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Elektromagnet für Relais, Auslöser, Antriebsvorrichtungen u. dgl.
Zur Betätigung von Auslösern, Antriebsvorrichtungen u. dgl. benutzt man Elektromagneten.
Damit der Anker des Elektromagneten schlagartig betätigt werden kann oder damit
er eine große Kraftwirkung erzielt oder um beides zu erreichen, kann man einen Elektromagneten
vorsehen, dessen Anker entgegen der Wirkung einer Feder durch das Feld einer Haltespule
genalten wird, die von einer Spannungsquelle erregt wird. Zur Betätigung des Ankers
wird das Feld der Haltespule zum Verschwinden gebracht, und die Feder reißt dann
den Anker schnell und mit großer Kraft ab.
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Ein derartiger Elektromagnet hat aber den Nachteil, daß bei fehlerhaftem
Verschwinden der Spannung der Anker ebenfalls abfällt und so eine ungewollte Betätigung
des Ankers erfolgt.
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Gemäß der Erfindung werden daher von der gleichen Spannung, welche
die Haltespule erregt, beeinflußte Mittel vorgesehen, welche eine Betätigung des
Ankers verhindern, falls die Spannung wegbleibt. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise
den Anker verklinken und die Verklinkung durch einen Elektromagneten lösen, indem
man ihn von der Spannung erregt, welche auch zur Erregung der Haltespule dient.
Wird also beispielsweise die Haltespule zwecks Betätigung des Ankers entregt, so
wird gleichzeitig der Elektromagnet zur Lösung der Klinke erregt. Dieser zieht die
Klinke weg, und die Feder reißt dann den Anker ab. Durch entsprechende Bemessung
kann man erreichen, daß die Klinke weggezogen ist, bevor das Feld der Spule so weit
gesunken ist, daß die Federkraft den Anker abziehen kann.
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Besonders zweckmäßig ist es, zur Betätigung des Ankers auf dem Elektromagneten,
welcher die Haltespule trägt, eine zweite Spule anzuordnen, die
zwecks
Betätigung des Ankers an Spannung gelegt wird. Vorzugsweise wird man diese zweite
Spule so bemessen, daß ihre Amperewindungszahl wesentlich größer ist als die Amperewindungszahl
der Haltespule.
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Um eine ungewollte Betätigung des Ankers zu vermeiden, kann man auch
das zweite Ende der Feder verklinken und diese Verklinkung durch einen Elektromagneten
entgegen der Wirkung einer Feder halten und den Elektromagneten dauernd von der
Spannung erregen, die auch die Haltewicklung erregt. Man kann auch beispielsweise
das zweite Ende der Feder mit dem Anker des zweiten Elektromagneten verbinden und
diesen dauernd von der Spannung erregen, die auch die Haltewicklung beeinflußt.
Zweckmäßig wird man dabei noch .Mittel vorsehen, um bei Verschwinden der Spannung
den Fluß der Haltewicklung noch eine gewisse Zeit aufrechtzuerhalten, indem man
beispielsweise auf den Elektromagneten mit dem Betätigungsanker eine Kurzschlußwicklung
vorsieht oder parallel zur Haltespule einen Kondensator legt.
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In derZeichnung sind verschiedeneAusführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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In Fig. i ist mit i ein Elektromagnet bezeichnet, der einen Anker
2 besitzt. Auf dem Elektrornagneten ist eine Haltespule 3 vorgesehen, die von einer
Spannungsquelle, im Ausführungsbeispiel einer Batterie 17, erregt wird. An deren
Stelle kann aber eine andere Spannungsquelle, z. B. ein von der Netzspannung erregter
Gleichrichter .treten. Auf den Anker 2 wirkt eine Zugfeder 5. Um zu vermeiden, daß
der Anker durch die Feder nach abwärts gezogen wird, wenn die Spannung verschwindet,
wenn also beispielsweise ein Kurzschluß in den noch von der Batterie gespeisten
Einrichtungen auftritt oder wenn die Sicherung durchbrennt, ist eine Verklinkung
vorgesehen. Diese besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Stütze 6, die um einen
Punkt 7 drehbar ist. Auf die Stütze 6 wirkt ein Elektromagnet 8, der von der Gleichspannungsquelle
17 erregt werden kann. ,4 ist eine Wicklung, die ebenfalls von der Gleichspannungsquelle
erregt werden kann und deren Amperewindungszahl wesentlich größer ist als die der
Spule 3. Werden zur Betätigung des Ankers 2 die Kontakte 9 und 1o geschlossen, so
wird der Elektromagnet 8 und die Spule 4 erregt. Der Elektromagnet 8 zieht die Klinke
weg, die Spule 4 entwickelt ein Feld, das der Spule 3 entgegenwirkt, so daß ganz
kurze Zeit nach Erregung der Spule 4 der Kraftfluß des Elektromagneten i durch Null
hindurchgeht, kurz vorher wird der Anker abgerissen. Um zu erreichen, daß die Stütze
6 vor Bewegung des Ankers 2 weggezogen ist, ist im Ausführungsbeispiel ein Kondensator
i i vorgesehen, der über einen Widerstand 12 von der Batterie 17 aufgeladen wird
und an welchen der Elektromagnet 8 angeschlossen wird. Beim Schließen des Schalters
1o entlädt sich also der Kondensator i i über den Elektromagneten 8, so daß die
Stütze 6 schnell weggezogen wird. Man kann noch ge-
gebenenfalls zur Erhöhung
der Wirkung in Reihe mit der Spule ¢ eine kleine Drosselspule 13 legen. Um nach
Betätigen des Ankers diesen wieder in seine dargestellte Lage zurückzubringen, besitzt
der Anker einen Ansatz 15, auf welchen ein Nocken 14 einwirken kann, und zwar zweckmäßig
über eine mit dem Ansatz verbundene Feder 16. Wird der Nocken um 36o°, gedreht,
so wird der Anker wieder in seine Nullage gebracht.
