DE1073101B - Magnetically polarized electric drive system for alarm clocks, relays or the like - Google Patents
Magnetically polarized electric drive system for alarm clocks, relays or the likeInfo
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Description
Magnetisch polarisiertes elektrisches Antriebssystem für Wecker, Relais od. dgl. Die Erfindung betrifft ein magnetisch polarisiertes elektrisches Antriebssystem für Wecker, Relais od. dgl. mit einem unbeweglichen, durch Wechselstrom erregbaren Elektromagnet mit weichmagnetischem Eisenkern, der einen :Mittelpol und zwei gleichnamige Außenpole hat, und einem den Anker des Systems bildenden, hin und her schwenkbaren Dauermagnetsystem, das aus zwei magnetisch in Reihe geschalteten Dauermagneten, zwei an deren äußeren Polen befestigten, sie überragenden Polblechen und einer zwischen den Dauermagneten festgehaltenen, den Anker in die neutrale Mittellage zurückführenden Bandfeder besteht, die an einem verlängerten Polende befestigt ist, bei welchem Antriebssystem sich der magnetische Wechselfluß des Elektromagnets über die Luftspalte, Polbleche und Dauermagnete schließt.Magnetically polarized electric drive system for alarm clocks, relays or the like. The invention relates to a magnetically polarized electric drive system For alarm clocks, relays or the like with an immobile, excitable by alternating current Electromagnet with a soft magnetic iron core, one: center pole and two of the same name Has outer poles, and one that forms the armature of the system and can be pivoted back and forth Permanent magnet system, which consists of two permanent magnets magnetically connected in series, two at their outer poles attached, they protruding pole plates and one between holding the permanent magnet, returning the armature to the neutral central position There is a ribbon spring attached to an elongated pole end, in which Drive system the alternating magnetic flux of the electromagnet across the air gaps, Pole plates and permanent magnets closes.
Es ist bereits ein magnetisch polarisiertes Antriebssystem eines Weckers bekanntgeworden, bei dem der zwischen zwei symmetrisch ausgeführten Jochen des Elektromagnets frei schwingende Anker aus einem Dauermagnet besteht, der auf beiden Seiten je ein Polblech trägt. Zur Rückstellung des Ankers in seine Gleichgewichtslage ist bei diesem bekannten Antriebssystem eine mit dem Anker verbundene, auf Biegung beanspruchte Bandfeder vorgesehen, die beidseitig zwischen je zwei Schneiden gelagert -ist. Die Drehlagerung des Ankers erfolgt durch eine senkrecht zur Rückstellfeder angeordnete, in besonderen Lagern gehalterte Ankerwelle. Die wesentlichen Nachteile dieser Ausführung liegen in der großen Zahl der Einzelteile der mühsamen Montage und insbesondere in der schwierigen Justierung des Ankers.It is already a magnetically polarized drive system for an alarm clock became known in which the between two symmetrically designed yokes of the electromagnet free-swinging armature consists of a permanent magnet that has a Pole plate carries. To return the armature to its equilibrium position is at this known drive system a connected to the armature, stressed on bending Ribbon spring is provided, which is supported on both sides between two cutting edges. the The armature is pivoted by a vertical to the return spring, armature shaft held in special bearings. The main disadvantages of this design lie in the large number of items of laborious assembly and in particular in the difficult adjustment of the anchor.
Um die Zugänglichkeit zu den zu justierenden Teilen zu erleichtern, hat man weiterhin eine Ausführung eines polarisierten Elektromagnetsystems entwickelt, bei der der Anker durch eine Blattfeder in die neutrale Lage zurückgeführt wird und zur drehbeweglichen Halterung des Ankers an der Blattfeder Verlängerungen vorgesehen sind, die in Ansätze eines an einer Grundplatte montierten, einstellbaren Lagerbügels eingreifen. Auch bei dieser bekannten Ausführung ist die Zahl der Einzelteile noch verhältnismäßig groß, so daß eine rationelle Serienfertigung schwer möglich ist.To facilitate access to the parts to be adjusted, a version of a polarized electromagnet system has also been developed, in which the armature is returned to the neutral position by a leaf spring and extensions are provided for the rotatable mounting of the armature on the leaf spring are in approaches of an adjustable bearing bracket mounted on a base plate intervention. Even in this known version, the number of individual parts is still relatively large, so that an efficient series production is difficult.
Es ist schließlich noch ein magnetisch polarisiertes elektrisches Antriebssystem der eingangs genannten Art bekanntgeworden, bei der der in Längsrichtung vom Dauerfluß durchsetzte Anker mit zwei verschieden polarisierten Zungen in die beiden Luftspalte eines dreipoligen Weicheisensystems, dessen einer Pol zwei gleichnamigen anderen gegenübersteht, hineinragt. Bei dieser bekannten Ausführung ist der Anker mittels einer Stahlfeder an einem Fortsatz des Mittelsteges des Weicheisenkernes aufgehängt. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Ausführung liegt jedoch darin, daß es nicht möglich ist, die Forderungen einer leichten Justierbarkeit und eines möglichst kleinen Trägheitsmomentes des Ankers in befriedigendem Maße gleichzeitig zu erfüllen. Je näher man nämlich bei dem bekannten Antriebssystem die Dauermagnete an die fiktive Drehachse des Ankers und damit an den Mittelsteg des Weicheisensystems heranrückt, um so schwieriger wird die Justierung des Ankers.It is, after all, a magnetically polarized electrical one Drive system of the type mentioned became known, in which the longitudinal direction anchors interspersed with continuous flow with two differently polarized tongues in the two air gaps of a three-pole soft iron system, one of which has two poles of the same name facing others, protrudes into it. In this known embodiment, the anchor by means of a steel spring on an extension of the central web of the soft iron core hung up. The main disadvantage of this known design, however, is that it is not possible to meet the requirements of easy adjustability and one the smallest possible moment of inertia of the armature to a satisfactory extent at the same time to meet. The closer you get to the permanent magnets in the known drive system to the fictitious axis of rotation of the armature and thus to the central web of the soft iron system the more difficult it is to adjust the armature.
In fertigungstechnischer Hinsicht erscheint es bei dieser bekannten Ausführung weiterhin nachteilig, daß zur Aufnahme der den Anker tragenden Stahlfeder in den Mittelsteg ein Schlitz quer zur Lamellierungsrichtung gesägt bzw. gefräst werden muß. Diese Ankeraufhängung bietet zudem keine absolute Gewähr dafür, daß der Anker bei Erschütterungen, Stößen od. dgl. unverrückbar in seiner Einspannlage festgehalten wird.From a manufacturing point of view, it appears in this known Execution still disadvantageous that for receiving the steel spring supporting the armature A slot is sawn or milled in the middle bar at right angles to the direction of lamination must become. This anchor suspension also offers no absolute guarantee that the anchor in case of vibrations, shocks or the like. Immovable in its clamping position is being held.
Alle diese Mängel der bekannten Ausführungen sollen durch das erfindungsgemäße magnetisch polarisierte elektrische Antriebssystem vermieden werden. Durch die Erfindung soll insbesondere ein Antriebssystem geschaffen werden, das sich aus wenigen Einzelteilen mühelos und in wenigen Arbeitsgängen zusammensetzen läßt und das sich durch eine besonders leichte Justierbarkeit auszeichnet.All of these shortcomings of the known designs are addressed by the inventive magnetically polarized electric drive system can be avoided. Through the invention in particular, a drive system is to be created that consists of a few individual parts Can be put together effortlessly and in a few work steps and that can be done with a particularly easy adjustability.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der verzweigte Pol des Eisenkernes des Elektromagnets als eine das Dauermagnetsystem beiderseits mit Abstand umgreifende Halterung für die Aufhängung der auf Torsion beanspruchten, in ihrer Mitte das Dauermagnetsystem tragenden Rückführ-Bandfeder ausgeführt ist.This object is achieved according to the invention in that the branched Pole of the iron core of the electromagnet as one the permanent magnet system on both sides at a distance encompassing bracket for the suspension of the torsion stressed, in its center the permanent magnet system is carried out with the return ribbon spring.
Indem auf diese Weise ein Pol des Eisenkernes des Elektromagnets zugleich als Halterung für die Federbandaufhängung des Ankers dient, verringert sich die Zahl der Einzelteile, aus denen sich das System zusammensetzt, und damit auch die Herstellung und der Zusammenbau ganz wesentlich. Die besondere Art der Aufhängung des Ankers macht in der Regel eine Nachjustierung völlig entbehrlich; falls im Einzelfalle eine Nachjustierung erforderlich sein sollte, so kann sie infolge der freien Zugänglichkeit der Federbandaufhängung rasch und genau vorgenommen werden.By doing this one pole of the iron core of the electromagnet at the same time serves as a holder for the spring band suspension of the anchor, the number of the individual parts that make up the system, and thus also the manufacture and the assembly is essential. The special way of hanging the anchor usually makes readjustment completely unnecessary; if in individual cases If readjustment should be necessary, it can be done as a result of the free accessibility the spring band suspension can be carried out quickly and accurately.
Ein räumlich gedrängter, fertigungstechnischer günstiger Aufbau des elektrischen Antriebssystems ergibt sich gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung dann, wenn der Kern des Elektromagnets und die Halterung für die Federbandaufhängung des Ankers ein aus Eisenblechen bestehender geschlossener rechteckiger Rahmen ist, in den von der Mitte der einen Rahmenseite her eine Zunge hineinragt, auf der eine Wechselstromerregerspule sitzt und deren Ende den einen Pol des Elektromagnets bildet, während der andere Pol durch die Mitte der gegenüberliegenden Seite des Rahmens gebildet wird, wobei die Enden der Bandfeder der Federbandaufhängung an zwei einander gegenüberliegenden Punkten der anderen beiden Rahmenseiten befestigt sind.A spatially compact, manufacturing technology favorable structure of the electric drive system results according to a special embodiment of the Invention when the core of the electromagnet and the bracket for the spring band suspension the anchor is a closed rectangular frame made of sheet iron, into which a tongue protrudes from the middle of one side of the frame, on one side AC excitation coil is seated and the end of which forms one pole of the electromagnet, while the other pole through the middle of the opposite side of the frame is formed, wherein the ends of the ribbon spring of the spring ribbon suspension on two each other opposite points of the other two frame sides are attached.
Man kann das erfindungsgemäße elektrische Antriebssystem aber auch so ausbilden, daß der Kern des Magnets und die Halterung für die Federbandaufhängung ein E-förmiger Bügel ist, auf dessen mittlerem Schenkel, dessen freies Ende den einen Pol des Elektromagnets bildet, sich eine Wechselstromerregerspule befindet, während die Bandfeder der Federbandaufhängung an den verlängerten Enden der beiden äußeren Schenkel befestigt ist.However, the electric drive system according to the invention can also be used Form so that the core of the magnet and the holder for the spring band suspension is an E-shaped bracket, on the middle leg, the free end of which is forms one pole of the electromagnet, there is an alternating current exciter coil, while the ribbon spring of the spring ribbon suspension at the extended ends of the two outer leg is attached.
Diese und zahlreiche weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.These and numerous other details of the present invention emerge from the following description of some exemplary embodiments.
In der Zeichnung ist die Erfindung in ihrer Anwendung auf ein einspuliges Wechselstromantriebssystem für einen Wecker veranschaulicht; es zeigt Fig.1 ein gemäß der Erfindung ausgeführtes Weckerantriebssystem in Aufsicht, Fig.2 das System gemäß Fig. 1 im Längsschnitt längs der Schnittlinie II-II der Fig. 1, Fig. 3 und 4 eine Aufsicht und einen Längsschnitt durch ein abweichend ausgeführtes Weckerantriebssy stem, Fig.5 und 6 ebenfalls eine Aufsicht und einen Längsschnitt durch ein Weckerantriebssystem besonders einfacher Bauart, Fig.7 einen Einzelteil des Antriebssystems gemäß Fig. 5 und 6 in Aufsicht, Fig. 8 und 9 eine Aufsicht und eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines vollständigen Weckers. Das Weckerantriebssystem nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem durch Wechselstrom erregbaren, ruhenden Elektromagnet 1 und einem schwenkbaren Dauermagnetsystem 2, an dem der Klöppel 3 befestigt ist.In the drawing, the invention is in its application to a single coil Illustrates an AC drive system for an alarm clock; it shows Fig.1 a according to the invention executed alarm clock drive system in plan view, Fig.2 the system 1 in longitudinal section along the section line II-II of FIGS. 1, 3 and 4 shows a plan view and a longitudinal section through a differently designed alarm drive system stem, Fig.5 and 6 also a plan view and a longitudinal section through an alarm clock drive system particularly simple design, FIG. 7 an individual part of the drive system according to FIG. 5 and 6 in plan view, FIGS. 8 and 9 a plan view and a partially sectioned one Side view of a full alarm clock. The alarm clock drive system of FIG. 1 and 2 consists of a static electromagnet 1 which can be excited by alternating current and a pivotable permanent magnet system 2 to which the clapper 3 is attached.
Der Elektromagnet 1 hat einen Eisenkern in Form eines langgestreckten Blechrahmens 4, der eine von der einen Rahmenseite 4a in den Rahmen hineinragende Mittelzunge 5 aufweist, die eine mit Wechselstrom zu speisende Erregerspule 6 trägt. Der Blechrahmen 4 ist aus beispielsweise zwei flach aufeinandergelegten Weicheisenblechen 4' zusammengesetzt, die durch einen Lackanstrich oder durch eine (nicht dargestellte) Papierzwischenlage gegeneinander isoliert sind. Zwischen dem freien Ende 5 a der Mittelzunge 5 und der gegenüberliegenden Seite 4b des Rahmens 4 befindet sich das Dauermagnetsystem 2, das in der Mitte einer Federbandaufhängung sitzt, deren Bandfeder 7 mittels der Niete 8 an den einander gegenüberliegenden Längsseiten 4c und 4d des Rahmens 4 befestigt ist. Die Enden der Bandfeder 7 sind zwischen die beiden Weicheisenbleche 4' des Rahmens geschoben, so daß sie nach ihrer Befestigung durch die Niete 8 fest im Rahmen eingespannt sind.The electromagnet 1 has an iron core in the form of an elongated one Sheet metal frame 4, one of which protrudes from one frame side 4a into the frame Has central tongue 5 which carries an excitation coil 6 to be fed with alternating current. The sheet metal frame 4 is made of, for example, two soft iron sheets placed flat on top of one another 4 'composed by a paint coat or by a (not shown) Paper interlayer are insulated from each other. Between the free end 5 a of Center tongue 5 and the opposite side 4b of the frame 4 is the Permanent magnet system 2, which sits in the middle of a spring band suspension, whose band spring 7 by means of the rivets 8 on the opposite longitudinal sides 4c and 4d of the Frame 4 is attached. The ends of the ribbon spring 7 are between the two soft iron sheets 4 'of the frame so that it is fixed after it has been fastened by the rivet 8 are clamped in the frame.
