DE7105449U - Bistabiles Magnetsystem fur Wechsel strom - Google Patents

Description

Fall 1580

LANDIS & GYR AG., ZUG (Schweiz)

Bistabiles Magnetsystem für Wechselstrom

Die Neuerung betrifft ein bistabiles Magnetsystem für Wechselstrom.

Solche Magnetsysteme dienen beispielsweise zur Betätigung von Schaltkontakten bei elektromagnetischen Relais oder als Stellorgan von Ventilen.

Ein bekanntes bistabiles System besteht aus einem Elektromagneten, dessen Anker einen mechanischen Kipper betätigt. Der Kipper seinerseits ist mit einem Umschalter gekoppelt, der die Erregerwicklung des Elektromagneten entsprechend der Lage des bistabilen Systems an die eine oder die andere von zwei Eingangsklemmen legt. Nachteilig sind die grosse Anzahl mechanisch bewegter Teile, der durch den erforderlichen Energiespeicher des mechanischen Kippelementes bedingte schlechte Wirkungsgrad sowie die Neigung zu Prellerscheinungen. Diese Nachteile weist auch ein bekanntes Magnetsystem mit zwei Erre-

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gerwicklungen und einem beweglichen Anker auf, dessen Ruhelagen mechanisch, z.B. durch eine Kippfeder, sichergestellt sind.

Bistabile Magnetsysteme sind auch bei polarisierten Relais gebräuchlich. Bekannte Relais dieser Art sind jedoch nur für den Betrieb mit Gleichstrom geeignet.

Aeuerung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein bistabiles Magnetsystem für Wechselstrom zu schaffen, das die Kachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist. Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe durch eine neuartige Kombination von Massnahmen, die in der Relaistechnik seit langem gebräuchlich sind, auf überraschend einfache Weise gelöst werden kann.

Die Mauerung.ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet:

a) Ein Anker ist in einem Permanentmagnetsystem so angeordnet, dass er zwei stabile Lagen einnehmen kann.

b) Ein magnetischer Steuerfluss ist in der einen stabilen Ankerlage dem Permanentfluss gleichsinnig und in der anderen stabilen Ankerlage gegensinnig

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überlagert.

c) Der magnetische Steuerflusskreis weist eine einzige Erregerwicklung auf.

d) Der Anker ist mit einem Umschalter gekoppelt, der die Erregerwicklung en »",sprechend der Lage des bistabilen Magnetsystems an -" oder die andere von zwei Steuerklemmen

Nachfolgend werden einige Av.3führungsbeispiele der Neuerung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig.1 ein bistabiles Magnetsystem in perspektivischer Darstellung und

Pig.2 den Schnitt A-A

In den Zeichnungsfiguren bedeutet 1 einen Eisenkern, an welchem zwei zueinander parallele Polschuhe 2, ? befestigt sind. Zwischen den beiden Polschuhen 2, 3 ist ein Anker 4- auf einer Achse 5 drehbar belagert. Die Achse 5 steht senkrecht zum Eisenkern 1 und ist in einer oberen und einer unteren Lagerplatte 6 gehalten, von denen in der Pig.1 der Deutlichkeit wegen nur die obere gezeichnet ist.

]■ Der Anker 4 ist zweiarmig ausgebildet und permanent magnet!--

, eiert. Jeder seiner Arme weist zwei gleichnamige Polflächen

7p 8 bzw. 9, 10 auf, die zur Ankeraclise 5 parallel und zueinander spitzwinklig stehen. Vorteilhaft besteht der Anker 4 aus einem zylindrischen oder kubischen Permanentmagneten 11 sowie aus einer unteren und einer oberen Polplatte 12, 13 mit je zwei abgewinkelten Polschuhen, welche die Polflächen 7 bis 10 bilden. Der Anker 4 kann auch aus einem einzigen Press» oder Sinterkörper aus permanentmagnetisierbarem Material bestehen.

Der Anker 4 ist mit einem Umschalter H gekoppelt, der den einen Anschluss einer auf dem Eisenkern 1 angeordneten Erregerwicklung 15 entsprechend der Lage des bistabilen Magnetsystems an eine Steuerklemme P₁ oder an eine Steuerklemme P₂ legt. Der andere Anschluss der Erregerwicklung 15 ist an eine mit 0 bezeichnete Steuerklemme angeschlossen.

