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Polarisierte elektromagnetische Vorrichtung mit schwingendem Anker
Das Hauptpatent und diesem entsprechende Veröffentlichungen betreffen eine elektromagnetische
Vorrichtung, insbesondere ein polarisiertes Relais, mit einem magnetischen Kreis
niedrigen Widerstandes, der die Erregerspule, die den veränderlichen Magnetfluß
erzeugt, enthält, und mit einem Dauermagnetkreis verhältnismäßig hohen Widerstandes,
der aus zwei parallelen, über den beweglichen Anker geschlossenen Zweigen besteht.
Diese parallelen Zweige sind derart zueinander angeordnet, daß die einen ihrer gleichnamigen
Pole sich an dem Arbeitsluftspalt, in dem der Anker schwingt, gegenüberstehen, während
die anderen Pole sich in dem schwingenden Anker vereinigen. In jedem der Magnetkreise
ist dabei ein besonderer Dauermagnet vorgesehen. Hieraus ergibt sich der Nachteil,
daß bei nicht völliger Gleichlieit dieser Magnete, sei es, daß diese Eigentümlichkeit
von vornherein vorhanden ist, sei es, daß sich der Zustand dieser Magnete während
des Betriebes allmählich ändert, die auf den Anker wirkenden magnetischen Kräfte
unsymmetrisch werden und dadurch beispielsweise Verzerrungen bei der Übermittlung
telegraphischer Zeichen infolge des einseitigen Arbeitens des Ankers entstehen können.
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Bei dem Gegenstand des Hauptpatents besteht ein weiterer Nachteil
darin, daß über die Dauermagnetkreise ein Nebenschluß zu dem veränderlichen Magnetkreis
gebildet ist, der dessen Einwirkung auf den Anker trotz der hohen magnetischen Widerstände
schwächt.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
die Erregung der beiden Dauermagnetkreise derart durch einen einzigen Dauermagneten
erfolgt, daß der veränderliche Magnetkreis von dem Dauermagnetkreise außer durch
den Arbeitsluftspalt für den Anker durch Teile großen magnetischen Widerstandes
geschieden ist. Dieser Widerstand wird insbesondere durch zusätzliche Luftspalte
herbeigeführt; auch können die den Luftspalt bildenden Polstücke entsprechend bemessen
und aus Material gebildet sein, dessen Magnetisierung im Sättigungsgebiet liegt.
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Es sind bereits polarisierte Relais bekannt, bei denen der. Dauermagnetfluß
in zwei parallelen magnetischen Kreisen durch einen für beide gemeinsamen Dauermagneten
erzeugt
wurde, so- daß_ Änderungen des Magnetismus mit Bezug auf
den Anker völlig symmetrisch waren. Derartige Magnetsysteme waren jedoch insofern
nachteilig gebaut, als der zum, größten Teil aus Weicheisen kleinen magner tischen
Widerstandes bestehende Kreis fii#' den veränderlichen Magnetfluß auch.von deiü.
stetigen Fluß des Dauermagneten auf der gesamten Länge durchsetzt wurde. Durch die
Vorm.agnetisierung der Weicheisenwege entstehen aber erhebliche Hvsteresisverluste,
und die zusätzliche Magnetisierbarkeit des Eisens läßt nach. Diese Überlagerung
des Dauermagnetismus und des veränderlichen Magnetismus ist in der neuen Anordnung
grundsätzlich vermieden, so daß die beiden Magnetflüsse sich nur für ein kurzes,
am Luftspalt gelegenes Stück des Eisenweges überlagern, Nebenschlüsse für den einen
Kreis durch den anderen aber vermieden sind.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt dabei in schematischer Weise die Anordnung
der Einzelteile der elektromagnetischen Vorrichtung, während die Fig. a bis 4 zwei
praktische Ausführungsbeispiele veranschaulichen.
