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Two-pole, polarized magnet system
AT205087B
Austria
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Description
translated from German
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Zweipolige, polarisiertes Magnetsystem
Die Erfindung betrifft ein zweipoliges, polarisiertes Magnetsystem mit einem um seine Querachse drehbaren und in Längsrichtung des Magnetkernes angeordneten Anker, dessen freie Enden in Richtung auf die freien Enden des stabförmigen Magnetkernes abgebogen sind, beispielsweise für Relais oder Wecker.
Bei bekannten Anordnungen dieser Art besteht der magnetische Kreis aus einem U-förmigen Weich- eisenkern, auf dessen beiden Schenkeln je eine Magnetspule aufgeschoben ist, und einem zwischen den beiden Schenkeln liegenden Dauermagneten sowie aus einem den magnetischen Kreis schliessenden, um seine Querachse drehbaren Anker. Um diesen Anker sind entweder die Kontaktfedern eines Relais oder der Klöppel eines Weckers befestigt. Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist es, dass die auf einem besonderen Isolierkörper gewickelten Magnetspulen in einem zusätzlichen Arbeitsgang auf die Schenkel des U-förmigen Magnetkernes aufgebracht werden müssen.
Es ist weiterhin ein polarisiertes Magnetsystem bekannt geworden, dessen Spule einen den Anker betätigenden Dauermagneten umgibt, der in seiner Längsrichtung magnetisiert ist und dessen Pole Bleche aus magnetischem Werkstoff tragen. Die Enden dieser Bleche ragen beiderseits aus der Spule heraus und bilden die Polschuhe des vierpoligen Magnetsystems.
Derartige bekannte Anordnungen sind jedoch verhältnismässig aufwendig und in ihrer Herstellung teuer. Dieser Nachteil tritt besonders stark bei der Massenfertigung dieses in der Fernmeldetechnik in sehr hoher Stückzahl verwendeten Bauelementes in Erscheinung.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige, quer zu seiner Dicke magnetisierte Dauermagnet entweder innerhalb des Wickelraumes der Magnetspule oder am äusseren Rand desselben und parallel zum Magnetkern zwischen diesem und dem Anker angeordnet ist, so dass die Magnetspule vom Dauermagnetfluss durchflossen ist.
Bei einem solchen Magnetsystem ist eine Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule ohne Verwendung eines besonderen Spulenkörpers auf dem Magnetkern aufgewickelt ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet mit seiner einen Polfläche auf dem Magnetkern aufliegt.
Die genannten Ausführungsformen sind nach einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Anker die Magnetspule schalenförmig umgreift.
Schliesslich ist nach einer weiteren Ausbildung der genannten Ausführungsform vorgesehen, dass das elektromagnetische System in der Weise auf einer winkelförmigen Grundplatte befestigt ist, dass die Befestigungsmittel für den Magnetkern gleichzeitig die Trennstifte für den Anker bilden.
Die Erfindung wird nun an Hand der Fig. 3-5 näher erläutert und den in den Fig. l und 2 dargestellten-bekannten Ausführungsformen gegenübergestellt.
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines bekannten Magnetkreises eines polarisierten Weckers, Fig. 2 zeigt die Seitenansicht des polarisierten Weckers gemäss der Fig. 1, Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Weckers gemäss der Erfindung, Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel in Draufsicht und Seitenansicht eines Weckers gemäss der Erfindung.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte bekannte magnetische Kreis besteht aus einem stabförmigen Magnetkern 1, auf dem zwei Spulen 2 und 3 angeordnet sind. Die beiden Spulen 2 und 3 können durch die
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stabförmige Ausbildung des Magnetkernes vor dem Zusammenbau des Magnetkreises in einem Arbeitsgang direkt und gleichzeitig auf den Magnetkern gewickelt werden.
Zwischen den beiden Spulen ist der Dauermagnet 4 des polarisierten Magnetsystems angeordnet. Er ist mit seiner einen Polfläche (N) durch geeignete Mittel auf dem Kern befestigt, beispielsweise durch Klebeharze. Vor dem andern Pol (S) des Dauermagneten 4 ist in geringem Abstand der um seine Querachse gelagerte Anker 6 angeordnet. Die freien Enden des Ankers 6 sind in Richtung auf den Magnetkern doppelt abgebogen, so dass seine Enden parallel zum Magnetkern 1 verlaufen und mit diesem die beiden Arbeitsluftspalte bilden. An dem Anker 6 ist der Klöppel 7 befestigt, der bei Betätigung des Weckers (Erregung der Spulen 2 und 3 mittels Wechselstrom) in bekannter Weise gegen zwei nicht dargestellte Weckerschellen schlägt und diese zum Ertönen bringt.
