DE1037593B

DE1037593B - Gepoltes Elektromagnetsystem

Info

Publication number: DE1037593B
Application number: DE1955S0044770
Authority: DE
Inventors: Rudolf Widemann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-07-16
Filing date: 1955-07-16
Publication date: 1958-08-28

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein gepaltes Elektromagnetsystem, bei welchem die Pole oder Polschuhe zweier feststehender Dauermagnete die Enden eines dazwischen gelagerten Weicheisenankers zangenartig umfassen und eine Parallelverschiebung des Ankers bewirken.

Es sind bereits polarisierte Elektromagnetsysteme mit einem Kippanker bekannt, welcher unter der Wirkung des Erregerflusses eine Kipp- oder Drehbewegung um einen gegebenen oder freien Drehpunkt ausführt. Diese werden üblicherweise als Relais oder zur Betätigung von Schalt- oder Antriebssystemen, z. B. Weckersystemen, verwendet.

Der magnetische Fluß wird dabei in der Weise wirksam, daß beispielsweise der Nordpol des einen Polpaares durch den Steuerstrom verstärkt und der Südpol geschwächt wird, dagegen der Nordpol des anderen Polpaares geschwächt und der Südpol verstärkt wird. Die magnetischen Kräfte der beiden Polpaare üben dadurch auf die beiden Ankerhälften stets ein Kippmoment im gleichen Sinn aus. Eine Anordnung für einen Hubanker zu verwenden, bei dem eine Parallelverschiebung des Ankers ohne Verkanten oder Drehen des Ankers erreicht werden soll, ist nur bei Sperrmagnetsystemen oder mehr als vierpoligen Permanentmagnetsystemen möglich. Diese bekannten Magnetsysteme sind jedoch im Aufbau komplizierter als das gepolte Elektromagnetsystem nach der Erfindung. Dieses Elektromagnetsystem der eingangs beschriebenen Ausführung ist derart ausgebildet, daß Weicheisenverbindungen zwischen den gleichnamigen Polen der Dauermagnete vorgesehen sind, die als Magnetkerne wirken und eisenmäßig voneinander getrennt sind, und daß die von den Dauermagneten herrührenden Flüsse den Anker an seinen Enden gegensinnig und die von der Elektromagnetanordnung herrührenden und- über die den Polschuhen gleichen Dauerflußpotentials zugeordneten Arbeitsluftspalte geführten Steuerflüsse den Anker diagonal und einander kreuzend durchsetzen..-, -

Als Elektromagnetsystem kann eine Erregerspule vorhanden sein, wenn die Weicheisenverbindungen der gleichnamigen Pole der Dauermagnete durch die in gewissem Abstand voneinander angeordneten Hälften eines die Erregerspule tragenden längs geteilten Kerns gebildet werden. Es können aber auch zwei Erregerspulen vorgesehen werden, wobei jede Weicheisenverbindung der gleichnamigen Pole der Dauermagnete durch je eine Erregerspule geführt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Fig. 1 a bis 1 c die schematische Darstellung eines

Gepoltes Elektromagnetsystem

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Rudolf Widemann, München-Solln,
ist als Erfinder genannt worden

polarisierten Hubankersystems mit einer Erregerspule in Vorder- und Seitenansicht sowie Draufsicht und Gleitlagerung des Ankers,

Fig. 2 a bis 2 c eine ähnliche Darstellung in Vorder- und Seitenansicht sowie Draufsicht mit zwei Erregerspulen und Fesselung des Hubankers durch eine Membran,

Fig. 3 die Prinzipdarstellung einer möglichen Variante in der Ausführung der Polflächen und des Hubankers.

Bei der Ausführung des polarisierten Hubankersystems nach Fig. 1 a bis 1 c ist keine besondere Fesseiung vorgesehen. Der Hubanker H kann sich frei in einer Parallelführung zwischen den Polschuhpaaren A, B und C, D der Dauermagnete E und F nach oben und unten, in der Zeichenebene betrachtet, bewegen. Die Endlage des Hubankers H entspricht einem völligen Anliegen an je zwei Polschuhen, z. B. an den Polschuhen A und C. Die den Polschuhen zugeordneten Luftspalte sind mit α bis d bezeichnet. Durch Anbringung von Trennblechen kann der Luftspalt verringert und damit der Hub des Ankers H entsprechend geändert werden. Die Dauermagnete E und F sind so angeordnet, daß die Polschuhe A und D die eine, C und B die andere Polarität besitzen. Die gleichnamigen Polschuhe sind durch je eine Weicheisenbrücke so verbunden, daß diese zugleich als Kerne für die Erregerspule 5* wirksam sind, ohne sich jedoch untereinander zu berühren.

