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Aus einem Elektromagneten und einem unter dessen Wirkung in einer Ebene schwingenden Anker bestehende, insbesondere als Resonanzrelais oder als Wechselrichter geeignete Vorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die insbesondere für Resonanzrelais oder als Wechselrichter Verwendung finden soll, aber gegebenenfalls auch für andere geeignete Zwecke in Betracht kommen kann. Sie beruht darauf, dass ein Elektromagnet mit einem Anker zusammenwirkt, so dass dieser eine schwingende Bewegung in einer Ebene ausführt. Bei derartigen Vorrichtungen ist es an sich bereits bekannt, Kontakte anzuordnen, die durch die Schwingbewegung des Ankers gesteuert werden. Man hat auch den Anker, der dabei aus Weicheisen bestand, ausserhalb des Luftspaltes zwischen den Polen des Elektromagneten schwingen lassen. Anderseits ist für eine Ausführung mit zwischen den Polen schwingendem Anker angegeben worden, als Anker einen Dauermagneten zu verwenden.
Für die erfindungsgemässe Vorrichtung soll der Anker durch einen Dauermagneten, vorzugsweise aus Stahl hoher Koerzitivkraft gebildet werden, dessen mit den Polen des Elektromagneten zusammenwirkender Pol ausserhalb des zwischen den Elektromagnetpolen bestehenden Luftspaltes bleibt und es sollen dabei die durch die Schwingbewegung gesteuerten festen Kontakte nahe der Einspannstelle des den Dauermagneten tragenden federnden Gliedes angeordnet sein. Indem auf diese Weise als Anker ein Dauermagnet benutzt wird und dieser ausserhalb des Luftspaltes zwischen den Elektromagnetpolen schwingt, so dass der Spalt zwischen ihm und den Elektromagnetpolen ständig klein gehalten werden kann, lässt sich die für die Vorrichtung erforderliche Magnetisierungsleistung wesentlich verringern.
Diese Wirkung wird aber noch dadurch verstärkt, dass infolge der Anordnung der Kontakte nahe der Einspannstelle und der dadurch sich ergebenden nahezu sinusförmigen Schwingungsform eine Resonanzabstimmung möglich ist. Das Zusammenwirken der verschiedenen Massnahmen gestattet es danach, mit geringster Erregerleistung auszukommen und die Vorrichtung besonders klein auszuführen. Störende Eigenschwingungen durch Kontaktfedern usw. können dabei nicht mehr auftreten, weil das System praktisch nur die eine Eigenschwingung hat.
Günstig ist es noch, einen möglichst gut geschlossenen Rückschluss für den Dauermagneten zu schaffen. Das lässt sich in besonders einfacher Weise erzielen, indem die ihn tragende Feder ebenso wie die Tragfedern für die feststehenden Kontakte aus Stahl hergestellt und, wie es an sich für andere Ausführungen bekannt ist, in den Eisenweg des Elektromagneten eingespannt wird. Damit ergibt dann der Eisenweg des Elektromagneten ohne weiteres auch den Rückschluss für den Dauermagneten.
In der Zeichnung sind einerseits durch die Fig. 1 und 2, anderseits durch die Fig. 3 Ausführungformen veranschaulicht.
Nach Fig. 1 und 2 ist ein Gestell vorhanden, das im wesentlichen durch die Eisenteile 1, 2 und 3 gebildet wird. Die Eisenteile 1 und 2 werden mittels der Sehraubenpaare 4 und 5 zusammengehalten.
Zwischen den beiden Klötzen 2 sind dabei Kontaktfedern 6,7 unter Zwischenfügung von Isolationsscheiben eingepresst, wobei die feststehenden Kontakte nahe der Einspannstelle angeordnet sind. Die äusseren Kontaktfedern 6 sind durch Stellschrauben 8, die als Madenschrauben ausgebildet sind, einstellbar gemacht. Um die jeweilige Einstellung zu sichern, sind die Klötze 2 an der Durchführungsstelle der Schrauben 8 geschlitzt, so dass die Schrauben sehellenartig umschlossen und durch Anziehen der Schrauben 9 fest eingepresst werden.
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so dass sieh das zwischen den Polen verlaufende Feld dort konzentriert.
An dieser Stelle ist der Dauermagnet 11 angeordnet, der aus Material hoher Koerzitivkraft hergestellt werden kann, um ihn in seinen Abmessungen möglichst klein zu halten. Der Dauermagnet l ? wird mittels einer Fassung 12 von der mittleren Kontaktfeder 7 getragen. Seine Anordnung ist so getroffen, dass der untere Pol oberhalb der Polstücke : J zu liegen kommt, wobei zwischen ihm und den Polstüeken nur ein ganz enger Luftspalt verbleibt. Bei der Schwingungsbewegung bleibt dieser Luftspalt annähernd konstant und Überschreitet jedenfalls nicht einen gewissen Wert, der selbst kleiner als die Amplitude der Schwingbewegung ist.
Die Spaltbreite zwischen den beiden Polstücken 3 braucht hierbei ebenfalls nicht gross zu sein, wird aber zweckmässig ein Mehrfaches des Luftspaltes gegenüber dem Dauermagneten betragen.
Für die Erregung des Elektromagneten ist die Erregerwicklung auf zwei Spulen 13 verteilt, die beiderseits des Luftspaltes auf den Seitenteilen 1 angeordnet sind. Damit ergibt sich eine sehr günstige Raumausnützung. Ausserdem werden Verluste durch Streuung weitgehend vermieden. Statt auf den Seitenteilen 1 kann aber gegebenenfalls die Unterbringung der Spulen 13 auch auf den PolstÜcken 3 unmittelbar erfolgen. Eine solche Ausführung ist in der Fig. 3 wiedergegeben.
Die Feder 7 mit der Fassung 12 und ebenso die Federn 6 werden zweckmässig am besten aus
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An sich ist es jedoch auch möglich, ein anderes, unmagnetisches Material dafür zu verwenden. In jedem Falle wird beim Erregen des Elektromagneten der Dauermagnet in eine mit der Frequenz des Erregerstromes erfolgende Schwingbewegung versetzt, wobei es vorteilhaft ist, das schwingende System selbst auf diese Frequenz abzustimmen. Hiebei tritt dann eine abwechselnde Kontaktgabe zwischen der Kontaktfeder 7 und der Kontaktfedern 6 ein, deren Dauer durch die Schrauben 8 einstellbar ist.
Die Erregung des Elektromagneten kann durch Wechselstrom oder durch periodische Gleichstromstösse erfolgen. Letzteres kommt besonders für den Fall des Wechselrichters in Betracht. Die Gleichstromstösse lassen sich dabei einfach erzielen, indem die Erregerwicklung zwischen dem einen der feststehenden Kontakte und dem als beweglichen Kontakt dienenden Tragglied für den Dauermagneten angeordnet wird. Damit arbeitet der Wechselrichter beim Anlegen der Gleichstromquelle sofort richtig, ohne dass es noch eines besonderen Anstosses bedarf.
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Erregerwicklung des Elektromagneten ist darnach einerseits an die eine feststehende Kontaktfeder 6, anderseits an die bewegliche Kontaktfeder 7 angeschlossen.
Wenn die Gleichstromquelle an die Klemmen 14 gelegt wird, ergibt sieh dann eine Erregung des Elektromagneten durch den Gleichstrom und demzufolge ein Ausschwingen des Dauermagneten mit der Kontaktfeder 7 in der einen Richtung, beispielsweise in Richtung des Pfeiles, bis der Kontakt 7 mit dem Kontakt 6 in Berührung kommt. In diesem Augenblick wird die Erregerwicklung 13 kurzgeschlossen, so dass die Erregung des Elektromagneten wegfällt und der Magnet unter der Wirkung der Kontaktfeder y zurückschwingt, bis letztere gegen die zweite Kontaktfeder 6 trifft.
Mit der Unter- brechung der Verbindung zwischen der beweglichen Kontaktfeder 7 und der ersten Kontaktfeder 6 ist aber die Erregerwicklung 13 wieder an die Spannung der Gleichstromquelle gelegt und der Elektromagnet infolgedessen erregt worden, so dass sich eine neuerliche Einwirkung auf den Dauermagneten im ursprünglichen Sinne ergibt. Auf diese Weise erfährt der Magnet eine Schwingung, die bewirkt, dass die bewegliche Kontaktfeder 7 abwechselnd mit den beiden Kontaktfedern 6 in Berührung kommt, wodurch in der Primärwicklung des Transformators 15 sich periodisch die Stromriehtung ändert, so dass an der Sekundärwicklung ein Wechselstrom abgenommen werden kann.
Natürlich werden sich je nach dem besonderen Verwendungszweck in den Ausführungseinzelheiten Abänderungen ergeben können. Insbesondere kann die Kontaktanordnung anders getroffen werden oder auch an die Stelle der Kontaktgebung eine andere mittels des schwingenden Systems zu erzielende Wirkung treten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Aus einem Elektromagneten und einem unter dessen Wirkung in einer Ebene schwingenden, an einer Feder befestigten Anker bestehende, insbesondere als Resonanzrelais oder als Wechselrichter geeignete Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker durch einen Dauermagneten, vorzugweise aus Stahl hoher Koerzitivkraft gebildet wird, dessen mit den Polen des Elektromagneten zusammenwirkender Pol ausserhalb des zwischen den Polen des Elektromagneten bestehenden Luftspaltes bleibt, und die durch die Sehwingbewegung gesteuerten festen Kontakte nahe der Einspannstelle des den Dauermagneten tragenden federnden Gliedes angeordnet sind.