DE102018215765A1

DE102018215765A1 - Electromagnetic trigger for electromagnetic switching devices

Info

Publication number: DE102018215765A1
Application number: DE102018215765.0A
Authority: DE
Inventors: Josef Burger; Rainer Kreutzer; Ludwig Niebler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2018-09-17
Filing date: 2018-09-17
Publication date: 2020-03-19

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte mit einem Anker (7, 14, 22), einem Permanentmagneten (11, 18, 26), einer Spule (12, 20, 28), sowie einer Rückstellfeder (13, 21, 29) und ggf. einem Joch (19, 27) sowie ein Schaltgerät mit einem derartigen elektromagnetischen Auslöser.Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass der elektromagnetische Auslöser jochfrei ausgebildet ist oder dass der Stempelfortsatz (16) des Ankers (14) verkürzt ausgebildet ist, weil der Anker (14) nicht mehr von der Spule umgeben ist, oder dass zumindest eines der Bauteile aus Anker (22), Rückstellfeder (29) und Joch (27) asymmetrisch ausgebildet ist.The invention relates to an electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature (7, 14, 22), a permanent magnet (11, 18, 26), a coil (12, 20, 28) and a return spring (13, 21, 29) and possibly a yoke (19, 27) and a switching device with such an electromagnetic release. The embodiments according to the invention are characterized in that the electromagnetic release is designed without a yoke or that the plunger extension (16) of the armature (14) is shortened, because the armature (14) is no longer surrounded by the coil, or because at least one of the components consisting of armature (22), return spring (29) and yoke (27) is asymmetrical.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte mit einem Anker, einem Permanentmagneten, einer Spule, sowie einer Rückstellfeder und ggf. einem Joch sowie ein Schaltgerät mit einem derartigen elektromagnetischen Auslöser.The invention relates to an electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature, a permanent magnet, a coil, as well as a return spring and possibly a yoke, and a switching device with such an electromagnetic release.

Elektromagnetische Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte weisen einen Dauermagneten, eine Spule, eine Auslösefeder und einen beweglichen Anker für die Betätigung z. B. einer Schaltkinematik auf. Bei derartigen Aktoren schließt sich der magnetische Fluss eines Dauermagneten im Ruhezustand über den Anker sowie über einen magnetischen Rückschlusskreis. Dieser Fluss reicht aus, um den Anker gegen die Kraft einer gespannten Auslösefeder zu halten. Mittels einer sogenannten Gegenerregung in einer Auslösewicklung ist es möglich, den Fluss durch den Anker aufzuheben und auf einen magnetischen Nebenschluss zu verdrängen, so dass der Anker durch die Federkraft abfällt und beispielsweise eine Schaltkinematik betätigt.Electromagnetic triggers for electromagnetic switching devices have a permanent magnet, a coil, a release spring and a movable armature for the actuation z. B. a switching kinematics. In the case of such actuators, the magnetic flux of a permanent magnet closes in the idle state via the armature and via a magnetic return circuit. This flow is sufficient to hold the anchor against the force of a tensioned release spring. By means of a so-called counter-excitation in a trigger winding, it is possible to cancel the flow through the armature and to force it to a magnetic shunt, so that the armature drops due to the spring force and actuates a switching kinematics, for example.

