DE1015930B - Polarisiertes Elektromagnetsystem mit dauermagnetisiertem Schwinganker - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes Elektromagnetsystem mit dauermagnetisiertem Schwinganker, wie es insbesondere zum Antrieb von Weckern benötigt wird, und zwar auf ein solches System, bei dem der Schwinganker mit an seinem Magnet angesetzten Polschuhen - die Statorpolschuhe zangenartig umfaßt. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, den wahlweisen Betrieb durch Wechselstrom und Gleichstrom dadurch zu ermöglichen, daß eine einstellbare bei beiden Betriebsarten wirksame Federfesselung des Schwingankers vorgesehen ist. Diese Fesselung erfolgt durch eine auf der Ankerwelle befestigte Feder, deren Enden an dem Stator- oder Magnetsystemgehäuse im Sinne der Einstellung der Nullage des Schwingankers bzw. seiner Polschuhe in bezug auf die Statorpolschuhe an einem Träger verstellbar gehaltert sind. An diesem Träger ist ferner der bei Gleichstrombetrieb im Spulenkreis liegende Unterbrecherkontaktfedersatz angebracht.

Es sind zwar schon Elektromagnetsysteme bekanntgeworden, deren Anker durch eine Feder gefesselt ist und bei denen ein wahlweiser Betrieb für beide Stromarten ermöglicht wird. Soweit es sich dabei um neutrale Systeme handelt, haben diese in keinem Fall die Empfindlichkeit aufzuweisen, wie sie vielfach für Wecker, insbesondere bei Induktorbetrieb, verlangt werden. Bei anderen bekannten Anordnungen ist zwar ein polarisiertes System vorhanden, doch es ist keine Fesselung des Ankers vorgesehen. Dadurch legt sich der Anker im Ruhezustand in eine beliebige Grenzlage und wird durch die Haltekraft des Dauermagneten dort gehalten. Besonders nachteilig ist dabei, daß die erforderliche Ansprechleistung solcher Systeme wesentlich höher ist als bei einem in der Mittellage zwischen den beiden Grenzlagen gefesselten Anker, da die Haltekraft des Dauermagneten jeweils überwunden werden muß.

Es sind aber auch polarisierte Elektromagnetsysteme bekannt, die eine Federfesselung des Ankers aufweisen, wobei diese Fesselung den wahlweisen Betrieb durch Gleich- oder Wechselspannung ermöglicht. Solche Anordnungen besitzen meist einen dauermagnetisierten Spulenkreis, während der Anker aus Weicheisen besteht. Durch die Fesselungsfeder wird zwar erreicht, daß die Ankerruhelage veränderbar gemacht ist. Die Nachteile liegen jedoch darin, daß abhängig von der Ruhestellung des Ankers auch der magnetische Dauerfluß verschieden groß ausfällt. Damit sind optimale Verhältnisse nur für eine bestimmte Ankerstellung zu erreichen.

Um das erfindungsgemäße System je nach dem Aufstellungsort vorhandenen Stromverhältnissen sowohl mit Wechselstrom als "auch wahlweise mit Gleichstrom betreiben zu können, wird der Schwinganker Polarisiertes Elektromagnetsystem
mit dauermagnetisiertem Schwinganker

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Beanspruchte Priorität:

Schaustellung vom 4. Mai 1953 auf der am 4. Mai 1953

eröffneten Deutschen Industriemesse (Technische Messe)

in Hannover

Rudolf Widemann, München-Solln,

und Dipl.-Phys. Friedrich Hemme, München,

sind als Erfinder genannt worden

durch die einstellbare Federfesselung bei Wechselstrombetrieb etwa an seine Mittellage gefesselt und dabei gleichzeitig die Empfindlichkeit des Systems erhöht, während bei Gleichstrombetrieb der Anker an eine außermittige Lage gefesselt ist, so daß die durch Unterbrecherkontakt erzeugten Gleichstromimpulse ihn mit bestimmter Frequenz aus dieser exzentrischen Fessellage in Schwingungen versetzen. Die auf der Ankerwelle befestigte Feder kann als Blattfeder ausgebildet sein, deren Enden an dem Stator- oder Magnetsystemgehäuse im Sinne der Einstellung der Nullage des Schwingankers verstellbar gehaltert sind.

