Drehmagnet für Verstellwinkel unterhalb 90 Ein Drehmagnet ist ein
Elektromagnet mit einem drehbaren Anker, der, je nach der wechselnden Stärke des
Magnetismus, im erregten Teil eine bestimmte Stellung einnimmt. Drehmagnete werden
als Einstellorgane für elektrische Kontakte und Regelwiderstände, für hydraulische
oder pneumatische Ventile und Schieber, zur Betätigung von optischen und akustischen
Signalen, als Auslöseorgane für Sicherheitsvorrichtungen sowie als Anzeigeorgane
für Meß- und Registrierinstrumente benutzt.Rotary solenoid for adjustment angles below 90 A rotary solenoid is a
Electromagnet with a rotatable armature, which, depending on the changing strength of the
Magnetism, occupies a certain position in the excited part. Rotary magnets are
as setting devices for electrical contacts and control resistors, for hydraulic ones
or pneumatic valves and slides, for the actuation of optical and acoustic
Signals, as triggering devices for safety devices and as display devices
used for measuring and recording instruments.
Der Drehmagnet nach der Erfindung zeichnet sich trotz kleiner Verstellwinkel
durch besondere Genauigkeit der Einstellung bei verhältnismäßig großem Drehmoment
aus. Er besteht aus einem Topfmagneten, dessen Kern aus vier segmentförmigen Polschuhen
gebildet ist, die zu je zweien symmetrisch und durch zwei breite; in der Richtung
der Spulenachse verlaufende Luftschlitze getrennt an den Enden des Spulenhohlraums
angeordnet sind, und dessen Anker mit zwei Eisensegmenten versehen ist, die den
axialen Luftabstand zwischen je zwei Polschuhen magnetisch überbrücken.The rotary magnet according to the invention is distinguished in spite of the small adjustment angle
due to the particular accuracy of the setting with a relatively high torque
the end. It consists of a pot magnet, the core of which consists of four segment-shaped pole pieces
is formed, each two symmetrical and by two wide; in that direction
the coil axis extending louvers separated at the ends of the coil cavity
are arranged, and the anchor is provided with two iron segments that the
Magnetically bridge the axial air gap between each two pole pieces.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für die Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i den neuen Drehmagneten im Längsschnitt, Abb.
z denselben im Querschnitt nach der Linie X-X. Abb. 3 zeigt schematisch die
beiden Endstellungen des Ankers, Abb. q. die Drehmomentkurve des Magneten, während
in Abb. 5 und 6 eine Ausführungsform mit zwei gegenläufigen Drehmagneten nach der
Erfindung veranschaulicht ist.In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown, namely Fig. I shows the new rotary magnet in longitudinal section, Fig. Z shows the same in cross section along line XX. Fig. 3 shows schematically the two end positions of the anchor, Fig. Q. the torque curve of the magnet, while in Fig. 5 and 6 an embodiment with two counter-rotating magnets according to the invention is illustrated.
Gemäß Abb. i und a ist die Erregerspule a des Magneten in einen Eisenmantel
b eingeschlossen, der ebenso wie die beiden Stirnplatten c zugleich als Schutz und
als magnetischer Rückschluß in an sich bekannter Weise dient. In dem Hohlraum der
Spule befinden sich in nach Längs- und Querachse symmetrischer Anordnung die vier
Polschuhe d, e, f, g von - segmentförmiger Gestalt, von denen je zwei radial
gegenüberliegende die gleiche Polarität besitzen, z. B. d und e Nordpole
N, f und g Südpole S sind. Der Teil h
zwischen den beiden Polen ist
eisenfrei. Er wird durch die beiden Eisenbeläge i und k
des Drehankers
überbrückt, dessen Tragstück m unmagnetisch und auf der Drehachse n befestigt ist.
Die magnetischen Beläge i und k haben ebenfalls Segmentform oder bilden Abschnitte
eines Hohlzylinders. Sie sind länger als der Polabstand h, aber schmäler als der
Querschlitz o (Abt. z) zwischen den Polschuhen des gleichen Spulenendes. Der Anker
i, k, m, tt wird bei unerregtem Magnetfeld von der Gegenkraft gegen den Anker
g gezogen.According to Fig. I and a, the excitation coil a of the magnet is enclosed in an iron jacket b, which, like the two end plates c, serves both as protection and as a magnetic return in a manner known per se. In the cavity of the coil, in a symmetrical arrangement along the longitudinal and transverse axes, the four pole shoes d, e, f, g of - segment-like shape, of which two radially opposite each other have the same polarity, z. B. d and e are north poles N, f and g are south poles S. The part h between the two poles is iron-free. It is bridged by the two iron coverings i and k of the rotating armature, the supporting piece m of which is non-magnetic and is attached to the axis of rotation n. The magnetic linings i and k also have a segment shape or form sections of a hollow cylinder. They are longer than the pole spacing h, but narrower than the transverse slot o (section z) between the pole pieces of the same coil end. The armature i, k, m, tt is pulled against the armature g by the counterforce when the magnetic field is not excited.
Gleichmäßigen Luftspalt y vorausgesetzt, wächst das Drehmoment des
Magneten bei steigender Erregung von der Nullage bis zur in Abb. a gezeichneten
Mittelstellung des Ankers mehr als proportional dem Ausschlagwinkel a (Abt. 3),
bei stärkerer Erregung
wird die Drehmomentszunahme immer geringer,
so lange, bis der gesamte Polbogen der Ankerbeläge i, k von den Polschuhen
d, e, f, g
umfaßt wird; eine weitere Verstärkung des Magnetismus bedingt keine
weitere Zunahme des Drehmoments. Das DrehmomentD ist ri Abb. 4 in Abhängigkeit vom
Ausschlagwinkel a bzw. von der Stellung des ^ Ankers aufgetragen. _ -_ Durch ungleichmäßige
Bemessung des Luftspalts r oder durch unproportionale Bemessung des Gegendrehmoments
(p X Hebelarm) läßt sich in bekannter Weise der CharakteristikD= f (a) eine
beliebige gewollte Form geben, z. B. auch die einer Geraden.Assuming an even air gap y, the torque of the magnet increases with increasing excitation from the zero position to the center position of the armature shown in Fig. until the entire pole arc of the armature linings i, k is encompassed by the pole pieces d, e, f, g ; a further increase in magnetism does not result in a further increase in torque. The torque D is plotted in Fig. 4 as a function of the deflection angle a or the position of the armature. _ -_ By unevenly dimensioning the air gap r or by disproportionately dimensioning the counter torque (p X lever arm), the characteristic D = f (a) can be given any desired shape in a known manner, e.g. B. also that of a straight line.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 und 6, deren erstere einen Längsschnitt
und deren letztere einen Querschnitt nach Y-Y zeigt, kann die Gegenkraft p fortfallen.
Es handelt sich hier um eine Vorrichtung, die ihr bewegliches Organ bzw. die Welle
n in Abhängigkeit von der Summe oder Differenz oder auch vom Produkt oder Quotienten
zweier Größen verstellt. Hier sind zwei Drehmagnete nach der Erfindung zusammengebaut
und zu beiden Seiten eines isolierenden Trägers s befestigt. Speist man beispielsweise
die Spule ai proportional dem Strom, die Spule a2 proportional der Spannung an einem
bestimmten Punkte eines elektrischen Verteilungsnetzes, so findet die Verdrehung
der Welle n nach Maßgabe des Widerstandes oder (bei Wechselstrom) der Impedanz des
betrachteten Leitungsstückes statt, eine Messung, die beim Selektivschutz von Leitungsnetzen
eine Rolle spielt. Die beiden Anker ml und m2 sind gegen die Mittellage symmetrisch
versetzt, so daß sich bei gleicher Erregung der beiden Magnetspulen a1 und a2 ihre
Drehmomente aufheben. Man läßt zweckmäßig die beiden Anker nur auf dem mittleren,
nahezu geradlinigen Teil der Drehmomentkürve arbeiten, so daß das Drehsystem in
diesem Ausschlagsbereich praktisch astatischen Charakter besitzt. Infolgedessen
wird der Drehmagnet zu einem höchst empfindlichen Ansprechorgan, das nach der einen
oder anderen Seite ausschlägt, je nachdem eine bestimmte Grenzimpedanz über- oder
unterschritten wird.In the embodiment according to Fig. 5 and 6, the former is a longitudinal section
and the latter shows a cross section according to Y-Y, the counterforce p can be omitted.
It is a matter of a device that its moving organ or the shaft
n as a function of the sum or difference or also of the product or quotient
two sizes adjusted. Here two rotary magnets are assembled according to the invention
and attached to both sides of an insulating beam. If you dine, for example
the coil ai proportional to the current, the coil a2 proportional to the voltage across one
certain points of an electrical distribution network, the twist takes place
of the wave n according to the resistance or (with alternating current) the impedance of the
observed line section instead, a measurement that is used for the selective protection of line networks
plays a role. The two anchors ml and m2 are symmetrical towards the central position
offset so that with the same excitation of the two magnet coils a1 and a2 their
Cancel torques. It is advisable to leave the two anchors only on the middle,
almost straight part of the torque curve, so that the rotating system in
this deflection area has practically astatic character. Consequently
the rotary magnet becomes a highly sensitive response organ, which according to the one
or the other side deflects, depending on whether a certain limit impedance is exceeded or
is fallen below.