Elektromagnetische Vorrichtung mit Schwinganker. Die Erfindung bezieht sich auf eine elek tromagnetische Vorrichtung mit Schwing- anl#:er, mit, einem magnetischen Kreis zur Führung des veränderlichen Kraftlinienflus- ses und mit zwei magnetischen Kreisen für den stetigen polarisierenden Kraftlinienfluss, wobei die letzteren zwei Kreise einen höheren magnetischen Widerstand als der erste Kreis besitzen.
Gemäss der Erfindung geht der Weg, durch welchen der Grösstteil des polarisieren den Flusses fliesst, nicht durch das Brük- kenstück, auf welchem die den veränder- liehen Fluss hervorrufende Spule liegt, hin durch.
Um die Erfindung klarzumachen und ihre Ausführung ohne Schwierigkeiten zu e rmög'ichen, ist als Ausführungsbeispiel der- selben ein telegraphisches Relais unter Be zugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Es ist: Fig. 1 die Hinteransicht eines Relais, wobei der Richtmagnet weggebrochen dar gestellt ist; Fig. 2 ist ein Aufriss, von links in Fig. 1 gesehen; Fig. 3 ist ein Grundriss. nach Wegnahme von Spule und Sockel; Fig. 4 ist ein vergrösserter Querschnitt, der die Art des Festklemmens der Anker anschläge in eingestellter Lage wiedergibt; Fig. 5 ist ein Schema der verwendeten magnetischen greise.
Nach Fig. 1 und 2 weist die Vorrichtung einen untern wagrechten Schenkel 1 auf, der nahe seinen äussern Enden durch zwei Dauer magnete 2 und 3 mit Schenkel 4 und 5 ver bunden ist. Die Magnete 2 und 3 sind aus Kobaltstahl oder dergleichen Werkstoff von hoher Remanenz und Koerzitivkraft gefer tigt. Gleiche Pole der beiden Magnete sind mit dem wagrechten Schenkel 1 verbunden, und am mittleren Teil des Schenkels 1 ist das Mittelglied 6 des Systems angebracht, so da.ss der graftlinienfluss aus den Magneten 2 und 3 parallel durch das Glied 6 in der gleichen Richtung fliessen kann.
Der Anker 7 des Relais mit der Zunge 8 wird durch kurze Blattfedern 9 getragen, die in aus nicht magnetischem Werkstoff bestehenden Trägern 10 eingespannt sind, so dass der ab wärts gerichtete Zug am Anker 7 die Federn 9 .spannt. Der Anker 7 könnte aber mit einer. Schneide auf dem Schenkel 6 abgestützt werden, oder es könnte im Falle eines trei benden Gliedes, zum Beispiel für einen Laut sprecher, der Teil 6 am untern Ende gelen kig abgestützt werden und selbst die schwin gende Zunge bilden.
Die Anschläge 11 und 12 des Relais sitzen einstellbar in Ständern 13 und 14, die auf den Schenkeln 4 und 5 sitzen und dagegen beispielsweise durch Glimmerunterlagsscheiben isoliert sind. Din Art der Befestigung der Zapfen ist im ein zelnen in Fig. 4 dargestellt, die den Stän der 13 im lotrechten Schnitt zeigt. Die Ver tikalbohrung durch die Mitte des Ständers 13 ist, mit Gewinde versehen, und redht- -vinklig dazu ist ein wagrechtes Loch :15 ge bohrt. Der Gewindebolzen 16 ist in den untern Teil der Bohrung eingeschraubt; er dient zur Befestigung des Ständers 13 auf dem Schenkel 4.
Die Stange 17 des Zapfens 11 ist durch das Loch 15 hindurchgeschoben und mit Feingewinde eingeschraubt. Nach Feinein stellung wird sie festgeklemmt, indem man einen kleinen Hartholzstopfen 18 auf sie in der Bohrung des Ständers 13 fallen lässt und diesen Stopfen fein durch eine Schraube<B>11)</B> anspannt. Dadurch wird die Verwendung von geschlitzten Ständern und verwickelten Klemmvorrichtungen vermieden. Die Schen kel 4 und 5 sind im Grundriss L-förmig, wie Fig. 3 zeigt, und ihre äussern Enden sind durch das lamellierte Brückenstück 20 ver bunden.
Dieses ist nach der Darstellung in Nuten in den Teilen 4 und 5 eingelassen und wird in seiner Lage durch Klemmplatten 21 festgehalten, die leicht entfernt werden kön nen, damit das Brückenstück 20 weggenom men und durch ein anderes Brückenstück mil einer Spule andern Widerstandes ersetzt werden kann. Der Gesamte Kreis, bestehend stück 20, kann aus Werkstoff gefertigt werden, in welchem Falle wech selnd Platten von zwei verschiedenen Gestal ten verwendet werden können, so dass eine Laschenverbindung und nicht eine stumpfe Stossverbindung entsteht, um den gesamten magnetischen Widerstand zu verringern.
