren mit offenen     Sekundärwicklungen..     



  Endlich wird nach der Erfindung vorgeschlagen,  dass der mittlere Schenkel des     Transformatorkerns     selbst als     kippbares    Joch in der Weise ausgebildet ist,  dass er im     :festen    Joch drehbar gelagert ist und sich als  Zunge abwechselnd an den einen oder anderen der       U-förmig    eingewinkelten, äusseren Schenkel anlegt.  Auch diese Ausbildung kann bei Transformatoren mit  offenen Sekundärwicklungen angewendet werden.  



  Dies hat neben der gedrungenen Bauweise den  weiteren Vorteil, dass die Zunge mehrerer     nebenein-          anderliegende,r    Transformatoren auf einer gemein  samen Achse gelagert und über diese .gemeinsam ge  schaltet werden können.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsformen der  Erfindung beispielsweise dargestellt. Weitere Einzel  heiten .der Erfindung sind aus den Zeichnungen zu  entnehmen.  



       Fig.    1 zeigt eine schematische Darstellung des  Schaltelementes, bei dem ausser dem Schenkel mit der  Primärwicklung ein Schenkel mit einer Sekundär  wicklung und ein uribewickelter Streuschenkel vor  handen ist.  



       Fig.    2 zeigt eine schematische Darstellung des       Schal!te'lementes,    bei dem ein Schenkel die Primär  wicklung, die beiden anderen Schenkel je     eine    Sekun  därwicklung tragen.  



       Fig.    3 zeigt die Draufsicht auf ein Schaltelement  entsprechend     Fig.    1.  



       Fig.    3a zeigt die Seitenansicht der     Fig.    3.  



       Fig.    4 zeigt ein Schaltelement entsprechend     Fig.    1,  eingebaut in ein an sich. bekanntes     Endschalter-          gehäuse        (Draufsicht        mit    abgenommenem Gehäuse  deckel).           Fig.    4a zeigt einen Schnitt durch. die in     Fig.    4  dargestellte Anordnung.  



       Fig.    5 zeigt eine Schalteinrichtung mit einem  äusseren     Kurzsch'lussschenkel    und einem äusseren     un-          bewickelten    Schenkel und Kippjoch.  



       Fig.    6 zeigt eine Schalteinrichtung, deren mittlerer  Schenkel als Kippjoch ausgebildet ist.  



  In     Fig.    1 ist über dem     dreischenkligen        Transfor-          matorkern    1 das     bewegliche    Joch 2 angeordnet. Der  Drehpunkt 3 des Joches 2 liegt über dem mittleren  Schenkel 4 des     Transformatorkernes    1, der die vom  Netz gespeiste Primärwicklung 5 trägt. Von den  Schenkeln zu beiden Seiten des Schenkels 4 trägt der  Schenkel 6 die Sekundärwicklung 7, an die unter  Zwischenschaltung eines Gleichrichters 8 ein Gleich  stromrelais 9 angeschlossen ist.  



  Der dritte Schenkel 10 des     Transformatorkernes     ist ein     unbewickelter    Streuschenkel. Solange in der       Sekundärwicklung    7 kein Strom induziert werden soll,  wird über diesen Streuschenkel und das. bewegliche  Joch 2 ein Pfad für den durch die Primärspannung  erzwungenen magnetischen Fluss hergestellt.  



  Die Einzelteile der in     Fig.    2 dargestellten Anord  nung entsprechen denen der     Fig.    1. Der Schenkel 10  trägt     hier    jedoch     eine    zweite Sekundärwicklung 11,  durch die ein weiteres Relais betätigt werden kann.  Bei diesem     Schalteiement    wird also je nach Stellung  des beweglichen Joches in der Wicklung 7 oder in der  Wicklung 11 ein     Sekundärstrom    induziert.  



  Schaltelemente gemäss     Fig.    2 sind mit Vorteil bei  Stufen- oder     überlappungsschaltungen    zu verwenden.  Gemäss der     Fig.    3 und 3a ist der Transformator  kern 1 aus gewöhnlichem Dynamoblech hergestellt.  Der Schenkel 10 ist ein     unbewickelter        Streuschenkel.     Auf den     mittleren;    Schenkel 4 ist die Primärspule 5  aufgeschoben:. über die Klemmen 12 und 13 wird die  Primärspule 5 ans Netz     angeschlossen.    Auf dem  Schenkel 6 ist die Sekundärspule 7 aufgeschoben mit  den     Klemmern    14 und 15 für den Anschluss eines  Relais.

   Das bewegliche Joch 2 ist ebenfalls aus  Dynamoblechen hergestellt und auf dem Mittelschen  kel 4 kippbar gelagert.  



