DE854053C - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stromimpulsen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stromimpulsen Bekanntlich entsteht in einem elektrischen Leiter ein Strom, wenn er sich, die Kraftlinien eines Magnetfeldes schneidend, in diesem bewegt. Ausgehend von diesem Grundgesetz der Elektrotechnik sind schon Vorrichtungen gebaut worden, mit denen Stromimpulse beispielsweise in einer Spule erzeugt werden kiitinen, bei denen der Vorgang darauf beruht, daß ein Dauermagnet relativ zu einer Spule bewegt wird. Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit derartigen Vorgängen und schlägt insbesondere ein Verfahren vor, bei welchem außer der mechanischen Bewegung des Dauermagneten und damit der räumlichen Verlagerung der Kraftlinien noch die Erkenntnis ausgenutzt wird, daß die Induktionsänderutigsgescliwindigkeit erhöht werden kann, wenn gleichzeitig magnetische Umpolvorgänge ablaufen. Diese Umpolvorgänge lassen sich durch geringe Wegstreckenverschiebungen erzielen, und durch den Umpolvorgang ,als solchen können sehr hohe Stromspitzen erzeugt werden, die mit steiler Anstiegsfront der Stromkurve anfallen.
• Gemäß der Erfindung wird ein magnetischer Kreis mit vergleichsweise 'hoher Remanenz und geringer Koerzitivkraft vorgesehen. Es wird nun so verfahren, daß ein Teil dieses Kreises ersetzt wird durch einen Bestandteil mit vergleichsweise geringerer Remanenz und hoher Koerzitivkraft, der jedoch entgegengesetzten Fluß aufweist. Der Ersatz führt dazu, daß der bestehen,deKreis umgepolt wird. Es wird mithin ein bestehender, verhältnismäßig schwacher Magnetkreis durch einen stärkeren magnetischen Impuls zum Zusammenbrechen gebracht und gleichzeitig die Wirkung des Umpolens ausgenutzt. Trotzdem nur geringe mechanische Kräfte erforderlich sind, um diesen Vorgang auszulösen, werden vergleichsweise starke Ströme erzeugt. Es ergibt sich daher ein Verfahren, das ähnlich dem aus der Elektrotechnik bekannten Vorgang ist, der sich bei Relais abspielt und der mit geringer Energie größere Energien auslöst.
• Das Verfahren kann mit den verschiedensten Vorrichtungen ausgeübt werden, und die im nachfolgenden beschriebenen Vorrichtungen zeigen lediglich schematische Ausführungsbeispiele. So kann beispielsweise eine ringförmige Kapsel vorgesehen sein, die mit vergleichsweise hoher Remanenz und geringer Koerzitivkraft magnetisiert ist. In diese Kapsel ist in einem Hohlraum eine Induktionsspule eingebaut. Im Innenraum der ringförmigen Kapsel befindet sich ein axial beweglicher Kern, der mit einem Dauermagneten verbunden ist. Der Dauermagnet ist mit vergleichsweise geringer Remanenz und hoher Koerzitivkraft magnetisiert, und zwar mit einem Kraftlinienfluß, der ,demjenigen in der Kapsel entgegengesetztist. Der Dauermagnet wird, wenn der Stromimpuls 'hervorgerufen werden soll, den Eisenkern verdrängend in den Kapselinnenraum eingeschoben. Durch diesen Vorgang wird der Fluß in der Kapsel zum Zusammenbrechen gebracht und das System umgepolt.
• Die Vorrichtung ist im Schnitt schematisch in Abb. i dargestellt. In der ringförmigen Kapsel i ist die Induktionsspule 2 eingebaut. Als Werkstoff für die Kapsel wird vornehmlich Eisen oder Stahl verhältnismäßig geringer Koerzitivkraft zu verwenden sein. Im offenen Ringraum der Kapsel befindet sich der Kern 3. Der Kern 3 stellt den Eisenrückschluß für die Kapsel dar, die derart magnetisiert ist, daß sich auf der oberen Fläche der eine und auf der unteren Fläche der andere Pol befindet, wie in der Abbildung durch die Buchstaben N und S angedeutet.
• An dem Kern ist ein Dauermagnet 4 von gleichem Durchmesser befestigt. Er ist derart magnetisiert, daß er, in den Ringraum der Kapsel eingeschoben, in dem gesamten System ein(zn entgegengesetzten Fluß erzeugt. Der Fluß, der in der ringförmigen Kapsel besteht, ist durch die gestrichelte Linie 5 angedeutet, während der Fluß in dem Dauermagneten durch die Linien 6 angedeutet ist. Wenn der Dauermagnet 4 mit vergleichsweise geringer Remanenz und hoher Koerzitivkraft @in den Ringraum eingeschoben wird, nachdem er den Kern 3 verdrängt hat, ergibt sich ein Fluß, wie er in Abb. 2 dargestellt ist. Da die magnetische Spannung, die den Fluß 6 erzeugt, stärker ist als die, die den ursprünglich vorhandenen Fluß 5 aufrechterhielt, wird dieser zum Zusammenbrechen gebracht und das System beim weiteren Ablauf des Vorganges ummagnetisiert. Es kann zweckmäßig .sein, den Dauermagneten 4 mit einem Polschuh 7 zu versehen, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist. Ist ein solcher Polschuh vorhanden, so kann die Vorrichtung einen noch weitergehenden Stromimpuls erzeugen, wenn der Magnet 4 mit seinem Polschuh in,die in Abb. 3 dargestellte Lage verschoben wird, da hierbei der vom Magneten magnetisierte Kreis 5 zusammenbricht.
• Der Vorgang ist nicht ohne weiteres wiederholbar, wenigstens nicht in dein Sinne, daß lediglich der Dauermagnet ,4 und der Kern 3 wieder in die in Abb. i dargestellte Ausgangsstellung gebracht werden können, um erneut einen Stromimpuls zu erzeugen. Es muß vielmehr die Kapsel i erneut magnetisiert werden, damit die in Abb. i dargestellten Flußverhältnisse wieder erreicht werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß durch die Spule 2 ein Erregerstrom geeigneter Stärke geschickt wird.
• Um zu einer gedrängteren Bauart zu gelangen, kann beispielsweise auch der Kern als Brücke ausgebildet sein, die den Luftspalt des Systems überbrückt. Eine solche Vorrichtung ist in Abb.4 dargestellt. Das System besteht aus einer ringförmigen Kapsel 8, die die Spule 9 aufnimmt. Die Kapsel stellt aber im Gegensatz zu der Kapsel nach Abb. i ein beidendig geschlossenes Rohr dar, das an seiner Innenfläche mit einem ringförmigem Schlitz io versehen ist. Dieser Schlitz io stellt einenLuftspalt dar, der in der in der Abbildung gezeigten Ausgangsstellung durch die Brücke i i geschlossen ist. Die Brücke i i trägt den Dauermagneten 12, der mit einem Polschuh 13 versehen ist, der der Form nach der Brücke i i entspricht. Wird der Magnet 12 mit der Brücke i i und dem Polschuh 13 in das System hineingeschoben, so wird zunächst der Luftspalt io geöffnet, und damit wirken gleiche Polaritäten aufeinander, so daß der Kreis 8 mit der geringen magnetomotorischen Kraft sich entmagnetisiert und im Extremfalle sich umpolt. Das Verfahren kann, gegebenenfalls unter sinngemäßer Abwandlung der Vorrichtung, für die verschiedensten Zwecke ausgenutzt werden. Es kann dienen zum Betätigen von Relais, ferner z. B. als Notauslösekontakt in Schaltanlagen od. dgl., um noch Vorgänge auslösen zu können, wenn das Stromnetz ausgefallen ist. Die Anwendung -des Verfahrens ist aber nicht beschränkt auf die Beeinflussung von Schaltvorgängen, vielmehr ist ein Hauptanwendungsgebiet auch das Zünden von Sprengladungen. Da durch den Vorgang ein außerordentlich steilerSpannungsanstieg magnetisch hervorgerufen wird, ist er besonders geeignet für die Zündung von mehrfach hintereinandergeschalteten 13riickenglühzündern; denn gerade bei diesen ist ein steiler Spannungsanstieg zur Sicherung des gleichzeitigen Zündeis aller Sprengstellen erforderlich. Das Verfahren und die Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind auch überall dort am Platze, wo sonst durch verwickelte Anordnungen hohe Bewegungsgeschwindigkeiten des Magnetkerns erzeugt werden müßten, so z. B. in allen Zündern, die durch Tretbelastung, Anstoßen von Gegenständen u. dgl. ausgelöst werden müssen.

Claims (1)

1. PATE NTANSPRL%CilE: i. Verfahren zum Erzeugen von Stromimpulsen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil eines niagtietischen Kreises vergleichsweise höher Hemanenz und geringer Koerzitivkraft, in dessen `\'irkbereicli sich eine Induktionsspule befindet, ersetzt wird durch einen Bestandteil mit vergleichsweise geringerRemanenz undhoherKoerzitivkraft, das jedoch entgegengesetzten Fluß atiWeist und daher den bestehenden Kreis umpolt. . Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine ringf(irmige, eine Spule enthaltende, mit vergTleich.@@-eise Hoher Reinanenz und geringer Koerzitivkraft magnetisierte Kapsel, in deren Hohlraum. sich ein axial beweglicher Kern und ein an dem Kern befestigter, mit vergleichsweise geringer Remanenz und hoher Koerzitivkraft sowie entgegengesetzt gerichteter magnetisierter Dauermagnet befindet, der gegebenenfalls mit einem Polschuh ausgerüstet ist und der, den Kern verdrängend, in den Kapselinnenraum das System umpolend eingeschoben wird. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern als Brücke ausgebildet ist, die den Luftspalt des Systems überbrückt.