DE233778C - - Google Patents
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- DE233778C DE233778C DENDAT233778D DE233778DA DE233778C DE 233778 C DE233778 C DE 233778C DE NDAT233778 D DENDAT233778 D DE NDAT233778D DE 233778D A DE233778D A DE 233778DA DE 233778 C DE233778 C DE 233778C
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/30—Electromagnetic relays specially adapted for actuation by ac
- H01H51/32—Frequency relays; Mechanically-tuned relays
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- Electromagnetism (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 233778 KLASSE 21g. GRUPPE
SIEMENS & HALSKE. AKT-GES. in BERLIN.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Mai 1909 ab.
Die Erfindung betrifft eine polarisierte Resonanzvorrichtung, die zu den verschiedensten
Zwecken, namentlich zur Anzeige sehr schwacher Wechselströme oder zur Ausübung von
Relaiswirkungen durch diese Wechselströme dienen soll. Es ist dabei in bekannter Weise
ein mit dem einen Pol eines Dauer- oder Elektromagneten verbundener Schwingungskörper
aus magnetischem Material derartig dem Einfmß des Dauermagnetismus und eines von dem
Wechselstrom erzeugten Feldes ausgesetzt, daß er in Schwingungen versetzt wird, welche die
beabsichtigte Wirkung veranlassen.
Gemäß der Erfindung sind dabei die Wechselstromspulsen
derart an dem zweiten, nicht mit dem Schwingungskörper verbundenen Dauerpol
angeordnet, daß deren magnetischer Kreis innerhalb dieses Poles bis auf einen Luftspalt
geschlossen ist, in welchem sich der Schwingungskörper befindet. Die große Empfindlichkeit
der neuen Vorrichtung und damit deren Verwendbarkeit auch für sehr schwache Wechselströme wird dadurch erreicht, daß
einerseits selbst schwache Wechselströme in dem nahezu geschlossenen magnetischen Kreise
ein verhältnismäßig starkes Wechselfeld hervorrufen, andererseits der kräftige Magnetpol,
den der Schwingungskörper bildet, auch in einem schwachen Magnetfelde schon stark beeinflußt
wird.
Vorzugsweise soll die Resonanzvorrichtung derart ausgebildet werden, daß der Schwingungskörper
in das gabelförmig gestaltete Ende des einen Magnetpoles hineinragt, auf dessen
beide Schenkel die Wechselstromwicklungen verteilt und derart geschaltet sind, daß den
Schenkeln gleichzeitig verschiedene Polarität aufgedrückt wird. Unter der Einwirkung des
Wechselstromes wird dann also der Magnetismus des Magneten abwechselnd in dem einen
Schenkel geschwächt, im anderen verstärkt, so daß der Schwingungskörper mit verhältnismäßig
großer Kraft abwechselnd nach beiden Seiten gezogen wird. Durch diese Schwingungen
wird nun an und für sich das Vorliegen eines Wechselstromflusses angezeigt, was für
manche Zwecke bereits genügt. Auch ist es möglich, durch die Schwingungsweite ein Maß
für die Stärke des Wechselstromes zu erhalten. Schließlich kann man auch in an sich bekannter
Weise durch den Schwingungskörper in dessen äußersten Lagen Kontakte schließen lassen, die dann beliebige Relaisstromkreise
beeinflussen. Man kann dabei den Schwingungskörper so einrichten, daß er sich in der
Ruhelage der Vorrichtung annähernd im labilen Gleichgewicht befindet und, nachdem
die Schwingungen eine auch nur geringe Weite angenommen haben, plötzlich nach einer Seite
umschlägt und infolge des nunmehr hergestellten guten magnetischen Kraftschlusses in
dieser Stellung dauernd liegen bleibt, bis er durch äußere Kräfte wieder abgezogen wird.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Resonanzrelais, das im wesentlichen aus einem rahmenförmigen,
an einer Stelle unterbrochenen Magneten M
besteht. Dieser Magnet kann, entweder permanenten Magnetismus besitzen oder, wie auf der
Zeichnung dargestellt, durch eine Spule Sp, die Strom aus der Batterie B über einen regelbaren
Widerstand W empfängt, derart erregt werden, daß die beiden Pole N und S dauernd
magnetisiert sind. An dem letzteren Pol ist ein Schwingungskörper α aus magnetischem
Material befestigt, der zwischen die beiden
ίο Schenkel s und η des gabelförmig geteilten
Nordpoles des Magneten M hineinragt. Auf den beiden Schenkeln sind Wicklungen w angeordnet,
welche an die Wechselstromquelle angeschlossen und derart geschaltet sind, daß
die beiden Schenkelenden s und η verschieden erregt werden, so daß der Dauermagnetismus
durch den Einfluß des Wechselstromes abwechselnd in dem einen geschwächt und im anderen verstärkt wird. An den beiden Schenkein
s und η ist je ein fester Kontakt k angebracht,
gegen den der Schwingungskörper bei Erreichung einer gewissen Schwingungsweite mit Ansätzen q sich anlegt und so einen
Stromkreis der Batterie B über eine stromverbrauchende Stelle, beispielsweise eine Glühlampe
L, schließt. Da der Schwingungskörper a sich bei Erreichung der Kontaktstellung gegen
einen der Schenkelpole s oder η anlegt und an diesem liegen bleiben würde, ist parallel
zu dem Relaisstromkreis eine zweite auf dem Magneten M angeordnete Erregerspule Sp' angeordnet,
die beim Kontaktschluß in der umgekehrten Richtung Strom empfängt als die Spule Sp und dadurch deren magnetisierende
Wirkung ganz oder zum Teil aufhebt, so daß die magnetische Kraft des Dauermagneten in
Wegfall kommt und der Schwingungskörper a sich durch seine eigene Spannkraft von dem
Magnetschenkel, ■ an welchem er gerade anliegt, loslöst und in die Ruhelage zurückkehrt,
worauf bei weiterer Dauer des Wechselstromes derselbe Vorgang sich wiederholt.
