DE1012693B

DE1012693B - Polarisierte elektromagnetische Vorrichtung

Info

Publication number: DE1012693B
Application number: DES41261A
Authority: DE
Inventors: Charles P Fisher
Original assignee: Sigma Instruments Inc
Current assignee: Sigma Instruments Inc
Priority date: 1953-10-19
Filing date: 1954-10-19
Publication date: 1957-07-25
Also published as: CH335358A; FR1120512A; US2884498A; BE532641A; GB759723A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine polarisierte, elektromagnetische Vorrichtung, insbesondere Relais, mit zwei magneitisierbaren, ja zwei Polstücke aufweisenden Jochen und einem Anker.

Es ist bereits ein polarisiertes Relais bekannt, das zwei Dauerstabmagnete mit je zwei Polstücke aufweisenden Jochen hat, wobei die Stabmagnete in Querrichtung zu den. Polstüaken magnetisiert sind, so daß jeder Dauermagnet ein polarisiertes Magnetfeld quer zu den Luftspalten der Polstücke erzeugt. Zwisehen den Jochen der Dauermagnete und quer zu ihren Polstücken ist ein mit einer Spule versehener Anker angeordnet, dessen Enden sich zwischen den Luftspalten der Polstücke befinden. Bei Erregung der Spule entsteht ein Steuermagnetfluß, der vom Anker über die Joche nach beiden Richtungen fließt und sich im Anker wieder schließt, so daß die so entstehenden, diagonal entgegengesetzt liegenden verstärkten Magnetfelder die Ankerenden anziehen und damit den Anker schwenken. Der Aufbau dieser Einrichtung ist insofern nachteilig, als die Erregerspule auf dem Anker angeordnet ist, und so die Ankermaße wesentlich vergrößert. Außerdem liegen die U-förmig ausgebildeten Jochstücke in einer Ebene, so daß die Gesamteinrichtung viel Platz beansprucht.

Bei einem weiteren bekannten polarisierten Relais ist ein quermagnetisierterPermanentmagnet zwischen den Schenkeln eines U-Stückes untergebracht, das an einem Spulenkern befestigt ist. Zwischen den U-Schenkeln ist das eine Ende eines Ankers angeordnet, der mit seinem anderen Ende fest an der Grundplatte der Einrichtung sitzt. Obwohl bei dieser Ausführung die den Steuerfluß erzeugende Spuienwicklung nicht auf dem Anker angeordnet ist, ist die Befestigung das U-Schenkels auf dem Spulenkern schwierig und erfordert eine genaue Ausrichtung der Teile, da die Lage des U-Schenkels maßgebend für das Arbeiten des Ankers ist. Außerdem¹ ist der Anker nur einseitig eingesteckt und weist eine beträchtliche Länge auf, so daß zusätzliche Mittel notwendig sind, um ihn in seiner normalen Lage zu halten.

Diese Nachteile werden bei einer polarisierten, elektromagnetischen Vorrichtung, insbesondere Relais, mit zwei magnetisierbaren, je zwei Polstücke aufweisendem Jochen und einem Anker, der mit seinen Enden zwischen je -einem aus je einem Polstück der Joche bestehenden Polstückpaar quer zu den Polstücken schwenkbar ist, und bei der durch permanente Magnete quer zu den Polstückpaaren ein polarisierter Magnetfluß und über mindestens eine Spule im Anker und den Jochen ein Steuermagnetfluß erzeugbar ist, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die gleich- und U-förmig ausgebildeten Jochstücke parallel im Abstand zueinander vorge-Polarisierte elektromagnetische
Vorrichtung

Anmelder:

Sigma Instruments, Incorporated,
Boston, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-Ing. E. Maier

und Dipl.-Ing. M. Sc. W. Stellrecht, Patentanwälte,

Stuttgart S, Uhlandstr. 16

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Oktober 1953

Charles P. Fisher, Framingham, Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

sehen und zwischen ihren Schenkeln die als Flachstücke¹ ausgebildeten permanenten Magnete so· angeordnet sind, daß die Ankerenden zwischen den Enden der Jochstückschenkel schwenkbar sind, und daß die den Steuermagnetfluß erzeugende mindestens eine Wicklung auf den Jochstüakschenkeln angeordnet ist. Durch die Anordnung der Jochstücke parallel zueinander und der Permanentmagnete zwischen den Schenkeln der Jochstücke ergibt sioh eine vorteilhafte, gedrängte Anordnung der Einrichtung gegenüber den bekannten. Da auch die Wicklung nicht mehr auf dem Anker, sondern auf den U-förmigen Jochstücken untergebracht ist, ergibt sich eine weitere bedeutende Platzersparnis bei geringem Materialaufwand, ohne die Bewegungsmoglichke.it des Ankers zu beeinflussen, wobei sein geringes Gewicht ein rascheres Anschlagen ermöglicht.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, daß die permanenten Magnete als Abstandsstücke zwischen den Jochschenkeln vorgesehen sind und so· die Größe des Luftspaltes zwischen den Polstücken bestimmen, so· daß dieser Luftspalt durch genaue Herstellung der Magnete in seiner Größe mit entsprechender Genauigkeit festgelegt werden kann.

Die Joche und die permanenten Magnete! werden vorteilhaft zusammen mit den auf ihnen angebrachten Spulen durch Klemmstücke, beispielsweise Seitenteile, derart zusammengesteckt, daß sie eine geschlossene Magnet- und Spulenbaueinheit bilden.

Durch die vorbeschrieibene Anordnung wird eine besonders stabile und kompakte Bauart des Magnetkreises zusammen mit der Spule erreicht, und außer-

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dem kann die Magnet- und Spulenbaueinheit ohne Schwierigkeit als Ganzes ausgewechselt werden, um sie gegebenenfalls zu reparieren oder durch- eine andere Baueinheit zu ersetzen, wenn die Charakteristik der elektromagnetischen Vorrichtung verändert werden soll. Die Spulen können nach Lösen der Klemmstücke über die Jochschenkel hinausgezogen und so ebenfalls leicht ausgewechselt werden.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die Aufhängemittel des Ankers an einem abnehmbaren Träger derart angeordnet sind, daß der Träger zusammen mit dem Anker und den Aufhängemittel]! als Baueinheit einsetzbar bzw. abnehmbar ist.

Der Anker ist zweckmäßig in einer Torsionsfeder angeordnet, die drehbar so· aufgehängt ist, daß ihr und dem Anker eine Vorspannung in Richtung des einen oder des anderen Polstückes erteilbar ist. Dadurch ist es möglich, den Anker entweder in einer neutralen, mittleren Stellung zu halten oder ihn so anzuordnen, daß er in Ruhestellung sich aus der a° Mitte heraus zu drehen versucht. Hierdurch wird die Charakteristik der elektromagnetischen Vorrichtung verändert und kann so- einem bestimmten Verwendungszweck angepaßt werden.

Zweckmäßig ist die Torsionsfeder als Flachfeder ausgebildet, deren Ebene senkrecht zur Jochebene ist. Dadurch ist es möglich, den Anker senkrecht zur Ebene der Flachfeder in dieser anzuordnen, und es wird damit die gewünschte Beweglichkeit des Ankers eraioht. Zweckmäßig ist es, wenn die Torsionsfeder einen Längsschlitz aufweist, so daß zwei im Stand angeordnete Schenkel entstehen, die der Anker durchdringt und an denen der Anker befestigt ist.

Die Befestigung der Torsionsfeder kann so· getroffen werden, daß sie an ihren beiden Enden an feinem stationären und einem beweglichen Halter, die an einem Träger angeordnet sind, befestigt, und daß der bewegliche Halter im Träger in Richtung der Faderachse bewegbar ist. Dadurch kann die Spannung der Torsionsfeder eingestellt und die Charakteristik des Relais verändert werden. Vorteilhaft wird am beweglichen Halter eine Kegelmutter vorgesehen, die auf einen zwischen der Kegelmutter und dem Träger angeordneten, geschlitzten Ring wirkt, dessen Schlitz durch ein·Verstellmittel, beispielsweise eine Schraube, verstellbar ist. Bei dieser Konstruktion kann dann durch Verstellen des Schlitzes eine axiale Bewegung der Kegelmutter und damit des beweglichen Halters erzielt werden.

Zweckmäßig ist es, wenn der Träger und die Halter zusammen mit der Torsionsfeder, dem Anker und der ganzen. Verstelleinrichtung des beweglichen Halters eine als Ganzes an dar Magnet- und Spuleneinbeiit abnehmbar befestigte Anker- und Kontaktaimheit bilden. Durch diese Konstruktion ist es möglich, ohne Beeinflussung der Magnet- und Spulenbaueinheit die Anker- und Kontakteinheit als Ganzes abzunehmen, und zwar beispielsweise, um sie zu reparieren oder durch eine andere zu ersetzen, falls beispielsweise die Charakteristik der elelctroimagnetischen Vorrichtung verändert werden soll. Dieser Vorteil wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Befestigung das Ankers ausschließlich in Teilen erfolgt, die von der Anker- und Kontakteinheit völlig getrennt sind.