Die Dauermagnete E und F bewirken zwei Dauerflußkreise e und f, die bei ihrem Durchgang durch die in Fig. 1 a und 1 c links gelegenen Arbeitsluftspalte entgegengesetzte Richtung zu den rechts gelegenen Luftspalten haben. Bei Erregung der Steuerspule S durch einen Strom bestimmter Richtung überlagern sich die Kraftlinien des Steuerflusses mit denen der Dauerflüsse derart, daß, wie in Fig. 1 a gezeigt, in den

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Luftspalten α und c eine Verstärkung, in den Luftspalten b und d eine Schwächung der Dauerflüsse stattfindet. Der Hubanker H wird daher mit beiden Enden nach oben bewegt. Fließt durch die Erregerspule S ein Strom entgegengesetzter Richtung, so tritt eine Verstärkung der Dauerflüsse in den Luftspalten b und d ein, und der Hubanker H bewegt sich nach unten. Die durch den Steuerstrom bewirkte Flußführung durch den Anker, und zwar, wie in Fig. 1 a dargestellt, vom Polschuh^ diagonal durch den Anker nach Polschuh D sowie vom Polschuh B nach Polschuh C, setzt voraus, daß eine eisenmäßige Trennung der ungleichnamigen Pole vorgesehen ist. Würden diese Pole über die Polschuhe innerhalb der Erregerspule S Verbindung haben, so wären die beiden Dauermagnete E und F in ihrem Eisenweg hintereinandergeschaltet, und es würde auch kein Dauerfluß mehr durch die Arbeitsluftspalte auftreten.

Fig. 2 a bis 2c zeigt eine ähnliche Anordnung eines Hubankersystems, jedoch ist der Hubanker H nicht mehr frei beweglich, sondern durch eine als Rückführfeder wirkende Membran gefesselt. Außerdem besteht das Elektromagnetsystem hier aus zwei getrennten Steuerspulen .91 und .92. Der Kern der Erregerspule .91 stellt zugleich die Verbindung zwischen den Polschuhen A und D, der Kern der Erregerspule .92 stellt die Verbindung der Polschuhe B und C dar. Die Erregerspulen 5*1 und S2 sind so geschaltet, daß der Steuerfluß, wie in Fig. 2 a durch Pfeile angedeutet, gleichsinnig in den beiden Spulen wirksam ist. Die Überlagerung der Kraftlinien des Steuerflusses mit denen der Dauerflüsse und die diagonale Steuerflußführung durch den Anker erfolgt ebenso wie bei dem Beispiel nach Fig. la bis Ic.

Fig. 3 zeigt die Prinzipdarstellung einer möglichen Variante in der Ausführung der Polschuhe der Dauermagnete und des Hubankers. Bei der bisher gezeigten Ausführungsform liegen alle Polflächen und damit die Arbeitsluftspalte parallel zueinander und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers. In diesem Fall werden maximale Auslenkkräfte bei kleinem Ankerhub erzielt. Sollen größere Ankerhübe erreicht werden, ohne daß die Auslenkkräfte zu stark abnehmen, so werden die Polflächen in entsprechendem Winkel zur Bewegungsrichtung des Ankers angeordnet und auch die Enden des Hubankers entsprechend ausgeführt.

Claims

Patentansprüche:

1. Gepoltes Elektromagnetsystem, bei welchem die Pole oder Polschuhe zweier feststehender Dauermagnete die Enden eines dazwischen gelagerten Weicheisenankers zangenförmig umfassen und eine Parallelverschiebung des Ankers bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Dauermagneten herrührenden Flüsse den Anker an seinen Enden gegensinnig und die von der Elektromagnetanordnung herrührenden und über die den Polschuhen gleichen Dauerflußpotentials zugeordneten Arbeitsluftspalte geführten Steuerflüsse den Anker diagonal und einander kreuzend durchsetzen, indem Weicheisenverbindungen zwischen den gleichnamigen Polen der Dauermagnete vorgesehen sind, die als Magnetkerne wirken und eisenmäßig voneinander getrennt sind.

2. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Erregerspule die Weicheisenverbindungen der gleichnamigen Pole der Dauermagnete durch die in einem gewissen Abstand angeordneten Hälften eines längs geteilten Kerns der Erregerspule gebildet sind.

3. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektromagnetanordnung zwei Erregerspulen vorgesehen sind und die Weicheisenverbindungen der gleichnamigen Pole der Dauermagnete durch je eine Erregerspule führen und als getrennte Magnetkerne wirksam sind.

4. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanker in einer Parallelführung gelagert ist.

5. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fesselung des Hubankers durch eine Feder oder Membran erfolgt.

6. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen bzw. Arbeitsluftspalte parallel zueinander und im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Hubankers verlaufen.

7. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen bzw. Arbeitsluftspalte parallel zueinander, jedoch in einem beliebigen Winkel zur Bewegungsrichtung des Hubankers verlaufen.

8. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Einstellung der Empfindlichkeit der Ankerhub mittels innerhalb der Luftspalte angebrachter Trennbleche veränderbar ist.

9. Gepoltes Elektromagnetsystem nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für Gleichstrombetrieb dem Hubanker ein im Erregerstromkreis liegender Unterbrecherkontakt zugeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 739 040, 845 676,
917, 892 792, 912 721;

französische Patentschrift Nr. 1 080 986.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen