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Dokumentenidentifikation DE112004001824T5 27.07.2006
Titel Schieber zur Wahl der Spulenspannung und zur ortsfesten Verriegelung der Spule
Anmelder Siemens Energy & Automation, Inc., Alpharetta, Ga., US
Erfinder Marquardt, Terry L., Brookfield, Wis., US;
Passow, Christian H., Enfield, N.H., US
Vertreter Fischer, M., Dipl.-Phys. Dr.-Ing., Pat.-Anw., Zürich, CH
DE-Aktenzeichen 112004001824
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, EP, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG
WO-Anmeldetag 23.09.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/US2004/031189
WO-Veröffentlichungsnummer 2005034160
WO-Veröffentlichungsdatum 14.04.2005
Date of publication of WO application in German translation 27.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2006
IPC-Hauptklasse H01H 47/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01H 47/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Querverweisung auf verwandte Patentanmeldungen

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der anhängigen vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 60/506,837 Attorney Docket Nr. 2003P15050US), eingereicht am 29. September 2003, sowie der anhängigen vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 60/507,066 (Attorney Docket Nr. 2003P15061US), eingereicht am 29. September 2003, wobei diese in ihrem vollständigen Umfang durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet werden.

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Vorrichtung mit einer wählbaren Spulenspannung und insbesondere einen Schieber zur Wahl der Spulenspannung und zur ortsfesten Verriegelung der Spule.

Hintergrund der Erfindung

Eine herkömmliche elektrische Schalteinrichtung in bekannter Form umfasst eine elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung, bei der sich ein Magnetkern einem Anker nähert. Typischerweise wird eine Spule elektrisch erregt, um den Anker an den Magnetkern zu ziehen. Die elektromagnetisch betätigte Vorrichtung kann ein Steuerrelais, ein Schütz, ein Motoranlasser und ähnliches sein. Der Anker steht in Wirkbeziehung mit einer beweglichen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Stellglied. Bei einer elektrischen Schalteinrichtung betätigt das Stellglied eine Kontaktbaugruppe.

Die elektrische Spule ist typischerweise für eine gewählte Spannung ausgelegt. Dies bedarf unterschiedlicher Spulen für unterschiedliche Nennspannungen. Bestimmte elektrische Schalteinrichtungen umfassen zwei Spannungsspulen. Beispielsweise kann die Spule zwei Wicklungen für eine Nennspannung von jeweils 120 Volt umfassen. Üblicherweise werden die Wicklungsanschlüsse in Reihe oder parallel mit Drähten verbunden, um eine Betriebsspannung von 240 Volt oder von 120 Volt bereitzustellen. Umschaltbare elektrische Schalteinrichtungen verwenden Verbindungsleiter als Verbindungen zwischen den Wicklungsanschlüssen. Die Spule ist typischerweise mit Schrauben oder Federbügeln oder ähnlichem ortsfest gesichert.

Bei herkömmlichen elektrischen Schalteinrichtungen, wie vorstehend beschrieben, kann eine erhebliche Anzahl von Teilen erforderlich sein, um allen jeweiligen Abwandlungen gerecht zu werden. Zudem besteht die Möglichkeit, dass die verschiedenen Schrauben und Verbindungsleiter usw. während der Installation oder Instandsetzung falsch angeordnet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektromechanische Einrichtungen zu verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zur Auswahl der Spulenspannung und zur ortsfesten Verriegelung einer Spule in einer elektrischen Vorrichtung bereit.