Eine außerordentliche Empfindlichkeit kann, wie bereits oben gesagt wurde, bei dieser Einrichtung
dadurch erzielt werden, daß die Spannkraft des Schwingungskörpers im Verhältnis zu der Stärke des magnetischen Feldes so be-'
messen wird, daß sich der Schwingungskörper nahezu im labilen Gleichgewicht befindet und
bereits bei ganz geringen Schwingungen um seine Ruhelage kräftig gegen einen der Polschuhe
η oder s und die Kontakte k gezogen wird. Es rührt diese Erscheinung daher, daß
die Federkraft des Schwingungskörpers nahezu proportional dessen Ausschlag ist, während
die magnetische Anziehungskraft in nahezu quadratischem Verhältnis mit der Abnahme
der Entfernung, also mit dem Ausschlag zunimmt. In Fig. 2 ist ein Kräftediagramm
dargestellt, in welchem die Abscissen die Ausschläge des Schwingungskörpers aus seiner
Ruhelage, die Ordinaten die auf ihn einwirkenden Kräfte bedeuten. Als solche sind als
ausgezogene Kurve I die zurücktreibende Spannkraft des Schwingungskörpers und als strichpunktierte
Kurve II die magnetischen Anziehungskräfte aufgetragen. Bei den Ausschlägen
ß-t oder ß2 schlägt der Schwingungskörper gegen die Polschenkel oder sonstigen
Anschläge an, da die magnetische Anziehungskraft stark die zurücktreibende Federkraft
überwiegt. Bis zu den Ausschlägen ax oder a2
ist die Federkraft des Schwingungskörpers die stärkere, so daß also innerhalb dieser Grenzen
der Schwingungskörper stets wieder in seine Ruhelage zurückkehren wird. Um die Empfindlichkeit
der Vorrichtung zu erhöhen, muß man also die Schnittpunkte O1 oder c2 der
beiden Kurven möglichst nahe an den Nullpunkt heranrücken. Es kann dies entweder
durch Verringerung der Federkraft des Schwingungskörpers geschehen, was einer schwächeren
Neigung der Kurve I gegen die Abscissenachse entspricht, oder durch Verstärkung der
magnetischen Kräfte, die eine größere Steilheit der Kurve II bedeutet.
Um aus diesem Grunde die magnetischen Kräfte verändern zu können, ist daher in dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der Stromkreis der Erregerspule Sp mit dem regelbaren Widerstand
W versehen. Ferner kann man zum gleichen Zweck den magnetischen Schluß zwischen
dem Magneten M und den Schenkeln s, η oder zwischen dem Magnet und dem
Schwingungskörper α an dessen Befestigungsstelle veränderbar einrichten. Auch kann man
vorteilhaft einen magnetischen Nebenschluß zu den Polen N, S vorsehen oder durch Veränderung
der Luftzwischenräume, die beispielsweise durch eine Verschiebung der Magnetschenkel
n, s längs des Schwingungskörpers α erreichbar ist, die magnetischen Verhältnisse in der gewünschten
Weise abändern. Hierdurch wird übrigens auch ein bedeutender Einfluß auf die
Eigenschwingung des Schwingungskörpers ausgeübt, die sich zwischen den Polen η und s
gegenüber der freien Schwingung stark verändert, und zwar mit der Zunahme des Magnetfeldes
verlangsamt.
