EP1936640A1 - DC electromagnet - Google Patents

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EP1936640A1
EP1936640A1 EP06026504A EP06026504A EP1936640A1 EP 1936640 A1 EP1936640 A1 EP 1936640A1 EP 06026504 A EP06026504 A EP 06026504A EP 06026504 A EP06026504 A EP 06026504A EP 1936640 A1 EP1936640 A1 EP 1936640A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
yoke
air gap
pole
electromagnet
height
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06026504A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred BÄUML
Klaus Danzer
Iva Hoffmann
Alexander Oberleiter
Daniela Streble
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP06026504A priority Critical patent/EP1936640A1/en
Publication of EP1936640A1 publication Critical patent/EP1936640A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2209—Polarised relays with rectilinearly movable armature

Definitions

  • the invention relates to a DC electromagnet, in particular for a low-voltage circuit breaker device.
  • the DC electromagnet consists of a magnetic core, pole plates and a yoke and is often used as a DC-DC contactor.
  • Electromagnets come in different shapes. There are several parameters to consider when sizing a DC drive system. One parameter of this is the air gap. Due to a defined setting of the air gap, the variable "air gap" becomes a fixed constant and thus facilitates the design of the drive system. When the solenoid comprises two pairs of pole faces, each formed by armature and the yoke of the electromagnet, the relative adjustment of the position of the pairs of pole faces is necessary.
  • the object of the invention is to simplify the adaptation of the pole surface pairs of a DC electromagnet and to compensate for the manufacturing tolerances of the DC electromagnet.
  • the invention is based on the idea that the height of an air gap, which is between a pole plate and a magnetic yoke, is adjustable by displacement of the yoke.
  • An electromagnet consists of a magnetic core, two pole plates and a yoke, wherein the two pole plates are set up as magnet armature in parallel on the magnetic core and the yoke has two flat pole faces for magnetic field shaping.
  • a first air gap is provided between a first pole face and a first pole plate, and a second air gap is provided between a second pole face and a second pole plate.
  • the yoke is formed in two parts such that the height of the first air gap is adjustable by displacement of a first part of the yoke, the first part having the first pole face.
  • the unit When manufacturing such an electromagnet, the unit is pre-assembled from the magnetic core and the pole plates and fixed together.
  • the yoke can still be adjusted after the assembly of the electromagnet to adjust the height of the first air gap.
  • a defined air gap after the construction of the electromagnet can still be adjusted.
  • a magnetic yoke is a punched-bent part and thereby subject to a greater tolerance than the assembly of the magnetic core and the pole plates.
  • a second part of the yoke on the second pole face wherein the two pole faces are aligned in the same direction.
  • a part of the second air gap consists of a plate-shaped, non-magnetic material, wherein the material is between the second pole plate and the second pole face.
  • the part can serve as both an air gap washer and as an air gap spring.
  • the minimum height of the second air gap is determined by the thickness of the part.
  • the minimum height of the second air gap may not be equal to zero in the rule. If the pole plate directly contacts the pole face of the yoke, the pole plate would then stick to the yoke due to the magnetic attraction (ie "sticking"). Then the electromagnet is no longer suitable for DC protection, because it is not switchable.
  • the electromagnet has at least one slide bar, which is provided for sliding the first part of the yoke.
  • the first part has at least one hole for receiving the slide bar, so that the first part for adjusting the height of the first air gap along the slide bar can be moved.
  • a slide bar is usually oriented in the axial direction of the magnetic core.
  • the slide bar and the yoke are formed so that the first part can be moved to a stop position or holder and prevented in this stop position to avoid a sliding line.
  • the first part of the yoke for adjusting the height of the first air gap is adjusted such that the first and the second part of the yoke are slid over each other.
  • the first part can be slid relative to the outside of the second part up to a stop position or holder. Since the two parts contact each other constantly in a large area, the yoke can remain as a whole part firmly.
  • the first part of the yoke for adjusting the height of the first air gap is adjusted such that the first part and the second part are slidable into each other, wherein the first part and the two part interlocked by its respective zigzag edge be connected.
  • the first air gap is set such that the first air gap has the same height as the second air gap.
  • the two air gaps can be considered as a total air gap for the representation of the electromagnet.
  • the total air gap is to be defined as a fixed constant, thereby facilitating the design of a DC drive system.
  • FIG. 1 shows an electromagnet consisting of a magnetic core 6, two pole plates 1, 4 and a yoke 2.
  • the cylindrical magnetic core 6 has an axis in the X direction.
  • the illustrated solenoid is intended to be integrated into a DC circuit breaker to actuate contacts upon excitation and deenergization of a coil 12.
  • the coil 12 is placed in the yoke 2 for energization / magnetization and between the two pole plates 1, 4.
  • the yoke 2 serves as a housing and accommodates the coil 12, wherein the magnetic core 6 can be inserted into the yoke 2 through a hole or a recess of the yoke 2 formed in the yoke.
  • Each pole plate 1, 4 is preferably placed on the end of the magnetic core 6 and fixed thereto, wherein the attachment of the second plate 4 is carried out by welding, but can also be done by tightening, gluing or other similar fastening method.
