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Steuerbarer Magnetkreis Es sind schon steuerbare Magnetkreise vorgeschlagen
worden, die als Steuerelemente verwendet werden können. Hierbei wird durch willkürlich
oder selbsttätig gesteuerte, auf einem Teil des Magnetkreises örtlich begrenzte
Änderung des magnetischen Widerstandes der auf einen Anker wirkende, vorzugsweise
von einem permanenten Magneten als MMK aufgedrückte Flüß derart beeinflußt, daß
der Anker abfällt.
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Nach der Erfindung ergibt sich eine besonders vorteilhafte Anordnung
für Steuerelemente dieser Art dadurch, daß in den KraftfluBkreis ein magnetischer
Leiter mit niedrigem Curiepunkt eingeschaltet ist und die Widerstandsänderung durch
Temperaturänderung dieses Leiters bewirkt wird.
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Die Wärme kann hierbei vorzugsweise stromabhängig geändert werden,
und zwar entweder indirekt, indem der Strom ein dem Curieleiter benachbartes Heizelement
durchströmt, oder aber auch direkt, indem der Curieleiter gleichzeitig als elektrischer
Leiter verwendet wird.
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Mit besonderem Vorteil wird der ferromagnetische Teil des Magnetkreises
an der für die Einschaltung des Curieleiters bestimmten Stelle mit
verbreitertem
Querschnitt ausgeführt. Der Curieleiter erhält in der Richtung des Xraftlinienflusses
nur eine sehr geringe Ausdehnung und wirdzweckmäßig in Form eines dünnen blechartigen
Streifens verwendet, der quer zur Kraftflußrichtung in den Magnetkreis eingelegt
ist.
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In der neueren Zeit sind verschiedene magnetische Leiter gefunden
worden, deren Curiepunkt verhältnismäßig niedrig liegt, etwa bei roo°. Das sind
Leiter aus Legierungen von Eisen-Nickel, von Eisen-Mangan, von Eisen-Nickel-Mangan
und von Eisen-Nickel-Chrom in geeignetem Mischlingsverhältnis. Von den Legierungen
Eisen-Nickel haben beispielsweise solche mit etwa 30°/o Nickelgehalt einen sehr
niedrigen Curiepunkt.
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Mit Hilfe eines derartigen magnetischen Steuerelements kann eine ähnliche
temperaturabhängige Steuerung wie mit Bimetallstreifen hervorgerufen werden, aber
mit dem großen Vorteil, -daß verhältnismäßig hohe Kraftwirkungen ohne jede Zwischenglieder;
Verklinkungen, Übersetzungen u. dgl. ausgelöst werden können, und daß außerdem dank
des Fortfalls derartiger Zwischenglieder auch ein besonders rasches (trägheitsloses)
Arbeiten ermöglicht .wird.
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Je nach den Voraussetzungen des Anwendungsfalles kann die Anordnung
des Curieleiters entweder mit sehr guten oder mit sehr schlechten Kühlungsverhältnissen
ausgeführt werden; die erstere kommt dann in Betracht, wenn es- auf das Erfassen
schneller Temperaturänderungen ankommt, während durch eine gute Wärmeisolation eine
überwachung der stationären Betriebswärme möglich ist. Durch geeignete Abstimmung
der Kühlung, beispielsweise durch geeignet bemessene Wärmeisolation, kann ein gutes
Wärmeabbild für irgendein auf Temperatur zu überwachendes Gerät erreicht werden.
Besonders einfache Anordnungen ergeben sich, wenn entsprechend- einem früheren Vorschlag
der Hauptfiuß im Magnetkörper durch einen permanenten Magneten aufgedrückt wird.
Hierbeiempfiehlt es sich, den Magnetkörper mit großem Kraftlinienquerschnitt auszuführen
und den Kraftlinienquerschnitt an den dem Anker-zugeordneten Polschuhen unter Aufrechterhaltung
eines entsprechenden Streupfades stark zu verengen, damit dort eine hohe örtliche
Kraftliniendichte und damit eine hohe Haltekraft erreicht werden kann. Da bei derartigen
Anordnungen das Magnetfeld nur eine geringe Fernwirkung hat, werden zur Zurückführung
des Ankers zweckmäßig besondere Einrichtungen vorgesehen, die diesen in den Bereich
der Polschuhe bringen.
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Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen magnetischen Steuerelements
ist in der Zeichnung dargestellt. Mit z ist der Eisenkörper eines Magneten bezeichnet,
in den als Kraftlinienquelle ein permanenter Magnet 2 eingeschaltet ist. Der Eisenkörper
ist etwa hufeisenförmig ausgeführt und an einer Stelle verbreiterten Querschnittes
von einem zwischengeschalteten Curieleiter 3 durchsetzt und dann zu Polschuhen 4
verengt, denen ein Anker 5 gegenübersteht, der beispielsweise- unter der Ein-Wirkung
einer Feder 6 steht. Zwischen den Polen unterhalb des Curieleiters ist ein Luftspalt
7 mit verhältnismäßig geringer Breite offen gelassen, über den sich ein großer Teil
des Flusses als Streu fluß schließt. Der Leiter 3 ist hierbei unmittelbar in einen
elektrischen Stromkreis eingeschaltet und wird durch den Strom erwärmt. Sobald die
kritische Temperatur erreicht ist, wird der magnetische Widerstand des Kraftlinienweges
im Curie-. leiter sehr groß, so daß nur noch ein geringer Bruchteil des Flusses
über den Anker und die Polschuhe geht, der Anker also unter der Wirkung - der Feder
6 abgezogen wird.
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Mit besonderem Vorteil kann bei einer derartigen- .Anordnung. außerdem
noch eine örtliche Magnetisierung durch einen Steuerstrom vorgesehen werden, wie
diese gleichfalls schon angegeben worden ist, durch die eine ähnliche Beeinflussung
des Flusses (unabhängig von der Temperatur) unmittelbar stromabhängig bewirkt werden
kann.
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Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 2 gezeigt. In der Nähe
der Pole 4 ist hierbei der Eisenkörper von Fenstern 8 durchsetzt, durch welche eine
Steuerwicklung 9 hindurchgeführt ist. Im übrigen entspricht die Anordnung im wesentlichen
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. r, wobei außerdem das ganze System noch in eine
wärmeisolierende Packung zo eingehüllt ist. Die Steuerwicklung 9 ist hierbei in
Reihe -finit dem Curieleiter 3 in den Stromkreis geschaltet. Die Beeinflussung des
Hälteflusses des Magneten durch den Curieleiter erfolgt hierbei in gleicher Weise
wie bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel. Sobald jedoch der Strom (unabhängig
von dessen Dauer) eine bestimmte Stromstärke überschreitet, wird durch die Wicklung
9 im Bereich der Fenster 8 eine derartige Flußverteilung hervorgerufen, daß kein
ausreichender Teilflüß mehr zu dem Anker 5 gelangen kann, dieser also gleichfalls
von der Feder 6 abgezogen wird.
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Wenn das Abfallen des Ankers hierbei gleichzeitig zum Abschalten des
Steuerstromes ausgenutzt wird, kann hierdurch zusätzlich der Vorteil erreicht werden,
daß der Curieleiter sicher vor Überlastung geschützt ist.
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In Fig.3 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt, bei der der Curieleiter
nicht unmittelbar vom Strom durchflossen ist, sondern indirekt durch eine Heizwicklung
r r erwärmt wird, die durch fensterartige Ausnehmungen des Eisenkörpers nahe an
dem Cuxieleiter hindurchgeführt ist und hierbei gleichzeitig die Funktion einer
elektrischen Steuerwicklung entsprechend der Wicklung 9 nach dem Ausführungsbeispiel
Fig. 2 übernimmt.
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Bei dieser Anordnung ist auf der anderen Seite des als Kraftlinienquelle
verwendeten permanenten Magneten ein magnetischer Nebenschluß 12 angeordnet, der
über einen Luftspalt 13 führt, dessen wirksamer Wert - z. B. durch eine einstellbare
Brücke r4-verändertwerden kann. Die Brücke 14 kann beispielsweise aus einem Block
bestehen, der aus zwei durch unmägnetisches Material voneinander getrennten ferromagnetischen
Teilen besteht
und um eine senkrechte Achse verdreht werden kann,
so daß der Winkel zwischen dem urmagnetischen Spalt und dem Luftspalt geändert wird.
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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Anker und Polschuhe selbst
als Kontakte für den zu steuernden Stromkreis zu verwenden, wobei diese zweckmäßig
an den Stromübergangsstellen mit einem gut leitenden Überzug (Silber) versehen werden.
In diesem Fall ist eine elektrische Isolierung der beiden Polschuhe voneinander
erforderlich, wozu in einfacher Weise eine dünne Isolierschicht verwendet wird,
die etwa parallel mit dem Curieleiter das System des Eisenkörpers durchsetzt.
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Unter Umständen kann es weiter zweckmäßig sein, die Floßänderung nicht
durch Abfallen eines Halteankers zu einem Steuervorgang auszunutzen, sondern elektrisch
zu erfassen und auf einen Steuervorgang zu übertragen. Hierzu wird etwa an dem den
Polschuhen und Anker entsprechenden Teil der Floß über einen schmalen Steg geführt,
der von einer Induktionswicklung umgeben ist, in der bei den plötzlichen Änderungen
des Flusses eine Spannung induziert wird, die ihrerseits den Steuervorgang bewirken
kann.
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Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig.4 dargestellt. Hierbei
ist der Kraftfloß statt über den Anker über eine die beiden Pole miteinander verbindende
Brücke 15 geführt, um die eine Induktionswicklung 16 angeordnet ist, in der bei
den Floßänderungen Spannungen induziert werden, die zur Steuerung von z. B. Relais
oder zur Abgabe von Signalen u. dgl. ausgenutzt werden können. Bei dieser Anordnung
sind die Curieleiter zweiteilig gemacht und beispielsweise durch vom Hauptstrom
durchflossene Heizleiter 17 durchsetzt, die wieder mit einer für Schnellauslösung
bestimmten Steuerwicklung g in Reihe geschaltet sein können.