DE529477C

DE529477C - Elektromagnetisches Schlaggeraet

Info

Publication number: DE529477C
Application number: DES72084D
Authority: DE
Inventors: Robert Elsaesser
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1925-11-01
Filing date: 1925-11-01
Publication date: 1931-07-14

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBENAM 14. JULI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 87b GRUPPE

Elektromagnetisches Schlaggerät Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. November 1925 ab

Um ein elektromagnetisches Schlaggerät mit gutem Wirkungsgrad zu betreiben, ist es nötig, daß die Induktion einen möglichst hohen Wert erreicht und wegen der erforderliehen hohen Schlagzahl die Entstehung des Feldes möglichst beschleunigt wird. Bei den bisher bekannten elektromagnetischen Schlaggeräten wird die Feldspule durch einen Schalter an das Netz gelegt; infolge der Selbstinduktion steigt der Strom, von dem die Stärke des Feldes abhängt, bekanntlich nur langsam an. Man kann infolgedessen weder eine hohe Feldstärke noch eine hohe Schlaggeschwindigkeit erreichen.

Die Nachteile dieser bekannten Schlaggeräte werden durch die Erfindung dadurch vermieden, daß zwei Spulen über ein Steuerorgan abwechselnd an den Lade- und Entladestromkreis eines Kondensators geschaltet werden, wobei ein gemeinsamer Kern der Spulen durch die vom Lade- und Entladestrom des Kondensators erzeugten Magnetfelder hin und her bewegt wird. Als Steuerorgan kann man beispielsweise einen Relaisschalter, eine Schaltwalze o. dgl. verwenden. Durch Hintereinanderschaltung von Selbstinduktion und Kapazität wird erstere kompensiert, so daß bei richtiger Abstimmung in diesem Stromkreis nur der Ohmsche Widerstand wirksam ist und infolgedessen der Strom und damit das Feld fast augenblicklich auf seinen Höchstwert ansteigen kann. Außerdem wird die Spannung an den Spulen sehr viel höher als die Netzspannung. Es können also sehr starke und kurzzeitig wirkende Magnetfelder erzeugt werden, ohne die zulässige Erwärmung der Spulen zu überschreiten.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Der Kondensator 1 ist über die Leitungen 2, 3 · und eine Spule 9 an eine beliebige Ladestromquelle angeschlossen. Parallel zum Kondensator ι liegt die Spule 6 eines Relais, dessen Kontaktteller 5 die Kontaktpaare 7 und 8 steuert, und zwar sind die im Ladestromkreis des·Kondensators liegenden Kontakte 7 bei spannungslosem Relais geschlossen, während durch Anziehen des Relais die im Entladestromkreis des Kondensators liegenden Kontakte 8 geschlossen und die Kontakte 7 geöffnet werden. In dem Entladestromkreis des Kondensators liegt außer den Kontakten 8 eine Spule 4, die zweckmäßig gleichachsig zur Spule 9 des Ladestromkreises angeordnet ist.

Der Lade- und Entladevorgang des Kondensators erfolgt sehr schnell, stoßartig; es kann daher sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom in gleicher Weise verwendet werden, da die Vorgänge in beiden Fällen den Charakter von Wechselströmen haben. Für die elektrischen Verhältnisse der Stromkreise

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben'jvorden:

Robert Elsässer in Berlin-Charlottenburg.

sind daher auch die induktiven Widerstände maßgebend. Der Ohmsche und der induktive Widerstand der Spulen 4 und 9 ist sehr klein im Vergleich zum Widerstand der Relaisspule 6, die einen hohen Ohmschen Widerstand und wegen ihrer hohen Windungszahl auch einen sehr hohen induktiven Widerstand' besitzt, so daß ein geringer Strom genügt, um den Relaisanker anzuziehen, ohne daß der Kondensator hierdurch merkbar entladen wird. Die an 2, 3 gelegte Netzspannung ist so gering, daß der durch die Spule 6 fließende Strom das Relais nicht zum Ansprechen bringen kann, da er nur einen Bruchteil des hier-15· für erforderlichen Stromes beträgt.

Der Kondensator 1 ist während des Lade- und des Entladevorganges dauernd in Reihe mit einer Spule 9 oder 4 geschaltet. Die Kondensatorspannung eilt dem Ladestrom um 90⁰ vor und die der Spule dem gleichen Strom um fast 90⁰ nach. Beide Teilspannungen addieren sich geometrisch zu einer Resultierenden, die der an 2, 3 angelegten Netzspannung entspricht. Diese ist daher bedeutend kleiner als die Teilspannungen. Bei entsprechender Abstimmung können die Teilspannungen ein Mehrfaches der Netzspannung betragen.

Die Relaisspule wird so bemessen, daß sie erst bei voller Ladespannung des Kondensators ι den Anker anziehen kann. Die beiden Spulen 4 und 9 werden von Strömen durchflossen, die sich sehr schnell ändern, ebenso wie. die an den Eiiden der .Spulen auftretenden Spannungen. Die in den Spulen entstehenden Felder sind proportional der zeit- * liehen Änderung· der Spannungen, und da die Teilspannungen sehr hoch sind und sich in kurzer Zeit schnell ändern, werden die erzeug-* ten Felder außerordentlich kräftig.

Der Arbeitsgang der beispielsweise zum Antrieb eines Elektrohammers dienenden Einrichtung ist nun folgender:

Ist der Kondensator 1 entladen, so befindet sich der Relaisanker in der dargestellten Lage, in der der Bügel 5 die Kontakte 7, 7 kurzschließt. In dem hierdurch geschlossenen Stromkreis 2, 1, 7, 5, 7, 9, 3 fließt ein Ladestrom. Die Spannungen am Kondensator 1 und an der Spule 9 steigen in kurzer Zeit auf den Höchstwert, und ein nicht dargestellter Anker wird mit großer Kraft in die Spule 9 gezogen. Der Anker steht in Verbindung mit einem Schlagwerkzeug, beispielsweise einem Hammer. Bei dem Höchstwert der am Kondensator 1 herrschenden Ladespannung zieht das Relais 6 seinen Anker an; der Ladestromkreis wird hierdurch fast funkenlos unterbrochen, da inzwischen der gegen die Spannung in der Phase um 90⁰ verschobene Ladestrom gerade Null ist, und der Bügel 5 überbrückt die Kontakte 8, 8, wodurch der Stromkreis 2, i, 8, 5, 8, 4, 2 geschlossen wird. Der Kondensator entlädt sich sofort über die Spule 4, die nun ihrerseits den in der Spule 9 befindlichen Anker mit großer Kraft anzieht, so daß das mit dem Anker verbundene Schlagwerkzeug bewegt wird. Ist der Kondensator entladen, was in kurzer Zeit erfolgt, so fällt das Relais ab, worauf das Spiel von neuem beginnt und das Schlagwerkzeug in die gewünschten Schwingungen versetzt wird.

Die Schwingungszahl der Lade- und Entladevorgänge läßt sich durch Änderung der Kapazität und der Induktivität weitgehend oder in schwächerem Maße durch Ändern des Widerstandes der Relaisspule regeln. Das Verhältnis beider wird man am besten derart wählen, daß das Laden und Entladen des Kondensators aperiodisch erfolgt.

Die Schlagzahl der zum Betrieb eines Elektrohammers dienenden Einrichtung läßt sich ohne Schwierigkeiten auf etwa 1200 bis 2000 Schläge in der Minute bringen; sie kann, wie bereits erwähnt, in weitgehendem Maße auf einfache Weise geregelt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Schlaggerät, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spulen über ein Steuerorgan abwechselnd an den Lade- und Entladestromkreis eines Kondensators geschaltet werden, wobei ein gemeinsamer Kern der Spulen durch die vom Lade- und Entladestrom des Kondensators erzeugten Magnetfelder hin und her bewegt wird. --- -.

2. Elektromagnetisches Schlaggerätnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagzahl durch Ändern der Konstanten des Lade- und Entladestromkreises, z. B. der Spulen oder Kondensatorgröße, regelbar ist.

3. Schlaggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagzahl durch Ändern der Schwingungszahl des Umschalterelais geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen