DE424674C

DE424674C - Elektromagnet

Info

Publication number: DE424674C
Application number: DEL55350D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-07-22
Filing date: 1922-04-08
Publication date: 1926-02-02
Also published as: GB189174A; FR550357A; US1501787A; FR550351A

Description

REICH

AUSGEGEBEN AM 2. FEBRUAR 1926

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- J& 424674 KLASSE 21 g GRUPPE 2

(L 553S0 VIIIj2ig)

Howard Lacy in Haycroft, Engl. Elektromagnet.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. April 1922 ab.

For diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsyertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in England vom 22. Juli 1921 beansprucht.

Für zahlreiche Verwendungen von Elektro- ; großen Vor schaltwiderständen. Es ist auch magneten ist es erforderlich, die magnetische i bereits vorgeschlagen, die Änderung der ErErregung des Kernes den jeweiligen Verhältnissen ι regung des Magnetkerns durch Änderung der entsprechend zu verändern. Dies geschieht im Schaltung von Wicklungslagen um den Kern, allgemeinen durch Anwendung von verschieden die aus verschieden starken Drähten bestehen,

zu bewirken, ohne daß jedoch die bisher vorgeschlagenen Anordnungen zu befriedigenden Ergebnissen geführt hätten.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneten, dessen Eisenkern mit einer Mehrzahl von getrennten Drähten umwickelt ist, deren Stärke von innen nach außen abnimmt und von welchen jeder mit beiden Enden an dem gleichen Ende des Elektromagneten herausgeführt ist, so daß man die einzelnen Drähte in mehrfacher Weise, also in Reihe, nebeneinander oder gemischt, schalten und demgemäß die Erregung des Kernes je nach der Schaltung verändern kann. Die neue Anordnung der Erregerwicklungen des Elektromagneten ist dadurch gekennzeichnet, daß die zur Wicklung gehörenden getrennten Drähte, deren Wicklungslagen mit Sorgfalt gegeneinander und gegen den Kern zu isolieren sind und in ihrer Stärke von innen nach außen abnehmen, so angeordnet sind, daß jeder Draht in zwei Lagen in gleichem Wicklungssinn von einem Ende des Kernes zum anderen und von diesem zurück zum ersten geführt ist, und daß der Wicklungssinn aufeinanderfolgender Drähte einander entgegengesetzt ist; auf den Kern ist eine gerade Anzahl von Drähten gewickelt. Bei dieser Anordnung findet jedes von einem Draht gebildete Drahtlagenpaar, dessen beide Lagen in dem gleichen Wicklungssinn um den Kern gewunden sind, ein weiteres ihm entsprechendes Drahtlagenpaar, das in entgegengesetzter Richtung gewunden ist.

Die Wicklung jedes Drahtes in zwei gleichlaufenden Lagen ermöglicht in einfacher Weise, Anfang und Ende jedes Drahtes an dem gleichen Magnetende herauszuführen, um die verschiedenen Schaltungen vornehmen zu können. Die Gegenläufigkeit in der Wicklungsrichtung der aufeinanderfolgenden Drähte läßt die Summe der Differenzen in den Ampere-Windungszahlen der einzelnen Drahtpaare bei den verschiedenen möglichen Schaltungsweisen zur Erregung des Magneten wirksam werden.
Die Geradzahligkeit der Drähte bewirkt, daß kein Draht und keine Drahtverbindung ohne den gegenläufigen Partner bleibt.

Die durch diesen Aufbau des Magneten gegebene Möglichkeit verschiedenartiger Schaltung seiner Wicklungsbestandteile hat zur Folge, daß man bei der Wahl der Drahtstärken den dem Kern benachbarten stärksten Draht der durchschnittlichen Strombelastung des Magneten anzupassen hat; über den Durchschnittswert hinausgehende Belastungen des Magneten können durch Parallelschaltung von Draht-■ lagenpaaren aufgenommen werden.

Die schrittweise abnehmenden Stärken der

einander umschließenden Wicklungsdrähte richten sich nach der Zahl der Mehrwindungen je Draht, welche erforderlich sind, um die gewünschte magnetische Erregung des Kernes zu ■ erzieien.

Die Anzahl der zum Aufbau des Magneten zu verwendenden, in je zweiLagen zu wickelnden Drähte richtet sieb, nach der Spannung, 'für welche der Magnet bestimmt ist, und nach dem Verwendungszweck, dem derselbe dienen soll.

Wenn die Wicklungen eines solchen Elektromagneten sämtlich hinter einandergeschaltet werden, so ergibt sich für den Magneten entsprechend der vor dem Widerstand der so hintereinandergeschalteten Drähte abhängigen Stromstärke die geringste magnetische Erregung des Kernes.

Wird nun die Schaltung der Drähte geändert, indem man beispielsweise die beiden äußersten, gegenläufig zueinander gewickelten, dünnsten Drahtlagenpaare parallel zueinander schaltet und mit den übrigen in Reihe geschalteten Drahtlagenpaaren des Magneten zusammenschaltet, dann wird die Wirkung erhöht entsprechend der durch Verminderung des Widerstandes der parallel geschalteten Drähte erhöhten Stromstärke.

In gleicher Weise läßt sich die Erregung des Magnetkerns weiter steigern, indem man die Zahl der parallel geschalteten Drahtlagenpaare vermehrt und die parallel geschalteten Paare mit den übrigen hintereinandergeschalteten Drahtlagenpaaren verbindet.

Hieraus ergibt sich aber unmittelbar weiter' daß es für die Erreichung der verschiedensten Abstufungen in der Erregung des Magnetkerns keines besonderen Vorschaltwiderstandes bedarf. Der Aufbau des Elektromagneten gemäß der Erfindung kann beispielsweise in der Weise erfolgen, wie es in Abb. 1 (Querschnitt durch einen Magnetschenkel) und Abb. 2 (Seitenansicht und teilweiser Längsschnit des Schenkels) dargestellt ist.

A ist der aus einem Bündel weicher Eisendrähte gebildete Kern, auf welchem an jedem Ende eine die Drähte zusammenhaltende Scheibe B aus magnetischem Material sitzt, welche etwa den doppelten Durchmesser des Kernes hat; außerdem befindet sich an jedem Ende des Keines eine ebenfalls auf denselben aufgesetzte Scheibe C aus Isoliermaterial, welch letztere dazu dienen soll, die Wicklungen an ihren Enden zu begrenzen.

Nachdem der Kern A beispielsweise in einer Länge von 30 cm mit einem Durchmesser von 3 cm aufgebaut und die Scheiben B und C darauf aufgesetzt sind, wird der Kern in an sich bekannter Weise sorgfältig isoliert und darauf mit dem Aufwickeln der Drähte begonnen. Zunächst wird ein Draht α von beispielsweise 1,82g mm Durchmesser auf den Kern in der Richtnng der Drehung des Uhrzeigers in zwei Schichten aufgewickelt, wobei zwischen

die beiden Schichten sorgfältig Isoliermaterial gebracht wird. Der Anfang a¹ und das Ende a² des Drahtes α werden an dem gleichen Ende des Elektromagneten herausgeführt. Auf die zweite Wicklungslage des Drahtes α und sorgfältig gegen sie isoliert wird dann in der der Drehung des Uhrzeigers entgegengesetzten Richtung ein Draht δ von beispielsweise 1,626 mm Durchmesser gewickelt, und sobald eine Wicklungsschicht vollendet ist, wird diese wiederum sorgfältig isoliert und darauf eine zweite Schicht ebenfalls in der der Drehung des Uhrzeigers entgegengesetzten Richtung gewickelt; Anfang δ¹ und Ende δ² des Drahtes b werden an demselben Ende des Magneten herausgeführt wie die Enden des Drahtes a.

Hierauf fährt man mit der Umwicklung des Kernes fort, indem man nacheinander Drähte c, d, e, f von beispielsweise 1,422 bzw. 1,216 bzw.

ao I,or6 bzw. 0,914 mm Durchmesser anwendet und jeden derselben, ebenso wie die Drähte a, b, in zwei Lagen gleichen Wicklungssinnes, aufeinanderfolgende Drahtpaare jedoch in entgegengesetztem Wicklungssinn wickelt unter sorgfältiger Isolierung der einzelnen Drahtlagen gegeneinander. Beide Enden jedes dieser Drähte c, d, e, f werden auch am gleichen Ende des Magneten herausgeführt wie die Enden der Drähte α und δ, wie dies bei c¹, c-, d¹, cP, e¹, eⁱ, f\ f^z angedeutet ist.

Wegen der Abnahme der Drahtstärken von innen nach außen nimmt die Zahl der den Zwischenraum zwischen den Scheiben C an den Magnetkernenden ausfüllenden Drahtwindungen fortschreitend zu.

Bei Versuchen mit einem in der vorstehend angegebenen Weise gewickelten Magneten, dessen aus weichen Eisendrähten bestehender Kern von rund 2.5 cm Durchmesser und 30cm Länge mit 8 Drähten in Stärken von 1,829 ^mm< 1,626 mm, 1,422 mm, 1,219 mm, 1,016 mm,. 0,914 mm, 0,810 mm und 0,71 mm Durchmesser in der beschriebenen Weise umwickelt war, wurden beim Anschalten an eine Leitung von 50 Volt Spannung folgende Stromstärken in Ampere und folgende Tragkräfte festgestellt:

bei Hintereinanderschaltung sämtlicher

Drähte eine geringe» nicht besonders gemessene Stromstärke und eine Tragkraft von rund 5 kg, bei Parallelschaltung des 7. und 8. Drahtes und Anschaltung an die in Reihe geschalteten Drähte 1 bis 6 eine Stromstärke von 4 Ampere und eine Tragkraft von rund 8 kg,

bei Parallelschaltung der Drähte 6, 7 und 8 und Anschaltung an die hintereinandergeschalteten Drähte r bis 5 eine Stromstärke von Ampere und eine Tragkraft von rund 9,5 kg,

bei Parallelschaltung der Drähte 5 bis 8 und Anschaltung an die hintereinande-geschalteten Drähte 1 bis 4 eine Stromstärke von 20 Ampere und eine Tragkraft von rund 13,5 kg,

bei Parallelschalturg der Drähte 4 bis 8 und Anschaltung an die hintereinandergeschalteten Drähte 1 bis 3 eine Stromstärke von 34 Ampere und eine Tragkraft von rund 15 kg,

bei Parallelschaltung der Drähte 3 bis 8 und Anschaltung an die hintereinandergeschalteten Drähte 1 und 2 eine Stromstärke von 55 Ampere und eine Tragkraft von rund 17,5 kg

und schließlich bei Parallelschaltung der Drähte 2 bis 8 und Anschaltung an den Draht 1 eine Stromstärke von 90 Ampere und eine Tragkraft von rund 20 kg.

Von einer Parallelschaltung sämtlicher Drähte wurde wegen der bei den langdauernden Versuchen eingetretenen Erwärmung Abstand genommen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Elektromagnet, dessen Eisenkern mit einer Mehrzahl von getrennten Drähten umwickelt ist, deren Stärke von innen nach außen abnimmt, und deren beide Enden behufs wechselbarer Schaltung aus dem Elektromagneten herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Anzahl von getrennten Drähten in der Weise angeordnet ist, daß jeder Draht in zwei voneinander isolierten Lagen, deren Wicklungssinn unter sich gleich, jedoch demjenigen des vorangehenden Drahtes entgegengesetzt ist, um den Kern gewunden ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des dem Kern am nächstenliegenden Drahtes so bemessen ist, daß der Draht nicht mehr als den Durchschnittswert derjenigen Strombelastungen, für welche der Magnet bestimmt ist, aufzunehmen vermag.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

. GEDHUCKt IN DEP