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Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stromimpulsen Bekanntlich
entsteht in einem elektrischen Leiter ein Strom, wenn er sich, die Kraftlinien eines
Magnetfeldes schneidend, in diesem bewegt. Ausgehend von diesem Grundgesetz der
Elektrotechnik sind schon Vorrichtungen gebaut worden, mit denen Stromimpulse beispielsweise
in einer Spule erzeugt werden kiitinen, bei denen der Vorgang darauf beruht, daß
ein Dauermagnet relativ zu einer Spule bewegt wird. Die Erfindung befaßt sich ebenfalls
mit derartigen Vorgängen und schlägt insbesondere ein Verfahren vor, bei welchem
außer der mechanischen Bewegung des Dauermagneten und damit der räumlichen Verlagerung
der Kraftlinien noch die Erkenntnis ausgenutzt wird, daß die Induktionsänderutigsgescliwindigkeit
erhöht werden kann, wenn gleichzeitig magnetische Umpolvorgänge ablaufen. Diese
Umpolvorgänge lassen sich durch geringe Wegstreckenverschiebungen erzielen, und
durch den Umpolvorgang ,als solchen können sehr hohe Stromspitzen erzeugt werden,
die mit steiler Anstiegsfront der Stromkurve anfallen.
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Gemäß der Erfindung wird ein magnetischer Kreis mit vergleichsweise
'hoher Remanenz und geringer Koerzitivkraft vorgesehen. Es wird nun so verfahren,
daß ein Teil dieses Kreises ersetzt wird durch einen Bestandteil mit vergleichsweise
geringerer Remanenz und hoher Koerzitivkraft, der jedoch entgegengesetzten Fluß
aufweist. Der Ersatz führt dazu, daß der bestehen,deKreis umgepolt wird. Es wird
mithin ein bestehender, verhältnismäßig
schwacher Magnetkreis durch
einen stärkeren magnetischen Impuls zum Zusammenbrechen gebracht und gleichzeitig
die Wirkung des Umpolens ausgenutzt. Trotzdem nur geringe mechanische Kräfte erforderlich
sind, um diesen Vorgang auszulösen, werden vergleichsweise starke Ströme erzeugt.
Es ergibt sich daher ein Verfahren, das ähnlich dem aus der Elektrotechnik bekannten
Vorgang ist, der sich bei Relais abspielt und der mit geringer Energie größere Energien
auslöst.
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Das Verfahren kann mit den verschiedensten Vorrichtungen ausgeübt
werden, und die im nachfolgenden beschriebenen Vorrichtungen zeigen lediglich schematische
Ausführungsbeispiele. So kann beispielsweise eine ringförmige Kapsel vorgesehen
sein, die mit vergleichsweise hoher Remanenz und geringer Koerzitivkraft magnetisiert
ist. In diese Kapsel ist in einem Hohlraum eine Induktionsspule eingebaut. Im Innenraum
der ringförmigen Kapsel befindet sich ein axial beweglicher Kern, der mit einem
Dauermagneten verbunden ist. Der Dauermagnet ist mit vergleichsweise geringer Remanenz
und hoher Koerzitivkraft magnetisiert, und zwar mit einem Kraftlinienfluß, der ,demjenigen
in der Kapsel entgegengesetztist. Der Dauermagnet wird, wenn der Stromimpuls 'hervorgerufen
werden soll, den Eisenkern verdrängend in den Kapselinnenraum eingeschoben. Durch
diesen Vorgang wird der Fluß in der Kapsel zum Zusammenbrechen gebracht und das
System umgepolt.
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Die Vorrichtung ist im Schnitt schematisch in Abb. i dargestellt.
In der ringförmigen Kapsel i ist die Induktionsspule 2 eingebaut. Als Werkstoff
für die Kapsel wird vornehmlich Eisen oder Stahl verhältnismäßig geringer Koerzitivkraft
zu verwenden sein. Im offenen Ringraum der Kapsel befindet sich der Kern 3. Der
Kern 3 stellt den Eisenrückschluß für die Kapsel dar, die derart magnetisiert ist,
daß sich auf der oberen Fläche der eine und auf der unteren Fläche der andere Pol
befindet, wie in der Abbildung durch die Buchstaben N und S angedeutet.
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An dem Kern ist ein Dauermagnet 4 von gleichem Durchmesser befestigt.
