SE128309C1 - - Google Patents

Description

KLASS 21 g:41,01 BEVIDAT DEN 22 MARS 19 PATENTTID FRAN DEN 26 JUNI 19 PUBLICERAT DEN 30 MA] 19 Hartill en ritning.

GENERAL RAILWAY SIGNAL COMPANY, ROCHESTER, N. Y., AMERIKAS FORENTA STATER.

Elektromagnetiskt polariserat rel.& Uppfinuare: G. E. Duffy Sr.

Prioritel begard frill:, den 6 ittni 1944 (Amerikas forenta stater).

Uppfinningen avser ett elektromagnetiskt polariserat rela, yars magnetiska krets formagnetiseras medelst en permanentrnagnet och vars ankare vid stromlost rela icke befinner sig i tillslaget tillstand.

Vid namnda formagnetiserade rela ingar permanentmagneten i magnetkretsen pa sa.- dant satt, att det magnetflode, som den alstrar, och det flode, som alstras av strommen i magnetiseringsspolen, gemensamt genomstromma den delen ay den magnetiska kretsen, som bestar av polskorna, luftgapet och ankaret. Beroende pa stromriktningen i magnetiseringsspolen aro dessa falt antingen riklode i samma eller i motsatt riktning mot varandra. I det form fallet är en svag magnetiseringsstrom tillracklig for att attrahera ankaret, medan i det andra fallet mycket kraftiga strOmmar erfordras fOr att payerka ankaret, emedan i detta fall det fait, som attraherar ankaret, har motsatt riktning som det av permanentmagneten alstrade faltet.

Det ãr Onskvart, att fOrhallandet mellan den stromstyrka i normal riktning, som erfordras for att attrahera ankaret, och stromstyrkan i motsatt riktning mot den som beho-vs for att attrahera ankaret, är sa stort som mOjligt, emedan harigenom basta skydd erhalles mot relatillslag genom strommar i mot-salt riktning, vilLa strommar kunna uppsta genom tillfalligheter, sisoni askyader, kortslutningar eller montagefel. Speciellt yid jarnyagsd.riti, dar funktionsf el av relder icke en-dust kunna astadkomma materiella skador utan ayen olycksha.ndelser, Oro dessa forhallanden av sarskilt stor betydelse.

Vid ett dylikt relä maste permanentmagnetmaterial med stor koercitiykraft anyandas, emedan det ay den normala magnetiseringsstrommen alstrade faltet verkar demagnetiserande pa permanentmagneten. Ett dylikt: materials remanens Or i allmanhet ganska liten, sh att det Or nOdvandigt att anvanda permanentmagneter med tamligen stor tvarsektionsarea.

Uppfinningen gör det mojligt att reducera den mojliga aymagnetiserande effektens storlek i det stromforande relaet, -vilken effekt Or ganska stor t. o. m. om ingen magnetiserande strom fdrekommer, och att erhalla maximiforhallandet mellan den magnetiserande stromstyrkan i den normala riktningen fOr att attrahera ankaret och stromstyrkan i motsatt riktning, sO att funktion under en felsignals inverkan unchikes.

Enligt uppfinningen innehaller ett elektromagnetiskt polariserat rad, som är formagnetiserat medelst en perrnanentmagnet och vars ankare vid stromlost reld icke dr tillslaget, en ma.gnetisk shunt parallellt med per- manentmagneten, vilken shunt tillsammans med magnetiseringsspolens karna bildar en sluten magnetisk krets, som i sin helhet magnetiseras av permanentmagneten, sa att det magnetiska tillstandet ligger i narheten av magnetiseringskurvans krok.

Anvandningen av en parallellt med permanentmagneten anordnad magnetisk shunt medf Or, att den avmagnetiserande effekten Or mycket mindre On ifall endast magnetiseringsspolens karna befinner sig mellan permanentrnagnetens poter, emedan med hansyn till spolen denna karna alltid initste vara mycket langre an den kortaste magnetshunten, och eftersom permanentmagneten bestar av en stang, ligger den med hela sin langd mot magnetshunten. Tack vare den svaga avinagnetiseringseffekten kan man i stor utstrackning valja bland kanda magnetiska material. &Isom redan namnts, formagnetiseras bade magnetshunten och magnetiseringsspolens karna av permanentmagneten intill narheten av magnetiseringskurvans krok.. Della fakturns betydelse for reldets funktion ()eh de fordelar, som harigenom fas jamfort med kanda konstruktioner, framga ay foljande.

Sasom hos alla med en permanentmagnet formagnetiserade relder Or den normala magnetiseringsstrommens riktning sadan, att det av denna strOni i spolkarnan alstrade faltet 2— — fir motsatt det av permanentrnagneten alstrade faltet. Det av den stromfarande spolen alstrade magnetflodet fordelar sig pa de med ankaret och luftgapet i serie anordnade polskorna och permanentmagneten. Men speciellt material med stor permanentmagnetisk koercitivkraft har mycket liten permeabilitet (pa grund av de tvá magnetiseringsriktningarna och dven emedan materialet icke är magnetiserat), sit att innan det hela av magnetiseringsstrommen alstrade magnetfladet genomstrommar luftgapet, oberoende av magnetiseringsstrommens riktning. Harm' framgar, att forhallandet mellan den normala magnetiseringsstromstyrkan och den motsatt riktade stromstyrkan, medelst vilken ankaret attraheras, helt och hallet bestammes av luftgapets formagnetisering. I korthet, eftersom luftgapet är formagnetiserat medelst permanentmagneten, är den strom, som passerar i motsatt riktning som den, vid vilken ankaret attraheras, icke mera an tre ganger storre an den normala stroll/men. I korthet, eftersom luftgapet ar formagnetiserat inedelst perma- nentmagneten upp till av det for attra- heringens astadkommande nodvandiga magnetflodet, fir den strain, som passerar i mot-salt riktning som den, yid vilken ankaret attraheras, icke mera an tre ganger storre an den normala strommen; ifall magnetisering- en utgar 7är den sju ganger storre. Des- sa siffror anges endast for att visa forhallandena och aro icke pa nagot satt bestammande. Emedan man yid formagnetiseringen ãr bun-den vid vissa granser for att undvika, att ankaret forblir tillslaget efter den magnetiserande striimmens brytning, kan della forhallande dock aldrig bli mycket stort.

I ett relit enligt uppfinningan astadkommer samma stromstyrka hos de magnetiserande motsatt riktade strommarna icke samma and-ring av magnetflodet i magnetiseringsspolens karna, och, beroende pa strommens riktning, passeras luftgapet av en olika stor del av delta flOde. Delta beror darpa, att bade magnetiseringsspolens karna och magnetshunten formagnetiseras intill magnetiseringskurvans lira. Den normala magnetiserande strommen, som motverkar det i spolkarnan redan befintliga magnetfladet, astadkommer dar en storre andring i magnetflodet an samma strom i motsatt riktning, emedan permeabiliteten icke ar lika stor far de hada stromriktningarna. Vid vanliga magnetiska amnen Or denna differens storst i narheten av magnetiseringskurvans krok. For det av den normala magnetiseringsstrommen alstrade magnetflodet Or magnetshuntens reluktans tillrOckligt stor, enar I derma riktning shunten magnetiseras intill narhetert av mattningsgransen, sa att endast en liten del av det flode, som alstras av magnetiseringsstrommen, passerar denna shunt, medan resten, med undantag av den del, som gar igenom permanentmagneten, pas serar luftgapet. Den normalt riktade magnetiseringsstrommen, som Or nodvandig for att attrahera ankaret, blir saledes endast nagot stone an i fall magnetshunten icke finnes. Eftersom strommen i magnetiseringsspolen gar i motsatt riktning, Or reluktansen i derma spoles karna daremot tamligen stor, emedan man da. nar en punkt, som kan befinna sig tillrackligt langt borta fran magnetiseringskurvans mattade del. Far det alstrade flodet är reluktansen i den parallellt med permanentmagneten anordnade shunten tillrackligt liten, eftersom detta node motverkar det redan befintliga floclet. En ganska stor del av det av magnetiseringsspolen dO alstrade flatlet passerar alltsa magnetshunten. Av dessa Overlaggningar framgar, att forhallandet mellan stramstyrkan i den riktning, sorn erfordras f Or att attrahera ankaret, och stromstyrkan i den andra riktningen blir storre On am magnetshunten icke skulle finnas.

Relaets verkningssatt har enligt ovanstaende forklarats med hjalp av formagnetiseringen till en punkt i narheten av magnetiseringskurvans krOk och beror darpa, att permeabiliteten Or olika stor i de hada riktningarna. Eftersom magnetiseringskurvan icke bestar av tva raka linjer, som skara varandra, utan av tva raka linjer, som f8rena sig i en stor bage, galler det att formagnetiseringen kan forskjutas till en punkt ovanfar eller nedanfar magnetiseringskurvan for den handelse att permeabiliteten skulle vara densamma i hada riktningar. Om saledes t. ex. stramstyrkan i den normala riktningen Or tillrackligt stor, kan magnetshunten formagnetiseras t. ex. till en punkt langt under magnetiseringskurvan.

Jamfort med formagnetiserade relb.er utan magnetisk shunt ager react enligt uppfinningen dessutom en annan fordel. Ifall permanentmagneten av n4ot skaI skulle Tar avmagnetiserad, verkar reldet som neutralt reld, vars magnetiseringsstromstyrka Or densamma i hada riktningar, varvid denna strainstyrka bestammes av ovannamnda forhallande. Enar detta forhallande Or mycket storre for ett rela med magnetisk shunt enligt uppfinningen, Or det praktiskt taget uteslutet, att ett avmagnetiserat rela, som utforts enligt uppfinningen, slar till under inverkan av strommen, vilken riktning denna On ma ha.

Den magnetiska shuntens tvarsektionsarea valjes foretradesvis ungefar lika stor som den hos magnetiseringsspolens karna. Vid anvandning av gott permanentmagnetiskt material dimensioneras permanentmagnetens tvarsektionsarea sa, att den Or ungefar fern ganger sa. stor som tvarsektionsarean for magnetiseringsspolens karna.

Den magnetiska shuntens avlagsnande skulle kunna medfora, att den svaga normalt riktade str8mmen i magnetiseringsspolen kan vara tiliracklig for att attrahera ankaret eller — —3 for att kvarhalla detta oxen efter stromavbrott. For att undvika ett sadant icke onskvart verkningssatt hos ett rela enligt uppfinningen ar den magnetiska shunten anordnad pa sadant satt, att den endast kan borttagas fran den magnetiska kretsen tillsammans med eller efter permanentmagneterna.

Nedanstdende beskrivning i samband med bifogade ritning begransas icke till det angivna exemplet och visar, hue uppfinningen kan utfOras, varvid de detaljer, som framga ur beskrivningen och ritningen, utgora en del av denna uppfinning.

I fig. 1 visas ett rela enligt uppfinningen i perspektiv, medan fig. 2 ar en tvarsektion genom fastanordningen for en av polskorna vid spolkarnan och genom permanentmagnetens utstaende del.

I fig. 1 visas karnan till relaets magnetiseringsspole, vilken karna 1 fir U-formad och vars skanklar aro forbundna med avlanga polskor 2 och 3. Dessa polskors plana sidoytor aro forbundna med ett ankare 4. Ankaret 4 ar forsett med tvd korta axlar 5, som aro vridbart lagrade i passande lager 6. Ankaret 4 uppbar dessutom tva kontaktarmar 7, som aro forsedda med arbetskontakter och vilokontakter 8 resp. 8'. Pd. karnans 1 hada sidor aro klamstycken 9 och 9' fasta pa det i fig. 2 visade sattet; de are tillsammans med polskorna 1 och 2 fasta pa karnan 1. Sasom av ritningen framgar, dr for detta dndamal klamstycket 9' anordnat vid en plan del pa karnan 1 och aro bada genomborrade, sa att en skruv 15' kan inforas i borrhalet till det gangade halet i polskon 3. Karnan 1 och polskon 3 aro f8rsedda mad delar, som ligga an mot varandra. Del racker med att draga fast skruven 15' fOr att skruva ihop 9', 1 och 3.

