DE1261961B

DE1261961B - Locking magnet system

Info

Publication number: DE1261961B
Application number: DE1963S0083155
Authority: DE
Inventors: Helmut Hahn; Dipl-Ing Konrad Schueler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-01-04
Filing date: 1963-01-04
Publication date: 1968-02-29

Description

Sperrmagnetsystem Die Erfindung bezieht sich auf Sperrmagnetsysteme mit einem einen Dauermagnetfluß führenden Eisenkreis, von dem zumindest Teile einen geschlossenen Eisenkreis für den Steuerfluß bilden, dem elektrische Mittel zur Sperrung durch Sättigung bzw. Gegenmagnetisierung zugeordnet sind.Lockout Magnet System The invention relates to lockout magnet systems with an iron circuit leading a permanent magnetic flux, of which at least parts have one Form closed iron circuit for the control flow, the electrical means for blocking are assigned by saturation or counter magnetization.

Derartige Systeme werden beispielsweise in Schauzeichen angewendet, die als Anzeigegerät mit mechanischer Rückstellung den Ort der Abgabe eines elektrischen Rufzeichens kennzeichnen sollen. Sperrmagnetsysteme sind für Gleich- und Wechselspannung verwendbar und haben bei geringen Steuerleistungen hohe Beschleunigungen und kurze Arbeitszeiten. Wegen dieser Vorteile, zu denen noch die l7bersteuerungsfestigkeit zu nennen ist, werden sie auch gerne als Sicherungselemente, Schalter und Relais, beispielsweise als Kipprelais, verwendet.Such systems are used, for example, in display signs, as a display device with mechanical reset the place of delivery of an electrical Call sign. Blocking magnet systems are for direct and alternating voltage usable and have high and short accelerations with low control powers Working hours. Because of these advantages, plus the overdrive resistance is to be mentioned, they are also often used as safety elements, switches and relays, for example, used as a toggle relay.

Es sind verschiedene Anordnungen von Sperrmagnetsystemen bekannt, bei denen der eine oder beide Schenkel des vorwiegend U-förmigen Eisenkreises von einer Spule umfaßt wird oder bei denen Ausschnitte in zumindest einem der Schenkel vorgesehen sind, in die eine Spule eingreift, so daß der Erregerfluß den Eisenkreis teilweise in gleicher, teilweise in entgegengesetzter Richtung wie der Dauermagnetfluß durchfließt.Various arrangements of blocking magnet systems are known, in which one or both legs of the predominantly U-shaped iron circle of a coil is included or in which cutouts in at least one of the legs are provided, in which a coil engages, so that the excitation flow the iron circuit partly in the same, partly in the opposite direction as the permanent magnetic flux flows through.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung des Sperreffektes und erreicht dies durch einen größeren Querschnitt der gegenmagnetisierten Eisenkreisteile gegenüber dem Querschnitt der gesättigten Eisenkreisteile.The invention aims to improve the blocking effect and achieves this is due to a larger cross-section of the counter-magnetized iron circle parts the cross-section of the saturated iron circle parts.

Die Erfindung vermeidet in vorteilhafter Weise die bei den bisher bekannten Sperrmagnetsystemen auftretenden Schwierigkeiten beim Sperren der Stege durch Sättigung bzw. Gegenmagnetisierung. Es ist zwar leicht möglich, den Dauerfluß in einem Steg durch Gegenmagnetisierung zu sperren, da die Dimensionierung der Sperrspule hierfür unkritisch ist. Im Gegensatz dazu ist es aber schwierig, in einem Joch mit zwei Stegen gleichen Querschnittes mit der gleichen Spule in einem Steg durch Sättigung und im anderen Steg durch Gegenmagnetisierung zu sperren, da dabei entweder die Spule für den durch Gegenmagnetisierung zu sperrenden Steg überdimensioniert ist, oder aber, wenn sie nach diesem Steg ausgelegt ist, für die Sättigung im anderen Steg nicht ausreicht. In den meisten Fällen verbleibt ein Ruhefluß des Dauermagneten mit einer Resthaltekraft für den Anker, die sich auf die Ansprechempfindlichkeit des ganzen Systems auswirkt.The invention avoids in an advantageous manner that in the past known locking magnet systems encountered difficulties when locking the webs through saturation or counter magnetization. Although it is easily possible to use the continuous flow to block in a web by counter magnetization, as the dimensioning of the blocking coil is not critical for this. In contrast, it is difficult to be in a yoke with two bars of the same cross-section with the same coil in one bar due to saturation and in the other web to be blocked by counter magnetization, as either the The coil for the bridge to be blocked by counter magnetization is oversized, or, if it is laid out according to this bridge, for saturation in the other Bridge is not enough. In most cases there remains a steady flow of the permanent magnet with a residual holding force for the armature that affects the responsiveness affects the whole system.