Die Konstruktion ist dann ähnlich der von klei nen Transformatorkernen; die Platten wer den beispielsweise durch Schrauben und Klemmplatten verspannt. Die Spule 2 2 sitzt a <B>,i</B> uf dem Brückenstück ?1, und die Anschluf- drähte zur Aufnahme der ankommenden Signalströme sind bei 23 gezeichnet. Bei 24 liegen die Anschlussdrähte für die Zunge 8 und für die Anschläge 11 und 12 des Relais. Diese Anschlussdrähte führen zu Klemmen, zum Beispiel 25 und 26.
Wie ersichtlich bilden die beiden Mag nete 2 und 3 mit dem mittleren Schenkel 6 und dem untern Schenkel 1 zwei gleichartige Hälften. Diese beiden gleichen Hälfton haben einen verhältnismässig hohen magneti schen Widerstand. Es können Luftspalte oder gesättigte Teile mit eingezogener Quer schnittsfläche in die Zweigkreise eingefügt werden, um den magnetischen Widerstand zu vergrössern, insbesondere wenn für die Po larisierung Elektromagnete verwendet wer den.
Der Brückenteil 20 mit der Spule 2 2 be sitzt nach der Darstellung kleineren Quer schnitt als die Teile 4 und 5, welche die verlängerten Polstücke bilden. Dies ist aus Zweckmässigkeitsgründen bezüglich der Be messung der Spule 22 geschehen, verhindert aber nicht die Erzielung eines geringen mag netischen Widerstandes für den gesamten Kreis, der den veränderlichen Kraft'inien- fluss führt, weil unter anderem das Brücken stück 20, das den Kern der Spule 22 bildet, den polarisierenden Kraftlinienfluss nicht führt;
es ist ja bekannt, dass die Permeabili- tät eines Teils eines Magnetgebildes im all gemeinen dadurch vermindert wird, dass eine erhebliche stetige Magnetisierung vorhanden Wenn trotz vollkommen symmetrischer Konstruktion im Anker 7 eine Richtkraft vorliegt, so zeigt dies an, dass ein stetiger Kraftiinienfluss durch das Brückenstück 20 fliesst und dass dieser stetige Kraftlinienfluss höchstwahrscheinlich von einer stetigen Stromkomponente in der Spnle 22 herrührt, zum Beispiel von einem Erdstrom.
Um hier Ausgleich zu schaffen, ist ein Stabmagnet 27 vorgesehen, der an den untern Teil des Schenkels G bei 28 angelenkt und mit einer \chraubenzugfeder 29 verbunden ist, die bei 30 im Sockel des Instrumentes verankert ist, so da.ss sie in der Ansicht nach Fig. 1 den Magneten 2 7 nach rechts zu ziehen sucht. Das wird durch die Spitze einer Stallschraube 31 verhütet, die auf die Seitenfläche des Magnetes 27 unter der Schraube 28 einwirkt.
Wird die Schraube 31 zurückgeschraubt., so kann die Feder 29 den Magneten 27 nach rechts in Fig. 1 ziehen. Beim Vorwärts schrauben der Schraube 31 wirkt ihr- Spitze als Nocken und dreht das obere Ende des 1lagnetes 27 nach links in Fig. 1. Auf diese Weise kann der Magnet 27 in eine so'_che Lage gedreht werden, dass er den einen oder den andern der Dauermagnete 2, 3 unter stützt, bis der stetige Fluss im Brückenteil neutralisiert ist.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Gebildes ist leicht insbesondere anhand der Fig. 5 verständlich, wenn man sich vor stellt, dass der Anker sich zunächst in der Mittellage befindet.. Die gleichen stetigen Kraftlinienflüsse aus den beiden Dauermag neten 2, 3 werden unmittelbar durch die Schenkel 4, 5 in den Anker 7 gelangen und durch den mittleren Schenkel 6 abwärts flie ssen. Durchfliesst ein Strom die Spule 22, so erzeugt er eine magnetomotorische Kraft im Brückenteil 20, wodurch in einem der Schen kel 4 bezw. 5 der Fluss verstärkt, im andern geschwächt wird. Infolgedessen ergibt sich ein Überwiegen des Kraftlinienflusses, der auf einer Seite in den Anker 7 eintritt.
Der Anker wird nach dieser Seite angezogen und führt die Zunge 8 in Berührung mit dem Anschlag 11 oder 12 an der betreffenden Seite.
Wenn die Erfindung auf den magneti schen Antrieb für einen Lautsprecher ange wendet wird, so kann die um eine Achse schwingbare Ankerzunge durch eine gerad linig verschiebbare Schwingungszunge oder dergleichen ersetzt werden, wie sie gewöhn lich bei diesen Instrumenten verwendet wird, und diese Zunge kann so angeschlossen wer den, dass sie die Membran des Instrumentes treibt, beispielsweise beim Instrument mit grosser Membran durch unmittelbaren An schluss.
Wenn die Erfindung auf ein stromerzeu gendes Instrument angewendet wird, bei spielsweise auf eine magnetelektrische Ma schine, so wird selbstverständlich das be wegliche Glied durch eine äussere Kraft an getrieben, das heisst, es wird entweder in Schwingung oder in Drehung versetzt; in jedem Falle wird der Kraftlinienfluss in dem Ortskreise fluktuierender Natur sein.
Die Vorrichtung gestattet sowohl die Um wandlung elektrischer in mechanischer Schwingungen als mechanischer in elektri scher Schwingungen.
Aus dem Gesagten geht also hervor, dass beim Entwerfen des magnetischen Kreises einer solchen elektromagnetischen Vorrich tung eine Anzahl von Punkten sorgfältige Beachtung erfordern.
Der Teil des magnetischen Kreises, auf den die Wechselflussspule 22 einwirkt, soll einen möglichst geringen magnetischen Wi derstand haben, und der magnetische Ge samtwiderstand dieses Kreises sollte nur wenig grösser sein als der der Luftspalte und der des die Wechselflusswindungen tragen den Kernes, während möglichst viel von dem gesamten Kraftlinienfluss, der von dein Strom in der Wechselflussspule erzeugt wird, auf den Anker wirken sollte.
Anderseits sollen die Ilysteresis- und Wirbelstromver- luste in dem genannten Wechselkreise so klein wie möglich und im wesentlichen auf die Verluste im Kern beschränkt sein, der die Spule trägt.
Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es notwendig, dafür zu sorgen, dass der gleich mässige polarisierende Kraftlinienflussnicht durch den Kern geht, der die Wechselfluss- wicklung trägt, und den magnetischen Tei len der Vorrichtung, die sowohl von dem veränderlichen Kraftlinienfluss wie von dein stetigen polarisierenden Kraftlinienfluss durchflossen werden, grossen Querschnitt zu geben.
Electromagnetic device with oscillating armature. The invention relates to an electromagnetic device with a vibrating system: it, with, a magnetic circuit for guiding the variable flux of lines of force and with two magnetic circuits for the constant polarizing flux of lines of force, the latter two circles having a higher magnetic resistance than own the first circle.
According to the invention, the path through which the major part of the polarizing flux flows does not go through the bridge piece on which the coil causing the variable flux lies.
In order to make the invention clear and to enable it to be carried out without difficulty, a telegraphic relay is described as an exemplary embodiment thereof with reference to the drawing.
It is: Figure 1 is a rear view of a relay, the directional magnet is broken away is provided; Fig. 2 is an elevational view seen from the left in Fig. 1; Fig. 3 is a plan view. after removing the coil and base; Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the manner in which the anchor stops are clamped in place; Fig. 5 is a schematic of the magnetic circuits used.
According to Fig. 1 and 2, the device has a lower horizontal leg 1, the near its outer ends by two permanent magnets 2 and 3 with legs 4 and 5 is connected ver. The magnets 2 and 3 are made of cobalt steel or similar material of high remanence and coercive force gefer taken. The same poles of the two magnets are connected to the horizontal limb 1, and the middle part 6 of the system is attached to the middle part of the limb 1, so that the gravitational flux from the magnets 2 and 3 flows in parallel through the limb 6 in the same direction can.
The armature 7 of the relay with the tongue 8 is carried by short leaf springs 9, which are clamped in carriers 10 made of non-magnetic material, so that the downward pull on the armature 7 tensions the springs 9. The anchor 7 could but with a. Cutting edge be supported on the leg 6, or it could be supported in the case of a driving member, for example for a loudspeaker, the part 6 at the lower end gelen kig and even form the oscillating tongue.
The stops 11 and 12 of the relay sit adjustably in stands 13 and 14, which sit on the legs 4 and 5 and are isolated from it, for example, by mica washers. Din type of attachment of the pin is shown in an individual in Fig. 4, which shows the Stän of 13 in vertical section. The vertical hole through the center of the stand 13 is threaded, and redht- -vinklig to a horizontal hole: 15 ge drilled. The threaded bolt 16 is screwed into the lower part of the bore; it is used to fasten the stand 13 on the leg 4.
The rod 17 of the pin 11 is pushed through the hole 15 and screwed in with a fine thread. After fine adjustment, it is clamped in place by dropping a small hardwood plug 18 onto it in the bore of the stand 13 and tightening this plug finely with a screw 11). This avoids the use of slotted stands and entangled clamps. The legs 4 and 5 are L-shaped in plan, as shown in FIG. 3, and their outer ends are ver by the laminated bridge piece 20 connected.