Er ist derart magnetisiert, daß er, in den Ringraum der Kapsel eingeschoben, in
dem gesamten System ein(zn entgegengesetzten Fluß erzeugt. Der Fluß, der in der
ringförmigen Kapsel besteht, ist durch die gestrichelte Linie 5 angedeutet, während
der Fluß in dem Dauermagneten durch die Linien 6 angedeutet ist. Wenn der Dauermagnet
4 mit vergleichsweise geringer Remanenz und hoher Koerzitivkraft @in den Ringraum
eingeschoben wird, nachdem er den Kern 3 verdrängt hat, ergibt sich ein Fluß, wie
er in Abb. 2 dargestellt ist. Da die magnetische Spannung, die den Fluß 6 erzeugt,
stärker ist als die, die den ursprünglich vorhandenen Fluß 5 aufrechterhielt, wird
dieser zum Zusammenbrechen gebracht und das System beim weiteren Ablauf des Vorganges
ummagnetisiert. Es kann zweckmäßig .sein, den Dauermagneten 4 mit einem Polschuh
7 zu versehen, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist. Ist ein solcher Polschuh
vorhanden, so kann die Vorrichtung einen noch weitergehenden Stromimpuls erzeugen,
wenn der Magnet 4 mit seinem Polschuh in,die in Abb. 3 dargestellte Lage verschoben
wird, da hierbei der vom Magneten magnetisierte Kreis 5 zusammenbricht.
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Der Vorgang ist nicht ohne weiteres wiederholbar, wenigstens nicht
in dein Sinne, daß lediglich der Dauermagnet ,4 und der Kern 3 wieder in die in
Abb. i dargestellte Ausgangsstellung gebracht werden können, um erneut einen Stromimpuls
zu erzeugen. Es muß vielmehr die Kapsel i erneut magnetisiert werden, damit die
in Abb. i dargestellten Flußverhältnisse wieder erreicht werden. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, daß durch die Spule 2 ein Erregerstrom geeigneter Stärke geschickt
wird.
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Um zu einer gedrängteren Bauart zu gelangen, kann beispielsweise auch
der Kern als Brücke ausgebildet sein, die den Luftspalt des Systems überbrückt.
Eine solche Vorrichtung ist in Abb.4 dargestellt. Das System besteht aus einer ringförmigen
Kapsel 8, die die Spule 9 aufnimmt. Die Kapsel stellt aber im Gegensatz zu der Kapsel
nach Abb. i ein beidendig geschlossenes Rohr dar, das an seiner Innenfläche mit
einem ringförmigem Schlitz io versehen ist. Dieser Schlitz io stellt einenLuftspalt
dar, der in der in der Abbildung gezeigten Ausgangsstellung durch die Brücke i i
geschlossen ist. Die Brücke i i trägt den Dauermagneten 12, der mit einem Polschuh
13 versehen ist, der der Form nach der Brücke i i entspricht. Wird der Magnet 12
mit der Brücke i i und dem Polschuh 13 in das System hineingeschoben, so wird zunächst
der Luftspalt io geöffnet, und damit wirken gleiche Polaritäten aufeinander, so
daß der Kreis 8 mit der geringen magnetomotorischen Kraft sich entmagnetisiert und
im Extremfalle sich umpolt. Das Verfahren kann, gegebenenfalls unter sinngemäßer
Abwandlung der Vorrichtung, für die verschiedensten Zwecke ausgenutzt werden. Es
kann dienen zum Betätigen von Relais, ferner z. B. als Notauslösekontakt in Schaltanlagen
od. dgl., um noch Vorgänge auslösen zu können, wenn das Stromnetz ausgefallen ist.
Die Anwendung -des Verfahrens ist aber nicht beschränkt auf die Beeinflussung von
Schaltvorgängen, vielmehr ist ein Hauptanwendungsgebiet auch das Zünden von Sprengladungen.
Da durch den Vorgang ein außerordentlich steilerSpannungsanstieg magnetisch hervorgerufen
wird, ist er besonders geeignet für die Zündung von mehrfach hintereinandergeschalteten
13riickenglühzündern; denn gerade bei diesen ist ein steiler Spannungsanstieg zur
Sicherung des gleichzeitigen Zündeis aller Sprengstellen erforderlich. Das Verfahren
und die Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind auch überall dort am Platze, wo sonst
durch verwickelte Anordnungen hohe Bewegungsgeschwindigkeiten des Magnetkerns erzeugt
werden müßten, so z. B. in allen Zündern, die durch Tretbelastung, Anstoßen von
Gegenständen u. dgl. ausgelöst werden müssen.