Die einfachste Ausführung eines erfindungsgemäßen Sperrmagnetsystems kann so ausgebildet werden, daß auf einem geschlossenen Eisenkreis, dessen Längsseiten unterschiedlichen Querschnitt haben, eine Spule aufgebracht und diese Spule mit dem Eisenkreis etwa parallel zu den Polschuhen eines Dauermagneten angeordnet wird. Der Dauermagnetfluß durchsetzt dann zwei parallel verlaufende Stege des Eisenkreises in gleicher Richtung, während der Erregerfluß in einem Steg dem Dauermagnetfluß gleichgerichtet ist und im anderen entgegenwirkt sperrt: Durch geeigneten Wickelsinn kann die Sperrwirkung der Spule in dem Steg geringeren Querschnittes durch Sättigung erzielt werden.The simplest embodiment of a blocking magnet system according to the invention can be designed so that on a closed iron circle, its long sides have different cross-sections, applied a coil and this coil with the iron circle is arranged approximately parallel to the pole pieces of a permanent magnet. The permanent magnetic flux then passes through two parallel webs of the iron circle in the same direction, while the excitation flux in a web is the permanent magnetic flux is rectified and counteracts in the other locks: By suitable winding sense can the locking effect of the coil in the web of smaller cross-section through saturation be achieved.

Der den geschlossenen Eisenkreis bildende Teil braucht nur ein Teil eines beliebig ausgebildeten Eisenkreises zu sein. In vorteilhafter einfacher Weise kann er durch einen fensterartigen Ausschnitt gebildet werden, durch den zwei parallel verlaufende Begrenzungsstege unterschiedlichen Querschnittes entstehen. Die Sperrwirkung kann durch eine beispielsweise einen Begrenzungssteg umfassende Spule erzielt werden, deren Wickelsinn in dem Steg geringeren Querschnitts die Sättigung bewirkt.The part that forms the closed iron circle only needs one part to be an arbitrarily formed iron circle. In an advantageous simple manner it can be formed by a window-like cutout, through the two parallel running boundary webs of different cross-sections arise. The blocking effect can be achieved by a coil comprising, for example, a delimiting web, whose winding direction in the web of smaller cross-section causes saturation.

Bei dem Sperrmagnetsystem nach der Erfindung kann auch ein Teil des Eisenkreises mit zwei unsymmetrisch angeordneten fensterartigen Ausschnitten versehen werden, und zwar derart, daß zwei parallel verlaufende Begrenzungsstege entstehen, deren jeder zwei Abschnitte unterschiedlichen Querschnitts erhält. Der zwischen beiden Ausschnitten verbleibende, die beiden Begrenzungsstege verbindende Quersteg trägt in dieser Anordnung die Sperrspule. Für den Erregerfluß entstehen auf diese Weise zwei Eisenkreise, in deren einem der, Erregerfluß im Uhrzeigersinn und in deren anderem der Erregerfluß entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft. Daraus ergibt sich, daß für den Dauerfluß, der die beiden Längsstege in gleicher Richtung durchsetzt, je zwei Sperrzonen der Sättigung bzw. der Gegenmagnetisierung entstehen. Bei geeignetem Wickelsinn der Sperrspule kann durch die unsymmetrische Anordnung der fensterartigen Ausschnitte erreicht werden, daß in beiden Stegen die Sperrung durch Sättigung in dem Abschnitt geringeren Querschnittes erfolgt. Der die beiden Stege verbindende Quersteg erhält vorzugsweise den gleichen Querschnitt wie die durch Gegenmagnetisierung zu sperrenden Stegteile.In the blocking magnet system according to the invention, part of the Iron circle provided with two asymmetrically arranged window-like cutouts in such a way that two parallel delimitation webs are created, each of which is given two sections of different cross-section. The between the two cutouts remaining, the two delimitation webs connecting the transverse web carries the blocking coil in this arrangement. For the excitation flow arise on this Way two iron circles, in one of which the, excitation flow clockwise and in the other of which the excitation flow runs counterclockwise. From this it follows that for the Continuous flow that the two longitudinal webs in the same Direction interspersed, two blocked zones each of saturation and counter magnetization develop. If the winding direction of the blocking coil is suitable, the asymmetrical Arrangement of the window-like cutouts are achieved that in both webs the Blocking takes place through saturation in the section of smaller cross-section. Of the the transverse web connecting the two webs preferably has the same cross section like the bridge parts to be blocked by counter magnetization.

Bei einer besonders geeigneten Weiterbildung des Systems nach der Erfindung können auch zwei in geeigneter Lage zueinander angeordnete Eisenkreise mit je zwei unsymmetrisch angeordneten, fensterartigen Ausschnitten versehen werden. Die Ausschnitte sind dabei in den beiden beispielsweise parallel verlaufenden Teilen vorzugsweise spiegelbildlich versetzt anzuordnen. Die Sperrspule kann dann beide die Begrenzungsstege verbindende Querstege umfassen, so daß im gesamten Eisenkreis je vier Sperrzonen der Sättigung bzw. Gegenniagnetisierung entstehen. Eine derartige Anordnung zeichnet sich durch außerordentliche Ansprechempfiiidlichkeit bei höher Haltekraft des Ankers aus.In a particularly suitable development of the system according to the In the invention, two iron circles arranged in a suitable position relative to one another can also be used be provided with two asymmetrically arranged, window-like cutouts. The cutouts are in the two parts that run parallel, for example preferably to be arranged in a mirror-inverted manner. The blocking coil can then both the delimitation webs include cross webs connecting so that in the entire iron circle Four exclusion zones of saturation or counter-niagnetization are created. Such a one Arrangement is characterized by extraordinary responsiveness at higher Holding force of the anchor.

Die erfindungsgemäßen Magnetsysteme können selbstverständlich so aufgebaut werden, daß der Dauermagnet entweder die Teile des Eisenkreises überbrückt und auf einen Anker an den Polen einwirkt oder aber, daß der Dauermagnet vor den beiden Polen des Eisenkreises arbeitet öder aber, däß sowohl zwischen den Teilen des Eisenkreises als auch vor den Polen des Eisenkreises je ein Dauermagnet in entsprechender Polung zusammenwirken.The magnet systems according to the invention can of course be constructed in this way be that the permanent magnet bridges either the parts of the iron circle and on an anchor acts on the poles or that the permanent magnet in front of the two Poles of the iron circle work more desolately, however, both between the parts of the iron circle as well as a permanent magnet in front of the poles of the iron circle with the corresponding polarity cooperate.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die einfachste Anordnung eines ärfindungsgemäßen Sperrmagnetsystems, F i g. 2 eine Anordnung, bei der der Dauerniagriet drehbar vor einem U-förmigen Eisenkreis angeord= net ist, F_i g. 3 und 4 zwei Sperrmagnetsysteme, bei denen einer oder beide "Schenkel des U-förmigen Eisenkreises mit zwei unsymmetrisch angeordneten fensterartigen Ausschnitten versehen ist.In the following, the invention will be described in greater detail on the basis of the exemplary embodiments explained. It shows F i g. 1 the simplest arrangement of a blocking magnet system according to the invention, F i g. 2 shows an arrangement in which the permanent diaphragm can be rotated in front of a U-shaped Iron circle is arranged, F_i g. 3 and 4 two blocking magnet systems, in which one or both "legs of the U-shaped iron circle with two asymmetrically arranged window-like cutouts is provided.

In der F i g. 1 ist ein geschlossener Eisenkreis 1, dessen beide Längsstege 2 und 3 unterschiedliche Querschnitte haben, mit einer Spule 4 ausgerüstet, die auf dem Steg geringeren Querschnitts angeordnet ist. Parallel zur Spule 4 ist drehbar ein Dauermagnet 5 angeordnet, dessen belle Pole, finit Polschuhen 6 und 7 versehen, den Querverbindungen des Eisenkreises 1 gegenüberstellen. Der Dauermagnetfluß läuft bei dieseln System in beiden Längsstegen 2 und 3 in gleicher Richtung. Beim Einschalten der Spule wird der Erregerfluß nur in den geschlossenen Eisenkreis verlaufen und in den beiden Längsstegen jeweils entgegengesetzte Richtungen haben. Der Wickelginn der Spule ist so gewählt, daß im Längssteg 3 der Dauermagnetfluß Und der Erregerfluß die gleiche i Richtung haben. Der drehbar angeordnete Dauermagnet kann beispielsweise als Anzeigeglied eines Schauzeichens ausgebildet und mit Hilfe einer Rückstellkraft, die bei Sperrung des Eisenkreises für den Dauerfluß wirksam wird, in seine andere Funktionsstellung gebracht werden.In FIG. 1 is a closed iron circuit 1, the two longitudinal webs 2 and 3 of which have different cross-sections, equipped with a coil 4 which is arranged on the web of smaller cross-section. A permanent magnet 5 is rotatably arranged parallel to the coil 4 and its bright poles, provided with finite pole pieces 6 and 7, face the cross connections of the iron circle 1. In a diesel system, the permanent magnetic flux runs in the same direction in both longitudinal webs 2 and 3. When the coil is switched on, the excitation flux will only run in the closed iron circle and have opposite directions in each of the two longitudinal webs. The start of the winding of the coil is chosen so that in the longitudinal web 3 the permanent magnetic flux and the excitation flux have the same i direction. The rotatably arranged permanent magnet can, for example, be designed as a display element of a flag and can be brought into its other functional position with the aid of a restoring force which becomes effective for the continuous flow when the iron circuit is blocked.

F i g. 2 zeigt eine Anordnung mit etwa U-förmigem Eisenkreis 11, wobei in den beiden Schenkeln 12 je eire fensterartiger Ausschnitt 13 vorgesehen ist. Die beiden in jedem Schenkel verbleibenden Begrenzungsstege haben unterschiedliche Querschnitte. Über den Begrenzungssteg geringeren Querschnitts ist bei jedem Schenkel eine Spule 14 gewickelt. Es besteht selbstverständlich die Möglichkeit, den Eisenkreis auch so aufzubauen, daß nur ein Begrenzungssteg mit einem fensterartigen Ausschnitt versehen ist und nur eine Erregerspule zur Sperrung verwendet wird. Vor den beiden durch die Schenkel gebildeten Polschuhen des Eisenkreises ist ein ringförmiger Dauermagnet 15 drehbar angeordnet, der mit zwei Polschuhen 16 und 17 ausgerüstet ist, die wiederum den Polschuhen des U-förmigen Eisenkreises gegenüberstehen. Auch bei dieser Anordnung verläuft der Dauermagnetfluß in den Begrenzungsstegen jedes Schenkels in gleicher- Richtung, während der Erregerfluß den .jeweils für eine Spule geschlossenen Eisenkreis eines der Schenkel benutzt. Der Wickelsinn der Spule ist auch hier so gewählt, daß in dem Steg ge= ringeren Querschnitts DaUermagnetfluß und Erreger= fluß die gleiche Richtung haben. In dieser Figur ist weiterhin angedeutet, daß beispielsweise bei einem Schauzeichen der Anker bei seinem Abfall eine weitere Funktion erfüllen kann. Ein zumindest teilweise magnetisierbaret Kontakt 18 ist so zum Anker angeordnet, daß die beiden Polschuhe in einer Funktionsstellung des Ankers den Kontakt betätigen.F i g. 2 shows an arrangement with an approximately U-shaped iron circle 11, wherein a window-like cutout 13 is provided in each of the two legs 12. The two limiting webs remaining in each leg have different ones Cross-sections. There is a smaller cross-section over the delimitation bar on each leg a coil 14 is wound. There is of course the possibility of the iron circle also to be built in such a way that only a delimitation bar with a window-like cutout is provided and only one excitation coil is used for blocking. Before the two The pole pieces of the iron circle formed by the legs are an annular permanent magnet 15 rotatably arranged, which is equipped with two pole pieces 16 and 17, which in turn face the pole pieces of the U-shaped iron circle. Even with this arrangement the permanent magnetic flux runs in the limiting webs of each leg in the same Direction, while the excitation flow closes the iron circle for one coil one of the legs used. The winding direction of the coil is also chosen here so that In the web, the smaller cross-section, the magnetic flux and the exciter flux are the same Have direction. In this figure it is also indicated that, for example, at a flag, the anchor can fulfill another function when it falls. An at least partially magnetizable contact 18 is arranged in relation to the armature so that that the two pole shoes actuate the contact in a functional position of the armature.

F i g. 3 zeigt eine Anordnung, in der Teile des Eiseiikreises 21 weitere geschlossene Eisenkreise bilden: Ein Magnet 22 ist als 17berbrückung zweier Eisenkreisteile angeordnet. Gegenüber den beiden Polschuhen 23 und 24 ist ein Anker 25 mit einer bei Sperrung des Eisenkreises wirksamen Abreißkraft angedeutet: Ein Teil des Eisenkreises ist mit zwei fensterartigen Ausschnitten 26 und 27 versehen, Die beiden Ausschnitte sind so gegeneinander versetzt, daß Begrenzungsstege unterschiedlichen und im Ver= lauf eines Steges auch wechselnden Querschnittes eiitateheil. Auf dem die beiden Begrenzungsstege ver= bindenden Quersteg 28 ist eine Spule 29 angeordnet: Die Flußrichtungen des Dauermagnetllusses und des Erregerflusses sind durch gestrichelte Linien mit Pfeilen angedeutet, und es ist zu erkennen, daß die beiden Zonen, in denen durch Sättigung gesperrt werden soll, jeweils in Stegen geringeren Querschnittes liegen, während die beiden Zonen, in denen durch Gegenrnagnetisierung gesperrt wird, einen großen Querschnitt haben, Der die beiden Begrenzungsstege verbindende Quersteg 28 hat etwa den gleichen Querschnitt wie die Stegteile, in denen durch Gegenmagnetisiörung gesperrt wird.F i g. 3 shows an arrangement in which parts of the iron circle 21 further Form closed iron circles: A magnet 22 is used as a bridge between two iron circle parts arranged. Opposite the two pole pieces 23 and 24 is an armature 25 with a effective tear-off force when the iron circle is blocked: Part of the iron circle is provided with two window-like cutouts 26 and 27, the two cutouts are offset from one another in such a way that delimitation webs are different and in relation to each other along a web also with changing cross-section. On which the two Binding webs ver = binding cross web 28, a coil 29 is arranged: the directions of flow of the permanent magnet flux and the excitation flux are indicated by dashed lines with Arrows indicated, and it can be seen that the two zones in which through Saturation is to be blocked, each lie in webs with a smaller cross-section, while the two zones, which are blocked by counter magnetization, have one have a large cross-section, the transverse web 28 connecting the two delimiting webs has about the same cross-section as the web parts in which by counter magnetization is blocked.

F i g. 4 zeigt eine im Prinzip gleiche Anordnung wie F i g. 3, jedoch sind hier beide Schenkel 31 und 32 des U-förmigen Eisenkreises 33, an dessen Basis ein Magnet angeordnet ist; mit je zwei fensterartigen Ausschnitten versehen. Die fensterartigen Ausschnitte sind einmal in jedem Schenkel gegeneinander versetzt und außerdem in beiden Schenkeln spiegelbildlich zueinander angeordnet. Auf diese Weise entsteht, z. B, in dem finit 34 bezeichneten Stegteil geringeren Querschnittes eine Sperrzone durch Sättigung, während in dein darüber angeordneten Stegteil35 bedingt durch Dauerniagnetfluß und Spulenanordnung, eine Spertzone der Gegenmagnetisierung auftreten muß, weshalb dieser einen großen Querschnitt hat. Die beidem Stege 36 und 37 werden von der gemeinsamen Spüle 38 umfaßt und haben etwa den gleichen Querschnitt wie die Begrenzungsstegteile, in denen durch Gegenmagnetisierung gesperrt wird.F i g. FIG. 4 shows an arrangement that is basically the same as FIG. 3, however are here both legs 31 and 32 of the U-shaped iron circle 33, at its base a magnet is arranged; each provided with two window-like cutouts. the Window-like cutouts are offset from one another once in each leg and also arranged in mirror image to one another in both legs. To this Way arises, e.g. B, in the finite 34 designated web part of smaller cross-section a restricted zone due to saturation, while in the web part 35 arranged above it Due to the constant flow and coil arrangement, a blocking zone of the counter magnetization must occur, which is why this has a large cross-section. The two webs 36 and 37 are encompassed by the common sink 38 and have approximately the same cross-section how the delimitation web parts, in which it is blocked by counter magnetization.

Claims

Claims: 1. Blocking magnet system with a permanent magnetic flux leading iron circle, of which at least parts form a closed iron circle for form the control flow, the electrical means for blocking by saturation or Counter magnetization are assigned, thereby g e k e n n -z e i c h n e t that the Cross-section of the counter-magnetized iron circle parts larger than the cross-section of the saturated iron circle parts is.

2. Blocking magnet system according to claim 1, characterized in that that the part forming the closed iron circle has a window-like shape Cutout is provided that two delimitation webs of different cross-sections arise, and that one of the two limiting webs carries a blocking coil, through whose winding direction is a blocking flux rectified to the permanent magnetic flux in the web smaller cross-section is effected.

3. Locking magnet system according to claim 1 and 2, characterized in that the part forming the closed iron circle is in this way is provided with two window-like, asymmetrically arranged cutouts that the two delimitation webs receive two sections of different cross-sections, wherein in each case the section of smaller cross section of the one web of the section larger cross-section of the other web is opposite and that the transition points the sections of both delimitation webs by a cross web carrying the blocking coil are connected.

4. Locking magnet system according to claim 3, characterized in that the cross section of the transverse web is essentially equal to the cross section of the through Counter-magnetization is to be blocked limiting web parts. Considered Publications: Austrian Patent No. 202 631; Swiss patent specification No. 311081.