Unter dem Einfluss des Permanentmagneten 11 kann der Anker 4 zwei stabile Lagen einnehmen. In der in der Zeichnung ausgezogen dargestellten stabilen Lage berührt die Polfläche 7 den Polschuh 2 und die Polfläche 9 den Polschuh 3. Der Permanentmagnet 11 liegt über der Polplatte 12, der Polfläche 7, dem Polschuh 2, dem Eisenkern 1, dem Polschuh 3, der Polfläche 9 und der Polplatte 13 in einem geschlossenen Eisenkreis und erzeugt

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in diesem einen Magnetfluss. In der anderen stabilen Ankerlage - sie ist in der Pig.2 gestrichelt dargestellt - berührt die Polfläche 8 den Polschuh 3 und die Polfläche 10 den Polschuh 2, d.h. der Permanentfluss im Eisenkern 1 hat seine Sichtung gegenüber der erstbeschriebenen Ankerlage umgekehrt. Wird die Erregerwicklung 15 an Spannung gelegt, so überlagert sich dem Permanentfluss entsprechend der Ankerlage ein gleichsinniger oder gegensinniger magnetischer Steuerfluss.

Wenn das beschriebene Magnetsystem die in der Fig.2 ausgezogen dargestellte stabile Lage einnimmt und an die Steuerklemmen P. und 0 eine Wechselspannung angelegt wird, so kippt der Anker 4 in die gestrichelt gezeichnete Lage, sobald die erste Wechselepannungshalbwelle solcher Polarität auftritt, dass der von ihr erzeugte magnetische Steuerfluss dem Permanentfluss entgegengesetzt gerichtet ist. Gleichzeitig unterbricht der Umschalter 14 den Erregerstromkreis, so dass sich die nachfolgende Spannungshalbwelle, die den Anker in die ursprüngliche Lage zurückfuhren möchte, nicht auswirken kann. Erst durch Anlegen einer Wechselspannung an die Steuerklemmen P₂ und 0 wird der Anker 4 in seine Ausgangslage zurückgestellt.

Pas beschriebene Magnetsystem weist ausser dem Anker 4 und dam ihm zugeordneten Umschalter 14 keine mechanisch bewegten Teile auf. Da ee eine einzige Erregerwicklung und kein ine-

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chanisches Energiespeicherelement besitzt, ist sein Wirkungsgrad bei gegebenem Bauvolumen äusserst gross. So konnte gegenüber dem eingangs beschriebenen bistabilen System mit mechanischem Kipper bei gleichem Ankerdrehmoment und vergleichbarer Baugrösse eine sechsfache Verminderung der erforderlichen Erregerleistung erzielt werden. Prellerscheinungen können keine auftreten, weil beim Umkippen vom einen in den anderen Zustand die auf den Anker 4 wirkende magnetische Kraft bei kleiner werdendem Abstand der Ankerpolfläche 7, 9 bzw. 8, 10 von den Polschuhen 2, 3 ständig zunimmt.

Die Drehbewegung des Ankers 4 kann auf ein beliebiges Punk tionsorgan übertragen werden, zum Beispiel auf den Betätigungsstössel eines Ventils oder eines Mikroschalters oder auf eine Relais-Kontaktpartie.

Das beschriebene Magnetsystem kann vorzugsweise zur Betätigung von Befehlsschaltkontakten in einem Rundsteuerempfänger verwendet werden.

Claims (5)

Landis & Gyr AG. SCHUTZANSPRUECHE

1. Bistabiles Magnetsystem für Wechselstrom, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Ein Anker (4) ist in-einem Permanentmagnetsystem (1, 2, 3, 11, 12, 13) so angeordnet, dass er zwei stabile Lag&n einnehmen kann.

b) Ein magnetischer Steuerfluss ist in der einen stabilen Ankerlage dem Permanentfluss gleichsinnig und in der anderen Ankerlage gegensinnig überlagert.

c) Der magnetische Steuerflusskreis weist eine einzige Erregerwicklung (15) auf.

d) Der Anker (4) ist mit einem Umschalter (H) gekoppelt, der die Erregerwicklung (15) entsprechend der Lage des bistabilen Magnetsystems an die eine oder die andere von zwei Steuerklemmen (P-, Pp) legt.

2. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) zweiarmig ausgebildet und permanent

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magnetisiert ist, und dass zwei Ars-e je zwei gleichnamige Polflächen (7; 8 bzw. 9; 10) aufweisen, die zur Ankerachee parallel und zueinander spitzwinklig stehen.

3. Magnetsystem na :h Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasβ der Anker (4) aus einem zylindrischen oder kubisc-^n Permanentmagneten (11) und zwei Polplatten (12; 13) mit abgewinkelten Polschuhen besteht.

4. Magnetsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) aus einem einzigen Press- oder Sinterkörper aus permanentmagnetisierbarem Material besteht.

5. Verwendung des Magnetsystems nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Betätigung von Beföhlsschaltkcntakten in einem Hundsteuerempfänger dient. Schirtzanspr. 5* It Bl. Jf zurückgezogen.

HH/mv PA 1580

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