Zweckmäßig werden am Ankarende zwei Kontaktstückö angeordnet, die mit je einem stationären Kontaktstück zusammenwirken. Die letzteren können an bogenförmigen Federn an Kontaktstückträgern befestigt sein und zum Dämpfen der Bewegung mit Dämpferfedern versehen sein. Diese Dämpferfedern können dabei zwai gleiche bogenförmige Enden aufweisen,, die gegen Anschlagflächen des zugehörigen· Kontaktträgers anliegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführurngsbaispiel der Erfindung dargestellt; es zeigt

Fig. 1 eine iscbaubildliche Ansicht der elektric magnetischen Vorrichtung, wobei das Gehäuse teilweise aufgebrochen ist, ^!

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab ohne Gehäuse,

Fig. 3 eine schematische schaubildliche Ansicht des Magnetkraiisas, ';

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht, bei der die Ankar- und Kon.taktbaueinheit von der Magnet- und Spulenbaueiinheit getrennt ist,

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, bei der die Einzelteile von einem Mittelpunkt aus gesehen radial nach außen getrennt dar" gestellt sind,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch die Ankerund Kontaktbaueinheit nach Linie 6-6 dar Fig. 4,

Fig. 7 einen waagerechten Schnitt nach Linie'7-7 der Fig. 6,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch die Magnet- und Spulenbaueinheit nach Linie 8-8 der Fig. 4, wobei der Sockel weggebrochen ist, "'^f

Fig. 9 eine Draufsicht auf das kontakttraganiS.;

Ende das Ankers zusammen mit den stationären Kontakten in vergrößertem Maßstab,

Fig. 10 eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht der Teile der Magnet- und Spulembaueinheit;

Das in der Zeichnung dargestellte, hochempftnifK liehe Relais weist eine aus einem Magneten und einer Spule bestehende Magnet- und Spulenbaueinheit 12 und eine aus einem Anker und Kontakten bestehende Anker- und Kontaktbaueinheit 14 auf, die miteinander verbunden sind und in an sich bekannter Weise auf einem Sockel befestigt sein können, an dem Steckerstifte 16 angebracht sind. Der Sockel besitzt eine aus Isoliermaterial bestehende Bodenplatte 18, in der die Steckerstifte befestigt sind, und ferner einen aus Metall bestehenden, napfförmigen Teil 19, der mit der Bodenplatte 18 so· verbunden ist, daß die beiden Teile einen Raum 20' einschließen. Auf dem Teil 19 ist eine Halteplatte· 21 angeordnet, die an ihren Enden nach oben gebogene Lappen 22 besitzt, mit denen sie an den die Spulen tragenden Gestellteilen 23 befestigt ist. Die Gestelltaile 23 sind gegen die Lappen 22 durch Isolationsstücke 24 isoliert. Diean den Steckerstiften 16 angeordneten Drähte führen durch den Raum 20 hindurch zu den Spulen und Kontakten. Die gesamten Teile können gegebenenfalls hermetisch nach außen mit einem Gehäuse 25 abgeschlossen sein, das vorzugsweise mit einer isolierenden Auskleidung 26 versehen ist. Das Gehäuse kann in irgendeiner geeigneten Art mit der Bodenplatte verbunden werden, beispielsweise mit Hilfe von Stiften 27, die in Schlitze des Teiles 19 hineinragen und bed einer kleinen Drehung des Gehäuses unter Fadernasen 28 schnappen, die an den Platten 21 vor- _; gesehen sind. Die Magnet- und Spulenbaueinheit und die Anker- und Kontaktbaueinheit werden vorzugsweise als getrennte Baueinheiten hergestellt und dann fest miteinander verbunden, und zwar so, daß sie zum Einstellen oder Reparieren leicht getrennt: werden können. Durch diese Anordnung wird der Zusammenbau erleichtert und das Auswechseln von Einzelteilen möglich, so daß die Betriebscharakteristik ) der Relais ohne weiteres durch Verwendung von Spulen mit verschiedenem Widerstand, Magneten¹