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Der Anker kann zur unmittelbaren Betätigung eines Trennschalters verwendet
werden oder beispielsweise dazu, die Verklinkung eines Leistungsschalters auszulösen
oder zur Betätigung anderer Antriebsvorrichtungen.
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Fig. a zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung: Soweit
die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt.
Mit i ist wieder der Elektromagnet, mit 2 sein Anker, mit 3 die Haltespule und mit
4 die Betätigungsspule bezeichnet. Die Feder 5 ist an ihrem zweiten Ende mit dem
Anker 2f eines Elektromagneten 22 fest verbunden. Der Elektromagnet besitzt eine
Wicklung 23, die an die Spannungsquelle 17 angeschlossen ist. Verschwindet die Spannung
der Spannungsquelle 17, so wird die Feder 5, da die Wicklung 23 stromlos wird, entspannt,
und der Anker :2 kann nicht abgerissen werden. Damit der Anker 2f seine Lage beibehält,
ist noch eine kleine Haltefeder 24 vorgesehen. Zur Betätigung des Ankers 2 wird
wiederum der Kontakt 9 geschlossen, wodurch die Spule 4 erregt wird.
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Um nach Betätigung des Ankers 2 diesen wieder in die Ruhelage zurückzubringen,
kann man ähnlich wie in Fig. i mit Hilfe einer Nockenscheibe auf den Anker einwirken.
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Um nach Verschwinden der Spannung das Halten des Ankers :2 zu begünstigen,
liegt parallel zur Spule 3 ein Kondensator 30, der über einen Widerstand 31 mit
der Spannungsquelle 17 verbunden ist. Der Kondensator bewirkt, daß das Feld der
Spule 3 langsamer verschwindet als das der Spule 23. Statt des Kondensators könnte
auch beispielsweise eine Kurzschlußwicklung auf dem Magneten i vorgesehen werden.
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Wenn nach Verschwinden der Spannung diese wiederkehrt, kann man den
Anker 21 von Hand wieder in die dargestellte Lage bringen, oder man kann auch Mittel
anwenden, die dies selbsttätig bewirken. Beispielsweise kann man einen Elektromagneten
oder einen Motor verwenden, der bei abgezogenem Anker 21 an die Spannung 17 angeschlossen
wird und bei Wiederkehr der Spannung den Anker in seine Lage zurückbringt, wobei
dann der Elektromagnet bzw. der Motor wieder abgeschaltet wird.
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Der Elektromagnet gemäß der Erfindung kann auch als Relais Anwendung
finden, indem der Anker unmittelbar einen Kontakt betätigt. Man kann dann beispielsweise
die Spule 4 vom Strom einer Leitung erregen. Wenn diese einen bestimmten Wert übersteigt,
fällt der Anker 2 ab und schließt den Kontakt.
An Stelle der Feder
kann auch ein anderer Kraftspeicher Anwendung finden.
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Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das zweite Ende
der Feder verklinkt ist. Zu diesem Zweck ist eine Klinke 40 vorgesehen, die in ihrer
verklinkten Stellung durch einen Elektromagneten 41 gehalten wird, welcher von der
Spannungsquelle 17, ähnlich wie die Wicklung 23 in Fig. 2, erregt wird. 39 ist eine
dem Elektromagneten entgegenwirkende Feder. Verschwindet die Spannung, so wird die
Klinke gelöst, und die Feder 5 entspannt sich. Um nun den Kraftspeicher, im Ausführungsbeispiel
die Feder, nach der Entklinkung wieder aufzuladen, greift an der Feder ein Seil42
an, das auf der Trommel43 aufgewickelt werden kann. Zum Aufwickeln dient ein Elektromagnet
44, der über ein Getriebe 45 auf die Welle der Trommel einwirkt. Mit dem unteren
Ende der Feder ist ein beweglicher Kontakt 51 verbunden. Wird die Feder entklinkt,
so entspannt sie sich, und der bewegliche Kontakt 51 kommt mit dem feststehenden
Kontakt 46 in Berührung. Dadurch wird der Motor erregt und läuft in einem. solchen
Sinne um, daß das Seil 42 aufgewickelt und damit die Feder wieder gespannt wird.
Damit nun der Magnet bis zum Einfallen der Klinke weiterläuft, ist ein Relais 48
vorgesehen, das beim Schließen des Kontaktes 46 über den Widerstand 49 erregt wird.
Bei seinem Ansprechen schließt es einen Haltekontakt 5o, wodurch der Betätigungsstromkreis
für den Motor aufrechterhalten wird. Wenn die Feder wieder gespannt und die Klinke
eingefallen ist, kommt der Kontakt 51 mit dem Kontakt 47 in Berührung. Dadurch wird
das Relais 48 kurzgeschlossen, und der Motor wird spannungslos. An Stelle eines
Elektromotors können auch andere Mittel, z. B. Druckluft, zum Wiederaufladen des
Kraftspeichers vorgesehen werden.
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Um zu erkennen, ob der Kraftspeicher entladen worden ist, kann beispielsweise
das Relais 48 noch eine Signalvorrichtung, z. B. eine Fallklappe, betätigen. Bei
der Anordnung nach Fig. 2 kann beispielsweise mit dem Anker 21 ein Kontakt verbunden
werden, der bei Bewegung des Ankers nach oben eine Signalvorrichtung in Tätigkeit
setzt.