Polarisierter Elektromagnet mit dauermagnetisiertem Schwinganker Die Erfindung bezieht sich auf einen pola- riNierten Elektromagneten mit dauermagneti siertem Schwinganker, wie solche Magnete iiLSbesondere zum Antrieb von Weckern be nötigt werden.
Gemäss der Erfindung ist der polarisierte Elektromagnet gekennzeichnet durch die Kom bination eines Schwingankers, der mit. an seinem Dauermagneten angesetzten Pölsclmhen jeden der beiden Statorpolschuhe zangenartig umfasst, und einer einstellbaren Federfesse lung des Sehwingankem, mittels welcher die ser für eehselstrombetrieb in seine 1littel- la-e zwischen den Statorpolschuhen und für Gleichstrombetrieb in eine aussermittige Ruhe lage einstellbar ist.
Dadurch wird ein wahl weiser Betrieb durch Wechselstrom oder Gleiehsi.rom möglich.
An Hand der Zeichnung wird ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargelegt; es zeigen: Fig. 1, 2 bzw. 3 ,einen polarisierten Elektro magneten zum Teil im Aufriss, zum Teil im ( -lmitt bzw. in Draufsicht bzw. Seitenansicht, Fig. 3a. und.
3b schematisch die Justierung des Ankers für den Betrieb eines elektrischen W eckers mit Wechselstrom bzw. mit. CTleieh- strom und Fig.4 ein Kraftwegdiagramm der Anker f esaelung. Wie insbesondere aus Fig.1 und 3 er sichtlich, besteht das Joch 1 aus einem Paket lammellierter Bleche 2.
Dieses Paket ist auf einer Grundplatte 3 angeordnet, die auch dass untere Lager für die Ankerwelle 10 enthält. In die Grundplatte 3 sind zwei. durchbohrte Stehbolzen 4 eingesetzt, welche bei der Schich tung des Joches als Lagezentrierung für die Kernbleche sowie zur Befestigung der Deck platte 5 .dient, in welcher das zweite Lager der W elle 10 angeordnet ist. In der Mitte des Joches 1 liegt die Spule 6,
in welche die Kern bleche wechselsinnig eingeführt sind. Zwischen den Polenden des Joches liegt der Schwing anker, welcher in insbesondere aus Fig.3a ersichtlicher Weise einen auf der Welle 10 befestigten Dauermagneten 9 besitzt, an wel- ehem zwei Polbleche 7 befestigt sind, so dass sich ein I-förmiges Profil für den Anker er gibt.
Die Polbleche bestehen aus Weicheisen und sind beispielsweise durch nicht darge stellte Stifte miteinander verbunden, so dass sie den Dauermagneten 9 zwischen sich er fassen.
Am obern Ende der Welle 10 isst die Blatt feder 11 befestigt, deren beide Enden in einer um das obere Wellenlager drehbar ge lagerten Verstellbrücke 12 gehalten sind. Bei Verdrehen der Brücke durch Einstellen der Schraube 12a nehmen also die Einmpannstellen die Feder 11 und damit auch den Anker mit, so dass letzterer entweder an die in Fig.3a oder an die in Fig.3b dargestellte Ruhelage gefesselt werden kann.
Auf der Verstellbrücke 12 befindet. sieh ausserdem ein Kontaktfeder satz 13, dessen Bimpel 13a. von dem auf der Ankerwelle 1.0 befestigten Winkel 20 betätigt. wird.
Der Dauermagnet. des Ankers ist. senk- reeht zu den Luftspaltflä.chen magnetisiert. Bei Mittelstellung .des Ankers (Fig.3a) teilt sich der Dauermagnetfluss, wobei jeder Teil fluss über die zugehörigen Polbleche 7, die zwischen diesen gelegenen Enden des Joches 1 Lind die Luftspalte 14 verläuft. In der Spule 6 tritt. also in der -Mittelstellung des Ankers kein dauermagnetischer Fluss auf.
Steht der Anker jedoch in der Umkehrstellung Fig. 3b, so verläuft der eine Teil des Flusses durch die Spule 6 und der andere wie bisher nur durch die Enden des Joches 1.