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Bei der Anordnung nach Fig. i wird der veränderliche-Magnetfluß durch
eine Spule.Yp. die auf einem Weicheisenkern K angeordnet ist, erzeugt. An diesen
schließen sich Schenkel L, die durch je einen Luftspalt von den Hauptluftspalt einschließenden
Polstücken 11 getrennt sind. Innerhalb des Hauptluftspaltes schwingt der aus Weicheisen
gefertigte Anker A, der an seinem oberen Ende sich zwischen Kontakten bewegt und
an dein unteren Ende mit einem stabförmigen Dauermagneten P verbunden ist. An den
unteren Pol des Dauermagneten sind zwei Weicheisenj oche 0 angeschlossen, deren
freie Enden S, S',` wiederum durch einen Luftspalt getrennt, den Polstücken Abi
gegenüberstehen. Es werden dementsprechend zwei parallele Dauermagnetflüsse auftreten,
die sich über die Polstücke llf und den im dargestellten Beispiel ',Mordpolarität
aufweisenden Anker erstrecken. Der wechselnde, durch die Spule Sp erzeugte Magnetfluß
verläuft ebenfalls über die Polstücke 31. Infolge der Anordnung der Luftspalte und
durch Wahl eines Materials hohen magnetischen Widerstandes für die Polstücke 11
wird erreicht, daß die Dauermagnetkreise und der veränderliche Magnetkreis praktisch
fast völlig voneinander getrennt sind und sich gegenseitig nicht beeinflussen. Es
wird dadurch eine Änderung des Dauermagnetismus, wie sie sonst bei Spannungsstößen,
die über die Spule Sp verlaufen, verursacht werden kann, verhütet. Durch die Verwendung
nur eines Dauermagneten für die beiden zu speisenden Kreise wird vermieden, daß
ein Machlassen des Dauermagnetismus eine Unsvmmetr ie der auf den Anker wirkenden
Kräfte hervorbringen kann.
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In Fig. a ist ein polarisiertes Relais dargestellt, bei dem der veränderliche
Fluß durch e,ijiür Spule i erzeugt wird, die auf einem rechteckig gebogenen Weicheisenkern
2 angeordnet ist. Der Dauermagnetfluß wird durch einen U-förmigen Dauermagneten
3 iien-orgerufen. Dieser ist an seinem oberen Pol, dein Südpol S, mit zwei Polschuhen
,4 versehen. Auf dem unteren Pol, dem Nordpol N, des Dauermagneten 3 ist mittels
eines Weicheisenpolstückes 6 und einer Halterung ,~ der mindestens an seinem unteren
Teil aus Weicheisen gefertigte Anker 5 befestigt, dessen oberes Ende zwischen festen
Kontakten 8 hin und her schwingt. Der Anker und seine Kontakte sind mit einer gasdichten
Patrone 9 umgeben, die auf der Halterung 7 befestigt ist. Innerhalb der Patrone
9 sind winkelförmige Polschuhe 1o befestigt, die mit ihrem oberen Teil den freien
Enden der Südpolschuhe .I und mit dem unteren Teil den Enden des Weicheisenkernes
s gegenüberstehen und im übrigen den Luftspalt für den Anker 5 bilden. Die Polenden
des veränderlichen Magnetkreises und die oberen Pole des Dauermagnetkreises liegen
in verschiedenen Ebenen übereinander und sind durch Luftspalte und die Wandung der
Patrone von den Polschuhen 1o getrennt. Die Polschuhe zo und 4. sind annähernd magnetisch
gesättigt, so daß hierdurch und wegen der Luftspalte eine Beeinflussung des Dauermagnetkreises
durch den veränderlichen Magnetkreis praktisch ausgeschlossen ist.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein dein eben beschriebenen ähnliches Relais
in V order- und Seitenansicht dargestellt. Der Dauermagnetisinus wird durch einen
U-förmigen Magneten i i erzeugt, der an seinem oberen Pol, dem Südpol, durch ein
Verbindungsstück 13 mit gabelförmig gestalteten Polschuhen 11. verbunden ist. Diese
umschließen die den Anker 16 und dessen Kontaktanordnung 17 aufnehmende Patrone
i5. Der veränderliche magnetische Fluß wird durch eine Spule 18 erzeugt, die auf
einem rechtwinklig gebogenen Weicheisenkern 19 angeordnet ist. Die freien Enden
dieses Kerns sind durch einen Luftspalt von Polstücken 2o getrennt, die den Luftspalt
für den Anker 16 bilden. Der gabelförmige Südpol 11. und der Weicheisenkern z9 liegen
in verschiedenen waagerechten Ebenen. Die Teile des Südpoles 1:I sind mittels Schrauben
1z in ihrer Entfernung zu den Polschuhen 2t verstellbar, die den Dauermagnetfluß
den Zwischenpolstücken 2o und damit dem Ankerluftspalt zuführen.