-
Mit Wechselstrom zu betreibender Magnetisierungsapparat Es sind Magnetisierungsapparate
bekannt, bei denen die das magnetisierende Kraftlinienfeld erzeugenden Spulen mit
Wechselstrom beschickt werden, wobei die Unterbrechung des die Magnetisierungsspulen
durchfließenden Wechselstromes durch ein polarisiertes Relais erfolgt, das zu den
Magnetisierungsspulen parallel oder in Serie geschaltet ist. Bei den bekannten Apparaten
dieser Art besteht das polarisierte Relais aus einem permanenten Magnet und einem
Wechselstromelektromagnet.
-
Bei solchen Apparaten kann es geschehen, daß sich die Stärke des Kraftlinienfeldes
des permanenten Magnets mit der Zeit ändert; außerdem wird die Stärke des Kraftlinienfeldes
desWechselstrommagnets durch Schwarikungen der Stromstärke in dem Netze, an das
der Apparat angeschlossen ist, beeinflußt. Diese Änderungen der Kraftlinienfelder
der beiden Magnete des Unterbrechungsreläis erfolgen in der Regel nicht im gleichen
Sinn, und dies hat zur Folge, daß die Unterbrechung des die Magnetisierungsspulen
durchfließenden Wechselstromes nicht - finit Sicherheit im richtigen Zeitpunkt der
Wechselstromphase, nämlich in deren Scheitelpunkt, erfolgt. Dadurch entsteht aber
die Gefahr, daß keine volle Sättigung der zu magnetisierenden Gegenstände erreicht
wird.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile der bekannten
mit Wechselstrom zu betreibenden Magnetisierungsapparate dadurch behoben, daß das
Relais, welches zur Unterbrechung des die Magnetisierungsspulen durchfließenden
Wechselstromes dient, einen Wechselstromelektromagnet enthält, der mittels eines
Gleichstromelektromagnets polarisiert ist, welcher durch gleichgerichteten Wechselstrom
aus derselben Stromquelle wie der Wechselstromelektromagnet erregt wird.
-
Die Fig. i und 2 der Zeichnungen veranschaulichen in schematischer
Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
-
Bei der Ausführungsform nach der Fig. i sind die Magnetisierungsspulen
M an dem einen Ende mittels einer Leitung 2 und an dem anderen Ende mittels einer
Leitung 3 an ein Wechselstromnetz W angeschlossen. In der Leitung 3 sind hintereinander
ein Schalter S1, ein Umschalter S3 und ein zweiter Schalter S2 angeordnet, deren
Zweck später angegeben ist; außerdem ist in der Leitung 3 ein Unterbrecher U angeordnet,
der von einem aus einem Wechselstromelektromagnet q., einem Gleichstromelektromagnet
5 und beinern Anker 6 bestehenden polarisierten Relais betätigt wird.
-
Der Unterbrecher U besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel.
aus den beiden Kontakten 7, 8, von denen der eine, 7, auf einer Platte 9 fest gelagert
ist und über .ein Stromschlußstück io sowie eine Klemme i i an den einen Ast der
Leitung 3 angeschlossen ist. Der zweite Kontakt 8 befindet sich an einem zweiarmigen
Hebel 12, der mittels eines Drehzapfens 14 auf einem Ständer 13 gelagert
ist
und an seinem dem Kontakt 8 entgegengesetzten Ende den Anker 6 des Relais trägt.
Zwischen den Teilen 8, i2 und 13 besteht Stromschluß, und der Ständer 13
ist mittels einer Klemme 15 mit dem zweiten, zu den Magnetisierungsspulen
M führenden Ast der Leitung 3 verbunden. Der Lagerzapfen 14 befindet sich auf der
von dem Kontakt 8 abgewendeten Seite des Schwerpunktes des Hebels 12, so daß der
den Kontakt 8 tragende Hebelarm durch sein Eigengewicht die Kontakte 7, 8 mit leichtem
Drucke geschlossen hält.
-
Von der Leitung 3 zweigt hinter dem Schalter S2 eine Leitung 16
ab, die zu dem einen Ende der Wicklung 17 des Wechselstrommagnets 4 führt;
das andere Ende der Wicklung 17 ist mittels einer Leitung r8, in die ein Regulierwiderstand
i g eingeschaltet ist, mit der Leitung 2 verbunden, so daß der Wechselstrommagnet
¢ zu den Magnetisierungsspulen M parallel geschaltet ist.
