DE908921C

DE908921C - Magnetic bridge controlled by a mechanical variable

Info

Publication number: DE908921C
Application number: DEA4564D
Authority: DE
Inventors: Johann Schaberg
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1942-07-21
Filing date: 1942-07-21
Publication date: 1954-04-12

Description

Durch eine mechanische Größe gesteuerte magnetische Brücke Zusatz zum Patent 876917 Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Ner-I)esserung einer durch eine mechanische Größe gesteuerten magnetischen Brücke mit zwei Eisenkreisen, die ein gemeinsames, durch die mechanische Größe unter Bildung gegenläufig veränderlicher Luftspalte bewegbares Eisenschlußstück enthalten.Magnetic bridge addition controlled by a mechanical variable for patent 876917 The main patent relates to a Ner-I) ead through a mechanical size controlled magnetic bridge with two iron circles that a common one, variable in opposite directions due to the mechanical size with formation Air gap included movable iron tailpiece.

Damit der magnetische Widerstand der beiden Eisenkreise bei Bewegung des Eisenschlußstückes nahezu oder ganz konstant bleibt und dadurch die magnetische Rückwirkung der beiden Eisenkreise auf das Eisenschlußstück zum Verschwinden gebracht wird, ist im Hauptpatent vorgeschlagen worden, jedem Eisenkreis einen magnetischen Nebenschluß zuzuordnen, dessen magnetischer Widerstand in Abhängigkeit von der Stellung des Eisenschlußstückes derart gesteuert ist, daß mit der Vergrößerung bzw. Verkleinerung des magnetischen Widerstandes jedes Eisenkreises der magnetische Widerstand des zugeordneten magnetischen Nebenschlusses gegenläufig geändert wird. Als eine vereinfachte Ausführungsform dieses Gegenstandes ist weiterhin im Hauptpatent vorgeschlagen worden, die beiden magnetischen Eisenkreise durch einen gemeinsamen magnetischen Nebenschluß miteinander zu verbinden, wobei die magnetischen Teilflüsse beider Eisenkreise in das gemeinsame Eisenschlußstück in gleicher Richtung übertreten, die von den magnetischen Flüssen der beiden Eisenkreise abgezweigten magneti scheu pfeil flüsse den magnetischen Nebenschluß aber in entgegengesetzter Richtung durchsetzen. Wird in den beiden Eisenkreisen ein magnetischer Gleich- oder Wechselfluß hervorgerufen, so läßt stich in einer auf den magnetischen Nebenschluß aufgebrachten Wicklung eine Spannung induzieren, welche bei Wechselflußerregung der beiden Eisenkreise dem Betrag der Verstellung und bei Gleichflußerregung der Verstdlgeschwindigkeit des Eisenschlußstückes proportional ist. Thus the magnetic resistance of the two iron circles when moving of the iron tailpiece remains almost or completely constant and thus the magnetic The reaction of the two iron circles on the iron tailpiece made to disappear has been proposed in the main patent, each iron circle has a magnetic Assign a shunt, its magnetic resistance depending on the position of the iron tailpiece is controlled so that with the enlargement or reduction of the magnetic reluctance of each iron circuit is the magnetic reluctance of the associated magnetic shunt is changed in the opposite direction. As a simplified An embodiment of this object has also been proposed in the main patent, the two magnetic iron circles through a common magnetic shunt to connect with each other, whereby the magnetic partial fluxes of both iron circles in cross the common iron tailpiece in the same direction as that of the magnetic Rivers of both iron circles branched magneti shy arrow but fluxes enforce the magnetic shunt in the opposite direction. If a magnetic direct or alternating flux is generated in the two iron circles, so leaves a stab in a winding applied to the magnetic shunt Induce voltage, which in the case of alternating flux excitation of the two iron circles corresponds to the amount the adjustment and, with constant flow excitation, the displacement speed of the iron tailpiece is proportional.

Eine baulich sehr zweckmäßige Ausführungsform läßt sich bei einer Anordnung mit einem gemeinsamen magnetischen Nebenschluß für beide Eisenkreise und nur zwei in Abhängigkeit von der Bewegung des Eisenschlußstüclies gegenläufig veränderlichen Luftspalten erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß das Eisenschlußstück vor einem magnetischen Kern mit vier parallelen Schenkeln beweglich gelagert ist und mit den beiden mittleren Schenkeln des vierschenkligen Kernes die beiden in Abhängigkeit von der Stellung des Eisenschlußstückes gegenläufig veränderlichen, mit den beiden äußeren Schenkeln des vierschenkligen Kernes dagegen je einen von der Stellung des Eisenschlußstückes unabhängigen konstanten Luftspalt bilden, wobei je ein äußerer und je ein mittlerer Schenkel je einem der beiden Eisenkreise angehören und der für beide Eisenkreise gemeinsame magnetische Nebenschluß durch die magnetische Verbindung der beiden mittleren Schenkel gebildet wird. Eine derartige Ausführung hat den Vorteil, daß der Kern aus einem einzigen Stück ohne Schachtelung und infolgedessen ohne zusätzliche Luftspalte zwischen den ineinander gesdadtelten Teilen herstellbar ist. Außerdem ist der Kern infolge seiner allseitig zugänglichen Form maschinell bewickelbar. A structurally very useful embodiment can be in a Arrangement with a common magnetic shunt for both iron circles and only two variable in opposite directions depending on the movement of the iron connector Air gaps obtained according to the invention in that the iron end piece in front of a magnetic core is movably mounted with four parallel legs and with the two middle legs of the four-legged nucleus the two in dependence from the position of the iron tailpiece mutable in opposite directions, with the two outer legs of the four-legged nucleus, on the other hand, one each depending on the position of the Eisenlußstückes form independent constant air gap, each with an outer and one middle leg each belong to one of the two iron circles and the common magnetic shunt for both iron circles through the magnetic connection of the two middle legs is formed. Such a design has the advantage that the core consists of a single piece with no nesting and, as a result, no additional Air gaps between the nested parts can be produced. aside from that the core can be wound by machine due to its shape, which is accessible from all sides.

Die Abbildungen zeigen verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes. The figures show different embodiments of the subject matter of the invention.

Gemäß Abb. I ist I ein aus einem einzigen Stück hergestellter Eisenkern mit vier zueinander parallelen Schenkeln 2, 3, 4 und 5. Diese Schenkel sind an ihren freien Enden ausgedreht zur Aufnahme der um die Achse Io drehbar gelagerten Eisenscheibe 6, welche den Eisenschluß für den vierschenkligen Eisenkern I darstellt. Die Eisenscheibe besitzt eine Einbuchtung II, welche in der dargestellten Ausgangslage der Scheibe 6 die Enden der beiden mittleren Schenkel 4 und 5 zu gleichen Teilen überdeckt, bei Drehung der Scheibe 6 aber die mit diesen Schenkeln gebildeten Luftspalte d4, d, gegenläufig ändert. Weiterhin bildet die Scheibe 6 mit den beiden äußeren Schenkeln 2, 3 des Kernes I je einen von der Stellung der Scheibe 6 unabhängigen konstanten Luftspalt d2, d3. Zwischen den Schenkeln 2 und 4 und ebenso zwischen den Schenkeln 3 und 5 ist je eine Erregerwicklung 7, 8 aufgebracht, während zwischen den mittleren Schenkeln 4 und 5 eine induzierte Wicklung g vorgesehen ist. Infolge der allseitig zugänglichen Form des Eisenkernes können diese Wicklungen maschinell aufgebracht werden. Die Stromrichtung in den hintereinander oder parallel geschalteten Erregerwicklungen 7, 8 ist so gewählt, daß die Erregerflüsse in die Eisenscheibe 6 in gleicher Richtung übertreten, wie durch Richtungspfeile kenntlich gemacht worden ist. In der dargestellten Ausgangslage, d. h. bei gleich großem magnetischem Widerstand der Luftspalte d4 und d5, treten gleich große magnetische Erregerflüsse L und 0 in die Eisenscheibe 6 über die Luftspalte d4 bzw. d5 über und schließen sich über die Luftspalte d2 bzw. d3. Wird die Eisenscheibe aus der dargestellten Ausgangslage im Uhrzeigersinn gedreht, so nimmt der Widerstand des Luftspaltes d4 zu und derjenige des Luftspaltes d5 in gleichem Maße ab. Der durch die Vergrößerung des magnetischen Widerstandes des Luftspaltes dg verminderte Fluß .st1 wird durch einen Teilfluß 02 verstärkt, der von der Erregerspule 7 über den die Schenkel 4 und 5 verbindenden magnetischen Nebenschluß I7, den Schenkel 5 und den Luftspalt d5 in die Scheibe 6 eintritt, aus dieser über den Luftspalt d2 in den Schenkel 2 austritt und von dort zur Erregerspule 7 zurückgelangt. Der gesamte Fluß der Erregerspule 7 ist also konstant geblieben. Bei Drehung der Scheibe 6 im umgekehrten Drehsinn wird der magnetische Widerstand des Luftspaltes d4 kleiner und derjenige des Luftspaltes d5 größer. Der dadurch abnehmende Fluß bs der Erregerspule 8 wird durch den Teilfluß 04 derselben Erregerspule verstärkt, der über den magnetischen Nebenschluß 17 und über den Schenkel 4 und Luftspalt d4 in die Scheibe 6 ein- und aus dieser über den Luftspalt d8 in den Schenkel 3 austritt. According to Fig. I, I is an iron core made from a single piece with four parallel legs 2, 3, 4 and 5. These legs are on their Free ends turned out to accommodate the iron disk rotatably mounted around the axis Io 6, which represents the iron connection for the four-legged iron core I. The iron disk has an indentation II, which in the illustrated starting position of the disc 6 covers the ends of the two middle legs 4 and 5 in equal parts, when the disk 6 rotates, however, the air gaps d4 formed with these legs, d, changes in the opposite direction. Furthermore, the disk 6 forms with the two outer legs 2, 3 of the core I each have a constant independent of the position of the disk 6 Air gap d2, d3. Between the legs 2 and 4 and also between the legs 3 and 5 each has an excitation winding 7, 8 applied, while between the middle Legs 4 and 5 an induced winding g is provided. As a result of the all-round accessible shape of the iron core, these windings can be applied by machine will. The direction of the current in the field windings connected in series or in parallel 7, 8 is chosen so that the excitation flows into the iron disk 6 in the same direction trespass as indicated by the directional arrows. In the illustrated Starting position, d. H. with the same magnetic resistance of the air gaps d4 and d5, magnetic excitation fluxes L and 0 of equal magnitude enter the iron disk 6 over the air gaps d4 or d5 and close over the air gaps d2 or d3. Moves the iron disk clockwise from the starting position shown rotated, the resistance of the air gap d4 increases and that of the air gap d5 to the same extent. The one by increasing the magnetic resistance of the air gap dg reduced flow .st1 is increased by a partial flow 02, from the excitation coil 7 via the connecting legs 4 and 5 magnetic Shunt I7, the leg 5 and the air gap d5 enters the disk 6 from this exits through the air gap d2 in the leg 2 and from there to the excitation coil 7 returned. The entire flux of the excitation coil 7 has thus remained constant. When the disk 6 is rotated in the opposite direction, the magnetic resistance is increased of the air gap d4 is smaller and that of the air gap d5 is larger. The thereby decreasing flux bs of the excitation coil 8 is through the partial flux 04 of the same excitation coil reinforced, the over the magnetic shunt 17 and over the leg 4 and Air gap d4 in the disk 6 and out of this via the air gap d8 in the leg 3 exits.

Auch in diesem Falle ist der gesamte Fluß der Erregerspule 8 konstant geblieben. Die Flußrichtungen der beiden Teilflüsse 02 und P4 in dem magnetischen Nebenschluß 17 sind einander entgegengesetzt. Bei Wechselstromerregung der Spulen 7 und 8 wird aIso bei Drehung der Scheibe 6 aus der Ausgangslage je nach ihrer Drehrichtung in der Spule g eine Wechselspannung induziert, die abhängig ist von dem Betrag der Scheibendrehung und deren Phasenlage mit der Drehrichtung der Scheibe 6 sich umkehrt. Bei konstanter Gleichstromerregung der Erregerspulen 7 und 8 oder bei Benutzung permanenter Magnete an Stelle der Erregerspulen 7 und 8 wird nur so lange ein Strom in der Spule g induziert, solange eine Änderung der Flußverteilung in den Schenkeln 4 und 5 und damit in dem magnetischen Nebenschluß 17 stattfindet, und zwar ist die induzierte Spannung um so größer, je schneller diese Flußänderung erfolgt, d. h. je schneller die Scheibe 6 gedreht wird. Die in der Wicklung g induzierte Spannung ist daher in diesem Falle ein Maß für die Verstellgeschwindigkeit der Scheibe 6, wobei die induzierte Spannung ihre Richtung mit der Drehrichtung der Scheibe 6 ändert. In this case, too, the entire flux of the excitation coil 8 is constant remained. The directions of flow of the two partial flows 02 and P4 in the magnetic Shunt 17 are opposite to each other. With AC excitation of the coils 7 and 8 is aIso when the disk 6 is rotated from the starting position depending on its direction of rotation an alternating voltage induced in the coil g, which is dependent on the magnitude of the Disk rotation and its phase position with the direction of rotation of the disk 6 is reversed. With constant DC excitation of the excitation coils 7 and 8 or when in use permanent magnets in place of the excitation coils 7 and 8 will only be a current for so long induced in the coil g as long as a change in the flux distribution in the legs 4 and 5 and thus takes place in the magnetic shunt 17, namely the The faster this change in flux occurs, the greater the induced voltage, d. H. the faster the disc 6 is rotated. The voltage induced in the winding g is therefore in this case a measure for the adjustment speed of the disc 6, the induced voltage changing its direction with the direction of rotation of the disk 6.

Der Eisenkern I besitzt zentrisch zur Scheibenachse achs 10 und damit zugleich zentrisch zu den kreisringförmigen Luftspalten d2. . . d5 abgedrehte Flächen 20, 21. Ebenso erhält die Unterlage des Kernes und der Scheibe eine zur Scheibenachse zentrisch ausgedrehte Anschlagfläche 22, gegen die bei der Montage die abgedrehten Flächen 20, 2I des Kernes sich anlegen. Auf diese Weise wird eine Zentrierung sämtlicher Luftspalte erreicht. The iron core I is centered on the disc axis axis 10 and thus at the same time centric to the circular air gaps d2. . . d5 turned surfaces 20, 21. The base of the core and the disk are also given an axis to the disk centrally turned stop surface 22 against which during installation the turned surfaces 20, 2I of the core lay against each other. That way becomes a Centering of all air gaps achieved.

Gemäß Abb. 2 ist auf der Antriebswelle 10 für die Scheibe 6 eines in Abb. I dargestellten Systems mit einem der Scheibe zugeordneten vierschenkligen Eisenkern I (Blickrichtung senkrecht zur Welle IO in Pfeilrichtung der Abb. I) mit den Wicklungen 7, 8 und 9 eine weitere Scheibe 6' drehbar gelagert, der ein vierschenkliger Eisenkern I' mit den Wicklungen 7', 8' und 9' von gleichartigem Aufbau wie der Eisenkern I zugeordnet ist. Fesselt man die beiden Scheiben 6 und 6' mittels einer harten Feder I6 miteinander und befestigt man den Eisenkern I' starr an der Welle IO, wie in Abb. 2 durch die Haltevorrichtung 14 angedeutet worden ist, so gibt die induzierte Spule g beim Anlegen einer Wechselstromerregung an die Spulen 7 und 8 einen der Drehung der Welle IO und die induzierte Spule g' bei gleichartiger Erregmlg der Spulen 7', 8' einen der Beschleunigung der Welle IO proportionalen elektrischen Wert ab. Erregt man die Spulen 7, 8 und 7', 8' durch Gleichstrom, so ist der von der Spule8 gelieferte elektrische Spannungswert proportional der ersten und der von der Spule 8' gelieferte elektrische Impuls proportional der dritten zeitlichen Ableitung der Drehung der Welle IO. According to Fig. 2 is on the drive shaft 10 for the disc 6 one in Fig. I with a four-legged system associated with the disc Iron core I (viewing direction perpendicular to the shaft IO in the direction of the arrow in Fig. I) with the windings 7, 8 and 9 a further disk 6 'rotatably mounted, which is a four-legged Iron core I 'with the windings 7', 8 'and 9' of the same structure as the iron core I is assigned. If you tie the two discs 6 and 6 'by means of a hard one Spring I6 with each other and one fastened the iron core I 'rigidly to the shaft IO, like has been indicated in Fig. 2 by the holding device 14, so there is the induced Coil g when applying an alternating current excitation to the coils 7 and 8 one of the Rotation of the shaft IO and the induced coil g 'with the same type of excitation Coils 7 ', 8' have an electrical proportional to the acceleration of the shaft IO Value. If the coils 7, 8 and 7 ', 8' are excited by direct current, then that of the electrical voltage value supplied to the coil 8 proportional to the first and the from the coil 8 'delivered electrical impulse proportional to the third temporal Derivation of the rotation of the shaft IO.

Gemäß Abb. 3 ist das Eisenschlußstück als Horizontalpendel I3 mit der Drehachse I8 ausgebildet und gibt als solches die Neigungsrichtung in bekannter Weise mit erhöhter Empfindlichkeit wieder. According to Fig. 3, the iron connector is shown as a horizontal pendulum I3 of the axis of rotation I8 and, as such, gives the direction of inclination in a known manner Way with increased sensitivity again.

Was an Hand der Abbildungen für eine kreisförmige Bewegung des Eisenschlußstückes ausgeführt worden ist, gilt sinngemäß auch für eine geradlinige Bewegung des Eisenschlußstückes. What a circular movement of the iron tailpiece on the basis of the pictures has been carried out, applies mutatis mutandis to a rectilinear movement of the iron end piece.

Claims

PATENT CLAIMS I. Magnetic controlled by a mechanical variable Bridge consisting of two iron circles sharing a common, through the mechanical Size with the formation of two oppositely variable air gaps movable iron connection piece included and by a common magnetic shunt with each other are connected, according to patent 876 9I7, characterized in that the iron connector (6) movable in front of a magnetic core (I) with four parallel legs (2, 3, 4, 5) is mounted and with the two middle legs (4, 5) of the four-legged core the two can be changed in opposite directions depending on the position of the iron tailpiece, with the two outer legs (2, 3), on the other hand, one each depending on the position of the iron tailpiece form independent constant air gap, with one outer (2, 3) and one each middle leg (4, 5) belong to one of the iron circles and that for both iron circles common magnetic shunt through the magnetic connection (I7) of the two middle leg (4, 5) is formed (Fig. I).

2. Magnetic bridge according to claim I, characterized in that the iron connector (6) has an indentation (I I); which in the starting position of the iron tailpiece the two middle legs (4, 5) of the four-legged Core (I) covered in equal parts, with movement of the tail piece with the air gaps formed by these legs are changed in opposite directions (Fig. I).

3. Magnetic bridge according to claim 1 or 2 with a rotatably mounted Disc as iron end piece and circular air gaps, characterized in that that the iron core (i) to the disk axis (io) centered turned surfaces (20, zu) has and the base of the core and the disc correspondingly turned stop surfaces (22) for centering the air gaps (d2, d3, d4, d5) (Fig. I).

4. Magnetic bridge according to one of claims I to 3 with a rotatably mounted disc as an iron tail piece and a stationary four-legged Iron core, characterized in that on the shaft (IO) of the disc (6) a second Disc (6 ') is rotatably mounted, which is a similarly constructed, four-legged Iron core (I ') assigned, and that the disc (6') opposite the disc (6) through Springs (I6) is supported, while the iron core (I ') with the shaft (IO) of the disc (6) is rigidly connected by a holding device (I4) (Fig. 2).

5. Magnetic bridge according to one of claims I to 3, characterized in that that the iron connector is designed as a horizontal pendulum (I3) (Fig. 3).

6. Magnetic bridge according to one of claims I to 5, characterized in that that between each outer (2, 3) and each middle leg (4, 5) one each inducing winding (7, 8) and between the two middle legs (4, 5) an induced winding (g) is applied (Fig. I to 3).