Dazu ist aus der DE 100 26 813 B4 ein elektromagnetischer Auslöser, insbesondere für einen Fehlerstromschutzschalter bekannt, mit einem durch eine Feder in Auslöserichtung beaufschlagten Stößel, mit einer Permanentmagnetanordnung, einer Spule und einem Joch, wobei die Spule im Joch einen der Permanentmagnetanordnung entgegengesetzten magnetischen Fluss im Auslösefall erzeugt. Dabei überwindet die Federkraft die Anzugskraft der Permanentmagnetanordnung, wobei die Permanentmagnetanordnung und wenigstens ein den magnetischen Fluss zum Stößel leitender Polschuh dem Joch und dem Stößel so zugeordnet sind, dass sich der Stößel in einer ersten Stellung im Wirkungsbereich der Permanentmagnetanordnung und des Polschuhs befindet.This is from the DE 100 26 813 B4 an electromagnetic release, in particular known for a residual current circuit breaker, with a plunger acted upon by a spring in the release direction, with a permanent magnet arrangement, a coil and a yoke, the coil in the yoke generating a magnetic flux opposite to the permanent magnet arrangement in the event of tripping. The spring force overcomes the attraction force of the permanent magnet arrangement, the permanent magnet arrangement and at least one pole shoe that conducts the magnetic flux to the plunger being assigned to the yoke and the plunger in such a way that the plunger is in a first position in the effective range of the permanent magnet arrangement and the pole shoe.

Im Stand der Technik wird die Haltekraft zum vorgespannten Halten der Auslösefeder durch das Feld eines Permanentmagneten erzeugt. Im Freigabefall wird dieses Feld durch ein elektrisch erzeugtes und dem Permanentmagnetfeld genau entgegen gerichtetes, elektromagnetisches Feld kurzzeitig vollständig kompensiert. Die Haltekraft wird dabei zu Null. Die vorgespannte Auslösefeder gibt so die Verklinkung frei. Die dazu notwendige ggf. recht hohe elektrische Energie wird oft in Gestalt eines Kondensators bereitgestellt.In the prior art, the holding force for prestressing the release spring is generated by the field of a permanent magnet. In the event of approval, this field is briefly completely compensated for by an electrically generated electromagnetic field that is directed exactly opposite to the permanent magnetic field. The holding force becomes zero. The pre-tensioned release spring releases the latch. The possibly very high electrical energy required for this is often provided in the form of a capacitor.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektromagnetischen Auslöser sowie ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einem erfindungsgemäßen Auslöser zu schaffen, welche eine wirtschaftlich kostengünstige technische Lösung bieten und dabei im Wesentlichen auf die Baugruppen der bekannten elektromagnetischen Auslöser zurückgreifen.The object of the present invention is to provide an electromagnetic release and an electromagnetic switching device with a release according to the invention, which offer an economically cost-effective technical solution and essentially use the assemblies of the known electromagnetic release.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektromagnetischen Auslöser mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, 2 und 3 sowie durch ein elektromagnetisches Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by an electromagnetic release with the features of patent claims 1, 2 and 3 and by an electromagnetic switching device with the features of patent claim 8. Advantageous training and further developments, which can be used individually or in combination with one another, are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einer ersten Ausführungsform durch einen elektromagnetischen Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte gelöst mit einem Anker, welcher an einem Ende einen Stempelaufsatz, am anderen Ende einen Stempelendbereich und einen die beiden Endbereiche miteinander verbindenden Mittelbereich aufweist, einem Permanentmagneten, welcher zusammen mit dem Anker ein Magnetsystem ausbildet, einer Spule, welche den Stempelendbereich umgibt, und einer Rückstellfeder, welche den Mittelbereich des Ankers umgibt. Diese erste Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass dieser elektromagnetische Auslöser jochfrei ausgebildet ist.According to the invention, this object is achieved in a first embodiment by an electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature which has a stamp attachment at one end, a stamp end region at the other end and a central region connecting the two end regions to one another, a permanent magnet which together with the armature forms a magnet system, a coil which surrounds the stamp end region and a return spring which surrounds the central region of the armature. This first embodiment is characterized in that this electromagnetic release is designed without a yoke.

Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung sind die Größe des Bauraumes und die Höhe der Gesamtkosten entscheidende Kriterien. In der Ausführungsform ohne Joch können durch Wegfall dieses Bauteils Kosten eingespart werden. Durch den kleineren Bauraum entsteht zusätzlicher Freiraum, welcher für gestalterische, konstruktive Lösungen genutzt werden kann.Due to the increasing miniaturization, the size of the installation space and the amount of the total costs are decisive criteria. In the embodiment without a yoke, costs can be saved by eliminating this component. The smaller installation space creates additional free space, which can be used for creative, constructive solutions.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einer zweiten Ausführungsform durch einen elektromagnetischen Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte gelöst mit einem Anker, welcher einen Stempelaufsatz sowie einen Stempelfortsatz aufweist, einem positionsfesten Joch und einem Permanentmagneten, welcher zusammen mit dem positionsstabilen Joch ein Magnetsystem in einem Joch ausbildet, einer Spule, welche das Joch umgibt, und einer Rückstellfeder, welche den Stempelfortsatz des Ankers umgibt. Diese zweite Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Stempelfortsatz des Ankers verkürzt ausgebildet ist, weil er spulenwindungsfrei ausgebildet ist, d.h. die Windungen der Spule sind nicht am Anker angeordnet.According to the invention, this object is achieved in a second embodiment by an electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature which has a stamp attachment and a stamp extension, a positionally stable yoke and a permanent magnet which, together with the positionally stable yoke, forms a magnet system in a yoke, a coil which surrounds the yoke and a return spring which surrounds the stamp extension of the armature. This second embodiment is characterized in that the stamp extension of the armature is shortened because it is designed without coil turns, i.e. the turns of the coil are not arranged on the armature.

Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass im verklinkten Zustand die magnetisch durchflutete Strecke im Anker kurz gehalten wird. Die Spule ist bei dieser technischen Lösung über dem Joch und nicht über dem Anker positioniert. Die bewegliche Masse des verkürzten Ankers kann dadurch klein gehalten werden. Dies wirkt sich positiv auf die Reaktionsgeschwindigkeit, die Schock- und Rüttelfestigkeit sowie die daraus abgeleiteten konstruktiven Erfordernisse aus.The advantage of this solution is that the magnetically flooded section in the anchor is kept short in the latched state. In this technical solution, the coil is positioned above the yoke and not above the armature. The movable mass of the shortened anchor can be kept small. This has a positive effect on the reaction rate, the shock and vibration resistance as well the resulting constructive requirements.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in einer dritten Ausführungsform durch einen elektromagnetischen Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte gelöst mit einem Anker, welcher einen Stempelaufsatz sowie einen Stempelfortsatz aufweist, einem positionsfesten Joch und einem Permanentmagneten, welcher zusammen mit dem positionsstabilen Joch ein Magnetsystem in einem Joch ausbildet, einer Spule, welche das Joch umgibt, und einer Rückstellfeder, welche den Stempelfortsatz des Ankers umgibt. Diese dritte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eines der Bauteile aus Anker, Rückstellfeder und Joch asymmetrisch ausgebildet ist.According to the invention, this object is achieved in a third embodiment by an electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature, which has a stamp attachment and a stamp extension, a position-fixed yoke and a permanent magnet, which together with the position-stable yoke forms a magnet system in a yoke, a coil which surrounds the yoke and a return spring which surrounds the stamp extension of the armature. This third embodiment is characterized in that at least one of the components consisting of armature, return spring and yoke is asymmetrical.

Die Asymmetrie kann sich auf den Jochbereich beziehen, in welchem der Stempelfortsatz des Ankers positioniert ist. Der bewegliche Anker ist im Jochbereich, in welchem über die Spule eine Flussumkehr bewirkt wird, unterschiedlich von diesem beabstandet, so dass der Luftspalt zwischen Stempelfortsatz des Ankers und der Jochbohrung immer auf einer Seite liegt. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird dieses einseitige Anliegen durch eine asymmetrisch ausgebildete Feder realisiert. Im Auslösemoment entsteht ein Abheben des Stempelfortsatzes des Ankers von der Anlage in der Jochbohrung hin zu einer Bewegung ohne Reibung, wodurch ein zusätzlicher Luftspalt entsteht. Ein schnelleres Loslaufen, eine höhere Auslösekraft und eine kürzere Auslösezeit sind die Folgen dieser Ausführung.The asymmetry can relate to the yoke area in which the punch extension of the anchor is positioned. The movable armature is spaced differently from it in the yoke area in which a flow reversal is effected via the coil, so that the air gap between the punch extension of the armature and the yoke bore is always on one side. In a particularly advantageous embodiment, this one-sided application is realized by an asymmetrically designed spring. At the moment of release, the plunger extension of the armature is lifted from the system in the yoke bore towards a movement without friction, which creates an additional air gap. A faster start, a higher release force and a shorter release time are the consequences of this version.

Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass die Abstände zum Stempelfortsatz des Ankers im Bereich des Jochs unterschiedlich ausgebildet sind.A special embodiment of this concept according to the invention can consist in that the distances to the punch extension of the armature are designed differently in the area of the yoke.

Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass der Stempelfortsatz asymmetrisch ausgebildet ist.A continuation of the concept according to the invention can consist in that the stamp extension is asymmetrical.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass die Federkraft der Rückstellfeder asymmetrisch ausgebildet ist.An advantageous embodiment of the concept according to the invention can consist in that the spring force of the return spring is asymmetrical.

Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass die Federkraft durch Verwendung von mindestens zwei Rückstellfedern asymmetrisch ausgebildet ist.A special embodiment of this concept according to the invention can consist in that the spring force is made asymmetrical by using at least two return springs.

Die Aufgabe wird außerdem durch ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Schaltgerät mit einem elektromagnetischen Auslöser mit den oben beschriebenen Eigenschaften gelöst.The object is also achieved by an electromagnetic switching device according to the invention with an electromagnetic release with the properties described above.

Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass das elektromagnetische Schaltgerät ein Leistungsschalter ist.A special embodiment of this concept according to the invention can consist in that the electromagnetic switching device is a circuit breaker.

Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass der Leistungsschalter einen erweiterten Weiteinstellbereich aufweist. Dazu werden in den Leistungsschalter ein Stromerfassungs- und Auswertebaustein sowie der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser integriert.A special embodiment of this concept according to the invention can consist in the circuit breaker having an extended wide setting range. For this purpose, a current detection and evaluation module and the electromagnetic release according to the invention are integrated in the circuit breaker.

Der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser für ein elektromagnetisches Schaltgerät weist einen Anker, einen Permanentmagneten, eine Spule sowie eine Rückstellfeder und ggf. ein Joch auf. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass der elektromagnetische Auslöser jochfrei ausgebildet ist oder dass der Stempelfortsatz des Ankers verkürzt ausgebildet ist, weil der Anker nicht mehr von der Spule umgeben ist, also spulenwindungsfrei ausgebildet ist, oder dass zumindest eines der Bauteile aus Anker, Feder und Joch asymmetrisch ausgebildet ist.The electromagnetic release according to the invention for an electromagnetic switching device has an armature, a permanent magnet, a coil and a return spring and possibly a yoke. The embodiments according to the invention are distinguished by the fact that the electromagnetic release is designed to be yoke-free or that the stamp extension of the armature is shortened because the armature is no longer surrounded by the coil, that is to say is designed without coil turns, or at least one of the components made of armature, Spring and yoke is asymmetrical.

Weitere Ausführungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung erläutert.Further embodiments and advantages of the invention are explained below using an exemplary embodiment and the drawing.

Dabei zeigt:

1 in einer schematischen Darstellung einen elektromagnetischen Auslöser aus dem Stand der Technik mit einem Anker, einem Joch, einer Spule und einem Permanentmagneten im Status, wenn die magnetische Kraft größer ist als die Federkraft;
2 in einer schematischen Darstellung den Aufbau nach 1, wenn die magnetische Kraft kleiner oder gleich der Federkraft ist;
3 in einer schematischen Darstellung den Aufbau nach 1 und 2, wenn die magnetische Kraft Null entspricht.
4 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Auslösers, wenn die magnetische Kraft größer ist als die Federkraft und durch die Spule kein Strom fließt;
5 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel nach 4, wenn die Kraft der Spule größer ist als die Differenz aus magnetischer Kraft und Federkraft;
6 in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Auslösers mit einem verkürzt ausgebildeten Stempelfortsatz des Ankers;
7 in einer schematischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Auslösers mit zumindest einem asymmetrisch ausgebildeten Bauteil aus Anker, Rückstellfeder und Joch.