This is embedded in grooves in parts 4 and 5 as shown and is held in place by clamping plates 21, which can be easily removed, so that the bridge piece 20 weggenom men and can be replaced by another bridge piece mil a coil with a different resistance . The entire circle, consisting of piece 20, can be made of material, in which case alternating plates of two different shapes can be used, so that a tab connection and not a butt joint is created in order to reduce the total magnetic resistance.
The construction is then similar to that of small transformer cores; the plates who clamped for example by screws and clamping plates. The coil 2 2 sits a <B>, i </B> on the bridge piece? 1, and the connection wires for receiving the incoming signal currents are shown at 23. At 24 are the connecting wires for the tongue 8 and for the stops 11 and 12 of the relay. These connecting wires lead to terminals, for example 25 and 26.
As can be seen, the two Mag designated 2 and 3 with the middle leg 6 and the lower leg 1 form two similar halves. These two halftones have a relatively high magnetic resistance. Air gaps or saturated parts with retracted cross-sectional area can be inserted into the branch circles in order to increase the magnetic resistance, especially if electromagnets are used for polarization.
The bridge part 20 with the coil 2 2 be sitting according to the illustration smaller cross-section than the parts 4 and 5, which form the elongated pole pieces. This was done for reasons of expediency with regard to the dimensioning of the coil 22, but does not prevent the achievement of a low magnetic resistance for the entire circle that leads the variable force line flow, because, among other things, the bridge piece 20, which forms the core of the Coil 22 forms, does not lead the polarizing flux of lines of force;
It is well known that the permeability of a part of a magnetic structure is generally reduced by the fact that there is a considerable steady magnetization. If there is a straightening force in the armature 7 despite the completely symmetrical construction, this indicates that a constant flow of force lines through the Bridge piece 20 is flowing and that this constant flow of lines of force most likely originates from a constant current component in the spindle 22, for example from an earth current.
In order to compensate for this, a bar magnet 27 is provided, which is hinged to the lower part of the leg G at 28 and is connected to a helical tension spring 29 which is anchored at 30 in the base of the instrument, so that it is in the view 1 seeks to pull the magnet 2 7 to the right. This is prevented by the tip of a stall screw 31 which acts on the side surface of the magnet 27 under the screw 28.
If the screw 31 is screwed back, the spring 29 can pull the magnet 27 to the right in FIG. When screwing the screw 31 forward, its tip acts as a cam and rotates the upper end of the 1-layer 27 to the left in FIG. 1. In this way, the magnet 27 can be rotated into such a position that it can hold one or the other the permanent magnets 2, 3 supported until the steady flow in the bridge part is neutralized.
The mode of operation of the structure described is easy to understand, especially with reference to FIG. 5, if one imagines that the armature is initially in the central position. The same constant force line flows from the two Dauermag designated 2, 3 are directly through the legs 4 , 5 get into the anchor 7 and flow down through the middle leg 6. If a current flows through the coil 22, it generates a magnetomotive force in the bridge part 20, whereby in one of the legs 4 respectively. 5 the flow is strengthened, in the other it is weakened. As a result, there is a predominance of the line of force flow which enters the armature 7 on one side.
The anchor is attracted to this side and leads the tongue 8 in contact with the stop 11 or 12 on the relevant side.
If the invention is applied to the magnetic drive for a loudspeaker, the armature tongue, which can swing about an axis, can be replaced by a linearly displaceable vibrating tongue or the like, as is used in these instruments, and this tongue can be connected The fact that it drives the diaphragm of the instrument, for example in the case of an instrument with a large diaphragm, through a direct connection.
If the invention is applied to a stromerzeu ing instrument, for example on a magneto-electric Ma machine, the movable member is of course driven by an external force, that is, it is either set in vibration or in rotation; in any case the flow of the lines of force in the local circle will be of a fluctuating nature.
The device allows both the conversion of electrical to mechanical vibrations and mechanical to electrical vibrations.
From what has been said, then, it can be seen that in designing the magnetic circuit of such an electromagnetic device, a number of points require careful attention.
The part of the magnetic circuit on which the alternating flux coil 22 acts should have the lowest possible magnetic resistance, and the total magnetic resistance of this circuit should be only slightly greater than that of the air gaps and that of the alternating flux windings carry the core, while as much as possible of the total force line flux generated by the current in the alternating flux coil should act on the armature.
On the other hand, the Ilysteresis and eddy current losses in the said alternating circuit should be as small as possible and essentially limited to the losses in the core that bears the coil.
In order to meet these conditions, it is necessary to ensure that the uniformly polarizing flux of force lines does not go through the core, which carries the alternating flux winding, and the magnetic parts of the device, both from the variable force line flux and from the constant polarizing flux of lines of force are flowed through to give large cross-section.