In Fig. ι wurde die Zurückführung des no
Schwingungskörpers in seine Ruhelage durch ' Schwächung des Magnetismus des Hauptmagneten
bewirkt. Ein anderes Verfahren zur Erreichung des gleichen Zweckes besteht darin,
daß durch die Spulen w ein Gleichstrom von der Richtung geschickt wird, daß der Resonanzkörper
von dem Anschlag abgestoßen wird. Fig. 3 veranschaulicht das Kräftediagramm, welches für einen derartigen Vorgang maßgebend
ist. Durch eine unsymmetrische An-Ordnung oder Formgabe der Polschuhe n, s
oder auch des Schwingungskörpers α wird eine
unsymmetrische Verteilung der magnetischen Kraft (Kurve II) mit Bezug auf die Nullage
geschaffen, so daß die Punkte Ot1 und a2, welche
der labilen Gleichgewichtslage des Schwingüngskörpers entsprechen, sich ungleich weit
von der Nullage befinden. Gerät daher der Schwingungskörper in Bewegung, so wird er
bald den labilen Punkt O1 überschreiten und
bis zu dem Punkt P1 fortschnellen, in welchem
ίο er gegen seinen Anschlag trifft. Wird nun
. ein Gleichstrom durch die Spulen w geschickt,
so wird der Schwingungskörper durch die entstehende Zusatzkraft nach der anderen Seite
an den Anschlag ß2 geworfen und kehrt, wenn der Gleichstrom geschwächt oder unterbrochen
wird, in die Ruhelage zurück, da der Anschlag ß2 noch nicht im labilen Gebiet liegt,
das erst bei a2 beginnt.
Durch den Kontaktschluß des Schwingungskörpers kann ebenso wie in der bei Fig. ι für
die Spule Sp' gezeigten Weise der Gleichstromfluß durch die Spulen w bewirkt werden.
Fig. 4 zeigt eine Einrichtung, bei der die Kontaktschlüsse des Schwingungskörpers a
mittels loser Kontakte bewirkt werden. Es ist zu diesem Zwecke das Ende des Schwingungskörpers
von einer Kammer b umgeben, die nach Art eines Körnermikrophons mit
Kohlengries o. dgl. ausgefüllt ist. Die durch den Schwingungskörper α zu schließenden Ortsstromkreise werden an die Klemmen c in geeigneter
Weise angeschlossen. Die Wirkungsweise der Kontaktvorrichtung entspricht der
des Mikrophons, d. h. es wird der Widerstand des Stromkreises in Übereinstimmung mit der
Stärke des die Spulen w durchfließenden Wechselstromes geändert. Der Ortsstromkreis
enthält daher einen Wechselstrom, der von der gleichen Art wie der die Spulen w durchfließende
Wechselstrom ist, nur mit verstärkter Amplitude. Die Vorrichtung kann unter Einschaltung
geeigneter Instrumente in den Ortsstromkreis auf diese Weise das Vorhandensein und die Stärke des Wechselstromes anzeigen.
Auch kann die Vorrichtung zur Ausübung einfacher Relaiswirkungen benutzt werden.
Zur Vermeidung von Wirbelströmen werden zweckmäßig die Magnetschenkel η und s sowie
auch der zwischen den Polen bewegliche Teil des Schwingungskörpers α aus unterteiltem
Eisen oder sonstigem magnetischen Material mit geringer elektrischer Leitfähigkeit hergestellt.
Claims (4)
1. Resonanzvorrichtung zur unmittelbaren oder mittelbaren Anzeige schwacher
Wechselströme oder zur Ausübung von Relaiswirkungen durch dieselben, bei weleher
mit dem einen Pol eines Dauer- oder Elektromagneten ein Schwingungskörper aus magnetischem Material verbunden ist,
der sich unter dem Einfluß des Dauermagnetismus und eines von dem Wechselstrom erzeugten Feldes bewegt, gekennzeichnet
durch eine derartige Anordnung der Wechselstromspulen, daß deren magnetischer
Kreis innerhalb des anderen Dauerpoles bis auf einen Luftspalt geschlossen
ist, in welchem sich der Schwingungskörper befindet, zum Zweck, durch
die verschiedenartige Einwirkung des Wechselfeldes auf den zugehörigen Dauerpol eine
starke Beeinflussung des "Schwingungskörpers auch durch sehr schwache Wechselströme
zu erzielen.
2. Resonanzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß · der Schwingungskörper
in der Ruhelage der Vorrichtung sich nahezu im labilen Gleichgewicht befindet und bei der Wechselstromerregung
des Magneten nach Erreichung einer bestimmten Schwingungsweite nach einer Seite umschlägt und in dieser Stellung
verharrt.
3. .Resonanzvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetismus des Dauermagneten oder die Elastizität
des Schwingungskörpers oder beides go veränderlich einstellbar sind, um die Wirkungsweise
der Vorrichtung, im besonderen die labile Gleichgewichtslage des Schwingungskörpers,
zu ändern.
4. Resonanzvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch die
Kontaktschlüsse des Schwingungskörpers die Zurückführung dieses Körpers in die Ruhelage bewirkende Stromänderungen her-.
vorgerufen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE233778C true DE233778C (de) |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE233778C (de) |
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0
- DE DENDAT233778D patent/DE233778C/de active Active
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