It shows:

1 a schematic representation of an electromagnetic release from the prior art with an armature, a yoke, a coil and a permanent magnet in the status if the magnetic force is greater than the spring force;
2nd in a schematic representation of the structure 1 if the magnetic force is less than or equal to the spring force;
3rd in a schematic representation of the structure 1 and 2nd when the magnetic force is zero.
4th a schematic representation of a first embodiment of an electromagnetic release according to the invention when the magnetic force is greater than the spring force and no current flows through the coil;
5 in a schematic representation of the embodiment 4th if the force of the coil is greater than the difference between the magnetic force and the spring force;
6 in a schematic representation of a second embodiment of an electromagnetic release according to the invention a shortened stamp extension of the anchor;
7 a schematic representation of a third embodiment of an electromagnetic release according to the invention with at least one asymmetrically designed component consisting of armature, return spring and yoke.

1 zeigt einen elektromagnetischen Auslöser aus dem Stand der Technik mit einem Anker 1, einem Joch 2, einer Spule 3, einer Rückstellfeder 4 und einem Permanentmagneten 5 sowie einer Kommutierungsplatte 6 im Status, wenn die magnetische Kraft größer ist als die Federkraft und kein Stromfluss besteht. Der Anker 1 ist im unteren Endbereich von der Rückstellfeder 4 umgeben und wird innerhalb des Jochs 2 von der Spule 3 umgeben. Die Kommutierungsplatte 6 ist zwischen dem Endbereich des Ankers 1 und dem Permanentmagneten 5 im Joch 2 angeordnet. 1 shows an electromagnetic release from the prior art with an armature 1 , a yoke 2nd , a coil 3rd , a return spring 4th and a permanent magnet 5 and a commutation plate 6 in status when the magnetic force is greater than the spring force and there is no current flow. The anchor 1 is in the lower end of the return spring 4th surrounded and is within the yoke 2nd from the coil 3rd surround. The commutation plate 6 is between the end of the anchor 1 and the permanent magnet 5 in the yoke 2nd arranged.

In 2 ist der Aufbau nach 1 dargestellt, wenn die magnetische Kraft kleiner oder gleich der Federkraft ist und der Stromfluss zunimmt.In 2nd is the structure after 1 shown when the magnetic force is less than or equal to the spring force and the current flow increases.

3 zeigt den Fall, wenn die magnetische Kraft Null entspricht. In diesem Fall löst sich der Anker 1 von der Kommutierungsplatte 6. 3rd shows the case when the magnetic force is zero. In this case the anchor will come loose 1 from the commutation plate 6 .

In 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Auslösers im Status, wenn die magnetische Kraft größer ist als die Federkraft und durch die Spule kein Strom fließt. Der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser für ein elektromagnetisches Schaltgeräte umfasst einen Anker 7, welcher in an einem Ende einen Stempelaufsatz 8, am anderen Ende einen Stempelendbereich 9 und einen die beiden Endbereiche miteinander verbindenden Mittelbereich 10 aufweist, einen Permanentmagneten 11, welcher zusammen mit dem Anker 7 ein Magnetsystem ausbildet, eine Spule 12, welche den Stempelendbereich 9 umgibt, und eine Rückstellfeder 13, welche den Mittelbereich 10 des Ankers 7 umgibt. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass dieser elektromagnetische Auslöser jochfrei ausgebildet ist.In 4th is a first embodiment of an electromagnetic release according to the invention in the state when the magnetic force is greater than the spring force and no current flows through the coil. The electromagnetic release according to the invention for an electromagnetic switching device comprises an armature 7 which has a stamp at one end 8th , a stamp end area at the other end 9 and a central region connecting the two end regions 10th has a permanent magnet 11 which together with the anchor 7 a magnet system forms a coil 12th which the stamp end area 9 surrounds, and a return spring 13 which is the middle section 10th of the anchor 7 surrounds. This exemplary embodiment is distinguished by the fact that this electromagnetic release is designed without a yoke.

5 zeigt das Ausführungsbeispiel nach 4, wenn die Kraft der Spule größer ist als die Differenz aus magnetischer Kraft und Federkraft. In diesem Fall löst sich der Anker 7 vom Permanentmagneten 11. 5 shows the embodiment 4th if the force of the coil is greater than the difference between the magnetic force and the spring force. In this case the anchor will come loose 7 from permanent magnets 11 .

In 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Auslösers mit einem verkürzt ausgebildeten Stempelfortsatz des Ankers dargestellt. Der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser für ein elektromagnetisches Schaltgeräte umfasst einen Anker 14, welcher einen Stempelaufsatz 15 sowie einen Stempelfortsatz 16 aufweist, ein positionsfestes Joch 17 und einen Permanentmagneten 18, welcher zusammen mit dem positionsstabilen Joch 17 ein Magnetsystem in einem Joch 19 ausbildet, eine Spule 20, welche das Joch 17 umgibt, und eine Rückstellfeder 21, welche den Stempelfortsatz 16 des Ankers 14 umgibt. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der Stempelfortsatz 16 des Ankers 14 verkürzt ausgebildet ist.In 6 shows a second embodiment of an electromagnetic release according to the invention with a shortened stamp extension of the armature. The electromagnetic release according to the invention for an electromagnetic switching device comprises an armature 14 which has a stamp attachment 15 as well as a stamp extension 16 has a fixed yoke 17th and a permanent magnet 18th , which together with the stable yoke 17th a magnet system in a yoke 19th trains a coil 20th which the yoke 17th surrounds, and a return spring 21 , which the stamp extension 16 of the anchor 14 surrounds. This embodiment is characterized in that the stamp extension 16 of the anchor 14 is shortened.

7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Auslösers mit zumindest einem asymmetrisch ausgebildeten Bauteil aus Anker, Rückstellfeder und Joch. Der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser für ein elektromagnetisches Schaltgeräte umfasst einen Anker 22, welcher einen Stempelaufsatz 23 sowie einen Stempelfortsatz 24 aufweist, ein positionsfestes Joch 25 und einen Permanentmagneten 26, welcher zusammen mit dem positionsstabilen Joch 25 ein Magnetsystem in einem Joch 27 ausbildet, eine Spule 28, welche das Joch 25 umgibt, und eine Rückstellfeder 29, welche den Stempelfortsatz 24 des Ankers 22 umgibt. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eines der Bauteile aus Anker 22, Rückstellfeder 29 und Joch 27 asymmetrisch ausgebildet ist. 7 shows a third embodiment of an electromagnetic release according to the invention with at least one asymmetrically designed component consisting of armature, return spring and yoke. The electromagnetic release according to the invention for an electromagnetic switching device comprises an armature 22 which has a stamp attachment 23 as well as a stamp extension 24th has a fixed yoke 25th and a permanent magnet 26 , which together with the stable yoke 25th a magnet system in a yoke 27 trains a coil 28 which the yoke 25th surrounds, and a return spring 29 , which the stamp extension 24th of the anchor 22 surrounds. This exemplary embodiment is characterized in that at least one of the components is made of anchors 22 , Return spring 29 and yoke 27 is asymmetrical.

Die Asymmetrie kann sich auf den Jochbereich beziehen, in welchem der Stempelfortsatz 24 des Ankers 22 positioniert ist. Der bewegliche Anker 22 ist im Jochbereich, in welchem über die Spule 28 eine Flussumkehr bewirkt wird, unterschiedlich von diesem beabstandet, so dass der Luftspalt zwischen Stempelfortsatz 24 des Ankers 22 und der Jochbohrung immer auf einer Seite liegt.The asymmetry can relate to the yoke area in which the punch extension 24th of the anchor 22 is positioned. The movable anchor 22 is in the yoke area, in which over the coil 28 a flow reversal is effected, spaced differently therefrom, so that the air gap between the ram extension 24th of the anchor 22 and the yoke hole is always on one side.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird dieses einseitige Anliegen durch eine asymmetrisch ausgebildete Rückstellfeder 29 realisiert. Im Auslösemoment entsteht ein Abheben des Stempelfortsatzes 24 des Ankers 22 von der Anlage in der Jochbohrung hin zu einer Bewegung ohne Reibung, wodurch ein zusätzlicher Luftspalt entsteht. Ein schnelleres Loslaufen, eine höhere Auslösekraft und eine kürzere Auslösezeit sind die Folgen dieser Ausführung.In a particularly advantageous embodiment, this one-sided concern is achieved by an asymmetrically designed return spring 29 realized. At the moment of release, the punch extension is lifted off 24th of the anchor 22 from the system in the yoke bore to a movement without friction, which creates an additional air gap. A faster start, a higher release force and a shorter release time are the consequences of this version.

Es ist außerdem denkbar, dass der Stempelfortsatz 24 des Ankers 22 an der Berührungsstelle zum positionsfesten Joch 25 asymmetrisch ausgebildet ist, d.h., das die Berührungsfläche des Stempelfortsatzes 24 nicht vollflächig ausgebildet ist, sondern durch eine Aussparung asymmetrisch wird.It is also conceivable that the stamp extension 24th of the anchor 22 at the point of contact with the fixed yoke 25th is asymmetrical, that is, the contact surface of the punch extension 24th is not formed over the entire surface, but becomes asymmetrical due to a recess.

Der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte zeichnet sich dadurch aus, dass durch eine kleine Anpassung bestehender Bauteile eine wirtschaftlich kostengünstige Lösung geschaffen wurde.The electromagnetic release according to the invention for electromagnetic switching devices is characterized in that an economically inexpensive solution was created by a small adaptation of existing components.

Bezugszeichenliste Reference list

11: Ankeranchor
22nd: Jochyoke
33rd: SpuleKitchen sink
44th: RückstellfederReturn spring
55: PermanentmagnetPermanent magnet
66: KommutierungsplatteCommutation plate
77: Ankeranchor
88th: StempelaufsatzStamp attachment
99: StempelendbereichStamp end area
1010th: MittelbereichMiddle range
1111: PermanentmagnetPermanent magnet
1212th: SpuleKitchen sink
1313: RückstellfederReturn spring
1414: Ankeranchor
1515: StempelaufsatzStamp attachment
1616: StempelfortsatzStamp extension
1717th: Jochyoke
1818th: PermanentmagnetPermanent magnet
1919th: Jochyoke
2020th: SpuleKitchen sink
2121: RückstellfederReturn spring
2222: Ankeranchor
2323: StempelaufsatzStamp attachment
2424th: StempelfortsatzStamp extension
2525th: Jochyoke
2626: PermanentmagnetPermanent magnet
2727: Jochyoke
2828: SpuleKitchen sink
2929: RückstellfederReturn spring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10026813 B4 [0003]DE 10026813 B4 [0003]

Claims

Elektromagnetischer Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte mit einem Anker (7), welcher in an einem Ende einen Stempelaufsatz (8), am anderen Ende einen Stempelendbereich (9) und einen die beiden Endbereiche miteinander verbindenden Mittelbereich (10) aufweist, einem Permanentmagneten (11), welcher zusammen mit dem Anker (7) ein Magnetsystem ausbildet, einer Spule (12), welche den Stempelendbereich (9) umgibt, und einer Rückstellfeder (13), welche den Mittelbereich (10) des Ankers (7) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass dieser elektromagnetische Auslöser jochfrei ausgebildet ist.Electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature (7) which has a stamp attachment (8) at one end, a stamp end region (9) at the other end and a central region (10) connecting the two end regions to one another, a permanent magnet (11), which, together with the armature (7), forms a magnet system, a coil (12) which surrounds the stamp end region (9) and a return spring (13) which surrounds the central region (10) of the armature (7), characterized in that this electromagnetic release is yoke-free.

Elektromagnetischer Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte mit einem Anker (14), welcher einen Stempelaufsatz (15) sowie einen Stempelfortsatz (16) aufweist, einem positionsfesten Joch (17) und einem Permanentmagneten (11), welcher zusammen mit dem positionsstabilen Joch (17) ein Magnetsystem in einem Joch (19) ausbildet, einer Spule (20), welche das Joch (17) umgibt, und einer Rückstellfeder (21), welche den Stempelfortsatz (16) des Ankers (14) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempelfortsatz (16) des Ankers (14) verkürzt ausgebildet ist.Electromagnetic release for electromagnetic switching devices with an armature (14), which has a stamp attachment (15) and a stamp extension (16), a position-fixed yoke (17) and a permanent magnet (11), which together with the position-stable yoke (17) forms a magnet system in a yoke (19), a coil (20) which surrounds the yoke (17) and a return spring (21) which surrounds the stamp extension (16) of the armature (14), characterized in that the stamp extension (16 ) of the armature (14) is shortened.

Elektromagnetischer Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte mit einem Anker (22), welcher einen Stempelaufsatz (23) sowie einen Stempelfortsatz (24) aufweist, einem positionsfesten Joch (25) und einem Permanentmagneten (26), welcher zusammen mit dem positionsstabilen Joch (25) ein Magnetsystem in einem Joch (27) ausbildet, einer Spule (28), welche das Joch (25) umgibt, und einer Rückstellfeder (29), welche den Stempelfortsatz (24) des Ankers (22) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Bauteile aus Anker (22), Rückstellfeder (29) und Joch (27) asymmetrisch ausgebildet ist.Electromagnetic trigger for electromagnetic switching devices with an armature (22), which has a stamp attachment (23) and a stamp extension (24), a fixed yoke (25) and a permanent magnet (26), which together with the positionally stable yoke (25) is a magnet system in a yoke (27), a coil (28) which surrounds the yoke (25) and a return spring (29) which surrounds the plunger extension (24) of the armature (22), characterized in that at least one of the components from armature (22), return spring (29) and yoke (27) is asymmetrical.

Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zum Stempelfortsatz (24) des Ankers (22) im Bereich des Jochs (27) unterschiedlich ausgebildet sind.Electromagnetic release after Claim 3 , characterized in that the distances from the punch extension (24) of the armature (22) in the area of the yoke (27) are designed differently.

Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempelfortsatz (24) asymmetrisch ausgebildet ist.Electromagnetic release after Claim 3 , characterized in that the stamp extension (24) is asymmetrical.

Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der Rückstellfeder (29) asymmetrisch ausgebildet ist.Electromagnetic release after Claim 3 , characterized in that the spring force of the return spring (29) is asymmetrical.

Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft durch Verwendung von mindestens zwei Rückstellfedern (29) asymmetrisch ausgebildet ist.Electromagnetic release after Claim 6 , characterized in that the spring force is formed asymmetrically by using at least two return springs (29).

Elektromagnetisches Schaltgerät mit einem elektromagnetischen Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Electromagnetic switching device with an electromagnetic release according to one of the Claims 1 to 7 .

Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Schaltgerät ein Leistungsschalter ist.Electromagnetic switching device after Claim 8 , characterized in that the electromagnetic switching device is a circuit breaker.

Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter einen erweiterten Weiteinstellbereich aufweist.Electromagnetic switching device after Claim 9 , characterized in that the circuit breaker has an extended wide setting range.