Bei der besonderen Ausführungsform der Erfindung, die nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert ist, sind die Enden der Fesselungsfeder an einem um die Ankerdrehachse verstellbar gelagerten Träger befestigt. Die Anordnung des bei Gleichstrombetrieb im Spulenstromkreis liegenden Kontaktfedersatzes auf dem Träger hat hierbei den Vorteil, daß eine einmal vorgenommene Justierung dieses Kontaktfedersatzes bei der Neueinstellung der Federfesselung (beim Drehen des gemeinsamen Trägers) nicht beeinflußt wird.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1, 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel des Elektromagnetsystems in Stirnansicht, Draufsicht und Seitenansicht,

Fig. 3 a und 3 b schematisch die Justierung des Ankers für den Betrieb eines elektrischen Weckers mit Wechselstrom bzw. mit Gleichstrom und

709 697/326

Fig. 4 ein Kraft-Weg-Diagramm der Ankerfesselung.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, besteht das Joch 1 aus einem Paket lammellierter Bleche 2. Dieses Paket ist auf einer Grundplatte 3 angeordnet, die auch das untere Lager für die Ankerwelle 10 enthält. In die Grundplatte 3 sind zwei durchbohrte Stehbolzen 4 eingesetzt, welche bei der Schichtung des Joches als Lagezentrierung für die Kern-Verändern der Fesselkraft der Feder zum Betrieb lautstarker Wecker wie auch zum Betrieb von Weckern hoher Empfindlichkeit geeignet gemacht werden. In Fig. 4 sind abhängig vom Ankerhub j einmal die Magnetkraft (Kennlinie 21) und ferner die Federkraft (Kennlinien 20 und 22) für zwei verschieden starke Federn aufgetragen. Um die Federkraftlinien mit der Magnetkraft-Kennlinie 21 besser vergleichen zu können, sind letztere durch die strich

bleche sowie deren Deckplatte 5 dient, in welcher das io punktierten Linien 20' und 22' noch einmal spiegelbildzweite Lager der Welle 10 angeordnet ist. In der Mitte lieh um die Abszissenachse gedreht dargestellt. Für des Joches 1 liegt die Spule 6, in welche die Kern- lautstarke Einstellung muß die Federkennlinie 20 bleche wechselsinnig eingeführt sind. Zwischen den steiler als der Mittelteil der Magnetkraftlinie 21 sein; Polenden des Joches liegt der Schwinganker, welcher die Federkraft überwiegt hierbei also die Magnetin insbesondere aus Fig. 3 ersichtlicher Weise aus 15 kraft. Dies ist notwendig, damit bei unsymmetrischer einem auf der Welle 10 befestigten Dauermagnet 9 Einstellung (Gleichstrombetrieb) kein Anlegen der

besteht, an welchem zwei Polbleche 7 befestigt sind, so daß sich ein I-förmiges Profil für den Anker ergibt. Die Polbleche bestehen aus Weicheisen und sind Polbleche am Joch eintreten kann.

Für empfindliche Einstellung verläuft die Federkennlinie 22 mit gleicher oder etwas geringerer Steil

beispielsweise durch nicht dargestellte Stifte mitein- ao heit wie die Magnetkraftlinie 21; die Magnetkraft ander verbunden, so daß sie den Dauermagnet 9 zwi- überwiegt nur an den Enden oder auf dem ganzen sehen sich erfassen. Hubbereich die Federkraft. Eine Begrenzung des

Am oberen Ende der Welle 10- ist die Blattfeder 11 Ankerhubes auf den Bereich, in dem die Magnetkraftbefestigt, deren beide Enden in einer um das obere Kennlinie im wesentlichen linear verläuft, ist eben-Wellenlager drehbar gelagerten Verstellbrücke 12 25 falls für die empfindliche Einstellung erforderlich. Die (Fig. 1) erfaßt sind. Bei Verdrehen der Brücke neh- Hubbegrenzung, beispielsweise eine Verringerung des