  • the pole plates 1, 4 are preferably identical.
  • the yoke 2 has two planar pole piece surfaces 25a, 26a.
  • the two pole faces 25a, 26a are aligned in the same direction, with the first pole face 25a being on the inside of the yoke 2, while the second pole face 26a is on the outside of the yoke.
  • a first air gap 5 is formed between the first pole face 25a and the first pole plate 4, and a second air gap 3 is formed between the second pole face 25a and the second pole plate 1.
  • the yoke 2 is designed in two parts, wherein the yoke has a first part 7 with the pulse shoe surface 25a and a second part 8 with the pole shoe surface 26a.
  • the pole face 25a is located on the inside and the pole face 26a on the outside of the yoke 2, the two pole faces 25a, 26a are aligned in the same direction.
  • the first pole plate 4 can be applied on the first pole face 25a and the second pole plate 1 on the second pole face 26a.
  • a part 10 of the second air gap 3 is made of an elastic and nonmagnetic material, such as rubber and lies between the second pole plate 1 and the second pole face 26a.
  • the part 10 is, for example, a U-shaped disc and is mounted by clamping or by snapping onto the second pole plate 1, thereby the part 10 can play both the role of an air gap Unterleg GmbHs and an air gap spring to provide assistance in the fall of the electromagnet ,
  • the minimum height of the second air gap 3 is then determined by the thickness (eg 0.5 mm) of the rubber. If the height of the air gap 3 is equal to zero, the second pole plate 1 with the second part 8 is thus "glued" and the circuit breaker can therefore not be switched.
  • the unit of the magnetic core 6 and the pole plates 1, 4 is pre-assembled and fixed together with the second part 8.
  • the first air gap 5 should be set so that it has a same height as the second air gap 3.
  • the height of the first air gap 5 can be adjusted by displacement of the first part 7 in the X direction.
  • the height of the second air gap 3 is determined by the preassembly of the magnetic core 6, the first pole plate and the second part 8 of the yoke 2, then the same height for the first air gap 5 can be set so that the first part 7 in X- Direction shifted to a stop position and secured by bracket in this stop position.
  • An adaptation of the two air gaps 3, 5 is then easy to achieve. By means of a solenoid produced in this way, the tolerances produced in the production of the electromagnet can still be eliminated or compensated after production without any effort.
  • FIG. 2 an embodiment for an above-mentioned solenoid is shown, wherein the first part 7 and the second part 8 of the yoke 2 are assembled such that the first part 7 is plate-shaped and along the inside of the second part 8 in or out of the yoke 2 is slidable.
  • At least one slide bar 11 is provided for sliding guide of the first part 7 in the electromagnet, while the first part 7 has at least one hole for receiving the slide bar 11.
  • the slide bar 11 may be mounted on one or more rods 22 located between the inner sides of the part 8.
  • the first part 7 can be moved to adjust the height of the first air gap 5 along the slide bar 11.
  • the first part 7 is moved to a stop position or holder and secured in this stop position.
  • the first part 7 can be very stable and evenly adjusted.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the electromagnet, wherein the yoke 2 is designed in two parts, that the first part 7 and the second part 8 of the yoke 2 are slid over each other.
  • the height of the first air gap 5 is adjusted by the sliding guide of the first part 7 along the outside of the second part 8.
  • at least one grid, a plurality of notches or grooves for sliding on the surface of the first and second parts 7, 8 are implanted.
  • FIG. 4 and FIG. 5 Another embodiment of the electromagnet is in FIG. 4 and FIG. 5 shown.
  • the first part 7 and the second part 8 of the yoke 2 are slidable into each other by both parts 7, 8 are connected in each case interlocked by its zigzag edge.
  • the height of the first air gap 5 can also be changed. This is also a space-saving solution for the production of the electromagnet.
  • the magnetic core 6 with the two pole plates 1, 4 and the yoke 2 are capable of relative displacement in the X direction.
  • An electromagnet shown above is used e.g.
  • the pole plates 1, 4 are placed on the magnetic core 6 and fixed thereto so that they are blocked in a certain reference position. Thereafter, they are brought in abutment respectively to the pole faces 25a and 26a of the yoke 2 and fixed to the second part 8 of the yoke 2.
  • the first part 7 of the yoke 2 is then slid in the X direction to adapt the two air gaps 3, 5 to the abutment of the part 10 from the second air gap 3 at the pole face 26a.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The electromagnet has two pole plates (1, 4) parallely arranged as an armature to a magnetic core (6), and a yoke (2) comprising two plane pole shoe surfaces (25a, 26a). Two air gaps (3, 5) are provided between the plane pole shoe surfaces and pole plates, respectively, and the yoke is formed in a two-part manner such that height of the air gap (5) is adjusted by displacement of a part (7). The part comprises the pole shoe surface (25a), and another part (8) of the yoke comprises the surface (26a). An independent claim is also included for a method for compensating manufacturing tolerance of an electromagnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromelektromagnet, insbesondere für ein Niederspannungsleistungsschaltergerät. Der Gleichstromelektromagnet besteht aus einem Magnetkern, Polplatten und einem Joch und wird oft als Schütz mit Gleichstromantrieb verwendet.The invention relates to a DC electromagnet, in particular for a low-voltage circuit breaker device. The DC electromagnet consists of a magnetic core, pole plates and a yoke and is often used as a DC-DC contactor.

Elektromagnete gibt es in verschiedenen Formen. Bei der Dimensionierung eines Gleichstromantriebssystems sind mehrere Parameter zu beachten. Ein Parameter davon ist der Luftspalt. Durch eine definierte Einstellung des Luftspalts, wird die Variable "Luftspalt" zu einer festeinstellbaren Konstante und erleichtert damit die Auslegung des Antriebssystems. Wenn der Elektromagnet zwei Polflächenpaare umfasst, die jeweils durch Magnetanker und das Joch des Elektromagneten gebildet sind, ist die relative Anpassung der Position der Polflächenpaare notwendig.Electromagnets come in different shapes. There are several parameters to consider when sizing a DC drive system. One parameter of this is the air gap. Due to a defined setting of the air gap, the variable "air gap" becomes a fixed constant and thus facilitates the design of the drive system. When the solenoid comprises two pairs of pole faces, each formed by armature and the yoke of the electromagnet, the relative adjustment of the position of the pairs of pole faces is necessary.

In der Patentschrift DE 100 163 18 A1 ist ein derartiger Elektromagnet beschrieben, wobei dessen Magnetanker die zwei auf dem Magnetkern aufgestellten Polplatten sind. Ein Luftspalt wird durch Verschieben einer Polplatte oder des Magnetkerns abgestellt. Eine Polplatte wird zuerst auf den Kern befestigt und eine andere Polplatte wird anschließend entlang des Kerns auf eine Position verschoben. Wenn der Kern mit dem Joch des Elektromagneten zusammen aufgebaut und miteinander fixiert wird, kann der vordefinierte, insbesondere sich innerhalb des Jochs befindende Luftspalt, nicht mehr einfach eingestellt bzw. verändert werden. Zudem ist das Joch in der Regel ein Stanzbiegeteil und dadurch mit einer größeren Toleranz behaftet. Die in der Fertigung des Elektromagneten erzeugten Toleranzen können nachher nicht mehr aufgefangen werden.In the patent DE 100 163 18 A1 is described such an electromagnet, wherein the magnet armature are the two erected on the magnetic core pole plates. An air gap is turned off by moving a pole plate or the magnetic core. One pole plate is first attached to the core and another pole plate is then slid along the core to a position. If the core is constructed together with the yoke of the electromagnet and fixed together, the predefined, in particular located within the yoke air gap can not be easily adjusted or changed. In addition, the yoke is usually a stamped and bent part and thus subject to a greater tolerance. The tolerances generated in the manufacture of the electromagnet can not be collected afterwards.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anpassung der Polflächenpaare eines Gleichstromelektromagneten zu vereinfachen und die Fertigungstoleranzen des Gleichstromelektromagneten zu kompensieren.The object of the invention is to simplify the adaptation of the pole surface pairs of a DC electromagnet and to compensate for the manufacturing tolerances of the DC electromagnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Steuerungssystems bzw. des Verfahrens.This object is achieved by an electromagnet with the features of claim 1 and by a method for compensating for manufacturing tolerances of an electromagnet with the features of claim 8. The dependent claims relate to advantageous developments and refinements of the control system or of the method.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die Höhe eines Luftspalts, der zwischen einer Polplatte und eines Magnet-Jochs ist, durch Verschiebung des Jochs einstellbar ist. Ein Elektromagnet besteht aus einem Magnetkern, zwei Polplatten und einem Joch, wobei die zwei Polplatten als Magnetanker parallel auf dem Magnetkern aufgestellt werden und das Joch zwei ebene Polschuhflächen zur Magnetfeldformung besitzt. Ein erster Luftspalt ist zwischen einer ersten Polschuhfläche und einer ersten Polplatte und ein zweiter Luftspalt ist zwischen einer zweiten Polschuhfläche und einer zweiten Polplatte vorgesehen. Das Joch wird derart zweiteilig ausgebildet, dass die Höhe des ersten Luftspaltes durch Verschiebung eines ersten Teils des Jochs einstellbar ist, wobei der erste Teil die erste Polschuhfläche aufweist. Bei Fertigung eines solchen Elektromagneten wird die Einheit aus dem Magnetkern und den Polplatten vormontiert und miteinander fixiert. Das Joch kann nach dem Zusammenbau des Elektromagneten noch zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes verstellt werden. Somit kann ein definierter Luftspalt nach dem Aufbau des Elektromagneten noch eingestellt werden. Üblicherweise ist ein Magnetjoch ein Stanz-Biege-Teil und dadurch mit einer größeren Toleranz behaftet als die Baugruppe von dem Magnetkern und den Polplatten. Durch die Einstellung des Jochs können die im Herstellungsprozess des Elektromagneten erzeugten Fertigungstoleranzen nach der Fertigung noch ohne Aufwand eliminiert werden.The invention is based on the idea that the height of an air gap, which is between a pole plate and a magnetic yoke, is adjustable by displacement of the yoke. An electromagnet consists of a magnetic core, two pole plates and a yoke, wherein the two pole plates are set up as magnet armature in parallel on the magnetic core and the yoke has two flat pole faces for magnetic field shaping. A first air gap is provided between a first pole face and a first pole plate, and a second air gap is provided between a second pole face and a second pole plate. The yoke is formed in two parts such that the height of the first air gap is adjustable by displacement of a first part of the yoke, the first part having the first pole face. When manufacturing such an electromagnet, the unit is pre-assembled from the magnetic core and the pole plates and fixed together. The yoke can still be adjusted after the assembly of the electromagnet to adjust the height of the first air gap. Thus, a defined air gap after the construction of the electromagnet can still be adjusted. Usually, a magnetic yoke is a punched-bent part and thereby subject to a greater tolerance than the assembly of the magnetic core and the pole plates. By adjusting the yoke, the manufacturing tolerances generated in the manufacturing process of the electromagnet can be eliminated after production without effort.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist ein zweiter Teil des Jochs die zweite Polschuhfläche auf, wobei die zwei Polschuhflächen in dieselbe Richtung ausgerichtet sind. Damit kann die Höhe des ersten Luftspalts nur durch Verschiebung des ersten Teils des Jochs eingestellt werden, wenn der zweite Teil des Jochs mit dem Magnetkern fixiert ist.According to an advantageous embodiment of the invention, a second part of the yoke on the second pole face, wherein the two pole faces are aligned in the same direction. Thus, the height of the first air gap can be adjusted only by displacement of the first part of the yoke when the second part of the yoke is fixed to the magnetic core.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht ein Teil des zweiten Luftspalts aus einem plattenförmigen, nicht magnetischen Material, wobei sich das Material zwischen der zweiten Polplatte und der zweiten Polschuhfläche befindet. Das Teil kann sowohl als Luftspaltunterlegscheibe als auch als Luftspaltfeder dienen. Dadurch ist die minimale Höhe des zweiten Luftspalts durch die Dicke des Teils zu bestimmen. Die minimale Höhe des zweiten Luftspalts darf in der Regel nicht gleich Null sein. Wenn die Polplatte die Polschuhfläche des Jochs direkt kontaktiert, würde die Polplatte dann an dem Joch aufgrund der magnetischen Anziehungskraft haften bleiben (also "kleben"). Dann eignet sich der Elektromagnet nicht mehr zum Gleichstromschutz, weil er nicht umschaltbar ist.According to an advantageous embodiment of the invention, a part of the second air gap consists of a plate-shaped, non-magnetic material, wherein the material is between the second pole plate and the second pole face. The part can serve as both an air gap washer and as an air gap spring. Thereby, the minimum height of the second air gap is determined by the thickness of the part. The minimum height of the second air gap may not be equal to zero in the rule. If the pole plate directly contacts the pole face of the yoke, the pole plate would then stick to the yoke due to the magnetic attraction (ie "sticking"). Then the electromagnet is no longer suitable for DC protection, because it is not switchable.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Elektromagnet mindestens eine Gleitstange auf, die zur Gleitführung des ersten Teils des Jochs vorgesehen ist. Zudem weist der erste Teil mindestens ein Loch zur Aufnahme der Gleitstange auf, damit der erste Teil zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes entlang der Gleitstange verschoben werden kann. Eine solche Gleitstange wird in der Regel in die Achsrichtung des Magnetkerns orientiert. Außerdem werden die Gleitstange und das Joch so ausgebildet, dass der erste Teil zur Vermeidung einer Abgleitung bis zu einer Anschlagsposition bzw. Halterung verschoben und in dieser Anschlagsposition befestigt werden kann. Durch eine gut angepasste Anordnung von dem Loch und der Stange kann der erste Teil stabil und gleichmäßig verschoben werden.According to another advantageous embodiment of the invention, the electromagnet has at least one slide bar, which is provided for sliding the first part of the yoke. In addition, the first part has at least one hole for receiving the slide bar, so that the first part for adjusting the height of the first air gap along the slide bar can be moved. Such a slide bar is usually oriented in the axial direction of the magnetic core. In addition, the slide bar and the yoke are formed so that the first part can be moved to a stop position or holder and prevented in this stop position to avoid a sliding line. By a well-adapted arrangement of the hole and the rod, the first part can be stably and smoothly moved.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Teil des Jochs zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes derart verstellt, dass der erste und der zweite Teil des Jochs übereinander gleitbar sind. Der erste Teil kann gegenüber der Außenseite des zweiten Teils bis zu einer Anschlagsposition bzw. Halterung geglitten werden. Da die zwei Teile miteinander ständig in einer großen Fläche kontaktieren, kann das Joch als ein ganzes Teil fest bleiben.According to another advantageous embodiment of the invention, the first part of the yoke for adjusting the height of the first air gap is adjusted such that the first and the second part of the yoke are slid over each other. The first part can be slid relative to the outside of the second part up to a stop position or holder. Since the two parts contact each other constantly in a large area, the yoke can remain as a whole part firmly.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Teil des Jochs zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes derart verstellt, dass der erste Teil und der zweite Teil ineinander gleitbar sind, wobei der erste Teil und der zweie Teil jeweils durch seinen zickzackförmigen Rand ineinander verzahnt angeschlossen werden. Dadurch kann eine platzsparende Lösung für den Aufbau des Elektromagneten angeboten werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first part of the yoke for adjusting the height of the first air gap is adjusted such that the first part and the second part are slidable into each other, wherein the first part and the two part interlocked by its respective zigzag edge be connected. As a result, a space-saving solution for the construction of the electromagnet can be offered.

In vorteilhafter Weise wird der erste Luftspalt derart eingestellt, dass der erste Luftspalt eine gleiche Höhe wie der zweite Luftspalt aufweist. Damit können die zwei Luftspalte als ein Gesamtluftspalt für die Darstellung des Elektromagneten angesehen werden. Der Gesamtluftspalt ist als eine festeinstellbare Konstante zu definieren und erleichtert damit die Auslegung eines Gleichstromantriebssystems.In an advantageous manner, the first air gap is set such that the first air gap has the same height as the second air gap. Thus, the two air gaps can be considered as a total air gap for the representation of the electromagnet. The total air gap is to be defined as a fixed constant, thereby facilitating the design of a DC drive system.

Nachstehend wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen eine nicht einschränkende Ausführung der Erfindung erläutert. Es zeigen:

FIG 1
ein erfindungsgemäßer Elektromagnet im Querschnitt,
FIG 2
ein erfindungsgemäßer Elektromagnet mit einem Joch, das einen mittels Gleitstangen gleitbaren Teil aufweist,
FIG 3
ein erfindungsgemäßer Elektromagnet mit einem Joch, das zwei übereinander gleitbare Teile aufweist,
FIG 4
ein erfindungsgemäßer Elektromagnet mit einem Joch, das zwei ineinander gleitbare Teile aufweist,
FIG 5
Seitenansicht des in der FIG 4 dargestellten Elektromagnets.
Hereinafter, a non-limiting embodiment of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it:
FIG. 1
an inventive electromagnet in cross section,
FIG. 2
an electromagnet according to the invention having a yoke which has a part which can be slid by means of sliding bars,
FIG. 3
an electromagnet according to the invention having a yoke which has two parts which can be slid over one another,
FIG. 4
an electromagnet according to the invention having a yoke which has two parts which can slide into one another,
FIG. 5
Side view of in the FIG. 4 represented electromagnet.

FIG 1 zeigt ein Elektromagnet bestehend aus einem Magnetkern 6, zwei Polplatten 1, 4 und einem Joch 2. Der zylinderförmige Magnetkern 6 hat eine Achse in X-Richtung. Der dargestellte Elektromagnet soll in einem Gleichstromschutzschalter integriert werden, um auf Anregung und Entregung einer Spule 12 hin Kontakte zu betätigen. Die Spule 12 wird zur Erregung/Magnetisierung in das Joch 2 und zwischen den zwei Polplatten 1, 4 angeordnet. Das Joch 2 dient als Gehäuse und nimmt die Spule 12 auf, wobei der Magnetkern 6 durch ein im Joch entstehendes Loch oder eine Aussparung des Jochs 2 in das Joch 2 einsteckbar ist. Jede Polplatte 1, 4 wird bevorzugt auf das Ende des Magnetkerns 6 gesteckt und daran befestigt, wobei die Befestigung der zweiten Platte 4 durch Schweißen erfolgt, aber auch durch Festspannen, Kleben oder ein ähnliches anderes Befestigungsverfahren erfolgen kann. Um die Herstellung des Elektromagneten zu vereinfachen, sind die Polplatten 1, 4 vorzugsweise identisch. Das Joch 2 weist zwei ebene Polschuhflächen 25a, 26a auf. Die zwei Polschuhflächen 25a, 26a sind in dieselbe Richtung ausgerichtet, wobei die erste Polschuhfläche 25a auf der Innenseite des Jochs 2 ist, während die zweite Polschuhfläche 26a auf der Außenseite des Jochs ist. Ein erster Luftspalt 5 ist zwischen der ersten Polschuhfläche 25a und der ersten Polplatte 4 ausgebildet, und ein zweiter Luftspalt 3 zwischen der zweiten Polschuhfläche 25a und der zweiten Polplatte 1. FIG. 1 shows an electromagnet consisting of a magnetic core 6, two pole plates 1, 4 and a yoke 2. The cylindrical magnetic core 6 has an axis in the X direction. The illustrated solenoid is intended to be integrated into a DC circuit breaker to actuate contacts upon excitation and deenergization of a coil 12. The coil 12 is placed in the yoke 2 for energization / magnetization and between the two pole plates 1, 4. The yoke 2 serves as a housing and accommodates the coil 12, wherein the magnetic core 6 can be inserted into the yoke 2 through a hole or a recess of the yoke 2 formed in the yoke. Each pole plate 1, 4 is preferably placed on the end of the magnetic core 6 and fixed thereto, wherein the attachment of the second plate 4 is carried out by welding, but can also be done by tightening, gluing or other similar fastening method. In order to simplify the manufacture of the electromagnet, the pole plates 1, 4 are preferably identical. The yoke 2 has two planar pole piece surfaces 25a, 26a. The two pole faces 25a, 26a are aligned in the same direction, with the first pole face 25a being on the inside of the yoke 2, while the second pole face 26a is on the outside of the yoke. A first air gap 5 is formed between the first pole face 25a and the first pole plate 4, and a second air gap 3 is formed between the second pole face 25a and the second pole plate 1.

Um die zwei Luftspalte 3, 5 anpassen zu können, wird das Joch 2 zweiteilig ausgestaltet, wobei das Joch einen ersten Teil 7 mit der Pulschuhfläche 25a und einen zweiten Teil 8 mit der Polschuhfläche 26a aufweist. Die Polschuhfläche 25a befindet sich auf der Innenseite und die Polschuhfläche 26a auf der Außenseite des Jochs 2, die beiden Polschuhflächen 25a, 26a sind in dieselbe Richtung ausgerichtet. Damit kann die erste Polplatte 4 auf der ersten Polschuhfläche 25a und die zweite Polplatte 1 auf der zweiten Polschuhfläche 26a angelegt werden. Ein Teil 10 des zweiten Luftspalts 3 besteht aus einem elastischen und unmagnetischen Material, wie z.B. Gummi und liegt zwischen der zweiten Polplatte 1 und der zweiten Polschuhfläche 26a. Das Teil 10 ist bspw. eine U-förmige Scheibe und wird durch Klemmen oder durch Einrasten auf die zweite Polplatte 1 montiert, dadurch kann das Teil 10 sowohl die Rolle eines Luftspaltunterlegstücks als auch einer Luftspaltfeder spielen, um eine Unterstützung beim Abfallen des Elektromagneten zu bieten. Die minimale Höhe des zweiten Luftspaltes 3 ist dann durch die Dicke (z.B. 0,5 mm) des Gummis zu bestimmen. Wenn die Höhe des Luftspaltes 3 gleich Null ist, wird die zweite Polplatte 1 mit dem zweiten Teil 8 also "geklebt" und der Schutzschalter kann folglich auch nicht umgeschaltet werden. Bei der Fertigung des Elektromagneten wird die Einheit aus dem Magnetkern 6 und den Polplatten 1, 4 vormontiert und mit dem zweiten Teil 8 miteinander fixiert. Der erste Luftspalt 5 sollte so eingestellt werden, dass er eine gleiche Höhe wie der zweite Luftspalt 3 besitzt. Damit kann sich ein definierter Gesamtluftspalt ergeben. Die Höhe des ersten Luftspaltes 5 kann durch Verschiebung des ersten Teils 7 in X-Richtung eingestellt werden. Die Höhe des zweiten Luftspaltes 3 wird durch die Vormontierung von dem Magnetkern 6, der ersten Polplatte und dem zweiten Teil 8 des Jochs 2 bestimmt, anschließend kann die gleiche Höhe für den ersten Luftspalt 5 so festgelegt werden, dass der erste Teil 7 in X-Richtung bis zu einer Anschlagsposition verschoben und durch Halterung in dieser Anschlagsposition befestigt wird. Eine Anpassung der zwei Luftspalten 3, 5 ist dann leicht zu erreichen. Durch einen derart hergestellten Elektromagnet kann die in der Fertigung des Elektromagneten erzeugten Toleranzen nach der Fertigung ohne Aufwand immer noch eliminiert bzw. kompensiert werden.In order to be able to adapt the two air gaps 3, 5, the yoke 2 is designed in two parts, wherein the yoke has a first part 7 with the pulse shoe surface 25a and a second part 8 with the pole shoe surface 26a. The pole face 25a is located on the inside and the pole face 26a on the outside of the yoke 2, the two pole faces 25a, 26a are aligned in the same direction. Thus, the first pole plate 4 can be applied on the first pole face 25a and the second pole plate 1 on the second pole face 26a. A part 10 of the second air gap 3 is made of an elastic and nonmagnetic material, such as rubber and lies between the second pole plate 1 and the second pole face 26a. The part 10 is, for example, a U-shaped disc and is mounted by clamping or by snapping onto the second pole plate 1, thereby the part 10 can play both the role of an air gap Unterlegstücks and an air gap spring to provide assistance in the fall of the electromagnet , The minimum height of the second air gap 3 is then determined by the thickness (eg 0.5 mm) of the rubber. If the height of the air gap 3 is equal to zero, the second pole plate 1 with the second part 8 is thus "glued" and the circuit breaker can therefore not be switched. In the manufacture of the electromagnet, the unit of the magnetic core 6 and the pole plates 1, 4 is pre-assembled and fixed together with the second part 8. The first air gap 5 should be set so that it has a same height as the second air gap 3. This can result in a defined total air gap. The height of the first air gap 5 can be adjusted by displacement of the first part 7 in the X direction. The height of the second air gap 3 is determined by the preassembly of the magnetic core 6, the first pole plate and the second part 8 of the yoke 2, then the same height for the first air gap 5 can be set so that the first part 7 in X- Direction shifted to a stop position and secured by bracket in this stop position. An adaptation of the two air gaps 3, 5 is then easy to achieve. By means of a solenoid produced in this way, the tolerances produced in the production of the electromagnet can still be eliminated or compensated after production without any effort.

In FIG 2 wird ein Ausführungsbeispiel für einen oben genannten Elektromagnet dargestellt, wobei der erste Teil 7 und der zweite Teil 8 des Jochs 2 derart zusammengebaut sind, dass der erste Teil 7 plattenförmig und entlang der Innenseite des zweiten Teils 8 in oder aus dem Joch 2 gleitbar ist. Mindestens eine Gleitstange 11 ist zur Gleitführung des ersten Teils 7 in dem Elektromagnet vorgesehen, während der erste Teil 7 mindestens ein Loch für die Aufnahme der Gleitstange 11 aufweist. Die Gleitstange 11 können bspw. auf einer oder mehreren Stangen 22, die zwischen den inneren Seiten des Teils 8 angeordnet sind, befestigt werden. Somit kann der erste Teil 7 zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes 5 entlang der Gleitstange 11 verschoben werden. Zur Vermeidung einer Abgleitung wird der erste Teil 7 bis zu einer Anschlagsposition bzw. Halterung verschoben und in dieser Anschlagsposition befestigt. Durch eine gut angepasste Anordnung von dem ersten Teil 7 und der Gleitstange 11 kann der erste Teil 7 sehr stabil und gleichmäßig verstellt werden.In FIG. 2 an embodiment for an above-mentioned solenoid is shown, wherein the first part 7 and the second part 8 of the yoke 2 are assembled such that the first part 7 is plate-shaped and along the inside of the second part 8 in or out of the yoke 2 is slidable. At least one slide bar 11 is provided for sliding guide of the first part 7 in the electromagnet, while the first part 7 has at least one hole for receiving the slide bar 11. For example, the slide bar 11 may be mounted on one or more rods 22 located between the inner sides of the part 8. Thus, the first part 7 can be moved to adjust the height of the first air gap 5 along the slide bar 11. To avoid a sliding line, the first part 7 is moved to a stop position or holder and secured in this stop position. By a well-adapted arrangement of the first part 7 and the slide bar 11, the first part 7 can be very stable and evenly adjusted.