Das zweipolige polarisierte Elektromagnetsystem ist auf einer winkelförmig ausgebildeten Grundplatte 8 befestigt. Der eine Steg 81 der Grundplatte 8 ist in seinem Mittelteil ausgespart zur Aufnahme der Spulen 2 und 3. Der Magnetkern 1 ist an den verbliebenen Winkelteilen 8] durch Nieten 9 befestigt.
Der Anker 6 ist in bekannter Weise durch ein U-förmig ausgebildetes Teil 71 auf der Achse 5 gelagert, die auf der Grundplatte 8 befestigt ist.
In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Wecker gemäss der Erfindung dargestellt. Der stabförmige Kern 10 trägt hiebei nur eine Wicklung 11. Der Anker 13 mit seinem Klöppel 14 ist wie bei der Ausführung der Fig. l und 2 ausgebildet und gelagert. Die beiden Arbeitsluftspalte sind an der magnetisch wirksamsten Stelle nahe der Spule 11 angeordnet. Dicht an der Wicklung 11 ist ein flacher, langer Dauermagnet 12 angeordnet, der quer zu seiner Dicke magnetisiert ist. Es können hiezu beispielsweise sogenannte Oxydmagnete verwendet werden. Die Befestigung eines solchen Magneten kann auf verschiedene Weise erfolgen.
So kann er beispielsweise zwischen die Spulenflansche der Spule 11 eingespannt sein und von diesen gehalten werden (durch Ankleben) oder dieDeckisolation der Spule 11 kann den Magneten mit anschliessen und ihn auf der Wicklung der Spule 11 halten. Eine weitere Möglichkeit Ist, ihn am Anker 13 beispielsweise durch Ankleben zu befestigen. Das in Fig. 3 dargestellte Magnetsystem wird in nicht dargestellter Weise auf einer Grundplatte befestigt, wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
Im Ausführungsbeispiel wird der Dauermagnet nicht von dem durch die Spule 11 erzeugten Wechselfluss durchflossen. Der Fluss des Dauermagneten 12 teilt sich von der Mitte des Magnetkernes 10 und des Ankers 13 aus über diese und die beiden Arbeitsluftspalte in zwei Teilflüsse. Der Wechselfluss verläuft nur über die beiden Weicheisenteile 10 und 13.
In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung gezeigt, das eine Wei-
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Winkelteil 81 eine Aussparung zur Aufnahme der Magnetspule 18 besitzt, ist der Kern 16 befestigt. Die Nieten 9 ragen in die beiden Luftspalte und bilden die Trennstifte für den Anker 19. Die Grundplatte 8 kann in Abänderung auch U-förmig ausgebildet sein. Die Schenkel sind abgewinkelt und tragen den Kern 16. Diese Ausbildung der Grundplatte 8 hat den Vorteil, dass das Magnetsystem allseitig zugänglich ist.
Auf dem Kern 16 ist ein stabförmiger, quer zu seiner Dicke magnetisierter Dauermagnet 15, beispielsweise durch Kleben, befestigt. Vor der Befestigung des Kernes 16 mit der Grundplatte 8 wird die Spule 18 ohne Verwendung eines bekannten Spulenkörpers aufgebracht, so dass der auf dem Kern 16 angeordnete Dauermagnet 15 innerhalb der Spule liegt.
Der Anker 19, der mit seinen freien Enden in Richtung auf den Magnetkern 16 abgebogen ist, ist mittels einer Achse 5 auf der Grundplatte 8 drehbar gelagert. Der Anker 19 besitzt quer zu seiner Längsrichtung angeordnete Ansätze 17 und 17', die die einzige Magnetspule 18 teilweise umgreifen, so dass der Anker schalenförmig ausgebildet ist. DerMagnetfluss des stabförmigen Dauermagneten 15 tritt von seiner einen Po arche N direkt in den Eisenkreis des Magnetkernes 16 ein und von der andern Polfläche S senkrecht durch die Wicklungen der Magnetspule 18. Es besteht somit von der einen Polfläche S des Dauermagneten 15 bis zum Anker 19 ein verhältnismässig grosser Luftspalt, so dass auch bei Verwendung eines Oxydmagneten Streuflüsse auftreten, die für die Wirkungsweise des Magnetsystems verloren gehen bzw. sich nachteilig auswirken.
Die Ausbildung des Ankers 19 ähnlich einer Schale verhindert einen zu starken Streufluss, so dass die Empfindlichkeit des Weckers verbessert wird. Zweckmässig wird der Anker 19
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der in bekannter Weise bei Betätigung des Weckers, d. h. bei Erregung der Spule 18, gegen eine bzw. gegen zwei nicht dargestellte Glockenschalen schlägt.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern lässt sich ohne weiteres auch auf zweipolige polarisierte Relais anwenden, indem an Stelle des Klöppels 14 eine Kontaktanordnung in bekannter Weise auf dem Anker 13 befestigt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zweipoliges, polarisiertes Magnetsystem mit einem um seine Querachse drehbaren und in Längsrichtung des Magnetkernes angeordneten Anker, dessen freie Enden in Richtung auf die freien Enden des stabförmigen Magnetkernes abgebogen sind, beispielsweise für Relais oder Wecker, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige, quer zu seiner Dicke magnetisierte Dauermagnet (15,12) entweder innerhalb des Wickelraumes der Magnetspule (18) oder am äusseren Rand desselben und parallel zum Magnetkern (16) zwischen diesem und dem Anker (17) angeordnet ist, so dass die Magnetspule (18) vom Dauermagnetfluss durchflossen ist.
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Two-pole, polarized magnet system
The invention relates to a two-pole, polarized magnet system with an armature rotatable about its transverse axis and arranged in the longitudinal direction of the magnet core, the free ends of which are bent towards the free ends of the rod-shaped magnet core, for example for relays or alarm clocks.
In known arrangements of this type, the magnetic circuit consists of a U-shaped soft iron core, on each of the two legs of which a magnetic coil is pushed, and a permanent magnet located between the two legs and an armature that closes the magnetic circuit and rotates about its transverse axis. Either the contact springs of a relay or the clapper of an alarm clock are attached to this armature. The disadvantage of such arrangements is that the magnetic coils wound on a special insulating body have to be applied to the legs of the U-shaped magnetic core in an additional operation.
Furthermore, a polarized magnet system has become known, the coil of which surrounds a permanent magnet which actuates the armature and which is magnetized in its longitudinal direction and whose poles carry sheets of magnetic material. The ends of these sheets protrude from the coil on both sides and form the pole pieces of the four-pole magnet system.
However, such known arrangements are relatively complex and expensive to produce. This disadvantage is particularly evident in the mass production of this component, which is used in very large numbers in telecommunications technology.
The invention is characterized in that the rod-shaped permanent magnet magnetized transversely to its thickness is arranged either within the winding space of the magnet coil or on the outer edge of the same and parallel to the magnet core between this and the armature, so that the magnet coil is traversed by the permanent magnetic flux.
In such a magnet system, one embodiment is characterized in that the magnet coil is wound onto the magnet core without the use of a special bobbin.
Another embodiment of the invention is characterized in that the permanent magnet rests with its one pole face on the magnetic core.
According to yet another embodiment of the invention, the aforementioned embodiments are characterized in that the armature surrounds the magnet coil in the shape of a shell.
Finally, according to a further development of the mentioned embodiment, it is provided that the electromagnetic system is fastened on an angular base plate in such a way that the fastening means for the magnetic core simultaneously form the separating pins for the armature.
The invention will now be explained in more detail with reference to FIGS. 3-5 and compared with the known embodiments shown in FIGS.
1 shows the structure of a known magnetic circuit of a polarized alarm clock, FIG. 2 shows the side view of the polarized alarm clock according to FIG. 1, FIG. 3 shows an embodiment of an alarm clock according to the invention, FIGS. 4 and 5 show a further embodiment in FIG Top view and side view of an alarm clock according to the invention.
The known magnetic circuit shown in Figs. 1 and 2 consists of a rod-shaped magnetic core 1 on which two coils 2 and 3 are arranged. The two coils 2 and 3 can through the
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Rod-shaped design of the magnetic core can be wound directly and simultaneously on the magnetic core in one operation before the assembly of the magnetic circuit.