-
Die Enden der Wicklung 2o des Gleichstrommagnets 5 sind mittels der
Leitungen 21, 22 an die Pole eines Gleichrichters, vorzugsweise eines Trockengleichrichters
Q, angeschlossen. In einer dieser beiden Leitungen ist ein Regulierwiderstand 23
angeordnet. Der Gleichrichter G erhält Strom aus der Sekundärwicklung 24 eines Transformators
T, dessen Primärwicklung 25 mittels der Leitungen 26 und 27 an die zu den Magnetisierungsspulen
M führenden Leitungen 2, 3 angeschlossen ist. Der. Anschluß der Leitung 27 an die
Leitung 3 erfolgt, wie die Zeichnung zeigt, zwischen den Schaltern S2 und S3. Der
Transformator T ist somit zu. den MagnetisierungsspulenM parallel geschaltet.
-
Von dem Umschalter S3 führt eine Leitung 28 zu den Enden der Wicklungen
von Entmagnetisierungsspulen E, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine
Fortsetzung der Wicklung :der Magnetisierungsspulen M bilden. Wenn der Apparat durch
Schließen des Schalters S1 an das Wechselstromnetz angeschlossen und der Umschalter
S3 aus der mit einer vollen Linie angedeuteten Stellung in die durch eine strichlierte
Linie angedeutete Stellung gebracht wird, so werden dadurch, wie das Schaltungsschema
zeigt, die Leitung 3 samt den an sie anschließenden Leitungen 16 und 27 stromlos,
so daß der Unterbrecher U, die Elektromagnete 4 und 5, der Transformator T und der
Gleichrichter G ausgeschaltet sind. Der Wechselstrom durchfließt dann bloß die Leitung
2, die Spulen M und E und die ' Leitung 28. Diese Schaltung wird in der an sich
bekannten Weise zum Entmagnetisieren von Gegenständen mittels Wechselstromspulen
verwendet. Bei Benutzung zum Magnetisieren von Gegenständen wird der Apparat an
das Wechselstromnetz angeschlossen und der Umschalter Sg -in die mit einer
vollen Linie angedeutete Stellung gebracht, wodurch die Leitung 28 abgeschaltet
wird. Wird nun der Schalter Si geschlossen, so durchfließt, solange der Schalter
S2 soffen ist, der Wechselstrom bloß die Leitungen 2 und 26, den Transformator T
und die Leitung 27, und der aus dem Gleichrichter 0 kommende Gleichstrom
erregt den Gleichstrommagneten 5. Die hinter dem Schalter S2 liegenden Leitungen
3 und 16 sind dagegen noch stromlos, der Unterbrecher U, der Wechselstrommagnet
4 und die Magnetisierungsspulen M somit noch ausgeschaltet. Der erregte Gleichstrommagnets
übt nun auf den Anker 6 eine kräftige Anziehung aus und hält die Kontakte 7, 8 in
Be: rührung miteinander, ohne daß, da die aufeinanderliiegenden Kontakte 7, 8 dies
verhindern, der Anker 6 sich dem Gleichstrommagnet 5 nähern kann.
-
Nun wird der zu magnetisierende Gegenstand in den Bereich des Kraftlinienfeldes
der Magnetisierungsspulen M gebracht und der Schalter S2 geschlossen. Der Wechselstrom
durchfließt nun die Leitung 2, die Magnetisierungsspulen M und die Leitungsteile
3, 13, 12, 8, 7, i o, 3 und S2; außerdem fließt ein Wechselstrom von der
Einstellung des Regulierwiderstandes i9 entsprechender Stärke durch die Zweigleitung
16, die Wicklung 17
des Wechselstrommagnets 4, die Zweigleitung 18
und den Regullerwiderstand i g. Es werden daher sowohl die Magnetisierungsspulen
M als auch der Wechselstnommagnet ¢ erregt, und der letztere bildet nun mit dem
schon vorher erregten Gleichstrommagnet 5 ein polarisiertes Relais, dessen Wirkung
im folgenden beschrieben .ist.