Mellan klamstyckena 9 och 9' befinna sig framtill en permanentmagnet 16 och baktill en permanentmagnet 17, vilka upphara var sin magnetiska shunt 18 resp. 19. Permanentmagneterna och de magnetiska shunterna are exakt inpassade mellan klamstyckena 9 och 0' och Ore deras andytor plana och glattade for att nedbringa reluktansen till ett Permanentmagneterna och deras shunter kvarhallas vertikalt medelst vinklarna 10 och 11 resp. 12 och 13. Dessa vinklar aro fasta vid klamstyckena med sma skruvar.

Karnans 1 magnetiseringsspole bestar av tva halfter 20 och 21. Ett holje 14, som omger permanentmagneterna och magnetiseringsspolarna, har till storre delen utelamnats ritningen for all tydligare visa anordningen.

Bokstaverna N och S pa permanentmagneterna ange nordpolen och sydpolen. Ankaret har sa instants, att det far normal magnetiseringsstrom erforderliga luftgapet erhalles, varvid ankaret 4 dessutom Or forsett med icke magnetiska avstandsbrickor eller dylikt for att forhindra, att relaet »klibbar», d. v. s. att ankaret icke slappes vid stromavbrott; eftersom en sadan anordning är mycket van-hg, visas den icke a ritningen.

Karnan 1, polskorna 2 och 3, ankaret 4 samt klamstyckena 9 och 9' besta av nagot lampligt ferromagnetiskt material med hog parmeabilitet, t. ex. siliciumjarn. De magnetiska shunterna 18 och 19 besta likaledes av ferromagnetiskt material, vars permeabilitet emellertid icke behover vara lika stor som ovannamnda organs material. Permanentmagneterna 16 och 17 kunna utforas av material med stor permanentmagnetisk koercitivkraft, t. ex. av ett material, som i handeln Or kant under namnet: »Black Streak Alnico».

Sasom redan omnamnts, aro permanentmagneterna 16 och 17 magnetiserade i samma riktning, sa att nordpolerna befinna sig intill klamstycket 9'. Permanentmagneternas totala tvarsektionsarea Or omkring den femdubbla av spolkarnans 1 tvarsektionsarea. De magnetiska shunternas 18 och 19 totala tvarsektionsarea Or ungefar densamma som karnornas. Shunterna 18 och 19 liksom magnetiseringsspolens karna 1 magnetiseras av permanentmagneten till narheten av magnetiseringskurvans kr81(ning.

Claims (5)

Patentansprak:

1. Elektromagnetiskt polariserat rela, som Or formagnetiserat medelst en permanent-magnet och vars ankare icke attraheras i stromliist tillstand, kannetecknat darav, att permanentmagneten befinner sig parallellt med en magnetisk shunt, som tillsammans med magnetiseringsspolens karna bildar en sluten magnetisk krets, vars olika delar magnetiseras till narheten av kroken i det anvanda materialets magnetiseringskurva.

2. Polariserat ratd enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att permanentmagneten befinner sig utanfor den magnetiska krets, som bestar av den magnetiska shunten och den magnetiserande spolens karna.

3. Polariserat rela enligt patentanspraket 1 eller 2, kannetecknat darav, att permanentmagnetens tvarsektionsarea Or ungefar lika med fern ganger tvarsektionsarean av den magnetiserande spolens karna.

4. Polariserat rela enligt patentanspraket 1, 2 eller 3, kannetecknat darav, att tvarsektionsarean av den magnetiserande spolens karna är ungefar lika stor som den magnetiska shuntens tvarsektionsarea.

5. Polariserat rela enligt nagot av fOrega.ende patentansprak, kannetecknat darav, att permanentmagneten Or anordnad som fastanordning f8r den magnetiska shunten pa sadant salt, att shunten endast kan borttagas, om permanentmagneten borttages eller Or borttagen. Stockholm 1950. Rena Poker. P. A. Norstedt aSmner 500089