Hubes von der Linie / (Fig. 4) bis zur Linie /', läßt sich dadurch erreichen, daß am Magnetjoch, und zwar an beiden Enden, Trennbleche 18 (Fig. 2) ent-

men also die Einspannstellen die Feder 11 und damit
auch den Anker mit, so daß letzterer entweder an die
in Fig. 3 a oder an die in Fig. 3 b dargestellte Mittellage gefesselt werden kann. Auf der Verstellbrücke 12 30 sprechender Stärke angebracht werden,
befindet sich außerdem ein Kontaktfedersatz 13
(Fig. 2), dessen Pimpel 13 α von dem auf der Ankerwelle 10 befestigten Winkel 20 betätigt wird.

Der Dauermagnet des Ankers ist senkrecht zu den Luftspaltflächen magnetisiert. Bei Mittelstellung des Ankers (Fig. 3 a) teilt sich der Dauermagnetfluß, wobei jeder Teilfluß über die zugehörigen Polbleche 7, die zwischen diesen gelegenen Enden des Joches 1 und die Luftspalte verläuft. In der Spule 6 tritt also in der Mittelstellung des Ankers kein dauermagnetischer Fluß auf. Steht der Anker jedoch in der Umkehrstellung Fig. 3 b, 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. 3 a) gefesselt, so daß die vier Luftspalte gleich groß sind. Wird die Spule von einem Wechselstrom durchflossen, so schwingt der Anker mit der Frequenz des Wechselstromes. Bei Gleichstrombetrieb muß der Anker durch Drehen der Verstellbrücke 14 unsymmetrisch, etwa in die in Fig. 3 b angegebene Lage eingestellt werden, um ebenso wie bei Wechselstrombetrieb den gesamten Ankerhub ausnutzen zu können. Außerdem muß hierbei auf die richtige Polung der Spule geachtet werden.

Die bei Wechselstrombetrieb symmetrische und bei Gleichstrombetrieb unsymmetrische Ankereinstellung beeinflußt die Justierung des Unterbrecherkontaktes 13 nicht. Letztere kann unabhängig von der durch die Feder 11 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 Wechselstrombetrieb brauchbar zu machen, sondern bestimmt in hohem Maße auch die Empfindlichkeit des Schwingankersystems. Ein- und dasselbe Schwingankersystem kann lediglich durch

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Polarisiertes Elektromagnetsystem mitdauermagnetisiertem Schwinganker, der mit an seinem Magnet angesetzten Polschuhen die Statorpolschuhe zangenartig umfaßt, insbesondere zum Antrieb von Weckern, gekennzeichnet durch eine den wahlweisen Betrieb durch Wechselstrom und Gleichstrom ermöglichende und bei beiden Betriebsarten wirksame Federfesselung des Schwingankers durch eine auf der Ankerwelle befestigte Feder, deren Enden an dem Stator- oder Magnetsystemgehäuse im Sinne der Einstellung der NuIllage des Schwingankers bzw. seiner Polschuhe in bezug auf die Statorpolschuhe an einem Träger verstellbar gehaltert sind, an dem ferner ein bei Gleichstrombetrieb im Spulenstromkreis liegender Unterbrecherkontaktfedersatz angebracht ist.

2. Elektromagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Einstellung ihrer Empfindlichkeit die Federfesselung¹ des Ankers durch Verwendung bzw. Austausch formgleicher Federn verschiedenen Materials (Federkonstante) änderbar ist.

3. Elektromagnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Einstellung seiner Empfindlichkeit außer der Federfesselung des Ankers auch dessen Hub mittels innerhalb der Luftspalte anzubringender Trennbleche geeigneter Stärke veränderbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 22 204, 475 521, 871637;

österreichische Patentschrift Nr. 125 898.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen