DE2844361C2

DE2844361C2 - Elektromagnet

Info

Publication number: DE2844361C2
Application number: DE2844361A
Authority: DE
Inventors: Gilbert Maurepas Denis; Pierre Fourqueux Duchemin; Rene Rueil Malmaison Fouret
Original assignee: LA TELEMECANIQUE ELECTRIQUE 92002 NANTERRE HAUTS-DE-SEINE FR
Current assignee: LA TELEMECANIQUE ELECTRIQUE 92002 NANTERRE HAUTS-DE-SEINE FR
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1984-03-29
Also published as: SE440163B; SE7810841L; BR7806860A; DE2844361A1; CH625640A5; IT1099947B; ES474306A1; IE48247B1; FR2406885B1; FR2406885A1; ATA747578A; AT382477B; JPS6243295B2; IT7828873A0; IE782071L; JPS5467681A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. ^⁰

Ein derartiger Magnet ist aus der Druckschrift »Niederspannungs-Schaltgeräte« der Firma Calor-Emag bekannt. Die geneigten Polflächen an den Außenschenkeln des Ankers zeigen hier jeweils zur Außenseite des Magnetkreises, und die Führungsein-⁵⁵ richtungen sind durch längs der zentralen Verschiebungsachse angebrachte Blechstreifen aus Zinnbronzi: gebildet, die über die Mittelschenkel des Ankers vorstehen und in entsprechenden Nuten des Jochmittel· schenkeis auch bei abgehobenem Anker gleiten. ^h0

Bei einem anderen Magneten (DE-AS 12 46 857), hie» einem Wechselstrommagneten, ist ein Spulenkörper mil längs der zentralen Verschiebungsachsen angebrachte» Führungsnuten vorgesehen, und Anker und Joch des; Magnetkreises sind beiderseits mit länglichen Gleitble·^b5 chen bestückt, die in der Führungsnut geführt werden und mit senkrecht abstehenden Haltestücken in Durchbrüche der Magnetteile eingepreßt sind.

Fur den Einbau solcher Magnete in Gehäuse ist es bekannt (DE-GM 18 92 298), die ebenen Außenpolflächen an den Joch-Außenschenkeln weiter herauszuführen, als es den Gegenflächen des Ankers entspricht, und an Anschläge im Gehäuse durch eine zwischen Gehäuseboden und Jochunterfläche eingelegte Feder anzudrücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magneten der eingangs genannten Gattung st auszubilden, daß sich bei einfacher Montage eine gut zentrierte Hubbewegung des Ankers ergibt, die eine Herabsetzung der Wsrmebelastung des Magneten bzw. bei gleicher Wärmebelastung eine erhöhte Anzugskraft ergibt

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Elektromagneten, der die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Dabei können die Führungsstifte entweder bei paketiertem Magnetkreis vorstehende Köpfe von Paketier-Nieten oder bei aus Vollmaterial bestehendem Magnetkreis in normale Durchgangsbohrungen eingepreßte Stifte sein. Die besondere Ausgestaltung des Außenkreises mit in diesem Fall nach innen gewendeten geneigten Polflächen in den Außenschenkeln des Ankers gibt selbst dann, wenn der Anker etwas ungleich abgehoben ist, kein Kippmoment bezüglich des Führungsstiftes auf, so daß die vereinfachte Führungseinrichtung ausreicht, um ein Kippen des Ankers zu verhindern und ihn leicht bewegbar zu machen. Damit ist eine Herabsetzung der zum Anzug erforderlichen Ampereverbindungszahl gegenüber vergleichbaren Elektromagneten ermöglicht, und die relativ schwierige Montage der Führungs-Gleitblechs erübrigt sich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 2 ergibt einen größeren Anteil der Anziehungskräfte durch den Mittelschenkel gegenüber den Außenschenkeln, so daß die Zentrierung der Hubbewegung weiter erhöht wird.

Neben der erleichterten Mont?«e und dem Wegfall der Bodenfeder ergibt die vorteilhafte Weitergestaltung gemäß Anspruch 3 auch noch eine verbesserte Zentrierung der Jochlage und damit eine weitere Verbesserung für die Ankerführung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 zwei Axialschnitte jeweils durch die Hälfte einer Ausführung des Magneten, einmal im abgehobenen, einmal im geschlossenen Zustand,

F i g. 2 Einzelheiten der Befestigungseinrichtungen des Magnetjochs, und

Fig.3 eine weitere Ausführungsform des Magneten, die die Stärke der seitlichen Anziehungskräfte zwischen Joch und Anker begrenzen läßt.

Der Magnet nach Fig. 1 ist in ein Hohlgehäuse 1 eingebaut, das durch einen den Gehäusedeckel bildenden Kontaktblock 2 geschlossen ist.

Im Gehäuse 1 ist ein feststehendes, E-förmiges Magnetjoch angeordnet, das einen Mittelschenkel 7 und zwei Seitenschenkel 5 und 6 besitzt, die parallel zueinander ausgerichtet und durch einen gemeinsamen Steg 8 miteinander verbunden sind. Dieses Joch ist in dem Gehäuse an drei Punkten gehalten und zwar drückt eine elastische Einrichtung 10 auf die Unterfläche 27 des Steges 8 und damit das Joch gemäß der Zeichnung nach oben, das mit zwei Vorsprüngen 26, 26' (siehe auch F i g. 2) an Anschlägen 25, 25' an den Seitenwänden 19, 19' des Gehäuses 1 anliegt.

Die elastische Einrichtung kann von dem elastischen Boden 9 des Gehäuses selbst gebildet werden, während die Anschläge zweckmäßigerweise von den oberen Rändern von Öffnungen 20 bzw. 20' in den Wänden 19, 19' (Fig.2) gebildet sind; dabei sind die Wände so elastisch ausgeführt, daß sie in Querrichtung auseinandergedrückt werden können, um ein Einführen des Jochs mit Kraftanwendung in das Innere des Gehäuses 1 zu gestatten. Da.nit wird das Joch an den Seitenwänden des Gehäuses gehalten, das einstückig aus einem entsprechenden Werkstoff gegossen ist

Senkrecht zur Zeichenebe*ie der Figur kann das Joch durch andere Ränder der öffnungen 20, 20' und durch Wangen 29 gehalten werden, die ebenfalls einstückig mit dem Boden 9 des Gehäuses 1 ausgebildet sind.

Eine Spule 4 umgibt den Mittelschenkel 7 des Jochs und dient zur Erregung des Elektromagneten. Die Innenfläche des SpuIengehäUses besitzt Nuten 28, die parallel zu der Mittelachse X-X' verlaufen und zur Ausrichtung des Jochs mit einem Querstift 33 durch dieses Joch zusammenwirken.

Das Gehäuse 1 wird oben durch eine ebene i-läche 11 begrenzt Diese Fläche 11 dient als Auflage zu einer Unterfläche 31 eines Kontaktblocks 2, der mit Hilfe von (nicht dargestellten Klemmeinrichtungen an dem Gehäuse befestigt wird. Dieser Kontaktblock enthält alle beweglichen Teile der Vorrichtung, und zwar einen durch ebenfalls E-förmig ausgebildeten beweglichen Anker 12, einen Kontaktträger 16, auf dem die beweglichen Kontakte 17 angeordnet sind, die mit feststehenden Kontakten 18 zusammenwirken, und eine Rückholfeder 13, die beim Einsetzen an einem feststehenden Teil des Gehäuses oder der Spule angelegt wird und die Oberfläche 14 des Ankers gegen eine Auflagefläche 15 des Kontaktblocks 2 andrückt. Der Mittelschenkel 32 des Ankers besitzt einen Querstift 30, der mit seinen Enden in die genannten Nuten 28 eintritt.

Im in der linken Hälfte von Fig. 1 dargestellten abgehobenen oder Ruhezustand des Magneten ist der Anker an die Fläche 15 angedrückt, die so eine Bezugsfläche darstellt.

Wenn die Spule durch einen ausreichenden Gleichstrom erregt wird, führt der Anker eine Hubbewegung mit der Amplitude L aus und dadurch werden die Polflächen 22, 22' der Anker-Außenschenkel an die Polflächen 21,21' der Joch-Außenschenkel angelegt.

In dieser geschlossenen Stellung des Magnetkreises besteht zwischen den Polflächen 24 und 23 der zentralen Schenkel 32 bzw. 7 des Ankers und des Jochs ein Restspalt e(Fig. 1 und2).

Wie in F i g. 1 gezeigt ist, sind die Polflächen 21,22,23 und 24 der Außen- und der Mittelschenkel gegen die Achse X-X' des Magneten geneigt. Damit wird bei einem bestimmten Ankerhub L ein kleinerer Luftspalt und eine größere Polfläche und damit ein geringerer Luftspalt-Magnetwiderstand für den Magnetkreis erreicht. Der Restspalt e an den Mittelschenkeln verringert den Einfluß der Remanenz des Eisenkreises und verhindert damit ein Kleben des Magneten.

Die Polflächen 23 und 24 an den Miüelschenkeln 7 bzw. 32 sind V-förmig symmetrisch zur Achse X-X'Aer Spule, die gleichzeitig die zentrale Verschiebungsachse des Ankers darstellt, ausgeführt. Die Winkel, die diese Fläche mit der Achse X-X' bilden, sind kleiner gehalten als die Winkel, die die Flächen 21,22 der Außenschenkel mit dieser Achse bilden so daß die zwischen den Mittelschenkeln 7 und 32 auftretende Anziehungskraft

hoher als die zwischen den Außenschenkeln auftretende Anziehungskraft ist

Dadurch wird eine bessere Stabilität der Hubbewegung des Ankers gewährleistet; jedoch kann trotzdem noch ein seitliches Ungleichgewicht der Anziehungskräfte vorhanden sein. Dieses Ungleichgewicht wird jedoch dadurch beschränkt, daß auch die Außenpol^ächen symmetrisch zur zentralen Verschiebungsachse X-X' geneigt sind, und durch die Anordnung des Stiftes 30 in der Weise, daß die durch den Mittelpunkt der Polflächen 21, 21' der Außenschenkel verlaufenden Senkrechten N durch den Bereich des Mittellschenkels verlaufen, in dem sich der Führungsstift 30 befindet.

Damit die durch die obere Begrenzung der Öffnungen 20, 20' gebildeten Anschläge 25, 25' nicht einen zu großen Abstand von der als Auflage dienenden Begrenzungsfläche 11 entfernt sind, sind die Flächen 21, 21' der Außenschenkel 5,6 des Magnetjochs nach außen gerichtet Bei dieser Anordnung befinden sich die Polflächen 23 und 24 der Mittelsd* <ikel etwa in der Mitte zwischen dem oberen Steg des Ankers 12 und dem unteren Steg 8 des Ankers, wenn der Eisenkern geschlossen ist Auch diese Maßnahme dient zur Verbesserung der Stabilität des Magnetsystems, das durch d'e insgesamt beschriebenen Maßnahmen eine beträchtliche Erhöhung der Anfangsanziehungskraft bei abgehobenem Anker erhält Damit der Anker tatsächlich angezogen wird, darf der Hubabstand L nicht über gewisse Grenzen hinaus anwachsen. Dieser Abstand wird deshalb mit einer Genauigkeit bestimmt, wie sie die Herstellungstoleranzen zulassen.

Bei dem dargestellten Magnetkreis ist der Abstand für die gemeinsame Ebene der Flächen 11 und 31 und der Auflagefläche 15 für den Anker mit d\ bezeichnet, der Abstand zwischen dieser gemeinsamen Ebene und der durch die Anschläge 25 und 25', an der sich die Vorsprünge 26 und 26' abstützen, mit di und der Abstand zwischen der Fläche dieser Anschläge ηαά der unteren Fläche 27 des Jochs, auf die die elastische Einrichtung 10 einwirkt, mit dy.

D_ die Teile 1 und 2 Kunststoff-Gußteile sind, besteht die Gefahr, daß Längenänderungen dieser Teile zu einer zu starken Vergrößerung des Hubes L beitragen. Der Einfluß dieser Änderung infolge der Herstellungstoleranzen wird jedoch verringert, wenn die Summe der Abstände d\ und efe so klein wie möglich gehalten wird.

Da eine Verlängerung der Außenschenkel des Jochs bis zur Höhe der Fläche 15 seitlich wirkende Magnetkraft Störwirkungen und gleichzeitig eine Vergrößerung der Querabmessung (durch Erhöhung des notwendigen Spulenwickelraumes) mit sich bringen würden, ist die durch die Anschläge 25, 25' bestimmte Fläche so nahe wie möglich bei der Ebene der Fläche 11 angeordnet. Gleichzeitig erreicht man durch diese Anordnung eine wirksame Befestigung uud genaue Ausrichtung des an drei Punkten angelegten Jochs und eine Montageerleichterung.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführung, die sonst wie anhand der F i g. 1 u:.d 2 beschrieben ausgeführt ist, wird die Symmetrie der seitlichen Magnetkräfte dadurch verbessert, daß das feststehende Joch und der Anker jeweils aus zwei halben Eisenkreisen 40, 4; bzw. 46, 47 gebildet sind, die zu einer durch die zentrale Verschiebungsachse A'-X'gelegten und zur Zeichenebene senkrechten Ebene symmetrisch ausgeführt und durch Seitenbleche so zusammengefügt sind, daß ein zentraler Luftspalt 50,51 gebildet ist.

Tritt bei dieser Ausführungsform durch eine magneti-

sehe Unsymmetrie oder durch die seitliche Einwirkung P der Schwerkraft (bei in diesem Fall querliegendem Magnetkreis) eine Annäherung von zwei Flächen 42, 44 und 43, 45 auf. die zu zwei Polen der Außenschenkel bzw. zu zwei Polen der Mittelschenkel gehören, so wird der durch die Luftspalte 50 und 51 erzeugte Magnetwiderstand in dem Magnetweg R die Anziehungskraft begrenzen, die sich zwischen den genannten Flächen entwickeln kann, und dadurch wird die seitlich gerichtete Komponente der Gesamtanziehung zwischen Anker und Kern ebenfalls begrenzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnet mit einer insbesondere durch Gleichstrom erregten Magnetspule, die auf em Gehäuse gewickelt ist und mit einem aus einem E-förmigen feststehenden Joch und einem ebenfalls E-förmigen bewegbaren Anker bestehenden dreischenkligen Magnetkreis, bei dem an allen Schenkeln angepaßte, symmetrisch zur zentralen Verschiebungsachse des Ankers geneigte Polflächera. vorgesehen sind und der Anker bei seinem Verschiebungshub durch Führungseinrichtungen geleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen durch sich längs der zentralen Verschiebungsachse (X-X') erstreckende Führungsnuten (28) an der Innenseite des Spulengehäuses und darin gleitend geführte, in Querrichtung vom Mittelschenkel (32) des bewegbaren Ankers (12) vorstehende Führungsstifte (30) gebildet sind und daß auf d'a Polflächen (22, 22') der Außenschenkel des bewegbaren Ankers (12) errichtete Mittelsenkrechte (N) einander im Bereich des Führungsstifts (30) schneiden.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Polflächen (23, 23'; 24, 24') an den Mittelschenkeln (7; 32) von Joch und Anker und der zentralen Verschiebungsachse (X-X') eingeschlossene spitze Winkel kleiner ist als der entsprechende spitze Winkel zwischen den Polflächen (21,21'; 22,22') der Außenschenkel (5,6) und der zentralen Verschiebungsachse (X-X').

3. Elektromagnet nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenseiten der AuBoa^henke! (5, 6) des feststehenden Joches nach außen g richtete Vorspränge (26, 26') vorgesehen sind, welche mit Anschlagflächen (25, 25') an Öffnungen (20, 20') in elastischen Seitenwänden (19, 19') eines Magnet-Außengehäuses (1) zusammenwirken, wobei die Anschlagflächein (25,25') so nahe wie möglich einer Auflagefläche (11]ι des Gehäuses (1) benachbart sind, auf welcher das zugehörige Kontaktgehäuse für die durch den beweglichen Anker (12) beeinflußten Kontakt«: aufliegt.

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