The permanent magnet 4 of the polarized magnet system is arranged between the two coils. It is attached with its one pole face (N) to the core by suitable means, for example by adhesive resins. In front of the other pole (S) of the permanent magnet 4, the armature 6 mounted about its transverse axis is arranged at a small distance. The free ends of the armature 6 are bent twice in the direction of the magnetic core, so that its ends run parallel to the magnetic core 1 and with this form the two working air gaps. On the armature 6, the clapper 7 is attached, which when the alarm clock is activated (excitation of the coils 2 and 3 by means of alternating current) strikes in a known manner against two alarm bells (not shown) and makes them sound.
The two-pole polarized electromagnet system is attached to an angularly designed base plate 8. One web 81 of the base plate 8 is recessed in its central part to accommodate the coils 2 and 3. The magnetic core 1 is attached to the remaining angular parts 8] by rivets 9.
The armature 6 is mounted in a known manner by a U-shaped part 71 on the axis 5 which is fastened to the base plate 8.
In Fig. 3 an embodiment of an alarm clock according to the invention is shown. The rod-shaped core 10 carries only one winding 11. The armature 13 with its clapper 14 is designed and supported as in the embodiment of FIGS. The two working air gaps are arranged at the magnetically most effective point near the coil 11. A flat, long permanent magnet 12, which is magnetized transversely to its thickness, is arranged close to the winding 11. So-called oxide magnets, for example, can be used for this purpose. The attachment of such a magnet can be done in various ways.
For example, it can be clamped between the coil flanges of the coil 11 and held by them (by gluing) or the cover insulation of the coil 11 can also connect the magnet and hold it on the winding of the coil 11. Another possibility is to attach it to the anchor 13, for example by gluing. The magnet system shown in FIG. 3 is fastened in a manner not shown on a base plate as shown in FIGS. 1 and 2.
In the exemplary embodiment, the alternating flux generated by the coil 11 does not flow through the permanent magnet. The flux of the permanent magnet 12 divides from the center of the magnet core 10 and the armature 13 via these and the two working air gaps into two partial flows. The alternating flow only runs over the two soft iron parts 10 and 13.
4 and 5, a further embodiment according to the invention is shown, which a Wei-
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Angle part 81 has a recess for receiving the magnetic coil 18, the core 16 is attached. The rivets 9 protrude into the two air gaps and form the separating pins for the armature 19. The base plate 8 can also be U-shaped as a modification. The legs are angled and carry the core 16. This design of the base plate 8 has the advantage that the magnet system is accessible from all sides.
A rod-shaped permanent magnet 15, magnetized transversely to its thickness, is attached to the core 16, for example by gluing. Before the core 16 is fastened to the base plate 8, the coil 18 is applied without using a known bobbin, so that the permanent magnet 15 arranged on the core 16 lies within the coil.
The armature 19, which is bent with its free ends in the direction of the magnetic core 16, is rotatably mounted on the base plate 8 by means of an axis 5. The armature 19 has lugs 17 and 17 'which are arranged transversely to its longitudinal direction and which partially encompass the single magnetic coil 18, so that the armature is designed in the shape of a shell. The magnetic flux of the rod-shaped permanent magnet 15 enters the iron circle of the magnetic core 16 directly from its one po arche N and from the other pole face S vertically through the windings of the magnetic coil 18. It thus exists from one pole face S of the permanent magnet 15 to the armature 19 relatively large air gap, so that leakage fluxes occur even when using an oxide magnet, which are lost or have a detrimental effect on the functioning of the magnet system.
The design of the armature 19 similar to a shell prevents excessive leakage flux, so that the sensitivity of the alarm clock is improved. The anchor 19
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in a known manner when the alarm clock is activated, d. H. when the coil 18 is excited, strikes against one or two bell shells, not shown.
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The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but can also easily be applied to two-pole polarized relays by attaching a contact arrangement in a known manner to the armature 13 instead of the clapper 14.
PATENT CLAIMS:
1. Two-pole, polarized magnet system with an armature rotatable about its transverse axis and arranged in the longitudinal direction of the magnet core, the free ends of which are bent towards the free ends of the rod-shaped magnet core, for example for relays or alarm clocks, characterized in that the rod-shaped, transversely to its thickness magnetized permanent magnet (15,12) is arranged either within the winding space of the magnet coil (18) or on the outer edge of the same and parallel to the magnet core (16) between this and the armature (17), so that the magnet coil (18) from the permanent magnetic flux is flowed through.