-
Durch das Schließen des Schalters S2 wird der Wechselstrommagnet 4
erregt, und zwar mit sich bei jedem Stromwechsel ändernder Polarität, während der
Gleichstrommagnet 5 stets die gleiche Polarität behält. Erfolgt das Schließen des
Schalters S2 in einer Phase, bei welcher der dem Anker 6 zugekehrte Pol 3 i des
Wechselstronwnagnets 4 die gleiche Polarität besitzt wie der demAnker 6 zugekehrte
Polio des Gleichstrommagnets 5, so verbleibt der Anker 6 in der dargestellten Lage,
die Kontakte 7, 8 bleiben geschlossen, -und der Wechselstrom fließt weiter durch
die Magnetisi:erungsspulenM. Sobald jedoch in der nächsten Halbwelle der Pol 3 i
des Wechsel stromznagnnets 4 die entgegengesetzte Polarität wie der Pül3o des Gleichstrommagnets
5 erhält, zieht der Wechselstrommagnet 4 den Anker 6 an, so daß sich der zweiarmige
Hebel 12 um die Achse 14 dreht. Dadurch
wird der Kontakt 8 vom Kontakt
7 abgehoben.
-
Je nachdem der Po13o des Gleichstrommagnets 5 als Nord- oder Südpol
gewählt wird, erfolgt somit die Unterbrechung des die Magnetisierungsspulen M durchfließenden
Wechselstromes immer in der einen oder anderen Halbwelle, so daß die gewünschte
Polarität des zu magnetisierenden Gegenstandes in jedem Fall mit Sicherheit erzielt
wird.
-
Durch entsprechende Einstellung der Regulierwiderstände i9 und 23
kann das Kräfteverhältnis zwischen dem Wechselstrommagnet 4 seinerseits und dem
Gleichstrommagnet 5 andererseits so gewählt werden, daß der Wechselstromelektromagnet
4 erst im Scheitelpunkt der Wechselstromphase den Anker 6 entgegen der Wirkung des
Gleichstrommagnets 5 anzuziehen vermag. Durch eine solche Einstellung der Widerstände
i 9 und 23 wird somit einerseits verhindert, daß der Wechselstrommagnet 4 zu kräftig
wird und auch bei gleicher Polarität der Pole 30, 31 den Anker 6 dem Gleichstrommagnet
5 entreißt, andererseits wird erzielt, daß die Unterbrechung des die Mägnetisierungsspulen
M durchfließenden Wechselstromes im Scheitelpunkt der Wechselstromphase oder in
der Nähe derselben, daher unter Ausnutzung des stärksten Kraftlinienfeldes erfolgt.
-
Nachdem der Anker 6 durch den Wechselstrommagnet 4 angezogen worden
ist und sich von dem Po13o des Gleichstrommagnets 5 entfernt hat, . reicht bei entsprechender
Einstellung der Widerstände 19 und 23 die Kraft des Gleichstrommagnets 5 nicht mehr
hin, um innerhalb des Phasenwechsels den Anker 6 von dem Wechselstrommagnet 4 abzuziehen
und dadurch die Kontakte 7, 8 wieder zu schließen. Der Stromdurchgang durch die
Magnetisierungsspulen M bleibt daher,- nachdem einmal das polarisierte Relais 4,
5 zur Wirkung gelangt ist, dauernd unterbrochen.
-
Der in den Bereich des Kraftlinienfeldes der Magnetisierungsspulen
gebrachte und die gewünschte Polarität aufweisende Gegenstand wird nun bei geschlossenem
Schalter S2- aus dem Bereich der Spulen M gebracht. Wird dann der Schalter Sz wieder
geöffnet und dadurch der Wechselstrommagnet 4 abgeschaltet, so zieht der Gleichstrommagnet
5 den Anker 6 wieder an und führt ihn in seine ursprüngliche Lage zurück. Werden
nun durch Öffnen des Schalters Si auch der Transformator T, der Gleichrichter G
und der Gleichstrommagnet 5 wieder stromlos gemacht, so verbleibt der Anker 6 infolge
des übergewichtes des den Kontakt 8 tragenden Armes des Hebels 12 in der Lage, in
die ihn der Gleichstrommagnet 5 gebracht hat.
-
Um die Rückführung des Ankers 6 in die Ruhelage zu erleichtern, ist
:eine kleine Feder 32 vorgesehen, die jedoch an dem in der Ruhestellung befindlichen
Hebel i 2 nicht anliegt, sondern erst zur Wirkung gelangt, sobald der Anker 6 sich
dem Wechselstrommagnet 4 genähert hat.
