DE535469C - Elektromagnet mit gegenueber der Polflaeche staffelfoermig abgesetztem Anker - Google Patents

Description

• Elektromagnet mit gegenüber der Polfläche staffelförmig abgesetztem Anker Bei den bisherigen Konstruktionen von Elektromagneten besteht der Nachteil, daß die anfängliche Zugkraft beim Einschalten infolge des großen Luftspaltes gegenüber der Endzugkraft sehr gering ist und daß infolgedessen, um überhaupt den Anker in Bewegung setzen zu können, eine sehr starke Erregung erforderlich ist. Da zudem die Kraftwirkung proportional dem Quadrate der magnetischen Liniendichte und diese letztere umgekehrt proportional der Größe des Luftspaltes ist, so sind dadurch Beschleunigungs- und Geschwindigkeitscharakteristiken bedingt, die für bestimmte Zwecke ungünstig oder sogar unzulässig sind. Ein weiterer Nachteil ist der, daß zwischen den anziehenden und abfallenden Amperewindungszahlen ein großes und zugleich unveränderliches Verhältnis besteht. Um diese Nachteile zu umgehen, hat man bereits Kegelkontakte oder ähnliche Konstruktionen angewendet, durch welche aber infolge des schrägen Übertrittes der Kraftlinien und zudem des anfänglich ebenfalls relativ hohen Luftspaltes nur geringe Verbesserungen erreicht worden sind. Ferner werden oft, um die bestehenden Übelstände abzuschwächen, während des Einschaltvorganges Überlastungen des Erregerkreises vorgenommen, um nachher entweder eine Verminderung der Klemmenspannung oder eine Erhöhung des Ohmschen Widerstandes des Erregerkreises eintreten zu lassen. Weiter hat man vorgeschlagen, den Magnetanker in einzelne Teile zu unterteilen, die im Ruhezustand verschieden große Luftspaltabstände in bezug auf den Magnetpol besitzen, die starr oder elastisch in der Anzugsrichtung gekuppelt und die nacheinander zum Anzug kommen. Diese Anordnungen bieten konstruktive Schwierigkeiten.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein Elektromagnet mit staffelförmig gegenüber der Polfläche abgesetztem Anker, bei dem erfindungsgemäß die Polfläche in eine der Zahl der Staffeln des Ankers entsprechende Zahl von Teilbächen unterteilt ist, die bei abgefallenem Anker in einer Ebene liegen.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Abb. r zeigt eine Seitenansicht der Magnete, Abb.2 die Aufsicht auf die Polfläche und Abb. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung an einem Relais.
• Bei dem Beispiel- nach Abb. z und 2 bedeutet a den Magnetkern mit dem Anker b, der in c gelagert ist, m ist die Erregerspule. Der Anker b ist quer zum Pol des Magnetkernes abgestuft, so daß die einzelnen Stufen d, e1, e2, f1, f2 verschieden weit der Polfläche gegenüberstehen, so daß der Luftspalt verschieden groß ist. Die Polfläche des Magnetkernes ist in eine der Zahl der Ankerstufen entsprechende Anzahl Teilflächen g, hl, h2, il, i2 unterteilt, die den zugehörigen Ankerteilflächen gegenüberstehen. Die Polflächen hl, h2 sind miteinander starr verbunden und mit dem Flächenteil g an Bolzen n leicht gleitend geführt. Die magnetische Brücken des Poles bildenden Teilflächen g, hl, h2 stehen unter Wirkung der Federn k1, k2, k3. Sobald die Spule m erregt wird, entstehen auf allen Ankerstufen Kraftliniendichten entsprechezid den Lüftspaltgrößen. Der Krafthnienfluß tritt zuerst von d senkrecht` auf g und geht von dort je zur Hälfte über h1 und h2 auf die Schenkel des Joches a. Sobald d auf die Brücke @ aufstößt, wird diese zurückgeschoben, und damit hört deren Zugwirkung auf. Der magnetische Fluß geht nun allmählich von d direkt auf lt, und h2 über und wird, da der Luftspalt zwischen d und hl, h, allmählich größer wird, gedämpft und über die zweiten Stufen e1, e, getrieben. Die gleiche Wirkung tritt in den folgenden Stufen ein, deren beliebig viele angeordnet werden können. Die Zugkraft der nacheinander zur Wirkung kommenden Stufen vergrößert sich mit abnehmendem Luftspalt in hohem Maße.
• Die magnetischen Brücken g und hl, h2 erhalten geringe Maße und werden deshalb beim Auftreffen des . Ankers leicht beschleunigt, Durch diese Stufenanordnung wird bei gleicher Erregung von Anfang an eine bedeutend größere und gleichmäßigere Zugkraft und damit Geschwindigkeit erreicht als mit den bekannten Konstruktionen. Die Kraftlinien treten überall senkrecht ein und aus, d. h. man hat die beste Zugwirkung.
• -Abb. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Relais. Es ist dabei nur eine einzige magnetische Brücke o angenommen. Da beim Anziehen die Brücke o und die beidseitigen Magnetschenkel p1, p2 mitwirken, das Abfallen hingegen nur von den beiden letzteren abhängig ist, so können Anzug- und Abfallamperewindungen in ein bedeutend günstigeres Verhältnis zueinander gebracht werden als bei den üblichen Konstruktionen. Auch eine diesbezügliche Regulierung auf einen bestimmten Wert ist ohne weiteres durch Verschieben der unteren Brückenlage mittels einer Stellschraube s möglich, die zugleich als Führungsbolzen dient. Das Anziehen bei einer gewünschten Amperewindungszahl kann durch Veränderung des Ankergewichtes oder Federregulierung erreicht werden. Beim Abfallen des Ankers fällt auch die Brücke ab und erst im Moment, wo die Brücke die unterste Endlage erreicht hat, erfolgt eine Trennung zwischen beiden, In diesem Moment beginnt somit wieder eine stärkere Zugwirkung. Ein Abfallen ist aber trotzdem möglich infolge der bereits vorhandenen kinetischen Energie des Ankers und der reduzierten Erregung. Die Anordnung gemäß der Erfindung gestattet, alle Elektromagnete für irgendwelchen Zweck ganz bedeutend zu verbessern. Insbesondere günstig erweist sich diese Abstufung bei großen Hüben. Die Verbesserung kann ausgenutzt werden zur Erhöhung der Zugkraft oder zur Verminderung der Erregerleistung oder aber für beide Zwecke zugleich.

Claims (3)

1. PATRNTANSPRÜCIiR i. Elektromagnet mit gegenüber der Polfläche staffelförmig abgesetztem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche in eine der Zahl der Staffeln des Ankers-entsprechende Zahl von Teilflächen unterteilt ist, die bei abgefallenem Anker in einer Ebene liegen.
2. 2. Elektromagnet nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, -daß die einzelnen die Polfläche bildenden Teile unter Federwirkung stehen.
3. 3. Elektromagnet nach Anspruch = und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche quer zum Kern unterteilt ist. q.. Elektromagnet nach Anspruch x bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Polflächen gleitend auf besonderen Führungsstangen gelagert sind: 6. Elektromagnet nach Anspruch q. mit in einer ungeraden. Zahl von Teilflächen unterteilten Polfläche, dadurch gekennzeichnet, da.ß je eine oberhalb und unterhalb des Mittelstückes liegende Teilfläche starr miteinander verbunden ist. 6. Elektromagnet nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Teilflächen zwischen diese umfassenden äquipotentialen Schenkeln des Poles liegen. 7. Elektromagnet nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß den Teilflächen nur ein fester Polschenkel zugeordnet ist. B. Elektromagnet nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines kleinen Verhältnisses zwischen anziehenden und abfallenden Amperewindungszahlen die als magnetische Brücken zwischen festen Polschenkeln. beweglichen Teilfläche relativ groß gegenüber der Schenkelfläche ist. g. Elektromagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltstellung der Brücke durch Stellschrauben veränderlich ist,