Das Dauermagnetsystem 2 besteht aus zwei einander gleichen flachen OYydmagneten 9 und 9', zwischen denen die Mitte der Bandfeder 7 eingespannt ist. Die beiden Dauermagnete 9 und 9' sind magnetisch in Reihe geschaltet und tragen auf ihren äußeren Stirnflächen je ein Polblech 10 und 10'. Die Polbleche 10 und 10' ragen beiderseits über die Dauermagnete 9 und 9' hinaus und tragen an ihren Enden nichtmagnetische, als Anschlagniete ausgeführte Vorsprünge 11. zwischen die einerseits das den einen Pol des Elektromagnets bildende Ende 5 ä der Zunge 5 und andererseits die den anderen Pol bildende Rahmenseite 4 b des Rahmens 4 hinein- bzw. hinausragen. Auf diese Weise entstehen vier Luftspalte 12 a, 12 b sowie 12'a. 12'b, über die sich der Gleichfluß des Dauermagnetsystems 2 und der Wechselfluß des aus dem Rahmen 4, der Zunge 5 und der Spule 6 gebildeten Elektromagnets schließen kann. Das gesamte Dauermagnetsy stem 2 wird durch einen zentrischen Niet 2 a fest zusammengehalten.The permanent magnet system 2 consists of two identical flat ones OYyd magnets 9 and 9 ', between which the center of the ribbon spring 7 is clamped. The two permanent magnets 9 and 9 'are magnetically connected in series and carry one pole sheet 10 and 10 'each on their outer end faces. The pole plates 10 and 10 'protrude on both sides over the permanent magnets 9 and 9' and carry on their Ends non-magnetic, designed as stop rivets projections 11 between the on the one hand, the end 5 ä of the tongue 5 and forming one pole of the electromagnet on the other hand, the frame side 4 b of the frame 4 forming the other pole in- or protrude. In this way, four air gaps 12 a, 12 b and 12'a are created. 12'b, over which the direct flux of the permanent magnet system 2 and the alternating flux of the electromagnet formed from the frame 4, the tongue 5 and the coil 6 can. The entire Dauermagnetsy system 2 is fixed by a central rivet 2a held together.
Die Achse der Torsions-Bandfeder7 ist die Schwenkachse des den Anker bildenden Dauermagnetsystems 2, um die auch der an der Unterseite des Dauermagnetsystems 2, d. h. an dem Polschuh 10' befestigte Klöppel 3 schwingt, dessen Stiel 3 a aus Federblech besteht.The axis of the torsion band spring7 is the pivot axis of the armature forming permanent magnet system 2, around which also the one on the underside of the permanent magnet system 2, d. H. on the pole piece 10 'attached clapper 3 swings, the stem 3 a from Spring plate is made.
Wie insbesondere die Fig. 2 klar erkennen läßt, ist das Antriebssystem ein Vierpolinagnetsystem, bei dem das Dauermagnetsystem2 mittels einer symmetrischen, beiderseitigen Federbandaufhängung schwenkbar gelagert ist, während der durch Wechselstrom erregbare Elektromagnet 1 fest angeordnet ist.As can be clearly seen in particular from FIG. 2, the drive system is a four-pole magnet system, in which the permanent magnet system2 by means of a symmetrical, double-sided spring band suspension is pivotably mounted, while by alternating current excitable electromagnet 1 is fixedly arranged.
Die Arbeitsweise des Systems ergibt sich ebenfalls aus der Betrachtung der Fig.2 gewissermaßen von selbst. In der dargestellten Ruhelage wird das Dauerrnagnetsystem 2 durch die Torsions-Bandfeder 7 in einer Stellung festgehalten, in der die vier Luftspalte 12a, 12b, 12'a, 12'b gleich groß sind und infolgedessen sich sämtliche Magnetkräfte innerhalb des symmetrisch aufgebauten Antriebssystems ausgleichen. Schickt man nun einen Wechselstrom durch die Spule 6, so wird ein zusätzlicher Wechselfluß von dem freien Ende 5 a der Zunge 5 über die Luftspalte 12 a, 12 b, die Polbleche 10, 10' und die Luftspalte 12'a, 12'b nach der gegenüberliegenden Rahmenseite 4 a fließen. Dieser Wechselfluß verändert in an sich bekannter Weise die Luftspaltinduktion in den vier Luftspalten des Antriebssystems beispielsweise derart, daß die Induktion in den Luftspalten 12 a und 12'b ansteigt, während sie in den Luftspalten 12 b und 12'a verringert -wird. Die damit verbundenen Änderungen der magnetischen Anziehungskräfte in den Luftspalten schwenken das Dauermagnetsystem 2 im Sinne des Uhrzeigers um die Achse der Torsions-Bandfeder 7, so daß der mit diesem Dauermagnetsystem verbundene Klöppel 3 nach unten schlägt.The functioning of the system also results from the consideration of Fig.2 to a certain extent by itself. In the rest position shown, the permanent magnet system 2 held by the torsion band spring 7 in a position in which the four Air gaps 12a, 12b, 12'a, 12'b are the same size and consequently all Balance magnetic forces within the symmetrically constructed drive system. If you now send an alternating current through the coil 6, there is an additional alternating flow from the free end 5 a of the tongue 5 via the air gaps 12 a, 12 b, the pole plates 10, 10 'and the air gaps 12'a, 12'b on the opposite side of the frame 4 a flow. This alternating flow changes the air gap induction in a manner known per se in the four air gaps of the drive system, for example, in such a way that the induction in the air gaps 12 a and 12'b increases, while in the air gaps 12 b and 12'a is reduced. The associated changes in the magnetic forces of attraction In the air gaps, the permanent magnet system 2 swings clockwise the axis of the torsion band spring 7, so that the associated with this permanent magnet system Clapper 3 strikes down.
Mit dem Schwenken des Dauermagnetsystems 2 ändern sich auch die Luftspaltweiten bzw. die magnetischen Widerstände der Luftspalte, so daß auch ein größerer Teil des Wechselflusses über die Dauermagnete 9 und 9' fließt, wenn der magnetische Wechselflußwiderstand der Dauermagnete nicht sehr hoch ist.As the permanent magnet system 2 is pivoted, the air gap widths also change or the magnetic resistances of the air gaps, so that a larger part of the alternating flux flows through the permanent magnets 9 and 9 'when the alternating magnetic flux resistance the permanent magnet is not very high.
Die Ausschlagweite des Dauermagnetsystems 2 wird durch das unmittelbare Aufschlagen der Vor- Sprünge 11 der Polschuhe 10 und 10' auf die untere Fläche des Zungenendes 5 a und die obere Fläche der Rahmenseite 4a begrenzt, wobei jedoch der gefederte Klöppel 3 noch etwas über die Endlage hinausschwingt.The deflection range of the permanent magnet system 2 is determined by the immediate Open the fore Jumps 11 of the pole pieces 10 and 10 'on the the lower surface of the tongue end 5 a and the upper surface of the frame side 4 a limited, however, the spring-loaded clapper 3 still swings a little beyond the end position.
Bereits während der erregende Wechselstrom in der Spule 6 seine Richtung umkehrt, wird das Dauermagnetsystem 2 zunächst durch die Torsions-Bandfeder 7 und dann infolge der Umkehrung des Wechselflusses durch magnetische Kräfte entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, bis diese Schwenkbewegung wiederum durch die Anschläge gestoppt wird.Already during the exciting alternating current in the coil 6 its direction reversed, the permanent magnet system 2 is initially through the torsion band spring 7 and then counteracted as a result of the reversal of the alternating flux by magnetic forces Pivoted clockwise until this pivoting movement in turn through the stops is stopped.
Durch die Abstimmung der Eigenschwingung des gefederten, aus dem Dauermagnetsystem 2 und dem Klöppel 3 bestehenden Ankersystems auf die Frequenz des erregenden Wechselstromes läßt sich ein besonders guter Wirkungsgrad erreichen.By tuning the natural oscillation of the spring-loaded, from the permanent magnet system 2 and the clapper 3 existing anchor system to the frequency of the exciting alternating current a particularly good efficiency can be achieved.
Die Dauermagnete 9 und 9' können Oxydmagnete sein, deren elektrischer Widerstand sehr hoch ist, so daß in den Magneten selbst beim Durchgang des Wechselflusses durch diese Magnete keine Wirbelstromverluste und damit keine Dämpfung auftreten kann. Da ferner die Induktionsänderungen durch den Wechselmagnetfluß nur relativ gering sind, treten in den Magneten auch praktisch keine Hystereseverluste auf.The permanent magnets 9 and 9 'can be oxide magnets, their electrical Resistance is very high, so that in the magnet itself when passing through the alternating flux no eddy current losses and therefore no damping occur due to these magnets can. Furthermore, since the induction changes due to the alternating magnetic flux are only relatively are low, there are practically no hysteresis losses in the magnets.
Durch die bereits oben erwähnte Anpassung der Rückführkräfte, die von der Torsions-Bandfeder 7 auf das Dauermagnetsystem 2 übertragen werden, an die magnetischen Kräfte, die bei unerregtem Elektromagnet zwischen den Polschuhen 10, 10' des Dauerinagnetsystems 2 und den Polen (Ende 5 a der Zunge 5 und Rahmenseite 4 b) des Elektromagnets auftreten, läßt sich das Dauermagnetsystem bereits durch sehr geringe Wechselflüsse, d. h. eine kleine Wechselstromleistung, in Bewegung setzen. Bei einer solchen Auslegung der Federkräfte kann man die Luftspalte 12 a, 12 b bzw. 12'a, 12'b verhältnismäßig groß machen, ohne den Wirkungsgrad des Antriebssystems nennenswert zu verringern. Diese relativ großen Luftspalte erleichtern die Einstellung des Antriebssystems auf den günstigsten Arbeitspunkt; die Verwendung einer aus korrosionsfreiem Material hergestellten Torsions-Bandfeder macht das Antriebssystem weitgehend unabhängig von Witterungs- und Temperatureinflüssen. Auch bei größter Kälte werden die Ansprechempfindlichkeit und der Wirkungsgrad des Systems nicht verschlechtert.By adjusting the feedback forces already mentioned above, the are transferred from the torsion band spring 7 to the permanent magnet system 2, to the magnetic forces that, when the electromagnet is de-energized, between the pole pieces 10, 10 'of the permanent magnet system 2 and the poles (end 5 a of the tongue 5 and frame side 4 b) of the electromagnet occur, the permanent magnet system can already pass through very low alternating flows, d. H. a small ac power, in motion set. With such a design of the spring forces, the air gaps 12 a, Make 12 b or 12'a, 12'b relatively large without reducing the efficiency of the drive system to decrease significantly. These relatively large air gaps make the adjustment easier the drive system to the most favorable operating point; the use of a non-corrosive The torsion band spring made of the material makes the drive system largely independent of weather and temperature influences. Even in extremely cold weather, the response sensitivity and the efficiency of the system does not deteriorate.
Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Antriebssystem unterscheidet sich von dem System gemäß Fig.1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß es nur zwei Luftspalte 13 und 13' aufweist, da die Polbleche 14 und 14' nur einseitig über die beiden Dauermagnete 9 und 9' herausragen. Die Torsions-Bandfeder 7 ist zwischen die nicht geschlossenen Schenke115d und 15b der als E-förmiger Bügel 15 ausgebildeten Halterung gespannt und besteht aus einem Stück mit dem Stiel 3'a des Klöppels 3', während der Wechselflußmagnetkreis über die beiden Blechbrücken 16 und 16' geschlossen wird, die in der Höhe des Endes 17a der Zunge 17 mit geringem Abstand über die Enden der Polbleche 14 und 14' herübergreifen und an den Schenkeln 15a und 15b des Bügels 15 befestigt sind.The drive system shown in FIGS. 3 and 4 differs from the system according to FIGS and 9 'protrude. The torsion band spring 7 is stretched between the non-closed legs 115d and 15b of the bracket designed as an E-shaped bracket 15 and consists of one piece with the stem 3'a of the clapper 3 ', while the alternating flux magnetic circuit via the two sheet metal bridges 16 and 16' is closed, which reach over at the level of the end 17a of the tongue 17 at a small distance over the ends of the pole plates 14 and 14 'and are attached to the legs 15a and 15b of the bracket 15.
Die Wirkungsweise dieses Antriebssystems weicht praktisch nicht von der des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Antriebssystems ab; an Stelle der beiden Luftspalte 12 b und 12'b sind die lediglich von dem Wechselfluß durchflossenen Luftstrecken 18, 18' zwischen den Polblechen 14 und 14' und den Brücken 16 und 16' getreten. Dieses System ergibt praktisch die gleichen Wirkungsgrade wie das System gemäß Fig. 1 und 2, da sich das gesamte Gleichfeld über die beiden Arbeitsluftspalte 13 und 13' schließt.The mode of operation of this drive system practically does not differ that of the drive system shown in Figures 1 and 2; in place of the two Air gaps 12b and 12'b are the air paths through which the alternating flow only flows 18, 18 'between the pole plates 14 and 14' and the bridges 16 and 16 '. This system gives practically the same efficiencies as the system according to Fig. 1 and 2, since the entire constant field extends over the two working air gaps 13 and 13 'closes.
Die Fig.5 und 6 zeigen ein weiter vereinfachtes Antriebssystem ähnlich Fig. 3 und 4, in dem die Torsions-Bandfeder 19 aus magnetisierbarem Blech besteht und den magnetischen Schluß des Wechselflußkreises bildet. Diese Torsions-Bandfeder 19 kann aus dem gleichen Werkstoff bestehen, wie der als Blattfeder ausgebildete Stiel 20a des Klöppels 20, so daß die Torsions-Bandfeder und der Klöppelstiel einen zusammenhängenden Stanzteil bilden können.Figures 5 and 6 show a further simplified drive system similar 3 and 4, in which the torsion band spring 19 consists of magnetizable sheet metal and forms the magnetic circuit of the alternating flux circuit. This torsion ribbon spring 19 can consist of the same material as that designed as a leaf spring Handle 20a of the clapper 20, so that the torsion ribbon spring and the clapper handle one can form coherent stamped part.
Da bei dieser Ausführung die Bandfeder der Federbandaufhängung nach beiden Seiten je die Hälfte des Wechselflusses des Elektromagnets führt, ist es zweckmäßig, sie in ihrem Einspannbereich zwischen den beiden Dauermagneten des Dauermagnetsystems mit einer Verbreiterung zu versehen, deren Fläche der Ouerschnittsfläche der Dauermagnete entspricht. Die Verbreiterung der Bandfeder kommt insbesondere bei Dauermagnetsystemen in Frage, die aus Oxydmagneten aufgebaut werden. Oxydmagnete haben bekanntlich eine geringe Permeabilität ([, - 1), so daß sie sich gegenüber magnetischen Wechselflüssen wie Luft verhalten. Um den magnetischen Widerstand im Wechselflußkreis klein zu halten, muß man daher die durch den Oxydmagnet getrennten Flächen der Polbleche und der Bandfeder möglichst groß machen und flache Oxydmagnete wählen.Since in this version the band spring of the spring band suspension it is half of the alternating flux of the electromagnet on both sides expedient to place them in their clamping area between the two permanent magnets of the permanent magnet system to be provided with a widening, the area of which corresponds to the cross-sectional area of the permanent magnets is equivalent to. The widening of the ribbon spring occurs particularly in permanent magnet systems in question, which are made up of oxide magnets. Oxyd magnets are known to have one low permeability ([, - 1), so that they face alternating magnetic fluxes behave like air. To make the magnetic resistance in the alternating flux circuit small hold, one must therefore keep the surfaces of the pole plates separated by the oxide magnet and make the ribbon spring as large as possible and choose flat oxide magnets.
Dieses vereinfachte Antriebssystem setzt sich aus sehr wenigen Teilen zusammen; seine Montage ist besonders einfach, da nach dem Zusammenbau des Dauermagnetsystems mit dem zwischen die beiden Einzelmagnete 9 und 9' eingespannten Klöppelstiel 20a, dessen Querstück die Torsions-Bandfeder 19 bildet, lediglich die Enden dieser Torsions-Bandfeder zwischen die beiden den Rahmen des Elektromagnets bildenden Bleche zu schieben und zwischen diesen Blechen durch Niete oder Punktschweißung festzulegen sind.This simplified drive system consists of very few parts together; its assembly is particularly easy, since after the assembly of the permanent magnet system with the clapper handle 20a clamped between the two individual magnets 9 and 9 ', whose crosspiece forms the torsion band spring 19, only the ends of this torsion band spring between the two metal sheets forming the frame of the electromagnet and are to be fixed between these sheets by rivets or spot welding.
Die genaue Einstellung des Dauermagnetsystems auf Gleichheit der beiden Luftspalte 13a und 13'a wird - wie auch bei den Antriebssystemen gemäß Fig. 1 bis 4 - mittels entsprechender Justierwerkzeuge durch Biegen der unmittelbar vor der Einspannung im Rahmen liegenden Enden der Torsions-Bandfeder 19 durchgeführt.The exact setting of the permanent magnet system for equality of the two Air gaps 13a and 13'a - as in the case of the drive systems according to FIGS 4 - using appropriate adjustment tools by bending the immediately before the The ends of the torsion band spring 19 located in the frame are clamped.
Man kann die Achse der Bandfeder entweder durch die Mitte des Dauermagnetsystems gehen lassen, wenn die einseitig über die Dauermagnete hinausragenden Teile der Polbleche das Gewicht eines mit dem Dauermagnetsystem verbundenen Klöppels ungefähr ausgleicht. Da man jedoch Interesse daran hat, die Streuung innerhalb des den Anker bildenden Dauermagnetsystems so klein wie möglich zu halten, werden die Polbleche relativ kurz ausgeführt; sie können dann das Gewicht eines schweren Klöppels nicht ausgleichen. In diesen Fällen empfiehlt es sich - um einen weitgehenden Gewichtsausgleich und das geringste Trägheitsmoment des hin und her schwenkbaren Ankersystems zu erreichen - die Achse der Federbandaufhängung aus der Mitte des Dauermagnetsystems so weit zu verschieben, daß sie durch den Schwerpunkt dieses Ankersystems geht.The axis of the ribbon spring can either be through the middle of the permanent magnet system let go if the parts of the Pole sheets approximately the weight of a clapper connected to the permanent magnet system compensates. However, since one is interested in the scattering within the anchor The pole plates are used to keep the permanent magnet system as small as possible executed relatively briefly; then they cannot bear the weight of a heavy clapper balance. In these cases it is recommended - to achieve extensive weight compensation and achieve the lowest moment of inertia of the reciprocating armature system - the axis of the spring band suspension from the center of the permanent magnet system so far to move that it goes through the center of gravity of this anchor system.
In der Fig.7 ist ein Stanzteil aus magnetisierbarem Federblech dargestellt, der die Form einer mit dem Klöppelstie120a zusammenhängenden Bandfeder 19 erkennen läßt, deren Achse gegenüber der Mitte des Dauermagnetsystems, d. h. der Mitte des Loches 19 a in der mittleren Verbreiterung 19 b der Bandfeder 19, versetzt ist. Die Fig. 8 und 9 zeigen einen vollständig zusammengebauten Wechselstromwecker. Um dem Antriebssystem eine große mechanische Steifheit zu geben, sind die beiden den Rahmen 21 bildenden Bleche 22a und 22b auseinandergebogen bzw. durch Kröpfungen versteift; sie sind ferner mit senkrecht abgebogenen PIaltelappen 23 versehen, durch deren Augen 23a Befestigungsschrauben zum Festlegen des Systems hindurchgreifen können. An der linken Stirnseite des Rahmens ist ein besonderer Spulenkern 24 zwischen die beiden Bleche 22 a. und 22 b genietet, dessen Ende 24r zwischen die Polbleche 14, 14' des fest mit dem Klöppel 20 verbundenen Dauermagnetsystems 2 hineinragt. Zum Festlegen der Torsions-Bandfeder 19 - die einstückig mit dem federnden Klöppelstiel 20a hergestellt ist - dienen zwei Schrauben 25 und rohrförmige Abstandstücke 26, die gleichzeitig zur axialen Festlegung eines Klingelbleches 27 dienen, das zwischen elastischen Scheiben 28 eingespannt ist.In Figure 7 a stamped part made of magnetisable sheet-metal spring is shown, which reveals the form of a coherent with the Klöppelstie120a band spring 19 whose axis with respect to the center of the permanent magnet system, ie the center of the hole 19 a b in the middle spacers 19 of the band spring 19 , is offset. Figures 8 and 9 show a fully assembled AC alarm clock. In order to give the drive system great mechanical rigidity, the two metal sheets 22a and 22b forming the frame 21 are bent apart or stiffened by cranks; they are also provided with vertically bent flat tabs 23, through whose eyes 23a fastening screws for fixing the system can reach. On the left end of the frame is a special coil core 24 between the two sheets 22 a. and b riveted 22, whose end protrudes 24r between the pole plates 14, 14 of rigidly connected to the clapper 20 permanent magnet system 2 '. To fix the torsion band spring 19 - which is made in one piece with the resilient clapper handle 20a - two screws 25 and tubular spacers 26, which also serve to axially fix a bell plate 27, which is clamped between elastic discs 28.
Das Klingelblech 27 hat einen ovalen oder rechteckigen Rohrquerschnitt; an seinem Ende sind zwei einander gegenüberliegende ausgescherte Lappen 27a. vorgesehen, gegen deren Stirnseite der Klöppel 20 anschlägt. An der Befestigungsseite ist das Klingelblech 27 rechteckig ausgeschnitten, damit auch noch nach Zusammenbau des Systems die Enden der Torsions-Bandfeder 19 für eine gegebenenfalls notwendige Justierung zugänglich sind.The bell plate 27 has an oval or rectangular pipe cross section; at its end are two opposite sheared flaps 27a. intended, the clapper 20 strikes against the end face thereof. This is on the fastening side Bell plate 27 cut out rectangular so that even after the assembly of the System, the ends of the torsion band spring 19 for any necessary adjustment are accessible.
Die doppelseitige Kröpfung der beiden Rahmenbleche 22a und 22b gestattet es schließlich, die Spule 6 einwandfrei an dem Rahmen 21 festzulegen, indem ihr vergrößerter Spulenflansch29 mit zwei Einschnitten versehen wird. so daß sich Ansätze 30 bilden, die zwischen die Rahmenbleche 22a und 22b geklemmt werden.The double-sided cranking of the two frame plates 22a and 22b is permitted it finally to fix the coil 6 properly to the frame 21 by her enlarged spool flange29 is provided with two incisions. so that approaches 30 form which are clamped between the frame plates 22a and 22b.
Das an dem Beispiel eines Weckerantriebs ausführlich beschriebene elektrische Antriebssystem gemäß der Erfindung kann nicht nur als Antriebsvorrichtung für einen Klöppel, sondern auch zur Betätigung von Umschaltkontakten verwendet werden. So ist ein solches System beispielsweise zur Betätigung von Polwechslerkontakten geeignet, wenn man mit dem als Dauermagnetsvstem ausgeführten Anker Schaltkontakte verbindet, die als Wechselkontakte geschaltet sind. Durch geeignete Phasenkompensationsmaßnahmen im Spulenkreis läßt sich erreichen, daß die Kontakte stets etwa im Nulldurchgang der Wechselspannung betätigt werden. Auch hier liegt der wesentliche Vorteil in dem geringen Leistungsaufwand; der zur Steuerung der Kontakte erforderlich ist.This is described in detail using the example of an alarm clock drive electric drive system according to the invention can not only be used as a drive device for a clapper, but also to operate changeover contacts. Such a system is, for example, used to operate pole changer contacts suitable if you have switching contacts with the armature designed as a permanent magnet system connects that are switched as changeover contacts. Through suitable phase compensation measures in the coil circuit it can be achieved that the contacts are always approximately at the zero crossing the alternating voltage. Here, too, the main advantage lies in the low effort required; which is required to control the contacts.
Weiterhin lassen sich gemäß der Erfindung ausgeführte Antriebssysteme auch als polarisierte Umschaltrelais verwenden. wenn die Erregerspule- mit Gleichstromimpulsen wechselnder Spannungs- oder Stromrichtung gespeist wird.Furthermore, drive systems designed according to the invention can be used also use as polarized changeover relay. when the excitation coil- with direct current pulses alternating voltage or current direction is fed.
Infolge der Federbandaufhängung, die zweckmäßigerweise im Schwerpunkt des beweglichen Ankersystems angreift, sind die Antriebssysteme in ihrer Wirkungsweise weitgehend lageunabhängig, so daß sie in ortsveränderlichen Geräten verwendet werden können, die in ganz unterschiedlichen Gebrauchslagen benutzt werden.As a result of the spring band suspension, which is expediently in the focus of the movable armature system attacks, the drive systems are in their mode of operation largely independent of position, so that they are used in portable devices that can be used in very different positions of use.
Claims (11)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1073101B true DE1073101B (en) | 1960-01-14 |
Family
ID=597432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT1073101D Pending DE1073101B (en) | Magnetically polarized electric drive system for alarm clocks, relays or the like |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1073101B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1217500B (en) * | 1962-01-16 | 1966-05-26 | Fujitsu Ltd | Polarized miniature relay |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH217613A (en) * | 1940-12-02 | 1941-10-31 | Siemens Ag Albis | Four-pole magnet system. |
| DE871637C (en) * | 1950-11-01 | 1953-03-23 | Wolfgang Dr-Ing Krueger | Polarized electromagnet system |
| DE923563C (en) * | 1943-12-05 | 1955-02-17 | Siemens Ag | Polarized electromagnetic relay |
| DE1005641B (en) * | 1954-06-14 | 1957-04-04 | Telephone Mfg Co Ltd | Set up on polarized electromagnetic relays |
-
0
- DE DENDAT1073101D patent/DE1073101B/en active Pending
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