DE2651927A1

DE2651927A1 - Aufnahmevorrichtung fuer einen magnetkern mit kurzschlussringen und eine spule

Info

Publication number: DE2651927A1
Application number: DE19762651927
Authority: DE
Inventors: Robert Schlager
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1976-11-13
Filing date: 1976-11-13
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2651927C2; DE7635899U1; FR2371056A1; FR2371056B1

Description

BROWN. BOVER! & CiE - AKTiENGfSELLSCHAFT ^ _t_

MAh! N HEiM BROVVN BOVtHl

Mp,Kr. 654/76 Mannheim, 9. Nov. 1976

ZFE/P4-Kk/Hr

"Aufnahmevorrichtung für einen Magnetkern mit Kurzschlußringen und eine Spule"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufnahmevorrichtung für einen Magnetkern mit Kurzschlußringen und eine Spule eines elektromagnetischen Antriebes.

Vor Bekanntwerden dieser Erfindung sind verschiedene Möglichkeiten zur Aufnahme und Lagerung des Magnetkerns in Vorschlag gebracht worden. Allgemein gesagt gibt es zwei verschiedene Arten bekannter Magnetkernaufnahmevorrichtungen. Bei der einen Art besteht die Aufnahmevorrichtung für einen Magnetkern aus einer gummielastischen Anschlagplatte, die vor dem Einbringen des Magnetkernes - in das jeweilige Gehäuse von oben oder seitlich - an geeigneter Stelle anzuordnen ist, so daß zwischen der Aufnahmevorrichtung, dem Magnetkern mit Kurzschlußringen und der Spule kein Formschluß besteht, und so die Kurzschlußringe in den Polflächen in altbekannter Manier ver~- stemmt oder verklebt sind.

Bei einer anderen Art sind im Magnetkern eine Anschlagplatte, ein Querbalken und zwei Druckfedern als Einzelelemente derart in einem Gehäuse angeordnet, daß sich der Magnetkern einzig und allein elastisch am Spulenkörper abstützt. Die Anordnung sowohl der ersten als auch der zweiten Art erfüllt nur in einem geringen Umfange die Wunschvorstellungen der Hersteller

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in bezug auf einen vereinfachten Zusammenbau. Bei der ersten Art muß der Magnetkern von der Seite eingeschoben werden, bevor mittels der zugeordneten Teile eine Fixierung im Gehäuse vorgenommen werden kann. Hierbei ist es notwendig, daß das Gehäuse entsprechend groß dimensioniert ist, um den Anforderungen entsprechende Elemente einsetzen zu können, so daß die Gewähr einer sicheren und bleibenden Lagenfixierung - satte Auflage der Polfläche zwischen Magnetkern und Magnetanker über einen langen Zeitraum erhalten bleibt. Daraus ist aber ersichtlich, daß die auf die Geometrie des Magnetsysteras einschließlich der Kurzschlußringe abgestimmte Aufnahmevorrichtung aus der Sicht des Herstellers sicherlich optimal erscheint; vom Anwender wird jedoch die Gesamtheit als zu voluminös abgelehnt.

Die Zahl der eine Aufnahmevorrichtung für einen Magnetkern bildenden Verbindungs- und Dämpfungsmittel - soweit diese Art einer Aufnahmevorrichtung überhaupt genügende Eigenschaften in bezug auf Freiheitsgrade besitzt - birgt bei einer hohen Schalthäufigkeit (10 Millionen Schaltungen) eben eine große Zahl von Fehlermöglichkeiten in sich. Zur Erzielung einer exakten Zusammenwirkung zwischen den Magnethälften (Magnetkern und Magnetanker) undder dazwischen angeordneten Spule sind eben besondere Maßnahmen bezüglich der Lagerung des Magnetkerns erforderlich. Daraus ist aber ohne weiteres erkennbar, daß auch die Spule dabei eine sehr wesentliche Rolle spielt, so daß dieser die gleiche Aufmerksamkeit hinsichtlich der Fixierung beizumessen ist wie dem Magnetkern.

Bei einer weiteren Art wird nach Einführung der Einzelelemente wie Magnetkern, Spule und Druckfedern von der Unterseite des Gehäuses die Gehäuseöffnung mit einer Anschlagplatte für den Magnetkern verschlossen, so daß der Magnetkern starr und ungegedämpft der Aufschlagenergie des Magnetankers ausgesetzt ist. Da aber bekanntlich der Magnetanker zeitlich nach dem

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Schließen der Schaltstücke den Magnetkern beruht» können dadurch zusätzliche Hagnetankerprellungen auf das Kontaktsystem übertragen werden, was zu einer merklichen Verlängerung der Prelldauer führt.

Eine nicht unerhebliche Rolle spielen im Hinblick auf ein sicheres Funktionieren des elektromagnetischen Antriebes die Polflächen des Magnetkerns und somit die darin angeordneten Kurzschlußringe. Wie schon weiter oben erwähnt, sind diese einen Teil des Magnetflußes umschließenden Kurzschlußringe in [ Nuten der Polflächen angeordnet und werden durch Kleben oder Verstemmen darin fixiert. Wenn nun aber zwei Nuten pro Polfläche zur Aufnahme eines Kurzschlußringes erforderlich sind, so bedeutet das zum einen aufgrund der Flächenminderung eine Zugkraftminderung und Erhöhung der Montagekosten in bezug auf das Fixieren der Kurzschlußringe, zum anderen müssen die die Bleche des Magnetkerns zusammenhaltenden Nietstellen aufgrund des Nutvolumens entsprechend weit von den Polflächen entfernt angeordnet werden, was der Brummfreiheit und Verlängerung der Lebensdauer keinesfalls zuträglich ist; es besteht die Gefahr des Auffächerns der den Magnetkern bildenden Einzelbleche.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß eben genaue Kenntnisse der Physik des PrellVorganges erforderlich sind, um die Prelldauer so kurz wie möglich zu halten, d.h. die den bekannten Systemen anhaftenden Mangel müssen in ihrer Gesamtheit durch geeignete Maßnahmen beseitigt werden, damit sowohl eine Vereinfachung der Konstruktionselemente, als auch eine Her- · Stellungskostensenkung erzielt wird.

Mit anderen Worten, die Aufnahmevorrichtung der ersten Art kann nicht in derselben Weise für einen Magnetkern benutzt werden wie die Aufnahmevorrichtung der zweiten Art, weil der konfigurative Unterschied der die Aufnahmevorrichtung bildenden Elemente einerseits und des Magnetkernes und Gehäuse andererseits zwischen beiden Arten gravierend ist.

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Hinzu kommt noch, daß die Stoßdämpfung des Magnetkerns sowohl der einen als auch der anderen Art minimal bzw. nur in unzureichendem Maß gegeben ist. Dieser Nachteil ist in bezug auf j die Lebensdauer und Funktionssicherheit des elektromagnetischen '■ Antriebes sicherlich sehr wesentlich, jedoch aber nicht der j einzige. Vielmehr noch spielt bei der systematischen Optimie- \ rung eines Schützes die Verringerung der Anzahl der Einzel- j elemente und somit des Gesamtvolumens eine weitere wesentliche Rolle, da diese ursächlich für eine Kostensenkung des Endproduktes Schütz sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine mehrere Funktionen erfüllende Magnetkern- und Spulenkörperaufnahmevorrichtung zu schaffen, die sich für Massenproduktion bei geringen Kosten eignet und zwangsläufig zu einer Verringerung des Schützvolumens führt.

Um die oben erwähnte Aufgabe zu erfüllen, ist die Aufnahmevorrichtung als eine am Joch des Magnetkerns anliegende Platte ausgebildet, in deren Mittenabschnitt Mittel zur Fixierung von Magnetkern und Spule vorgesehen sind, sowie durch mindestens jeweils einem an freien Endabschnitten der Platte angeordneten Rastelement zur formschlüssigen Fesselung des Magnetkerns über die Kurzschlußringe, welche Endabschnitte im unverrasteten Zustand in einem Abstand zu einer Auflagefläche vom Joch des Magnetkerns im Mittenabstand angeordnet sind.

Dadurch wird aber in erster Linie eine Erhöhung der Lebensdauer und Verringerung des Gesamtschützvolumens-erreicht; während in ; zweiter Linie durch die konstruktive Detaillösung eine ! Verringerung der Einzelelemente und damit eine rationellere I Fertigungsmethode sowie zwangsläufig eine Kostensenkung erzielt wird, d.h. mit der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung kann [ gleichzeitig den Kenngrößen und den Forderungen der Optimierungsrechnung eines Schützes entsprochen werden, da es ausschließlich

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\ Sache des Konstrukteurs ist, in der Entwicklungsphase durch j Anwendung verbesserter Werkstoffe und somit neuer konstruktiver¹ Lösungswege über die Kosten zu befinden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die freien Endabschnitte der Platte T-förmig ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, daß die federnden Massen im normalen und spannungsfreien Zustand gering sind, und daß nach erfolgtem Formschluß, nämlich der Paarung zwischen Magnetkern, Kurzschlußringen und Aufnahmevorrichtung der Magnetkern zwei Freiheitsgrade aufweist, d.h. die Prelldauer und Brummspannung des elektromagnetischen Antriebes ist somit minimalisiert.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Aufnahmevorrichtung mehrstückig ausgebildet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahmevorrichtung als einstückiger Kunststoffteil ausgebildet. Somit kann die Platte außerhalb des Mittenabscbnittes an jeder freien Längskante zu einer Abszissenachse je ein Rastelement aufweisen, die ihrerseits zueinander fluchten. Dabei erweist es sich als sehr zweckmäßig, daß die Rastelemente von der das Magnetkernjoch aufnehmenden Auflagefläche der Platte wegweisen und federnd oder selbstfedernd ausgebildet sind. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß zweckmäßigerweise die Rastelemente einstückig mit der Platte verbundene, zum Mittenabschnitt gerichtete Stabilisierungsstege aufweisen; und daß die Rastelemente annähernd an Eckpunkten der Platte angeordnet sind.

Somit werden gleichzeitig mit der Aufnahmevorrichtung mehrere Funktionen erfüllt, die darin bestehen, daß eine exakt sichere Fesselung des Kurzschlußringes in der Nut des Magnetkernes als auch für den Magnetkern selbst gemäß einer gewünschten Funktion hergestellt wird. Ermöglicht wird dies durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Rastelemente auf der Platte, nämlich annähernd an den Eckpunkten derselben,

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und dadurch, daß die Platte an den Eckpunkten einwärts gerichtete Schrägen und Ausnehmungen aufweist, die geeignet sind, den Rastelementen die nötigen Federeigenschaften und dem Kurzschlußring den erforderlichen Freiheitsgrad einzuräumen.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß zweckmäßigerweise die Mittel zum Fixieren von Magnetkern und Spule turmartig ausgebildete Formkörper sind.

Das stellt sicher, daß die darin fest integrierten wesentlichen Funktionseleraente auch bei großen Stückzahlen in einer gleichbleibenden Qualität hergestellt werden können, da Materialanhäufungen und somit Fehlstellen im Formkörper exakt vorherbestimmbar sind.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß jeder der Formkörper Aussparungen, Hinterschneidungen, federnde Haken und mindestens zwei armartige Fortsätze aufweist, wobei die Fortsätze und federnde Haken im normalen oder spannungsfreien Zustand mit freien Enden über jeweils eine Außenkante der Formkörper hinausragen.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung erfährt der Gegenstand der Erfindung dadurch, daß die Formkörper zueinander fluchtend unter Bildung eines definierten Abstandes auf der Platte angeordnet sind, wobei die im fluchtenden Austrittsbereich der Aussparungen befindlichen Hinterschneidungen als Nasen ausgebildet sind, und daß entgegengesetzt zu dem durch die Nasen begrenzten Austrittsbereich der Aussparungen die federnden Haken in einer Rinne angeordnet sind, derart, daß deren freie Enden von den Fortsätzen wegweisen.

Die Ausgestaltungen des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung werden dadurch nutzbar gemacht, daß weder bei der Montage von Magnetkern, Kurzschlußringen und Aufnahmevorrichtungen noch beim Einsatz eines solch vorgefertigten magazinierbaren Lagerteil Werkzeuge oder Hilfsmittel, wie beispielsweise Klebstoffe, Quetscheinrichtungen usw. benötigt werden, d.h. der

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vorgefertigte Lagerteil wird aufgrund seiner Formgebung exakt nach dem Einfügen im Schützgehäuse fixiert und mittels der ! federnden Haken und korrespondierender Vorsprünge formschlüssig \ unter Erzielung zweier Freiheitsgrade im Gehäuse arretiert.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Magnetkern mit einem zylindrischen Stift statt mit einer Blattfeder durch die im Formkörper angeordneten Nasen zu fixieren, wobei eine Dämpfungswirkung durch in die Aussparungen eingefügtes gummielastisches Material erzielbar ist, d .h., daß die Aussparung des erfindungsgemäßen Gegenstandes mindestens eine Stufe aufweist, deren Fläche um einen vorgegebenen Betrag tiefer liegt als die die Aussparung begrenzenden Nasen. Die Blattfeder bzw. der zylindrische Stift durchdringt zweckmäßigerweise den Magnetkern in Jochnähe senkrecht zur Schichthöhe im Bereich des Mittelpols, so daß nach dem Fixieren in den ! Aussparungen ein Gleichgewicht herrscht. Dieses Gleichgewicht ; ist in bezug auf den verrasteten Zustand der freien Endabschnitte nach Fesselung der Kurzschlußringe und somit des Magnetkerns an den Außenpolen sehr wesentlich.

Aus fertigungstechnischen und toleranzmäßigen Gründen ist es daher in Verbindung mit der Fixierung des Magnetkerns über die Blattfeder oder den zylindrischen Stift besonders zweckmäßig, den erfindungsgemäßen Gegenstand im Mittenbereich so auszubilden, daß der definierte Abstand der fluchtenden Formkörper j zueinander der Magnetkernschichthöhe entspricht und daß dieser j Abstand geringfügig variierbar ist, so daß hiermit erreicht I wird, daß der definierte Abstand durch schmale Stirnflächen gebildet ist, wobei dfe Stirnflächen die Form einer Dachkante aufweisen, d.h. die so gebildete Linienberührung kann bei einer entsprechenden Wahl eines Kunststoffes leicht deformiert werden und so etwaige vorhandene Schichthöhentoleranzen ausgleichen.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruierte Aufnahmevorrichtung bietet die Möglichkeit einer schnellen und einfachen Montage des Magnetkerns im Gehäuse sowohl manuell als auch maschinell. Die Rastelemente können nach der Lagerung und Fixierung des Magnetkerns mittels einer denselben im Mittenbereich - unterhalb des Mittelpols in Jochnähe - senkrecht zu dessen Schichthöhe durchdringende Blattfeder in den Aussparungen der Formkörper die in den Nuten des Magnetkerns lose ruhenden Kurzschlußringe form- und kraft- j schlüssig hintergreifen, wobei nur sehr geringe Kräfte dazu erforderlich sind. Unmittelbar nach dem Einrasten der Rastelemente hinter die jeweiligen Schenkel der Kurzschlußringe bildet die Aufnahmevorrichtung mit dem Magnetkern und den Kurzschlußringen eine Funktionseinheit, die nunmehr leicht in einem Schützgehäuse aufgrund der federnden Haken formschlüssig

ι positionier-, halter- und mit wenigen Handgriffen schnell j

wieder demontierbar ist. J

Der besondere Vorteil dieser Aufnahmevorrichtung 1st aber nicht i nur in seiner einfachen konstruktiven Ausbildung und Montage ! zu sehen, vielmehr wird trotz der wesentlich geringeren Bauhöhe gegenüber dem Stand der Technik eine erhebliche größere Dämpfung durch die im verrasteten Zustand über die Endabschnitte; erzeugte Spannung und elastische Verformung bei der relativen j Gleitbewegung des Magnetkerns im Moment des Ankeraufpralls | erzielt. Mit der relativen Gleitbewegung des Magnetkerns zwischen Aufnahmevorrichtung und dem Gehäuseboden im Moment des Ankeraufρrails tritt eine weitere sehr wesentliche Eigenschaft - die absolute Brummfreiheit - in Erscheinung. Erzielt wird die Brummfreiheit durch die elastisch pendelnde Lagerung über die im Magnetkern angeordnete Blattfeder, deren freie Enden in der Aufnahmevorrichtung ruhen, und durch die die Kurzschlußringe hintergreifenden Rastelemente, d.h. es wird j

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dadurch zum einen mit absoluter Sicherheit eine satte Auflage der Polflächen zwischen Magnetkern und Magnetanker herbeigeführt und zum anderen v/erden die Kurzschlußringe durch die Beschleunigung im Moment des Magnetankeraufprails aufgrund elastischer Spannung und der relativen Gleitbewegung des Magnetkerns - ganz im Gegensatz zu eingeklebten oder eingestemmten KurzSchlußringen - immer gegen den Nutgrund desselben gepreßt.

Daher ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung der, daß selbst bei sehr grob tolerierten Einzelelementen eine wesentlich höhere Funktionssicherheit als beim Stand der Technik erzielt wird.

Wenn die aus Aufnahmevorrichtung, Magnetkern und Kurzschlußringen bestehende Funktionseinheit aus dem Schützgehäuse wieder entfernt werden soll, braucht man lediglich die federnden j Haken mit einem Schraubendreher in die Rinne des Formstückes j drücken, um den Formschluß zwischen beiden aufzuheben. !

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die

erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung ein ausgeprägtes Optimum an Magnetkraft durch das von nur einer Nut pro Polfläche sich ergebende Teilungsverhältnis erzielt wird.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sowie weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung;

Fig. 2 die Aufnahmevorrichtung gemäß der Fig. 1 mit Magnetkern und Kurzschlußringen;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung von einem teilgeschnittenen Schützgehäuse mit Aufnahmevorrichtung, Magnetkern, Blattfeder, Kurzschlußringen und Spule.

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1S

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Aufnahmevorrichtung 31 gemäß der Figur 1, 2 und 3 besteht
im wesentlichen aus einer als Kunststoffspritz- oder Gießteil
ausgebildeten Platte 32 mit im Mittenabschnitt 31a zueinander
fluchtend angeformten Formkörpern 33 und armartigen Fortsätzen 34, sowie links und rechts von den fluchtenden Formkörpern 33 wegweisende T-förmige Endabschnitte 35 mit jeweils
zwei ebenfalls pro Endabschnitt 35 fluchtend gegenüberstehenden I Rastelementen 36.

Jeder Formkörper 33 weist dabei zwei angeformte armartige
Fortsätze 34 auf, deren freie Enden 34a - nach links zv/ei und
nach rechts zwei - zwar ebenfalls in Richtung der Endabschnitte · 35 gerichtet sind, jedoch im normalen oder spannungsfreien j Zustand unter Bildung eines ungleichschenkeligen Vs voneinander wegweisen. Das am Querschenkel 35a des T-förmigen Endabschnittes 35 jeweils an einer kurzen Außenkante 35b angeformte Rast- j element 36 kann außer der dargestellten Form auch anders gestaltet sein, wobei dessen Funktionsbereich 36a von einer j Abszissenachse X abgekehrt ist und über die Außenkante 35b j hinausragt. Am Rastelement 36 ist unterhalb des Funktionsbe- j reiches 36a einseitig ein mit der Außenkante 35b bündig ver- J laufender Steg 37 angeformt, dessen Höhe zum Mittenabschnitt 31a hin abnimmt und somit den Querschenkel 35a einseitig in seiner j

I Breitenabmessung begrenzt. Entgegengesetzt dazu sind am Quer- ^!

schenkel 35a jeweils an freien Eckpunkten 35c nach innen j

gerichtete Schrägen 38 angeordnet. Weiterhin sind im Quer- ',

schenkel 35a jeweils hinter den Rastelementen 36 und Stegen 37 ; Ausnehmungen 36b vorgesehen, die den letztgenannten entsprechend

ihrer Funktion Freiheitsgrade zum Ausweichen während des Rast- > bzw. Entrastvorganges verleihen.

Die im Mittenbereich 31a zueinander fluchtend angeordneten j

Formkörper 33 weisen Aussparungen 33a auf, die sowohl bezogen j

auf eine Ordinatenachse Y als auch auf eine in Richtung des I

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jeweiligen Formkörpers 33 sich erstreckende Ratriaaehse Z verläuft so daß Jeder Formkörper 33 jeweils zwei Austrittsbereiche [ 33b» 33b^f aufweist. Der Austrittsbereich 33 b wird durch zwei zur Platte 32 gerichtete Nasen 33c begrenzt. Beide Hasenrücken 33d als auch ein die Aussparung 33 begrenzender Steg 33e ! weisen einen die Austrittsöffnung 33b¹ erweiternde Einführungs- ; schräge auf. Schließlich ist auf der der Austrittsöffnung 33b¹ abgekehrten Seite 33b¹· des Formkörpers 33 parallel zur Abszissenachse X eine Nut 39 angeordnet, die ihrerseits annähernd mit den Fortsätzen 34 fluchtet und mit ihrem Querschnitt außerhalb des Bereichs der Außenkante 35b liegt. An dem Steg 33e ist im Bereich der Einführungsschräge ein federnder Haken 40 angeformt, dessen Schenkel 40a in einer Rinne 41 ruht, während der Haken 40 im normalen oder spannungsfreien Zustand aus derselben herausragt. Die Rinne 41 ist ein in Richtung der Raumachse Z als auch in Richtung der Ordinate Y vom Steg 33e aus gesehen ein offenes Gebilde, deren Breitenabmessung der der Aussparung 33 im Austrittsbereich 33b^f entspricht. Haken 40 und Formkörper 33 sind in Teilbereichen mit Schrägen 42 versehen, die zur abgekehrten Seite 33b'¹ verlaufen und ein Einfügen der Aufnahmevorrichtung 31 in ein Schützgehäuse 43 erleichtern. Der federnde Haken 40 ist über _f seine gesamte Länge mindestens um das Zweifache seiner federnden Schenkelmaterialstärke schmaler, als die Rinne 41 breit ist. Bei dem Ausführungsbeispiel liegt eine Hemmfläche 40b annähernd in gleicher Höhe mit einem Nutgrund 39b und dem Funktionsbereich 36a der Rastelemente 36, selbstverständlich unter Außerachtlassung der "Vorspannung der federnden Elemente.

Eine ebenfalls im Ausführungsbeispiel sichtbare Stufe 39a unterhalb der Nasen 33c in der Aussparung 33a ergibt sich zwangsläufig durch die Nut 39, diese kann sinnvoll bei einer vorzunehmenden Modifizierung der Aufnahmevorrichtung 31 genutzt werden.

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In dem folgenden soll beispielhaft ein Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung beschrieben werden, in die ein entsprechend vorbereiteter Magnetkern 44 zwischen die Formkörper derselben eingefügt sind. Magnetkern;}och 44a und Platte 32 liegen dabei im Bereich der Formkörper 33 aufgrund des Formschlusses zwischen Magnetkern 44 einer nicht sichtbaren Blattfeder 45 und dem gemäß der Fig. 1 beschriebenen Nasen 33c flach aufeinander auf, so daß durch die erzwungene Auflage des Magnetkernjoches 44a auf der Platte 32 im Bereich j

der Formkörper 33 ein Pendeln des Magnetkerns 44 in der Aufnahmevorrichtung 31 bewirkt wird.

Die Fig. 2 zeigt dieses spezielle Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 31 bei der nunmehr auch die freien Endabschnitte 35 am Joch 44a des Magnetkerns 44 anliegen. Die an den Endabschnitten 35 angeformten Rastelemente 36 hintergreifen dabei von innen nach außen die über die Schichthöhe des Magnetkerns 44 hinausragenden abgewinkelten Schenkel 46a des Kurzschlußringes 46. Der Kurzschlußring 46 ist dabei für diesen Zweck rechtwinkelig zu seiner Symmetrieachse abgewinkelt und liegt mit einem Schenkel 46b hochkant zu dessen Materialdicke in der Nut 44b. Durch diese Maßnahme wird auf einfache Weise der über die Schichthöhe zu beiden Seiten des Magnetkerns 44 hinausragende Kurzschlußring 46 in der Nut 44b des Magnetkerns 44 und somit dieser selbst form- und kraftschlüssig mit der Aufnahmevorrichtung 31 verbunden. Ein Schenkel 46c des Kurzschlußringes 46 liegt ebenfalls hochkant zu seiner Materialdicke in einem über die gesamte Schichthöhe des Magnetkerns 44 verlaufenden Rücksprung 44d, wodurch sich eine ideale Dreipunktfesselung zwischen Magnetkern 44, Kurzschlußring 46 und den Rastelementen 36 der Aufnahmevorrichtung 31 an den unraehr unter Federspannung am Joch 44a anliegenden Endabschnitt 35 ergibt. Der Endabschnitt ist aufgrund der erzeugten Federspannung bestrebt, in seine Ursprungslage zurückzukehren, d.h. der Kurzschlußring 46

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wird durch die vorhandene Federspannung mittels der Rastelemente 36 in den Nutgrund 44b gezogen. Der Kurzschlußring 46
berührt beim Einrasten der Rastelemente 36 am Schenkel 46a
dabei keinesfalls die dem Joch 44a zugekehrte Fläche 35d des
Endabschnittes 35.

Zur Führung des Kurzschlußringes 46 in Längsrichtung der
Nut 44b, also senkrecht zur Schichthöhe des Magnetkerns 44
weist diese am Schenkel 46b Abstufungen auf, von denen jeweils
eine am äußeren Magnetkernblech über einen Teilbereich mit seiner Materialdicke unter Berücksichtigung entsprechender Toleranzen
anliegt. Durch diese Maßnahme wird ein Wandern und somit Verschleißen des Kurzschlußringes 46 in der Nut 44b absolut verhindert, außerdem erfährt der Kurzschlußring 46 durch diese
Abstufung 46d eine zusätzliche Stabilisierung.

Eine weitere Führung erfährt der Kurzschlußring 46 am Schenkel [

46a durch den mit dem Rastelement 36 verbundenen Steg 37 des \

Querschenkels 35a. Eine den Querschenkel 35a an dieser Stelle j

übergreifende lichte Weite des Kurzschlußringes ist nur gering- ;

fügig größer als ein Querschenkelmaß, so daß ein eventueller j

Verschleiß auf die Lebensdauer keine Auswirkung hat, da dieser j minimal ist.

Gemäß der Fig. 2 besteht aber nicht nur zwischen den Außenpolen

44c, den Kurzschlußringen 46 und den Rastelementen 36 der ■

Endabschnitte 35 jeweils eine Dreipunktfesselung, sondern die j

Aufnahmevorrichtung 31 insgesamt fesselt den Magnetkern 44 an !

drei Punkten, nämlich unveränderbar über die Außenpole 44c und j

elastisch, also veränderbar durch die den Magnetkern 44 unter- j

halb des Mittelpols 44e in Jochnähe senkrecht zu seiner Schicht- ·

höhe durchdringende von Nasen 33c fixierten Blattfeder 45 - \

der i

die Blattfeder 45 ist nur in/Explosionsdarstellung der Fig. 3

zu sehen.

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Eine so montierte Funktionseinheit 47 kann direkt in ein entsprechend ausgebildetes Schutzgehäuse 43 gemäß der Fig. 3 eingefügt werden und mittels der federnden Haken 40, die mit korrespondierenden Vorsprüngen 43a zusammenwirken, fixiert ■werden. Zum Zwecke der Richtungsstabilisierung und zur Vermeidung von Relativbewegungen zwischen den Hemmflächen 40b und 43 b sowie der gesamten Funktionseinheit 47 im Schützgehäuse sind Mittel vorgesehen, die die Aufnahmevorrichtung 31 an wesentlichen Stellen durch Formschluß fixieren.

Bei den Mitteln handelt es sich um am inneren Gehäuseboden 43c befindliche Ausformungen 48 und Stege 49, die auf die Formkörper 33 und jeweils darin befindlichen Nut 39 toleranzmäßig abgestimmt sind, so daß die Funktionseinheit 47 nach dem Einfügen in das Gehäuse 43 sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen nur eine sich durch zulässige Toleranzen ergebende Bewegungsfreiheit besitzt, die aber bei derartigen Spritz-, Gieß- und Preßteilen sehr gering ist.

Die Aufnahmevorrichtung 31 dient im Mittenabschnitt 31a und

zwar im Bereich der Verankerung der Blattfeder 45 gleichzeitig ! als guter Isolator gegen elektrische Durchbrüche am Gehäuseboden 43c des Schützgehäuses 43. Der Isolationseffekt wird noch durch den mit Luft angefüllten Freiraum bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Blattfeder 45 geringfügig erhöht, da unterhalb der durch die Nassen 33c gebildeten Halterung eine Berührung ! beim Durchfedern der Blattfeder 45 während des Magnetankerauf- j pralls nicht stattfindet, so daß eine so gebildete Strecke für einen elektrischen Durchbruch unüberwindbar ist.

In der Fig. 3 ist anhand einer Explosionsdarstellung aufgezeigt, wo und wie die wenigen wesentlichen Teile 43, 31, 44, 46 und eines elektromagnetischen Antriebes fixiert sind und wie diese Zusammenwirken.

Die Elemente der zuvor mit der Fig. 2 beschriebenen Funktions-

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einheit 4? sind zum Zwecke der Übersichtlichkeit als Einzelelemente 31, 44, 45, 46 dargestellt, wobei jedoch die Blattfeder 45 und die Kurzschlußringe 46 im bzw. am Magnetkern in der endgültigen Lage angeordnet sind. Der Spulenkörper 50 ist ebenfalls wie das Schutzgehäuse 43 als teilgeschnittener Körper dargestellt, um die mit der Aufnahmevorrichtung 31 zusammenwirkenden Details sichtbar zu machen.

Der Einsatz und die Anwendung der erfindungsgeinäßen Aufnahmevorrichtung 31 ist selbstverständlich nur dort möglich, wo eine konfigurative Abstimmung der einen elektrischen Antrieb bildende Funktionselemente entsprechend vorgenommen wird. Aus dieser Darstellung ist auch ohne eine vergleichende Gegenüberstellung des Standes der Technik klar ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung 31 sowohl eine Volumenverringerung des gesamten Schützes als auch eine Montageerleichterung erzielt wird, ganz abgesehen von den weiteren j sehr wesentlichen technischen Verbesserung für das elektromagnetische Schütz in seiner Gesamtheit.

Nach Verankerung der Funktionseinheit 47 mit den federnden Haken 40 an den Vorsprüngen 43a im Schützgehäuse 43 wird der Spulenkörper 50 mit seinen angefasten Zapfen 50a über Austrittsbereiche 33b in die Aussparungen 33a der Formkörper 33 eingefügt, wobei die eingangs erwähnten freien Enden 34a der armartigen Fortsätze 34 gegen einen Flansch 50b des Spulenkörpers 50 in Form einer Linienberührung anliegen und völliges Berühren des Flansches 50b durch den Austrittsbereich 33b¹ ausschließen. Den Fortsätzen 34 obliegt aber nicht nur diese soeben genannte Aufgabe, vielmehr werden durch die Fortsätze 34 bei einem komplett montierten elektromagnetischen Schütz, d.h. der Magnetanker mit Kontaktträger ist am Schützgehäuse 43 befestigt, noch weitere wesentliche Vorteile durch die konfigurative Ausbildung der Aufnahmevorrichtung 31 erzielt.

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So vjird dadurch beispielsweise erreicht, daß die federnden Haken 40 teilentlastet werden, die Fertigungstoleranzen von den wesentlichen Teilen des elektromagnetischen Antriebes könnei damit ausgeglichen werden, so daß kein Schlottern des Spulenkörpers 50 und somit eine Beschädigung der Anschlußelemente 50c zu befürchten ist, was zur Folge hat, daß Verschleiß und Windungsschluß bei einem derartig ausgebildeten elektromagnetischen Antrieb für die Praxis ohne Belang sind.

Die Wirkung der Fortsätze 34 ist dabei folgende: die Aufnahmevorrichtung 31 wird gegen den Schützgehäuseboden 43c gedrückt und dabei v/erden die federnden Haken 40 und Vorsprünge 43a entlastet, d.h. die Flächenpressung der Flächen 40b, 43b wird verringert, weiterhin vn.rd gleichzeitig der Spulenkörper in Richtung der Raumachse Z des elektromagnetischen Antriebes gegen ein durch die Schaltkammer gebildetes Widerlager gedrückt.

Hier sei gleichzeitig auf einen hoch sehr wesentlichen Vorteil hingewiesen, der darin .besteht, daß durch eine Aufnahmevorrichtung 31 die Möglichkeit geschaffen wurde, den nicht dargestellten Magnetanker mit dem Kontaktträger starr zu verbinden. Durch diese Verbindung und die erfindungsgemäße Ausbildung der Aufnahmevorrichtung 31 ergibt sich zwangsläufig für das System eine enorm lange Führungsflache und somit eine absolute Verschleißfreiheit.

Obwohl der vorstehenden Beschreibung die Anwendung einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung ausschließlich auf den Magnetkern, die Kurzschlußringe und das Gehäuse Bezug nimmt, sei darauf hingewiesen, daß mit der Aufnahmevorrichtung aber gleichzeitig auch eine sinnvolle und optimale Fixierung der Spule im elektromagnetischen Antrieb geschaffen worden ist, die zur Erhöhung der Lebenserwartung und Verringerung des

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Geräuschpegels vom gesamten System ausschlaggebend ist.

Das gesamte der Erfindung zugrunde liegende Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt, daß es nur für ganz bestimmte elektromagnetische Antriebe anwendbar ist.

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* T

Leerseite

Claims

Mp.Nr. 654/76

Ansprüche

Aufnahmevorrichtung für einen Magnetkern mit Kurzschlußringen und eine Spule eines elektromagnetischen Antriebes,

! gekennzeichnet durch eine am Joch (44a) des Magnetkerns . (44). anliegende Platte (32), in deren Mittenabschnitt (31a)
Mittel zur Fixierung von Magnetkern und Spule (50) vorgesehen sind, sowie durch jeweils mindestens ein an freien
Endabschnitten (35) der Platte angeordnetes Rastelement (36)

i zur formschlüssigen Fesselung des Magnetkerns über die j

Kurzschlußringe (46), welche Endabschnitte im unverrasteten ; Zustand in einem Abstand zu einer Auflagefläche vom Joch ; des Magnetkerns im Mittenabschnitt angeordnet sind. !

Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,; . daß die freien Endabschnitte (35) der Platte (32) j T-förmig ausgebildet sind.

3. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Aufnahmevorrichtung (31) mehrstückig ausgebildet J ist.

4. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (31) als
einstückiger Kunststoffteil ausgebildet ist.

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5. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) außerhalb des Mittenabschnittes (31a) an jeder freien Längsseite (35b) zu einer Abszissenachse (X) ein Rastelement (36) aufweist, die zueinander fluchten.

6. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (36) von der das Magnetkernjoch (44a) aufnehmenden Auflagefläche (35d) der Platte (32) wegweisen und federnd oder selbstfedernd ausgebildet sind.

7. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der ;

I vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ! Rastelemente (36) einstückig mit der Platte (32) verbundene zum Mittenabschnitt (31a) gerichtete Stabilisierungs- j stege (37) aufweisen« ■

8. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (36) annähernd an Eckpunkten (35c) der Platte (32) angeordnet sind.

9. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (32) an den Eckpunkten (35c) einwärts gerichtete Schrägen (38) und Ausnehmungen (36b) aufweist, so daß der

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Kurzschlußring (46) in diesem Bereich der Platte (32) des Endabschnittes. (35) frei ist.

10. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der ! vorherigen Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Fixieren von Magnetkern (44) und Spule (50) turmartig ausgebildete Formkörper (33) sind. j

11. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Formkörper (33) Ausparungen (33a), Hinterschneidungen (33c), federnde Haken (40) und mindestens zwei armartige Fortsätze (34) auf v/eist, wobei die Fortsätze und federnde Haken im normalen oder spannungsfreien Zustand mit freien Enden (34a, 42) über jeweils eine Außenkante des Formkörpers hinausragen.

12. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurcli gekennzeichnet, daß die Formkörper (33) zueinander fluchtend unter Bildung eines definierten Abetandes auf der Platte (32) angeordnet sind, wobei die im fluchtenden Austrittsbereich (33b)

' der Aussparungen (33a) befindlichen Hinterschneidungen als Nasen (33c) ausgebildet sind, und daß entgegengesetzt zu dem durch die Nasen begrenzten Austrittsbereich die federnden Haken (40) in einer Rinne (41) angeordnet sind, derart, daß deren freie Enden (42) von den Fortsätzen (34) wegweisen.

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13« Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (33a) mindestens eine Stufe (39a) aufweist, deren Fläche um einen vorgegebenen Betrag tiefer liegt als die die Aussparung begrenzenden Nasen (33c).

14. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der definierte Abstand der fluchtenden Formkörper (33) zueinander der Magnetkernschichthöhe entspricht und daß dieser Abstand geringfügig veränderbar ist.

15. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, j dadurch gekennzeichnet, daß der definierte Abstand

durch schmale Strinflachen gebildet ist, wobei die Stirnflächen die Form einer Dachkaiite aufweisen.

16. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (33) im Bereich einer Bodenfläche (33b¹¹) eine Nut (39) aufweist, die zur Abszissenachse (X) der Platte (32) parallel verläuft und geeignet ist, die Aufnahmevorrichtung (31) im Schützgehäuse (43) über jeweils einen Steg (49) formschlüssig zu fixieren.

17. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (39) und die Fortsätze (34) zueinander fluchtend an entgegengesetzten Ebenen angeordnet sind.

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18. Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Haken (40) an einem die Aussparung (33a) und die Rinne (41) bildenden Steg (33e) angeordnet ist.

19- Aufnahmevorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Aussparung (33a) zugekehrte Seite des Steges (33e) und die die Austrittsöffnung (33b¹) begrenzende Nasen (33c)' jeweils eine Schräge aufweisen, die geeignet ist, ein Einfügen einer den Magnetkern (44) in seiner Schichthöhe durchdringende Blattfeder (45) zu erleichtern.

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