Für Wechselstrombetrieb ist. der Anker an seine Symmetrielage (Fig.3a.) gefesselt, so dass die vier Luftspalte 14 gleich gross wind. 'VVird die Spule von einem Wechselstrom durchflossen, so schwingt der Anker mit der Frequenz des Wechselstromes.
Bei Gleieli- strombetrieb muss der Anker durch Drehen der Verstellbrücke 12 unsymmetrisch, etwa in die in Fig.3b angegebene Lage eingestellt werden, um ebenso wie bei -#'feehselstrom- betrieb den gesamten Ankerhub ausnutzen zu können. Ausserdem muss hierbei auf die rich tige Polung der Spule geachtet werden.
Die bei Weehselstrombetrieb symmetriselie und bei Gleichstrombetrieb umsymmetrische Ankereinstellung beeinflusst die Justierung des Unterbreeherkontaktes 13 nicht. Letztere kann unabhängig von der durch die Feder 1.1 bewirkten Ankereinstellung erfolgen und bleibt bei Verdrehen der Brücke 12 erhalten.
Die Fesselungsfeder 11 hat nicht nur die Aufgabe, das polarisierte System sowohl für Gleichstrombetrieb als auch für jVechseIstrom- betrieb brauchbar zu machen, sondern be stimmt in hohem Masse auch die Empfindlich keit des Schwingankersystems. Ein- und das selbe Schwingankersystem kann lediglich durch Verändern der Fesselkraft der Feder zum Betrieb lautstarker Wecker, wie auch zum Betrieb Wecker hoher Empfindiliehkeit geeignet gemacht werden.
In Fig. 4 sind ab- häncig vom Ankerhub s einmal die Masanet- kraft (Kennlinie 21) und ferner die Feder kraft (Kennlinien 20 und 22) für zwei v er s.ehieden starke Federn aufgetragen.
Um die Federluaftlinien mit der 3Iagnetlzraftl@enn- linie 21. besser vergleichen zu können, sind letztere durch die strichpunktierten Linien 20' und \?2' noch einmal spiegelbildlich um die A bszissenachse gedreht. dargestellt.
Für laut starke Einstellung muss die Federkennlinie '?0 steiler als der Mittelteil der Magnetkraftlinie 21 sein; die Federkraft. überwiegt. hierbei also die Magnetkraft. Dies ist. notwendig, damit bei unsymmetrischer Einstellung (Gleiclistrorn- betrieb) kein Anlesen der Polbleche am Joeli eintreten kann.
Für empfindliche Einstellung verläuft die Federkennlinie 22 mit gleicher oder etwas gerin,erer Steilheit wie die llamnetkraftlinie 21.; die -Magnetkraft überwiegt nur an den Enden oder auf dem ganzen Hubbereich die Federkraft. Eine Begrenzung des Ankerhubes auf den Bereich, in dem die 3Iagnetkraft- kennlinie im wesentlichen linear verläuft, ist ebenfalls für die empfindliche Einstellung er forderlich.
Die Hubbegrenzung, beispielsweisse eine Verringerung des Hubes von der Linie s' (Fig. J) bis zur Linie .s" lässt sieh dadurch erreichen, dass am Magnetjoch, und zwar an beiden Enden, Trennbleche 18 (Fi-.2) ent sprechender Stärke angebracht werden.
Polarized electromagnet with permanently magnetized oscillating armature The invention relates to a polarized electromagnet with permanently magnetized oscillating armature, such as such magnets are particularly required for driving alarm clocks.
According to the invention, the polarized electromagnet is characterized by the combination of a vibrating armature with. Pölsclmhen attached to its permanent magnet encompasses each of the two stator pole shoes like tongs, and an adjustable spring clamp of the visual armature, by means of which the water can be adjusted to its central position between the stator pole shoes for separate current operation and to an eccentric rest position for direct current operation.
This enables alternating current or glehsi.rom operation.
On the basis of the drawing, an exemplary embodiment of the subject invention is shown; 1, 2 and 3, respectively, show a polarized electro magnet partly in elevation, partly in (-lmitt or in plan view or side view, Fig. 3a. And.