  Zum Bewegen des Joches 2 ist gemäss einer wei  teren     Ausführungsform    der Erfindung eine schwenk  bar gelagerte     zweiarmige    Gabel 16 angeordnet. Um  eine Schaltung     durchzuführen,        wird    die Gabel um  ihren Drehpunkt 17     verschwenkt.    Dabei berührt der  Arm 18 der Gabel 16 das äusserste Ende des Joches  2 und hebt dieses vom Streuschenkel 10 ab, zunächst  bis in eine mittlere Gleichgewichtslage, in der die  magnetischen Kräfte, die von den Schenkeln 6 und 10  auf die beiden Enden des Joches 2 wirken., gleich gross  sind.

   Sobald das Joch 2 auf der Seite des Streuschen  kels 10 nur wenig über diesen Punkt hinaus angeho  ben wird, wird das andere Ende des     Joches    2 von  dem die Sekundärspule 7 tragenden Schenkel 6 an  gezogen, und das Joch 2 kippt schlagartig, so dass  nunmehr     für    den magnetischen Fluss der Pfad durch  den Schenkel 6 hergestellt ist und in der Sekundär  spule 7 ein Strom und eine in ihrer Höhe dem über-         setzungsverhältnis    des Induktionssystems entspre  chende Spannung induziert wird.  



  Die Gabel 16 ist so ausgebildet, dass diese     Kipp-          bewegung    des Joches 2 mit dem     geringstmögjichen     Kraftaufwand eingeleitet wird, indem das Joch von  den Armen 18 und 19 der Gabel 16 jeweils nur bis  etwa in die Mittellage bewegt wird. Dadurch, dass die  Arme 18 und 19 der Gabel 16 weiter auseinander  gespreizt sind, als es der Breite dies eingreifenden  Endes des Joches 2 entspricht, bleibt, während der  eine der Arme 18 und 19 bei einer Schaltbewegung  am Joch 2 angreift, zwischen dem anderen Arm und  dem Joch 2 ein Abstand, der so gross ist, dass das  Joch 2 bei der plötzlichen Kippbewegung nach über  schreiten der Mittellage behindert ist.  



  In den     Fig.    4 und 4a ist das Schaltelement in ein  an sich bekanntes     Endschaltergehäuse    20 eingebaut,  um eine Beeinträchtigung des magnetischen Pfades  durch Eisenspäne usw. zu vermeiden. Dieses Ge  häuse kann aus .nichtmagnetischen Werkstoffen, wie       Pressstoff    oder     Nichteisenmetall,    z. B.     Druckgussalu-          minium    hergestellt werden. Dadurch wird verhindert,       d'ass    durch das Induktionssystem das Gehäuse magne  tisch wird, und dass sich Späne oder sonstige Eisen  teile an dem Gehäuse sammeln.  



  Der Schaltvorgang dieser Anordnung wird mecha  nisch ausgelöst, indem -ein sich bewegender Teil der  zu steuernden Maschine (meist der Schlitten) ,gegen  die Rolle 21 des aus dem Gehäuse herausragenden  Rollenhebels 22 stösst. Der Rollenhebel 22 betätigt  über eine     Nockenscheibe    23 und den Steuerhebel 24  die Gabel 16. Die Gabel 16 greift nun, wie beschrie  ben am Joch 2 bzw. an einem an diesem angeord  neten Bolzen 25 an.

   Wird der Rollenhebel 22 um den  Winkel a nach links oder nach rechts     verschwenkt,     so bewegt sich die Gabel 16 um den Winkel     f3    ent  gegen dem Uhrzeigersinn.     Nockenscheibe    23 und  Steuerhebel 24 sind in an sich bekannter Weise so  ausgeführt, dass die Gabel 16 jeweils nach der glei  chen Seite bewegt wird, gleichgültig nach welcher  Seite der Rollenhebel 22 aus seiner Mittellage heraus  geschwenkt wird. Die eigentliche Schaltbewegung  geht wie bereits beschrieben vor sich.  



  Bei einem Ausschlag des Rollenhebels 22 und der       hervorgerufenen    Bewegung der Gabel 16 wird zu  nächst das Joch 2 von, dem Arm 18 der Gabel 16  nicht berührt, dann greift der Arm 18 am Bolzen 25  an und drückt das Joch 2 in die Mittellage. Der Arm  19 der Gabel 16 hat in dieser Stellung vom Bolzen 25  etwas Abstand, so dass :die durch die Anzugskraft des  Schenkels 6 mit der Sekundärspule 7 hervorgerufene  restliche Kippbewegung des Joches 2 schlagartig und  unabhängig von der Gabelbewegung erfolgen kann.

    Bei     Rückführung    des Rollenhebels 22 in dessen Mit  tellage bewegt sich die Gabel 16 entgegengesetzt, also  in     Fig.4    im     Uhrzeigersinn    und drückt das Joch 2  wieder in entgegengesetzter Richtung, wobei bei  überschreiten der Mittellage wiederum eine Schnapp  bewegung des Joches 2 zum Streuschenkel 10 hin er  folgt.      Das Schaltelement ist für eine grosse Anzahl von  Schaltanordnungen verwendbar. An die Sekundär  wicklung kann sowohl, wie in     Fig.    1 gezeigt, ein  Gleichstromrelais als auch ein     Wechselstromrelais     angeschlossen werden.

   Ein Gleichstromrelais hat  gegenüber einem     Wechselstromrelais    den Vorteil, dass  ein kleinerer     Streuluftspalt    und damit ein kleineres  Induktionssystem erforderlich ist.  



  Bei Verwendung eines     Wechselstromrelais    wird  der Spule ein Kondensator zur     Phasenwinkelkompen-          sation    parallel geschaltet. Auf diese Weise ist kein  grösserer     Streulu.ftspalt    erforderlich. Es wird     damit     auch bei Verwendung eines     Wechselstromrelais    der       Aufwand    der grösseren Abmessungen     vermieden.     



  In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das       Schaltelement    sowohl durch mechanische als auch  mit Handbetätigung in Verbindung mit einem Ma  gnetverstärker     bekannter    Bauart mit einer oder meh  reren Steuerwicklungen verwendet werden.  



  Indem das Schaltelement anstelle des nachgeschal  teten Gleichstromrelais die Steuerwicklung des Ma  gnetverstärkers erregt, nicht erregt, gegen- oder teil  erregt, wird dadurch eine Vorrichtung geschaffen, mit  der .ein völlig kontaktloses An- und Ausschalten und  sogar Steuern von     Elektromotoren    möglich ist.  



  Bei der Steuerung kontinuierlicher Vorgänge,  z. B. bei der Regelung der Drehzahl eines Elektro  motors, würde die Sprungschaltung des Schaltelemen  tes in Fortfall kommen und durch einen     zwangläufi-          gen    Antrieb des Joches ersetzt werden, wobei jeder  beliebigen Stellung des Joches eine entsprechend ver  änderte Spannung oder veränderter Strom zugehört.  



  In     Fig.    5 trägt der Schenkel 6 eine     Kurzschluss-          wicklung    26 des klappbaren Joches 2 über den von  der Primärwicklung 5 umgebenen mittleren Schen  kel 4 des     dreischenkligen,    offenen Eisenkernes 1 des  Transformators um eine rechtwinklig zu einer durch  den Kern 1 gelegten     Mittellängsebene    angeordnete  Achse 3 drehbar gelagert. In der gezeichneten Stel  lung liegt die eine Jochseite auf dem uribewickelten  Streuschenkel 10 an. In dieser Stellung hat die Pri  märwicklung eine sehr hohe Impedanz, so dass der  Strom an der in Reihe an der mit der Primärwicklung 5  am Netz liegenden Relaisspulen 9 nicht ausreicht, das  Relais anzuziehen.

   Wird     dagegen    das Joch 2 gegen  den Schenkel 6, der .die     Kurzschlusswickl.ung    26 trägt,  gekippt, so sinkt die Impedanz in der Primärwicklung  5 nahezu schlagartig ab, so dass der in dieser und in  der Relaisspule 9 stärker fliessende Strom des Relais  zum Ansprechen bringt. In die Enden des Joches 2  sind     Kurzschlussringe    27 zur akustischen Beruhigung  eingelegt.  



  In     Fig.    6 sind de Schenkel 6 und 10, von denen  der Schenkel 6 die     Kurzschlusswicklung    26 trägt,     U-          förmig    eingewinkelt. Hierbei bildet der mittlere  Schenkel 4 selbst das Kippjoch, das im festen Joch  um den Drehpunkt 28 drehbar gelagert ist und sich  als Zunge abwechselnd an den einen oder anderen     U-          förmig    eingewinkelten äusseren Schenkel 6, 10 an-    legt. In die Enden der beiden äusseren Schenkel 6, 10  sind     Kurzschlussringe    27 eingelegt.  



  Die     Kurzschlusswicklungen    beider Ausführungs  formen können aus einem geschlossenen Kupferman  tel bestehen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Induktives Schaltelement mit zwei parallel ge schalteten magnetischen Kreisen mit einer Primar- und einer Sekundärwicklung und einem beweglichen Teil, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil! des die magnetischen Kreise bildenden Eisenkör pers in jeder Endstellung den einen magnetischen Kreis schliesst und den anderen magnetischen Kreis öffnet. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Schaltelement nach Patentanspruch, mit einem Transformatorkern mit drei Schenkeln und einem be weglichen Joch., das zur Herstellung einer Verbindung zweier Schenkel dient, wobei die so geschaffene Ver bindung zweier Schenkel einen Pfad bildet für den magnetischen Fluss, durch den Induktionsspannungen und Induktionsströme entstehen, die einem Steuer- oder Regelvorgänge auslösenden Organ zugeführt sind. 2.
    Schaltelement nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Schenkel des Transformatorkernes eine Primärwick lung und mindestens ein Schenkel eine Sekundärwick lung trägt. 3. Schaltelement nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Schenkel des Transformatorkernes ein uribewickelter Streuschenkel ist. 4. Schaltelement nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Schenkel des Transformatorkemes eine Primärwick lung und die beiden anderen Schenkel je eine Sekun därwicklung tragen. 5.
    Schaltelement nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der äusseren Kernschenkel des Transformators eine kurz geschlossene Sekundärwicklung trägt. 6. Schaltelement nach Patentanspruch und, Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der äusseren Kernschenkel des Transformators eine kurz geschlossene Sekundärwicklung trägt und die Primär wicklung mit Arbeitsspulen von Relais in Reihe liegt. 7. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schenkel des Transformatorkernes noch eine offene Sekundärwicklung trägt. B.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeich net, dass einer der äusseren Kernschenkel uribewickelt ist. 9. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des beweglichen Joches über dem Schenkel liegt, der die Primärwicklung trägt. 10. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. 11.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 4 und 10, dadurch gekennzeich net, dass der eine Hebelarm des Joches zusammen mit einem unbewickelten und einem bewickelten Schenkel in der Ausschaltstellung einen geschlossenen Pfad für den magnetischen Fluss bildet. _ 12. Schaltelement nach Patentanspruch und .den Unteransprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Schenkel des Transformatorkernes selbst als kippbares Joch in der Weise ausgebildet ist, dass er im festen Joch drehbar gelagert ist und sich als Zunge abwechselnd an den einen oder anderen der U-förmig eingewinkelten äusseren Schenkel an legt. 13.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen: 1 und 12, mit mehreren nebenein- anderliegenden Transformatoren, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zungen dieser Transformatoren auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind und über diese gemeinsam geschaltet werden können. 14. Schaltelement nach. Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch mit einem Ende in eine beweglich ge lagerte, zweiarmige Gabel hineinragt, die von der Be tätigungsvorrichtung des Schaltelementes verschwenkt wird und dadurch das eingreifende Ende des Joches entweder anhebt oder hinunterdrückt. 15.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung und die Gabel derart ausgebildet sind, dass das Joch durch die Arme der Gabel nur jeweils etwas über seine Mittelstellung hin ausbewegt wird. 16. Schaltelement nach Patentanspruch. und den Unteransprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei geringfügigem überschreiten der Mittelstel lung in Richtung auf einen der Schenkel der eine Hebelarm des Joches durch die Wirkung der magne tischen Kraft schlagartig auf diesen Schenkel auf setzt. 17.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Sprungschaltung durch eine mechanische Sprungschaltvorrichtung unterstützt wird. 18. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an die eine oder beide Sekundärwicklungen ein Gleichstromrelais angeschlossen ist. 19. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an eine oder beide Sekundärwicklungen ein Wechselstromrelais angeschlossen ist, wobei der Spule ein Kondensator parallel geschaltet ist. 20.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder beide Sekundärwicklungen mit der Steuerwicklung eines Magnetverstärkers verbunden sind. 21. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in die Enden des Kippjoches des Transformators Kurzschlusswindungen oder Kurzschlussringe zur aku stischen Beruhigung eingebettet sind. 22.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 6 und 21, dadurch gekennzeich net, dass die Kurzschlussringe durch quer durch die Enden des Kippjoches in Schlitze verlegte Nieten zu sammen mit Messingendblechen gebildet werden. 23. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 22, das zum Steuern konti nuierlicher Vorgänge benutzt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass das Joch Mittel zum zwangläufigen Steuern aufweist. 24. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine die Kippbewegung des Joches beschleunigende per manentmagnetisch wirkende Vorrichtung. 25.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, ,dass als Betätigungsvorrichtung ein Elektromagnet vorgesehen ist. 26. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Betätigungsvorrichtung eine hydraulisch oder pneumatisch angetriebene Vorrichtung oder ein Aus dehnungskörper, z. B. ein Bimetallstreifen, vorgese hen ist. 27. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Wechselstromrelais verwendet werden und zu jeder Relaisspule ein Kondensator parallel geschaltet ist. 28.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzugs- oder Abfallspannungen eines Relais durch Serienschaltung eines Kondensators oder durch Kombination zweier oder mehrerer Kondensatoren in Serie oder parallel der Transformatorencharakteristik angepasst ist. 29. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformatorkern mehr als zwei Sekundär schenkel aufweist. 30.
    Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement in ein Endschaltergehäuse ein gebaut ist. 31. Schaltelement nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus magnetischem Werkstoff be steht.
CH6974859A 1958-02-26 1959-02-18 Induktives Schaltelement CH376163A (de)

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