Es wird ein System zur Auswahl einer Spulenspannung in einer elektrischen Vorrichtung aus einem Gehäuse und einer in dem Gehäuse angeordneten Spule mit einer Vielzahl von Wicklungen beschrieben. Jede Wicklung ist mit zwei Stiften versehen. Ein Schieber, auf dem eine Vielzahl beweglicher Kontakte angeordnet ist, ist in dem Gehäuse in Nähe der Spule beweglich angeordnet, so dass die Vielzahl der beweglichen Kontakte wahlweise einen elektrischen Kontakt zwischen den Wicklungsstiften herstellen oder trennen können, um eine Spulenspannung zu wählen.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Schieber zwischen einer Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch in Reihe verbinden, und einer anderen Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen parallel verbinden, verschiebbar ist. Der Schieber ist zudem in eine mittlere Position verschiebbar, in der die Wicklungen getrennt sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Schieber eine Vielzahl von Rippen umfasst und dass das Gehäuse eine Vielzahl von Schlitzen umfasst, so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer unverriegelten Position befindet, auf die Schlitze ausgerichtet sind, und so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer verriegelten Position befindet, nicht auf die Schlitze ausgerichtet sind und in das Gehäuse eingreifen können, um die Spule in dem Gehäuse wahlweise zu verriegeln. Diese und die anderen Positionen umfassen eine verriegelte Position, während die mittlere Position die unverriegelte Position umfasst.

Als ein weiteres Merkmal der Erfindung sind die Spule und der Schieber mit einrückbaren Arretierungen versehen, um den Schieber zu arretieren und die Positionen zur Herstellung oder Trennung der Verbindung zu wählen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfassen die beweglichen Kontakte Torsionsfedern oder Blattfedern.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Spule eine gekapselte Spule umfasst.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektromechanische Vorrichtung mit einer wählbaren Spulenspannung und einem Gehäuse beschrieben. Eine in dem Gehäuse angeordnete Spule ist mit einer ersten und zweiten Wicklung versehen. Jede Wicklung ist mit zwei Stiften versehen. Der Spule in dem Gehäuse ist ein Elektromagnet zugeordnet, um ein Stellglied in Abhängigkeit von der Spulenerregung anzutreiben. Ein Schieber, auf dem eine Vielzahl beweglicher Kontakte angeordnet ist, ist in dem Gehäuse beweglich so angeordnet, dass die Vielzahl der beweglichen Kontakte wahlweise einen elektrischen Kontakt zwischen den Wicklungsstiften herstellen oder trennen kann, um eine Spulenspannung zu wählen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Verfahren zur Wahl der Spulenspannung in einer elektrischen Vorrichtung beschrieben, welches folgende Schritte umfasst: Bereitstellen einer Spule in einem Gehäuse, wobei die Spule mit zwei Wicklungen versehen ist und wobei jede Wicklung mit zwei Stiften versehen ist; Anordnen eines zur Spule verschiebbaren Schiebers, wobei auf dem Schieber zwei bewegliche Kontakte angeordnet sind, so dass die beiden beweglichen Kontakte wahlweise einen elektrischen Kontakt zwischen den Wicklungsstiften herstellen oder trennen können, um die Spulenspannung in Abhängigkeit von der Position des Schiebers zu wählen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Vorrichtung mit einer wählbaren Spulenspannung;

2 eine perspektivische Ansicht, ähnlich wie 1, zur Darstellung des Einbaus einer Spule und eines Magneten in die elektromechanische Vorrichtung;

3 eine perspektivische Ansicht der Spule vor Verkapselung;

4 ein Schaltbild der Spule aus 3 mit in Reihe geschalteten Wicklungen;

5 ein Schaltbild der Spule aus 3 mit parallel geschalteten Wicklungen;

6 eine perspektivische Ansicht der verkapselten Spule, wobei die Wicklungsanschlüsse zur übersichtlicheren Darstellung weggelassen wurden;

7 eine perspektivische Ansicht, ähnlich wie 6, zur Darstellung torsionsgefederter, beweglicher Kontakte, die in Wirkbeziehung mit der Spule stehen;

8 eine perspektivische Ansicht, ähnlich wie 6, zur Darstellung blattgefederter, beweglicher Kontakte, die in Wirkbeziehung mit der Spule stehen;

9 eine perspektivische Rückansicht eines Schiebers, auf dem die torsionsgefederten, beweglichen Kontakte angeordnet sind;