3b schematically shows the adjustment of the armature for the operation of an electric alarm clock with alternating current or with. CTleieh- current and Fig. 4 a force path diagram of the anchor fixing. As can be seen in particular from FIGS. 1 and 3, the yoke 1 consists of a package of laminated metal sheets 2.
This package is arranged on a base plate 3 which also contains the lower bearing for the armature shaft 10. In the base plate 3 are two. pierced stud bolts 4 used, which in the layer direction of the yoke as a position centering for the core sheets and for fastening the cover plate 5 .serves, in which the second bearing of the shaft 10 is arranged. In the middle of the yoke 1 is the coil 6,
in which the core sheets are inserted alternately. Between the pole ends of the yoke is the oscillating armature which, in particular from FIG. 3a, has a permanent magnet 9 fastened on the shaft 10, to which two pole plates 7 are fastened so that an I-shaped profile for the armature is formed he gives.
The pole plates are made of soft iron and are connected to one another, for example, by pins not illustrated, so that they grasp the permanent magnet 9 between them.
At the upper end of the shaft 10, the leaf spring 11 eats attached, both ends of which are held in an adjusting bridge 12 which is rotatably supported around the upper shaft bearing. When the bridge is rotated by adjusting the screw 12a, the clamping points take the spring 11 and thus also the armature with them, so that the latter can either be tied to the rest position shown in FIG. 3a or to the rest position shown in FIG.
Located on the adjustment bridge 12. also see a contact spring set 13, whose pimples 13a. actuated by the angle 20 attached to the armature shaft 1.0. becomes.
The permanent magnet. of the anchor. magnetized perpendicular to the air gap surfaces. When the armature is in the middle position (FIG. 3a), the permanent magnetic flux divides, with each partial flux passing through the associated pole plates 7, the ends of the yoke 1 and the air gaps 14 located between these ends. In the coil 6 occurs. So in the middle position of the armature there is no permanent magnetic flux.
However, if the armature is in the reverse position of FIG. 3b, then one part of the flux runs through the coil 6 and the other, as before, only through the ends of the yoke 1.
For AC operation is. the anchor is tied to its symmetrical position (Fig.3a.), so that the four air gaps 14 wind the same size. If an alternating current flows through the coil, the armature oscillates at the frequency of the alternating current.
In the case of track current operation, the armature must be set asymmetrically by turning the adjusting bridge 12, for example in the position indicated in FIG. In addition, the correct polarity of the coil must be ensured.
The armature setting that is symmetrical in alternating current operation and asymmetrical in direct current operation does not affect the adjustment of the interrupter contact 13. The latter can take place independently of the anchor setting brought about by the spring 1.1 and is retained when the bridge 12 is rotated.
The restraint spring 11 not only has the task of making the polarized system usable both for direct current operation and for jVechseIstrom- operation, but also determines to a large extent the sensitivity of the oscillating armature system. One and the same oscillating armature system can only be made suitable for operating loud alarm clocks, as well as for operating alarm clocks with high sensitivity, by changing the restraint force of the spring.
In Fig. 4, depending on the armature stroke s, the Masanet force (characteristic curve 21) and also the spring force (characteristic curves 20 and 22) are plotted for two differently strong springs.
In order to be able to better compare the spring air lines with the magnetic force line 21, the latter are again rotated in a mirror-inverted manner around the axis of the abscissa by the dash-dotted lines 20 'and 2'. shown.
For loud, strong setting, the spring characteristic '? 0 must be steeper than the central part of the magnetic force line 21; the spring force. predominates. here so the magnetic force. This is. necessary so that the pole plates on the Joeli cannot be read in the event of an asymmetrical setting (track circuit operation).
For sensitive settings, the spring characteristic curve 22 runs with the same or slightly less steepness than the normal force line 21 .; the magnetic force outweighs the spring force only at the ends or over the entire stroke range. A limitation of the armature stroke to the area in which the magnetic force characteristic is essentially linear is also necessary for the sensitive setting.
The stroke limitation, for example a reduction in the stroke from the line s' (FIG. J) to the line .s ", can be achieved in that the magnet yoke, specifically at both ends, has separating plates 18 (FIG. 2) of corresponding strength be attached.