verschiedener Stärke, Federn anderer Kennlinien, Kontakten verschiedener Art verändert werden kann. Die Magnet- und Spulenbauainheit 12 weist ein Gestell auf, daß aus zwei vorzugsweise gleichen Gußstücken oder Stamzteilen 23 aus unmagnetischem Material, beispielsweise Aluminium, Magnesium oder Messing, besteht. Die beiden Gestellteile¹ können mit Hilfe von Schrauben 32 verbunden werden, und beide Teile weisen eine mit einer Öffnung 36 versehene Seitenplatte auf, die ein oberes, mit einem senkrechten. Loch 44 ausgestattetes Querstück 38 besitzt, an dem eine obere ebene Fläche 42 aufweisende Ansätze 40 angeordnet sind. Die Platte 34 besitzt außerdem ein, unteres Querstück 46, an dem Ansätze 48 angeordnet sind. Ein Magnet ist zwischen den Gestellteilen 23 angeordnet und befestigt. Der Magnet weist eine Vielzahl von Weicheisenjochen 50 auf (s. insbesondere Fig. 10), die gegen Weicheisenlamellen 52 anliegen. Die Lamellen 52 können mit den Jochen 50 aus einem Stück sein, oder es können die Joche 50 dann eine Dicke aufweisen, die gleich der Stärke der Einzeljoebe und der Lamellen ist, doch ist es zweckmäßiger, die Lamellen getrennt herzustellen, und zwar, um so· die Vorzüge der Lamella erung und der leichteren Herstellung dünner Teile zu erreichen. Die Anzahl der Lamellen ist dabei beliebig. Zwischen den betreffenden Jochen und Lamellen sind permanente Magnete 54 angeordnet, die aus einem hochkoerzitiven. magnetischen Material hergestellt sind. Geeignet ist beispielsweise ein auf der Basis Eisen-Kobalt-Nickel-Aluminium aufgebautes Material, doch kann auch irgendein anderes, die gewünschten Eigenschaften aufweisendes Material Verwendung finden. Ein Magnetstück 55 kann gegebenenfalls quer zu den unteren Enden der Magnete 54 angeordnet sein. Auf den durch die vertikalen Teile der Joche gebildeten Schenkeln, den Lamellen und den Magneten sind die Spulen 56 angeordnet, die zwischen die Seitenplatten 13 des Gestells und die oberen und unteren Querstücke 38 und 46 und die Ansätze 40 und 48 passen.

Die Spulen können seitlich zwischen den Ansätzen 40 und 48, wie in Fig. 2 dargestellt, vorstehen. Die bisher erwähnten Teile werden mit Hilfe der Schrauben 32 durch Zusammenspannen der Gestellteile 23 miteinander verbunden.

Die unteren Enden der Joche 50, der Lamellen 52 und dar Magnete 54 sind am Boden der Baueinheit zwischen den Ansätzen 48 angeordnet und passen in den quaderförmigen, von diesen Ansätzen und den Querstücken eingeschlossenen. Raum, wobei die Außen- 5°' flächen der Joche gegen die Innenflächen 58 der unteren Querstücke angepreßt sind. Die oberen Enden der Joche und der Lamellen ragen, nach oben durch die zwischen den oberen Endstücken und den oberen Ansätzen gebildete öffnung heraus. Die Magnete 54 sind kurzer als die Schenkel der Joche, so· daß Räume oder Luftspalte 53 zwischen den letzteren oberhalb der Enden der Magnete (Fig. 8) freigelassen sind. Die oberen Enden der Joche werden gegen die Oberflächen 60 der Querstücke gepreßt, so daß beim Festspannen der Schrauben. 32 der aus Jochen,, Lamellen und permanenten Magneten bestehende Magnetkern fest zusaitnmengespannt ist. Die Spulen 56 sind dabei so dimensioniert, daß sie leicht über die seitlichen Schenkel der Joche geschoben werden können und durch Anliegen an diese und durch die Anordnung zwischen den Ansätzen und den Schenkeln der Gestellteile festgehalten sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, können verschiedene Spulen mit verschiedener Charakteristik ohne weiteres eingesetzt wer- 7<> den, indem die Gestelltaile voneinander getrennt und dann die betreffende Spule entfernt und. eine andere eingesetzt wird. Die nach oben sich erstreckenden Enden der Joche und Lamellen bilden vier nach oben ragende Polstücke 57, wie aus Fig. 7 und 8 deutlich erkennbar ist. Diese Polstücke sind durch die gegebenenfalls genau geschliffenen Magnete 54 in genauem Abstand voneinander gehalten, so daß Luftspalt« 53 von vorbestdmmter und gleichmäßiger Stärke entstehen. Die Magnete 54 sind so· magnetisiert, daß eine Längsseite eines Magnets einen Nordpol und die andere Längsseite einen Südpol bildet. Die Nordpol- bzw. Südpol-Stirnseiten sind dabei auf den gleichen Seiten des Luftspaltes angeordnet.

Die Anker- und Kontaktbaueinheit 14 (s. Fig. 5) weist einen Träger 70 auf, der vorzugsweise ein Gußteil aus unmagnetischem Material, wie z. B. Aluminium, Magnesium oder Messing, ist und mit zwei Ansätzen 72 und 74 versehen ist, die je ein Gewindeloch 76 aufweisen. Diese Ansätze können sich gegen die Stirnseiten 42 der Gestellteile 23 anlegen und. fest mit diesen durch geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben 78, verbunden werden, die nach oben zu die Löcher 44 durchdringen und in die Löcher 76 der Ansätze 72 und 74 eingeschraubt sind. Die Löcher 44 sind vorzugsweise etwas größer als die Schrauben, so daß eine kleine Verstellung des Trägers 70 auf dem Magnetgiestellt möglich ist. Über den Unterteil des Trägers 70 ragt ein quer zum Ansatz 74 angeordneter Fuß 80 heraus, der einen senkrechten Schlitz 82 und ein quer angeordnetes Querloch 84 aufweist. Dieser Fuß 80 ist zwischen den nach oben ragenden Schenkeln des Joches und der Lamellen auf der einen Seite der Magnet- und Spulenbaueinheit vorgesehen. Im Träger 70 ist eine senkrechte Bohrung 86 (s. Fig. 5) vorgesehen. In dieser ist ein Schiebestück 90 verschiebbar angeordnet, das an seinem oberen Ende ein Feingewinde 92 aufweist. Auf dieses ist eine Kegelmutter 94 aufgeschraubt, die eine untere Kegelfläche 96 besitzt. Unterhalb dieser Mutter ist ein geschliffener Kegelring 98 angeordnet, der eine Kegel fläche 100 besitzt, die mit der schrägen Fläche 96 der Mutter übereinstimmt. Der Ring 98 kann mit Hilfe einer in Lappen deis Ringes eingeschraubten Schraube 101 so verstellt werden, daß die Mutter und das Schiebestück zusammen gehoben oder gesenkt werden. Die untere Fläche des Ringes liegt dabei gegen eine Unterlagscbeibe 103 an, die das Schiebestück mit Spiel umgibt und an der oberen Fläche des Trägers 70 anliegt. Durch Verstellen der Mutter 94 auf dem Gewinde 92 kann also· eine senkrechte Grobverstellung des Schiebestückes in der Bohrung 86 und durch Drehen der Schraube 101 eine Feineinstellung mit großer Genauigkeit vorgenommen werden. Das Sohiebeistück 90 ist mit einer nutenförmigen Aussparung 104 versehen, in der ein Befestigungsbügel 110 vorgesehen ist, der durch eine Schraube 112 gegen den Boden der Aussparung 104 angepreßt ist. Zwischen dem Boden der Aussparung 104 und dem Befastigungsbügel 110 ist das obere Ende einer Ankerschwenkfeder 114 eingespannt. Dieses Ende ist mit einem von der Schraube 112 durchdrungenen Loch 116 (s. Fig. 5) versehen und weist am unteren Ende ein Loch 118 auf. Das untere Ende dieser Feder ragt in den Schlitz 82 des Fußes 80 hinein, und eine Befestigungsschraube 120 durchdringt das Loch 84 des Fußes und das Loch 118 der Feder, so daß das untere Ende der Feder fest am Träger 80 befestigt ist. Die Feder 114 ist vorzugsweise mit einem zentralen Längsschlitz 122 versehen, so daß zwei im Ab-

stand angeordnete, einen Anker 130 tragende Schenkel 124 gebildet werden. Die beiden Schenkel der Feder sind, außerdem vorzugsweise mit je eimer Erweiterung 126 versehen, die je ein Loch 128 aufweist. Der Anker 130 durchdringt den Schlitz 122 und ist mit der Feder durch geeignete Mittel verbunden, z. B. ein zwedsohenkligeB U-Stück 132, das einen Schlitz 134 aufweist, in dem der Anker abnehmbar mit Hilfe einer Schraube 136 festgeklemmt ist. Das Winkel-

ben 166 befestigt, wobei die Kontaktträger vom Gestell durch Isolierstücke 168 und außerdem durch Buchsen 171 aufweisende Isolierunterlagenischoiben. 170 isoliert werden. Die Kontaktträger 164 haben mit 5 Gewinde versehene Ausnehmungen 172, die vorzugsweise nioht ganz geschlossen sind, so daß die Saiten der Ausnehmung leicht gegeneinander federn und eingeschraubte Schraubenbolzen 174 kräftig festhalten können. Die Schraubenbolzen 174 haben An-

stück ist an den Erweiterungen 126 der Feder mit io satzplatten 176, auf denen gebogene Federn 180 Hülfe von Schrauben 138 befestigt, die die Löcher 128 mittels Schrauben ader Nieten 182 befestigt sind. Die durchdringen und in Gerwindelöcher 139 im Winkel- Federn 180 tragen gebogene Dämpfcrfedern 186, stück 132 eingeschraubt sind. Der Anker kann also deren Enden 188 nach rückwärts gebogen sind unä entfernt oder ersetzt werden, indem man die Schraube gegen die Stirnflächen 190 der Ansatzplatten 176 an-136 löst, ohne dabei die Feder 114 abzunehmen. Die 15 liegen. Die Dämpferfedern 186 bestehen vorzugsweise Fader 114 wird in der gewünschten Weise durch mit den Federn 180 aus einem Stück oder können mit Spannen oder Entspannen des Kegelringes 98 ge- diesen in einer geeigneten Weise verbunden sein. spannt, der durch sein Anliegen gegen die Kegel- Kontaktstücke 192 aus Platin, Wolfram oder andemutter 94 ame Längsverstellung das Schiebestückes ren widerstandsfähigen Metallen zur Kontaktgabe 90 ohne Drehung desselben bewirkt. Durch Vergrö- 20 mit den Ankerkontaktstücken 142 sind an den Federn ßern oder Verkleinern der Federspannung wird auch 186 befestigt. Diese Anordnung der Kontaktstück^ der Torsi ons widerstand vergrößert bzw. verkleinert, ist vorteilhaft, da. die beiden symmetrisch angeordso daß die Torsionsfeder zugleich als ein Schwenk- neten freien Enden der Federn 186 einen doppelten, lager für dien Anker und als Vorspannfeder dient, die durch Reibung erzeugten Dämpfeffakt ohne eine seitden Anker zu halten und in eine gewünschte Stellung 25 liehe Ausweichbewegung der Stirnflächen der Konrzurückzubewegen versucht. Die Einstellbarkeit der taktstücke 192 relativ zu den Ankerkonitaktstüdkeri Spannung und damit die Vorspannung ist wichtig zur ausführen, so daß kein Reiben der Kontaktstügke Veränderung der Wirkung des Ankers, um diesen be- aufeinander eintritt.

stimmten Bedingungen anzupassen. Die Spannungs- Aue vorstehendem geht hervor, daß eine Grund- >

federbefestigung des Ankers ist sehr kräftig und 30 einstellung und eine spätere Änderung der Relaisdauierhaft, so daß ein langer, einwandfreier Betrieb Charakteristik mit der am oberen Teil des Relais angeordneten Einrichtung, die jederzeit nach Entfernen des äußeren Gehäuses zugänglich ist, durchgeführt werden kann. Irgendeine Beeinträchtigung der Spulen 35 oder der Zuführdrähte zu diesen tritt nicht ein. Ferner kann die ganze Anker- und Kontaktbaueiniheit 14 als Ganzes entfernt werden, wenn dies beispiels^ weise zum Einbau einer anderen Baueinheit, zum Reinigen oder Einstellen notwendig ist, indem die

einheit 14 auf der Magnet- und Spuleinbaueinheit 12 40 beiden Schrauben 78 entfernt wenden. Auf diese befestigt wird, so sind die Enden das Ankers zwi- Weise können verschiedene Anker- und Kontaktanschien den Paaren der Polstücke 57 angeordnet. Die Ordnungen leicht im Relais angebracht werden, um Grundeinstellung wird vorzugsweise so vorgenom- dieses so einem bestimmten Verwendungszweck anmen, daß der Feder 114 aine neutrale Stellung oder zupasaen. Ferner ist es einfach, die Spulen 56 nach eine Vorspannung¹ bzw. eine Verdrehung gegeben 45 Wegnehmen der oberen Baueinheit 14 und Trennung wird. Dadurch kann der Anker so· eingestellt werden, der Gestellteile 23 herauszunehmen. Nach einem daß er bei abgeschaltetem Strom entweder in einer leichten Lösen der Schrauben 78 kann die obere Bau-Mittelstellung angeordnet ist oder auch eine linke einheit auf der oberen Fläche des Magnetgestelles so oder rechte Stellung als Ruhestellung einzunehmen verschoben werden, daß der Anker in bezug auf die versucht. Die gezeigten Einstellmittel weisen noch 50 Polstücke richtig angeordnet ist. Sobald diese Grundeinen nach außen, ragenden, am Befestigungsbügel 110 einstellung durch Anziehen der Schrauben 78 festangeoirdnieten Arm 144 auf, der durch den breiten
Schlitz 148 an der Seite der Bohrung 86 sich hindurch erstreckt. Gegen das äußere Ende des Armes
144 (s. Fig. 4 und 5) liegt ein Einstellmittel, bei- 55
spielsweise eine Feder 150, an, die an. einem Ansatz
152 das Trägers 70 mit Hilfe ainar Schraube 154 befestigt ist. Gegen die andere Seite des Armes 144
liegt eine Einstellschraube 156 an, und durch Drehen

der Schraube 156 in irgendeiner Richtung kann, also ⁶° oberhalb der Enden der permanenten Magnete 54 ander Arm 144 bewegt werden, wodurch das Schiebe- geordnet sind. Der Anker 130 ist so aufgehängt, daß stück 90 und das obere Ende dar daran befestigten er unmittelbar über den Enden der permanenten Feder 114 laicht gedreht wird. Die Art der festen Magnete und zwischen dem Polstücken schwingen Kontaktstücke, die mit den Ankerkontaktstücken zu- kann. Es sind nun zwei polarisierte Magnotkreise sammenarbeiten, richtet sich nach der Art der Ver- 65 vorhanden, die jeweils durch dan Magnetfluß der wendung des Relais. In der dargestallten Bauart ist permanenten Magnete gebildet werden und von einem ein. Paar von. reibungsgedämpften Federkontakt- Polstück durch das daaebenliegende Ende des Ankers stücken vorgesehen. Wie besonders aus Fig. 2, 6 und 9 zum entgegengesetzten Polstück am gleichen . Ende erkennbar, sind die die Kontaktstücke tragenden führen. Es ergibt sich so, daß im wesentlichen, kein Kontaktträger 164 am Gestell mit Hilfe von Schrau- 70 Magnetfluß in Längsrichtung des Ankers erzeugt

gewährleistet ist. Teile, die sioh abnutzen oder lose werden können, sind nicht vorhanden, und außerdem muß keine Reibung und nur ein Mindestmaß an Trägheit überwunden werden.

Der Anker 130 hat ein geeignetes Arbeitsteil an seinem einen Ende, z. B. ein Messerstück 140, das, wie dargestellt, auf beiden Saiten ein Kontaktstück 142 aufweist. Wenn die den Anker tragende Baugelegt ist, kann aine weitere Verstellung mit Hilfe der bereits erwähnten Verstelleinrichtungen vorgenommen werden.

Die Anordnung das Magnetkreisas ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. In dieser Figur ist erkenn=., bar, daß die Polstücke 57, die von den oberen herauaraganden Enden der Jochstüclce 50 und gegebenes^ falls der Lamellen 52 gebildet sind, nach oben, zu

wird, und der größere Teil dies Ankers ist deshalb vom Magnetfeld, völlig unbeeinflußt, so daß der Ankerquerschnitt und seine Maße so klein sein können, wie dies durch das erzeugte Feld geboten, ist. Der Weg des polarisierten Flusses ist durch eine gestrichelte Linie P in Fig. 3 angedeutet.

Der veränderliche, elektromagnetische, durch die Spulen erzeugte Magnetfluß verläuft durch die U-förmigerv Joche und weiterhin durch die ganze Länge das Ankers. Da der Anker üblicherweise im wesentlichen ungesättigt ist, kann dieser Kreis auf sehr kleine Änderungen des Flusses ansprechen, die von sehr kleinen Spuleniströmen herrühren. Der von den Spulen erzeugte veränderliche Fluß ist daher ausreichend, das System durch Verändern des gesamten Flusses aus dem Gleichgewicht zu bringen, beispielsweise durch Vermehren in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn und durch Vermindern im Uhrzeigersinn, wodurch, wie bekannt, der Anker verschwenkt wird. Der resultierende wirksame Fluß ist ao dann in einer Richtung an jedem Ende des Ankers gleich der halben Summe des Flusses der permanenten Magnete und des Spulenflusses, während der in der entgegengesetzten Richtung wirkende Fluß gleich der halben Differenz ist. Die Anordnung der vier Polstüoke und der permanenten Magnete an den Enden des Ankers ist außerordentlich gedrängt, so daß praktisch der ganze Fluß der permanenten Magnete wirksam wird und kaum eine Möglichkeit für eine Streuung auftritt. Dasselbe trifft auf den von den Spulen erzeugten Magnetfluß zu. Die Enden des Ankers bewegen sich unmittelbar über und ziemlich nahe an den wirksamen Enden der permanenten Magnete vorbei, so daß irgendein Streufluß von diesen unmittelbar zum Anker gehen würde. Die An-Ordnung der beiden Spulen auf den senkrechten Schenkeln der Joche ist für die Herstellung besonders zweckmäßig, da diese Spulen in einfacher Weise über die Schenkel der Joche gesahoben werden können. Diese Anordnung ist deswegen vorteilhaft, weil die Spulen ohne weiteres ausgewechselt und gegebenenfalls unmittelbar miteinander verbunden werden können, so- daß sie wie eine einzige Spule wirken. Unter bestimmten Betriebsbedingungen, kann es jedoch auch zweckmäßig sein, die Spulen einzeln anzuordnen.

Die Anordnung des Ankers in dem oben offenen Luftspalt und derart, daß der Anker um eine parallel zu den Längsachsen der Jochschenkel verlaufende Achse schwingen kann, ermöglicht die Verwendung einer solchen Ankerbefestigung, daß der Anker unmittelbar von dem Ende des Magnetaufbaus herausgezogen werden kann. Dadurch kann eine abnehmbare Anker- und Kontaktbaueinheit mit den bereits erwähnten Vorteilen Verwendung finden, ohne daß der magnetische Wirkungsgrad irgendwie beeinträchtigt wird. Die Anbringung der permanenten Magnete auf dem die Spulen tragenden Gerüst ist deswegen zweckmäßig, weil dadurch der Aufbau einfach und gedrungen wird und außerdem die Streu-Verluste herabgesetzt werden. Diese Konstruktion erleichtert auch, die Anordnung des Ankers als Teil einer getrennten und leicht abnehmbaren Baueinheit wie oben beschrieben.

Claims

65 Patentanspbüche.

1. Polarisierte, elektromagnetische Vorrichtung, insbesondere Relais, mit zwei magnetisierbaren, je zwei Polstücke aufweisenden Jochen und einem Anker, der mit seinen Enden zwischen je einem aus je einem Polstück der Joche bestehenden Polstückpaar quer zu den Polstücken schwenkbar ist, und bei der durch permanente Magnete quer zu den Polstückpaaren ein polarisierter Magnetfluß und über mindestens eine Spule im Anker und den Jochen ein Steuermagnetfluß erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gleich- und U-förmig ausgebildeten Jochstücke parallel im Abstand zueinander vorgesehen und zwischen ihren Schenkeln die als Flachstücke ausgebildeten permanenten Magnete so angeordnet sind, daß die Ankerenden zwischen den Enden der Jochstückschenkel schwenkbar sind, und daß die den Steuermagnetfluß erzeugende mindestens eine Wicklung auf den Jochstückscbenkeln angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die permanenten Magnete als Ahstandsstücke zwischen den Jochschenkeln vorgesehen sind und so die Größe des Luftspalteis zwischen den Polstücken bestimmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche und die permanenten Magnete zwischen Klemnistücken, beispielsweise Seitenteilen, zusammengesteckt sind und mit der mindestens einen Spule eine Magnet- und Spulenbaueinhait bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängemittel des Ankers an einem abnehmbaren Träger derart angeordnet sind, daß der Träger zusammen mit dem Anker und den, Aufhängemitteln als Baueinheit einsetzbar bzw. abnehmbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker in einer Torsionsfeder angeordnet ist, die schwenkbar so aufgehängt ist, daß ihr zusammen mit dem Anker eine Vorspannung in Richtung des einen oder anderen Polstückes erteilbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder eine Flachfeder ist, deren Ebene senkrecht zur Ebene der Joche ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsi ons feder einen Längssohlitz aufweist, so· daß zwei im Abstand angeordnete Schenkel entstehen, zwischen denen der Anker hindurchgeht und an denen der Anker befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder an ihren beiden Enden an einem stationären und einem beweglichen. Halter, die an einem Träger angeordnet sind, befestigt ist, und daß der bewegliche Halter im Träger in Richtung der Torsionsfederachse beweglich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am beweglichen Halter eine Kegeltnutter vorgesehen ist, die auf einen zwischen der Kegelmutter und dem Träger angeordneten, geschlitzten Kegelring wirkt, dessen Schlitz durch ein Verstellmittel, beispielsweise eine Schraube, verstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger und die Halter zusammen mit der Torsionsfeder, dem Anker und der ganzen Verstelleinrichtung des beweglichen Halters eine als Ganzes in der Magnet- und Spulenbaueinheit abnehmbar befestige Anker- und Kontakteinheit bilden.

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11. Vorrichtung nach einem dar vorhergehendem Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ankerende zwei gegenüberliegende Kontaktstücke angeordnet sind, die mit je einem stationären Kontaktstück zusammenwirken, die mittels vorzugsweise bogenförmiger Federn an Kontaktstiickträgern befestigt sind und Dämpferfedern zum Dämpfen ihrer Bewegung aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpf er federn je zwei_: - gleiche, bogenförmige Enden aufweisen, die gegöij Anschlagflächen des zugehörigen Kotitaktstückträgers anliegen.

In Betracht gezogene Druckschriften: ■;'■

Schweizerische Patentschriften Nr. 241771,266497,1

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen