DE944074C - Elektromagnet - Google Patents

Description

• Elektromagnet Bei der üblichen Bauform von Elektromagneten wird ein Anker bei der Arbeitsbewegung meist um einen Schwenkpunkt gedreht, wobei der Anker an die Pole des Magneten herangezogen wird. Die Berührungsfläche bzw. übergangsfläche für die Kraftlinien steht hierbei meist zur Bewegungsrichtung senkrecht. Beim Schließen des Ankers wird der magnetische Widerstand des Gesamtkreises verringert. Wenn man den Eisenwiderstand hierbei vernachlässigt, erscheint die Verringerung des magnetischen Widerstandes R ir, als Funktion des Hubweges s nach der Formel Für die Induktivität L gilt dann folgende Bezeichnung: für w,,u, q = const. Wenn die Erregung des Magneten konstant ist, d. h. der Erregerstrom konstant ist, so gilt für die Zugkraft P folgende Abhängigkeit: Hieraus ergibt sich, daß in solchen Fällen, wie hinreichend bekannt, die Zugkraft beim Schließen des Ankers sehr stark zunimmt (theoretisch quadratisch ). In vielen Verwendungsfällen ist ein derartiger Zugkraftverlauf nicht erwünscht: Nach der Erfindung kann ein beliebiger Verlauf der Zugkraft dadurch erreicht werden, daß in Ab- hängigkeit von der Ankerbewegung eine zusätzliche Änderung des magnetischen Widerstandes vorgesehen wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß Anker und Joch im Drehpunkt so geformt sind, daß bei der Schließbewegung an dieser Stelle eine zusätzliche Änderung des magnetischen Widerstandes eintritt. Eine ähnliche Lösung besteht darin, daß ein zusätzlicher veränderlicher Luftspalt oder zwei bewegliche Anker ,vorgesehen sind, deren Bewegung -derart miteinander gekuppelt ist, daß sich der magnetische Gesamtwiderstand an den beiden Luftspalten nach der gewünschten Abhängigkeit ändert.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. t der Zeichnung dargestellt- Mit z ist das Joch des Magnetsystems bezeichnet, dem von einer Erregerwicklung 3 ein Feld aufgedrückt wird. An dem- Joch ist ein beweglicher Anker q. derart angelent, daß er um eine Achse 8 drehbar ist: Der Anker 4. trägt hierbei nach Art eines zweiten Hebelarmes einen F ortsatz 9, der etwa trapezartig abgesetzt derart geformt ist, daß sich. der wirksame Luftspalt, der dort zwischen dem Anker und dem Joch besteht (Rah), vergrößert, ,wenn der Anker von dem Joch angezogen wird, d. h. der Hauptluftspalt (Rar.) verringert wird.
• Eine andere Ausführungsform, bei der zwei bewegliche Anker vorgesehen. sind, ist in Fig. a gezeichnet.
• Mit r und 2 sind die beiden Teile des Joches bezeichnet, denen von einer Erregerwicklung 3 ein Feld aufgedrückt wird: An dem Teil 2 sind die beiden Anker 4. und 5 angelenkt, die über eine unmagnetisehe Gelenkstange 6 miteinander verbunden sind. Die Stange 6 ist hierbei an dem Anker 5 fest angelenkt, während an dem Anker 4. mit Hilfe eines Langloches 7 in der Stange 6 ein Spiel gegeben wird. Dadurch,, daß der Hebelarm, an dem die Stange an den beiden Ankern angreift; verschieden gewählt ist, ist erreicht, daß sich die beiden Luftspalte im gegenläufigen Sinne ändern; jedoch an dem Luftspalt zwischen r und 5 in geringerem -Maße als an dem Luftspalt zwischen z und q.. Auf diese Weise ist erreicht, daß beim Anziehen des Ankers 4. als Arbeitsanker die Zugkraftkurve weniger steil verläuft als bei einer normalen Ausführung.
• Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht au.f das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt: Insbesondere kann der Verlauf der Zugkraft auch beliebig anders festgelegt- werden, z. B. so, daß die Zugkraft konstant wird, indem R,iz dem Gesetz folgt. Ein Grenzfall liegt beispielsweise dann vor, wenn der eine von zwei in Reihe liegenden Luftspalten in gleicher Weise zunimmt, wie der andere abninunt. In diesem Fall bleibt die Induktivität konstant, d. h. die Zugkraft ist Null. Unter Umständen kann man auch erreichen, daß die Zugkraft Voll einer bestimmten Ankerstellung an einen negativen Verlauf annimmt. Ist Rx" = c s der magnetische Widerstand des normalen Luftspaltes und R1I1 = f (:;) der magnetische Widerstand des zusätzlichen Luftspaltes; so gilt r. Steigt R;,<< weniger steil als R_llo fällt, so erhält man einen flachen Zugkraftverlauf.
• 2. Steigt Rae, genau wie R_11" fällt, so ist die Kraft = 0.
• 3. Steint R11, steiler als R.ll" fällt, so kehrt sich die Kraftrichtung uni.
• .4- Folgt R11 = R,,r" + R11, dem Gesetz so wird die Zugkraft konstant.
• Bei der mechanischen Kupplung von Bewegungen verschiedener Eisenteile können beliebige bekannte Hebelsysteme und Kurven oder Nockenläufe verwendet werden, uni die gewünschte gegenseitige Abhängigkeit der Bewegung zu erreichen. Auf diese Weise kann der Verlauf der Zugkraftkurve auch verhältnismäßig genau vorgeschriebenen Bahnen in sehr weitgehendem Umfang angepaßt werden.
• An Stelle einer Mechanischen Beeinflussung durch entsprechende Bewegung der den Kraftlinienweg bildenden Eisenteile, gegebenenfalls im Zusammenhang mit geeigneter Formgebung an den Übergangsflächen für den Krafilinienfluß, kann eine ähnliche Beeinflussung auch auf elektrischem Wege erreicht werden, indem zusätzliche Wicklungen vorgesehen werden; deren Erregung beispielsweise in Abhängigkeit von dein- Anleer@veg geändert wird. So kann eine solche Wicklung beispielsweise als Sättigungswicklung ausgebildet werden, die mit abnehmendem Öffnungsweg zunehmend erregt wird, was z. B. bei Wechselstrom in einfacher Weise dadurch erreicht wird, daß die -Erregung in Abhängigkeit von dem Spannungsabfall an der Spule steht, der bei konstantemStrom und abnehmendem Öffnungsweg anwächst. Es kann aber auch in Abhängigkeit von der Ankerbewegung ein beliebiger induktiver, öhmscher, kapazitiver oder kombinierter Widerstand verstellt werden; wodurch der Erregung der gewünschte Verlauf aufgedrückt wird. Es kann auch die Anordnung so getroffen werden, daß ein Sekundärstromkreis vorgesehen wird, dessen Gegenamperewindungen das Feld schwächen, wobei diese Feldschw#ächung in zunehmendem Maße wirksam wird, wenn der Anker sich schließt.
• Die neue Beeinflussung der Zugkraftkurve von Magneten kann für beliebige Anwendungsgebiete vorteilhaft sein, insbesondere kann beispielsweise bei Primärauslösermagneten, die zur Auslösung von Schaltern und ähnlichen Einrichtungen dienen, von der neuen Ausbildung mit Vorteil Gebrauch gemacht werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Elektromagnet, insbesondere für Auslöser, mit einer zusätzlichen Änderung des magnetischen Widerstandes unter Verwendung zweier oder mehrerer in Reihe liegender Luftspalte, deren Änderung in Abhängigkeit voneinander gestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei drehbar in dem Joch gelagertem Anker der zweite Luftspalt an den Drehpunkt gelegt ist, wobei der Anker und das Joch so geformt sind, daß bei der Schließbewegung des Ankers eine zusätzlicheÄnderung dieses zweiten Luftspaltes eintritt.
2. 2. Elektromagnet nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Luftspalt an einen zweiten, gleichfalls beweglichen Anker gelegt ist, wobei die Bewegung dieses Ankers von der Bewegung des anderen Ankers gesteuert wird.
3. 3. Elektromagnet nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des magnetischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Ankerbewegung elektrisch durchgeführt wird.
4. 4.. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Widerstandes mitHilfe besondererWicklungen durchgeführt wird, die wenigstens in bestimmten Teilen des Eisenweges die Sättigung ändern.
5. 5. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung von auf den Eisenkreis einwirkenden Spulen durch Verstellung von Widerständen in deren Erregerstromkreis beeinflußt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 638 385, 719 95S 387 384, 469 3 I3, 292 261.