-
Der Gleichstrommagnet 5 wirkt somit auf ähnliche Weise wie der permanente
Magnet eines polarisierten Relais, nur mit dem Unterschiede, daß nach neinmaliger
Einstellung der Regulierwiderstände i 9 und 23 seine Feldstärke stets im richtigen
Verhältnis zu der Feldstärke des Wechselstrommagnets 4 steht. Beim Auftreten von
Spannungsänderungen in dem Wechselstromnetz, insbesondere beim An- und Abschalten
von an das gleich Wechselstromnetz angeschlossenen .größeren Verbrauchsstellen,
haben nämlich diese Spannungsänderungen in dem Wechselstrommagnet 4 und in dem Gleichstrommagnet
5 genau die gleichen Änderungen der Stärke des Kraftlinienfeldes zur Folge. Bei
Verwendung seines permanenten Magnets an Stelle des Gleichstrommagnets 5 unterliegt
dagegen bloß der Wechselstrommagnet q. den Schwankungen des Wechselstromnetzes,
und außerdem ändert sich bekanntlich mit der Zeit die Feldstärke von permanenten
Magneten, wodurch zeitweilig oder dauernd die Stärke des Wechselstrommagnets und
des permanenten Magnets nicht mehr im richtigen Verhältnis zueinander stünden. Dies
kann, je nach den zeitweiligen- Spannungsänderungen im Wechselstromnetz und en Änderungen
in der Feldstärke eines permanenten Magnets, zur Folge haben, daß -der Wechselstrommagnet
4 den Anker 6 nicht im richtigen Zeitpunkt, zu langsam. oder überhaupt nicht anzuziehen
vermag. Diese Nachteile könnten auch-durch Vorschaltung eines Regulierwiderstandes
vor die Wicklung des Wechselstrommagnets 4 nicht behoben werden, da es unmöglich
ist, einen solchen Widerstand den zeitweiligen und plötzlichen Schwankungen im Wechselstromnetz
entsprechend einzustellen.
-
Bei der Ausführungsform nach der Fig.2 sind die beiden Elektromagnete
4, 5 waagerecht gelagert, und der zwischen ihnen befindliche Anker 6 ist selbst
als Unterbrecher (U, Fig. i) für den die Magnetisierungsspulen durchfließenden Wechselstrom
ausgebildet. Zu diesem Zweck ist der Kontakt 7 an dem einen Ende des Metallkernes
des Gleichstromelektromagnets 5 vorgesehen; das andere Ende des Metallkernes 5 ist
mit dem zu den Magnetisierungsspulen M führenden Ast der Leitung 3 verbunden. Der
zweite Kontakt 8 ist an dem Anker 6 angebracht, dessen Hebel 12 bei 14 derart drehbar
gelagert ist, daß er sich samt dem Anker 6 und dem Kontakt
8 durch
das Eigengewicht dieser Teile verschwenkt (in der Fig.2 nach links) und die Kontakte
7 und 8 voneinander trennt, wenn der Gleichstrommagnet 5 stromlos ist. Ein Anschlag
34 begrenzt die Bewegung des Ankerhebels 12, so daß er sich nicht an den Metallkern
des Wechselstrommagnets q, anlegen kann. Der Ankerhebel 12 ist mittels eines Kupferdrahtes
35 mit einer Klemme 36 verbunden, welche an den zur Stromquelle führenden Ast der
Leitung 3 angeschlossen ist. Die beiden Kontakte 7, 8 sind aus Wolfram oder einem
sonstigen diamagnetischen Metall hergestellt. Statt der beiden Schalter S1 und Sg
(Fig. i) ist ein Doppelschalter S4 vorgesehen, während der als Druckknopf= schaltet
ausgebildete Schalter S2 in der Leitung 3 vor diesem Doppelschalter S4 argeordnet
ist. Je nach der Einstellung des Doppelschalters S4 erfolgt durch das nachherige
Schließen des Schalters S2 das Magnetisieren bzw. Entmagnetisieren.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Fig. 2 ist genau die gleiche
wie bei der nach Fig. i. Wenn der Gleichstrommagnet 5 erregt wird, so zieht er den
Anker 6 an, schließt die Kontakte 7 und 8 und dadurch den die Magnetisierungsspulen
M enthaltenden Stromkreis; die Unterbrechung findet wieder durch die Wirkung des
Wechselstrommagnets q. statt.
-
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist ferner der Träger 38 des
Wechselstrommagnets q. mittels einer Schlitzführung 39 und zweier Klemmschrauben
40 verschiebbar gelagert, so daß sein Abstand von dem Gleichstrommagnet 5 geändert
werden kann. Dadurch kann die Wirkung der Kraftfelder der beiden Elektromagnete
q., 5 auf den Anker 6 geregelt werden, so daß die beiden Regulierwiderstände i9
und 23 entfallen können. Selbstverständlich könnte auf die gleiche Weise und zu
dem gleichen Zwecke auch der Gleichstrommagnet 5 verstellbar gelagert sein.