10 eine perspektivische Rückansicht zur Darstellung des beweglich auf der Spule angeordneten Schiebers;

11 eine perspektivische Rückansicht eines Teils des Gehäuses der elektromechanischen Vorrichtung zur Darstellung einer Aussparung zur Aufnahme des Schiebers und der Spule;

12A12C die beweglichen Kontakte und den Schieber in einer verriegelten, parallel geschalteten Position;

13A–C die beweglichen Kontakte und den Schieber in einer unverriegelten, linken Position;

14A–C die beweglichen Kontakte und den Schieber in einer unverriegelten, rechten Position;

15A–C die beweglichen Kontakte und den Schieber in einer verriegelten, in Reihe geschalteten Position.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

1 zeigt eine elektrische Vorrichtung, beispielsweise eine elektromechanische Schalteinrichtung in Form eines elektrischen Schaltschutzes 20. Der Schaltschutz 20 umfasst ein erfindungsgemäßes System und Verfahren zur Wahl einer Spulenspannung und zum ortsfesten Verriegeln der Spule.

Der Schaltschutz 20 ist eine elektromagnetisch betätigbare Vorrichtung und beinhaltet eine Befestigungsplatte 22 zur Anordnung in einem Bedienpult oder ähnlichem. Ein Hauptgehäuse 24 ist an der Befestigungsplatte 22 befestigt. Das Hauptgehäuse 24 umfasst einen Sockel 26 und einen Deckel 28. Wie in 2 gezeigt, umschließt das Hauptgehäuse 24 eine elektrische Spule 30, die einem Elektromagneten 32 zugeordnet ist. Der Elektromagnet umfasst einen Magnetkern 34 und einen (nicht gezeigten) herkömmlichen Anker. Wie im Stand der Technik üblich, zieht die elektrische Spule 30 bei Erregung den Anker zum Magnetkern 34, um ein mit gegenüberliegenden Enden 35 versehenes Stellglied anzutreiben. zudem umfasst das Hauptgehäuse 24 verschiedene (nicht gezeigte) elektrische Kontakte, die von dem Stellglied 34 in Ansprechen auf die Erregung der Spule geöffnet oder geschlossen werden können, wie dies im Stand der Technik üblich ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den hier gezeigten elektrischen Schaltschutz 20 beschränkt. Stattdessen betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Wahl der Spulenspannung und zur ortsfesten Verriegelung einer Spule in einer elektrischen Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist mindestens auf elektromechanische Schaltschütze, Transformatoren und Sensoren anwendbar, die mehrere Spannungsspulen verwenden.

3 zeigt die Spule 30 vor der Verkapselung. Die Spule 30 umfasst einen ersten Spulenkörper 36 mit einer ersten Wicklung 38. Ein zweiter Spulenkörper 40 umfasst eine zweite Wicklung 42. Die gegenüberliegenden Enden der ersten Wicklung 38 sind mit einem ersten Stift 44 und einem letzten Stift 46 verbunden. Die gegenüberliegenden Enden der zweiten Wicklung 42 sind mit einem ersten Stift 48 und einem letzten Stift 50 verbunden. Selbstverständlich könnte auch ein einstückiger Spulenkörper für die beiden Wicklungen 38 und 42 verwendet werden. Wie zu sehen, sind die Stifte in der Folge 44, 48, 46 und 50 angeordnet. Der erste Stift 44 der ersten Wicklung ist mit einem ersten Wicklungsanschluss 52 verbunden. Der letzte Stift 50 der zweiten Wicklung ist mit einem zweiten Wicklungsanschluss 54 verbunden. Die Wicklungsanschlüsse 52 und 54 umfassen Wicklungszungen, wie in der Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Wicklungsanschlüsse 52 und 54 dienen zum Anschließen einer externen Steuerspannungsquelle.

In einer Ausführungsform der Erfindung könnte jede Wicklung 38 und 42 auf den Betrieb mit 120 Volt Wechselspannung ausgelegt sein. Wenn die Wicklungen 38 und 42 in Reihe geschaltet sind, wie in 4 dargestellt, wird eine Spule mit 240 Volt Wechselspannung bereitgestellt, wenn der erste Stift 48 der zweiten Wicklung mit dem letzten Stift 46 der ersten Wicklung über einen Verbinder 56 verbunden wird. Wenn alternativ hierzu die Wicklungen 38 und 42 parallel geschaltet sind, wie in 5 dargestellt, wird eine Spule mit 120 Volt Wechselspannung bereitgestellt, wenn mit einem Verbinder 58 der erste Stift 44 der ersten Wicklung mit dem ersten Stift 48 der zweiten Wicklung verbunden wird, und wenn mit einem Verbinder 60 der letzte Stift 46 der ersten Wicklung mit dem letzten Stift 50 der zweiten Wicklung verbunden wird. Selbstverständlich könnten nach Bedarf oder Wunsch auch andere Spannungen benutzt werden.

6 zeigt die Spule 30 in einem Kunststoffgehäuse 62 verkapselt. Das Kunststoffgehäuse 62 ist ringförmig ausgebildet und weist einen langgestreckten vorderen Ansatz 64 auf. Eine Wand 66 erstreckt sich über den vorderen Ansatz. Die Stifte 44, 48, 46 und 50 erstrecken sich von der Wand 66 nach außen und fußen auf einer Leiste 68. Eine Vielzahl von Arretierungen 70 ist oben auf der Schulter 64 angeordnet.

Wie in 7 gezeigt, sind die ersten und zweiten torsionsgefederten, beweglichen Kontakte 72 und 74 in Nähe der Wand 66 und auf der Leiste 68 angeordnet. Die beweglichen Kontakte 72 und 74 sind entlang der Wand 66 verschiebbar, wie nachstehend beschrieben, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Wicklungsstiften 44, 48, 46 und 50 zur Wahl der Spulenspannung herzustellen oder zu trennen. 8 zeigt die Spule 30 mit blattgefederten, beweglichen Kontakten 72' und 74'. Die blattgefederten, beweglichen Kontakte 72' und 74' arbeiten ähnlich wie die torsionsgefederten, beweglichen Kontakte 72 und 74.

9 zeigt einen erfindungsgemäßen Schieber 76. Der Schieber 76 ist eine einstückige Kunststoffkonstruktion und umfasst eine vordere Wand 78 und eine obere Wand 80. von der vorderen Wand 78 erstrecken sich ein erster und zweiter Kern 82 bzw. 84. Der erste Kern 82 trägt den ersten torsionsgefederten, beweglichen Kontakt 72. Der zweite Kern 84 trägt den zweiten torsionsgefederten, beweglichen Kontakt 74. Von der oberen Wand 80 erstreckt sich ein Steg 86, der für den Eingriff in die in 6 dargestellte Nut 88 vorgesehen ist, und zwar über der Wand 66 und vor den Arretierungen 70. Ein Trägerelement 90 erstreckt sich diagonal von der Unterseite der vorderen Wand 78 nach hinten und umfasst zwei Absätze 92, die für den Eingriff unter der in 6 gezeigten Leiste 68 vorgesehen sind. Durch Kombination der Absätze 92, die in die Leiste 68 eingreifen, und des Stegs 86, der in der Nut 88 aufgenommen wird, ist der Schieber 76 verschiebbar zur Spule 30 angeordnet, wie in 10 gezeigt.

Von der oberen Wand 80 des Schiebers erstrecken sich drei Rippen 94 nach oben, um die Spule 30 in dem Gehäuse 24 zu verriegeln, wie nachstehend beschrieben. Eine Vielzahl von Arretierungen 96 erstreckt sich von der oberen Wand 80 nach unten und kann wahlweise mit den Spulenarretierungen 70 in Eingriff gebracht werden wie in 10 gezeigt, um vier verschiedene Positionen zu bilden, in denen der Schieber 76 in Bezug zur Spule 30 verriegelt werden kann. Zudem umfasst eine Spulenarretierung 70 Arretierungsanschläge 98 an gegenüberliegenden Seiten, die die seitliche Bewegung des Schiebers 76 in Bezug zur Spule 30 begrenzen. Dadurch wird verhindert, dass der Schieber 76 von der Spule 30 fällt.

11 zeigt eine detailliertere Darstellung des Gehäusesockels 26. Der Sockel 26 bildet einen Raum 100 zur Aufnahme der Spule 30, siehe auch 2. Der Schaltschutz 20 ist zudem darauf ausgelegt, die entnehmbare Spule 30 an feste Wicklungsanschlüsse anzuschließen, wie in der gleichzeitig eingereichten Parallelanmeldung Nr. 60/507,066 beschrieben, abgetreten an die Abtretungsempfängerin der vorliegenden Anmeldung, die durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet wird. (Attorney Docket Nr. 2003P15061US). Eine Wand 102, die eine Öffnung in den Raum 100 bildet, umfasst drei Schlitze 104, durch die die Schieberrippen 94 hindurchtreten, während die Spule 30 eingesetzt wird. Eine Rückseite der Wand 102 umfasst die Oberflächen 106, in die die Schieberrippen 94 eingreifen, nachdem die Spule 30 eingesetzt und der Schieber 76 in eine verriegelte Position gebracht worden ist, wie nachstehend beschrieben.

Wie vorstehend beschrieben, ist der Schieber 76 an der Spule 30 verschiebbar angeordnet. Die Schieberkerne 82 und 84 stützen die beweglichen Kontakte 72 bzw. 74 über der Leiste 68 ab, wie in 7 gezeigt, so dass die beweglichen Kontakte 72 und 74 wahlweise den Kontakt zwischen den Wicklungsstiften 44, 46, 48 und 50 herstellen oder trennen, um die Spulenspannung zu wählen. Die Spulenarretierungen 70 in Verbindung mit den Schieberarretierungen 96 bilden vier einzelne Positionen. Im Allgemeinen umfasst die erste Position eine verriegelte Position, in der die Wicklungen parallel geschaltet sind. Die zweite Position umfasst eine unverriegelte, linke Position, in der keine Stifte verbunden sind. Die dritte Position umfasst eine unverriegelte, rechte Position, in der keine Stifte verbunden sind. Die vierte Position umfasst eine verriegelte Position, in der die Wicklungen in Reihe geschaltet sind. Selbstverständlich könnten die Arretierungen 70 derart konfiguriert werden, dass sie drei einzelne Positionen mit einer mittleren unverriegelten Position bilden. Durch Verwendung von zwei unverriegelten Positionen weist der Schieber den Benutzer auf die vorgesehene Anwendung hin. Beispielsweise kann die zweite Position verwendet werden, um anzuzeigen, dass die Spule vorgesehen ist, um die Wicklungen parallel zu schalten. Die dritte Position kann verwendet werden, um anzuzeigen, dass die Spule vorgesehen ist, um die Wicklungen in Reihe zu schalten. Daher, und wie in 6 dargestellt, ist in der Mitte der Spulenarretierungen 70 eine stärkere Arretierung 97 vorgesehen, die ein Umschalten zwischen der zweiten und dritten Position erschwert. Die folgenden Abbildungen zeigen die jeweilige Lage des Schiebers 76 bezüglich der Spule 30 an sowie die entsprechende Lage der beweglichen Kontakte bezüglich der Stifte und der jeweiligen verriegelten und unverriegelten Positionen.

12A, 12B und 12C zeigen die erste Position. Wie in 12A gezeigt, stellt der erste bewegliche Kontakt 72 in der ersten Position eine Leitungsbrücke zwischen dem ersten Stift 44 und 48 der Wicklungen her. Der zweite bewegliche Kontakt 74 stellt eine Leitungsbrücke zwischen dem letzten Stift 46 und 50 der Wicklungen her. Dadurch wird eine parallele Schaltung zwischen den Wicklungen 38 und 42 hergestellt, wie schematisch in 5 gezeigt. 12C zeigt den Schieber 76 in Bezug zur Spule 30 in einer ganz linken Position, wie anhand eines Pfeils 110 auf dem Schieber 76 gezeigt, der auf einen Pfeil 112 auf der Spule 30 weist. In dieser Position greifen die Schieberrippen 94 in die Oberfläche 106 der Gehäusewand ein, wie in 12B anhand der vergrößerten Pfeile gezeigt, so dass die Spule 30, der Magnetkern 34 und der Schieber 76 in dem Gehäusesockel 26 verriegelt sind.

13A, 13B und 13C zeigen die zweite Position. Dies ist eine Totzonenposition, die von der Position für die parallele Schaltung getrennt ist. Die zweite Position kann dadurch hervorgehen, dass der Schieber aus der ersten Position nach rechts bewegt wird. Wie in 13A gezeigt, trennt der erste bewegliche Kontakt 72 in der zweiten Position die Verbindung zum ersten Stift 44 der ersten Wicklung und stellt nur die Verbindung zum ersten Stift 48 der zweiten Wicklung her. Der zweite bewegliche Kontakt 74 trennt die Verbindung vom letzten Stift 46 der ersten Wicklung und stellt nur die Verbindung zum letzten Stift 50 der zweiten Wicklung her. Dadurch wird keine Verbindung zwischen den Wicklungen 38 und 42 bereitgestellt. 13C zeigt den Schieber 76 in Bezug zur Spule 30 in der zweiten Position, wie anhand eines Pfeils 110 gezeigt, der auf den Pfeil 112 auf der Spule 30 weist. In dieser Position sind die Schieberrippen 94 auf die Schlitze 104 ausgerichtet, wie in 13B mit den vergrößerten Pfeilen gezeigt, so dass die Spule 30, der Magnetkern 34 und der Schieber 76 nicht mehr in dem Gehäusesockel 26 verriegelt sind und aus dem Raum 100 entnommen werden können.

14A, 14B und 14C zeigen die dritte Position. Dies ist eine Totzonenposition, die von der Position für die Schaltung in Reihe getrennt ist. Die dritte Position kann dadurch hervorgehen, dass der Schieber aus der vierten Position nach links bewegt wird, wie nachstehend beschrieben. Wie in 14A gezeigt, trennt der erste bewegliche Kontakt 72 in der dritten Position die Verbindung zum letzten Stift 46 der ersten Wicklung und stellt nur die Verbindung zum ersten Stift 48 der zweiten Wicklung her. Der zweite bewegliche Kontakt 74 stellt nur die Verbindung zum letzten Stift 50 der zweiten Wicklung her. Dadurch wird keine Verbindung zwischen den Wicklungen 38 und 42 bereitgestellt. 14C zeigt den Schieber 76 in Bezug zur Spule 30 in der dritten Position, wie anhand eines Pfeils 110 gezeigt, der auf den Pfeil 112 auf der Spule 30 weist. In dieser Position sind die Schieberrippen 94 auf die Schlitze 104 ausgerichtet, wie in 14B mit den vergrößerten Pfeilen gezeigt, so dass die Spule 30, der Magnetkern 34 und der Schieber 76 nicht mehr in dem Gehäusesockel 26 verriegelt sind und aus dem Raum 100 entnommen werden können.

15A, 15B und 15C zeigen die vierte Position. Wie in 15A gezeigt, stellt der erste bewegliche Kontakt 72 in der vierten Position eine Leitungsbrücke zwischen dem letzten Stift 46 der ersten Wicklung und dem ersten Stift 48 der zweiten Wicklung her. Der zweite bewegliche Kontakt 76 stellt nur die Verbindung zum letzten Stift 50 der zweiten Wicklung her. Dadurch wird eine Reihenschaltung zwischen den Wicklungen 38 und 42 hergestellt, wie schematisch in 4 gezeigt. 15C zeigt den Schieber 76 in Bezug zur Spule 30 in einer ganz rechten Position, wie anhand eines Pfeils 110 gezeigt, der auf den Pfeil 112 weist. In dieser Position greifen die Schieberrippen 94 in die Oberfläche 106 der Gehäusewand ein, wie in 15B anhand der vergrößerten Pfeile gezeigt, so dass die Spule 30, der Magnetkern 34 und der Schieber 76 in dem Gehäusesockel 26 verriegelt sind.

In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Schieber 76 beweglich zwischen einer Position, nämlich der ersten Position, wobei die beweglichen Kontakte 72 und 74 die Wicklungen 38 und 44 in Parallelschaltung elektrisch verbinden, zwei mittleren Positionen, nämlich der zweiten und dritten Position, wobei die Wicklungen 38 und 42 getrennt sind, und einer weiteren Position, nämlich der vierten Position, wobei die beweglichen Kontakte 72 und 74 die Wicklungen 38 und 42 in Reihenschaltung elektrisch verbinden. Selbstverständlich könnte der Schieber 76 auch eine einzige mittlere Position statt zwei getrennter mittlerer Positionen verwenden, um die Entriegelungs- und Trennfunktion bereitzustellen.

Erfindungsgemäß werden ein System und ein Verfahren bereitgestellt, um die Spulenspannung in einer elektrischen Vorrichtung mithilfe eines Schiebers an der Spule zu wählen, der zudem dazu dient, die Spule ortsfest zu verriegeln.

Zusammenfassung

Ein System zur Auswahl einer Spulenspannung in einem elektrischen Bauteil umfasst ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse befindlichen Spule, die eine Vielzahl von Windungen aufweist. Jede Windung hat ein Paar Kontaktstifte. Ein Schieber umfasst eine Vielzahl von beweglichen Kontakten und ist beweglich in einer Weise in dem Gehäuse nahe der Spule angeordnet, dass die Vielzahl der beweglichen Kontakte einen elektrischen Kontakt mit der Kontaktstifte herzustellen oder zu unterbrechen, um auf die Weise die Spulenspannung einzustellen.


Anspruch[de]
  1. System zur Wahl einer Spulenspannung in einer elektrischen Vorrichtung, umfassend:

    a) ein Gehäuse;

    b) eine Spule in dem Gehäuse, die eine Vielzahl von Wicklungen umfasst, wobei jede Wicklung mit zwei Stiften versehen ist;

    c) eine Vielzahl beweglicher Kontakte; und

    d) einen Schieber, auf dem eine Vielzahl beweglicher Kontakte angeordnet ist und der verschiebbar in dem Gehäuse in Nähe der Spule angeordnet ist, so dass die Vielzahl der beweglichen Kontakte wahlweise eine elektrische Verbindung zwischen den Wicklungsstiften zur Wahl der Spulenspannung herstellen oder trennen können.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber zwischen einer Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch in Reihe verbinden, und einer anderen Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch parallel verbinden, verschiebbar ist.
  3. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber in eine mittlere Position verschiebbar ist, in der die Wicklungen getrennt sind.
  4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber eine Vielzahl von Rippen umfasst und dass das Gehäuse eine Vielzahl von Schlitzen umfasst, so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer unverriegelten Position befindet, auf die Schlitze ausgerichtet sind, und so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer verriegelten Position befindet, nicht auf die Schlitze ausgerichtet sind und in das Gehäuse eingreifen können, um die Spule in dem Gehäuse wahlweise zu verriegeln.
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber zwischen einer Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch in Reihe verbinden, einer mittleren Position, in der die Wicklungen getrennt sind, und einer weiteren Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch parallel verbinden, verschiebbar ist.
  6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese und die anderen Positionen die verriegelte Position umfassen und dass die mittlere Position die unverriegelte Position umfasst.
  7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule und der Schieber mit einrückbaren Arretierungen versehen sind, um den Schieber in gewählten Positionen zur Herstellung oder Trennung der Verbindung zu arretieren.
  8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontakte Torsionsfedern umfassen.
  9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontakte Blattfedern umfassen.
  10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule eine verkapselte Spule umfasst.
  11. Elektromechanische Vorrichtung mit einer wählbaren Spulenspannung, umfassend:

    a) ein Gehäuse;

    b) eine Spule in dem Gehäuse, die erste und zweite Wicklungen umfasst, wobei jede Wicklung mit zwei Stiften versehen ist; einem der Spule in dem Gehäuse zugeordneten Elektromagnet zum Antreiben eines Stellglieds in Abhängigkeit von der Spulenerregung;

    c) zwei bewegliche Kontakte; und

    d) einen Schieber, auf dem die beiden beweglichen Kontakte angeordnet sind und welcher in der Spule beweglich so angeordnet ist, dass die Vielzahl der beweglichen Kontakte wahlweise eine elektrische Verbindung zwischen den Wicklungsstiften herstellen oder trennen können, um eine Spulenspannung zu wählen.
  12. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber zwischen einer Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch in Reihe verbinden, und einer anderen Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch parallel verbinden, verschiebbar ist.
  13. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber in eine erste oder zweite mittlere Position verschiebbar ist, in der die Wicklungen getrennt sind.
  14. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber eine Vielzahl von Rippen umfasst und dass das Gehäuse eine Vielzahl von Schlitzen umfasst, so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer unverriegelten Position befindet, auf die Schlitze ausgerichtet sind, und so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer verriegelten Position befindet, nicht auf die Schlitze ausgerichtet sind und in das Gehäuse eingreifen können, um die Spule und den Elektromagneten in dem Gehäuse wahlweise zu verriegeln.
  15. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber zwischen einer Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch in Reihe verbinden, einer mittleren Position, in der die Wicklungen getrennt sind, und einer weiteren Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch parallel verbinden, verschiebbar ist.
  16. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese und die anderen Positionen die verriegelte Position umfassen und dass die mittlere Position die unverriegelte Position umfasst.
  17. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule und der Schieber mit einrückbaren Arretierungen versehen sind, um den Schieber in gewählten Positionen zur Herstellung oder Trennung der Verbindung zu arretieren.
  18. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontakte Torsionsfedern umfassen.
  19. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontakte Blattfedern umfassen.
  20. Elektromechanische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule eine verkapselte Spule umfasst.
  21. Verfahren zur Wahl einer Spulenspannung in einer elektrischen Einrichtung, umfassend die folgenden Schritte:

    a) Bereitstellen einer Spule in einem Gehäuse, wobei die Spule zwei Wicklungen umfasst und wobei jede Wicklung mit zwei Stiften versehen ist; und

    b) Anordnen eines zur Spule verschiebbaren Schiebers, auf dem zwei bewegliche Kontakte so angeordnet sind, das die beiden beweglichen Kontakte wahlweise eine elektrische Verbindung zwischen den Wicklungsstiften herstellen oder trennen können, um eine Spulenspannung in Abhängigkeit von der Position des Schiebers zu wählen.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber zwischen einer Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch in Reihe verbinden, einer mittleren Position, in der die Wicklungen getrennt sind, und einer weiteren Position, in der die beweglichen Kontakte die Wicklungen elektrisch parallel verbinden, verschiebbar ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber eine Vielzahl von Rippen umfasst und dass das Gehäuse eine Vielzahl von Schlitzen umfasst, so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer unverriegelten Position befindet, auf die Schlitze ausgerichtet sind, und so dass die Rippen, wenn sich der Schieber in einer verriegelten Position befindet, nicht auf die Schlitze ausgerichtet sind und in das Gehäuse eingreifen können, um die Spule in dem Gehäuse wahlweise zu verriegeln.
  24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule und der Schieber mit einrückbaren Arretierungen versehen sind, um den Schieber in gewählten Positionen zur Herstellung oder Trennung der Verbindung zu arretieren.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






IPC
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