FIG 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Elektromagneten, wobei das Joch 2 derart zweiteilig ausgestaltet ist, dass der erste Teil 7 und der zweite Teil 8 des Jochs 2 übereinander gleitbar sind. Die Höhe des ersten Luftspaltes 5 wird so durch die Gleitführung des ersten Teils 7 entlang der Außenseite des zweiten Teils 8 eingestellt. Dabei kann mindestens ein Raster, eine Mehrzahl von Einschnitten oder Nuten zur Gleitführung auf der Oberfläche des ersten und zweiten Teils 7, 8 implantiert werden. FIG. 3 shows a further embodiment of the electromagnet, wherein the yoke 2 is designed in two parts, that the first part 7 and the second part 8 of the yoke 2 are slid over each other. The height of the first air gap 5 is adjusted by the sliding guide of the first part 7 along the outside of the second part 8. In this case, at least one grid, a plurality of notches or grooves for sliding on the surface of the first and second parts 7, 8 are implanted.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Elektromagneten wird in FIG 4 und FIG 5 dargestellt. Der erste Teil 7 und der zweite Teil 8 des Jochs 2 sind ineinander gleitbar, indem beide Teile 7, 8 jeweils durch seinen zickzackförmigen Rand ineinander verzahnt angeschlossen sind. Durch die Gleitführung des ersten Teils 7 in oder aus dem zweiten Teils 8 kann die Höhe des ersten Luftspaltes 5 ebenfalls verändert werden. Das ist zudem eine platzsparende Lösung für die Herstellung des Elektromagneten.Another embodiment of the electromagnet is in FIG. 4 and FIG. 5 shown. The first part 7 and the second part 8 of the yoke 2 are slidable into each other by both parts 7, 8 are connected in each case interlocked by its zigzag edge. By the sliding of the first part 7 in or out of the second part 8, the height of the first air gap 5 can also be changed. This is also a space-saving solution for the production of the electromagnet.

Zusammengefasst, sind der Magnetkern 6 mit den zwei Polplatten 1, 4 und das Joch 2 zu einer relativen Verschiebung in der X-Richtung fähig. Ein oben dargestellter Elektromagnet wird z.B. folgendermaßen zusammengebaut: Die Polplatten 1, 4 werden auf den Magnetkern 6 gesteckt und daran befestigt, damit sie in einer bestimmten Bezugsposition blockiert sind. Danach werden sie in Anschlag jeweils an die Polschuhflächen 25a und 26a des Jochs 2 gebracht und mit dem zweiten Teil 8 des Jochs 2 fixiert. Der erste Teil 7 des Jochs 2 wird anschließend in die X-Richtung geschoben, um die zwei Luftspalte 3, 5 bis zum Anliegen des Teils 10 vom zweiten Luftspalt 3 an der Polschuhfläche 26a anzupassen.In summary, the magnetic core 6 with the two pole plates 1, 4 and the yoke 2 are capable of relative displacement in the X direction. An electromagnet shown above is used e.g. The pole plates 1, 4 are placed on the magnetic core 6 and fixed thereto so that they are blocked in a certain reference position. Thereafter, they are brought in abutment respectively to the pole faces 25a and 26a of the yoke 2 and fixed to the second part 8 of the yoke 2. The first part 7 of the yoke 2 is then slid in the X direction to adapt the two air gaps 3, 5 to the abutment of the part 10 from the second air gap 3 at the pole face 26a.

Claims (14)

Elektromagnet mit einem Magnetkern (6), zwei Polplatten (1, 4) und einem Joch (2),
wobei die zwei Polplatten (1, 4) als Magentanker parallel auf dem Magnetkern (6) angeordnet sind,
wobei das Joch (2) zwei ebene Polschuhflächen (25a, 26a) aufweist,
wobei ein erster Luftspalt (5) zwischen der ersten Polschuhfläche (25a) und der ersten Polplatte (4) und ein zweiter Luftspalt (3) zwischen der zweiten Polschuhfläche (26a) und der zweiten Polplatte (1) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Joch (2) derart zweiteilig ausgebildet ist, dass die Höhe des ersten Luftspaltes (5) durch Verschiebung eines ersten Teils (7) des Jochs (2) einstellbar ist, wobei der erste Teil (7) die erste Polschuhfläche (25a) aufweist.Electromagnet having a magnetic core (6), two pole plates (1, 4) and a yoke (2),
wherein the two pole plates (1, 4) are arranged as magenta tankers in parallel on the magnetic core (6),
the yoke (2) having two planar pole faces (25a, 26a),
wherein a first air gap (5) is provided between the first pole face (25a) and the first pole plate (4) and a second air gap (3) between the second pole face (26a) and the second pole plate (1),
characterized in that
the yoke (2) is formed in two parts such that the height of the first air gap (5) is adjustable by displacement of a first part (7) of the yoke (2), the first part (7) having the first pole face (25a). Elektromagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweiter Teil (8) des Jochs (2) die zweite Polschuhfläche (26a) aufweist, wobei die zwei Polschuhflächen (25a, 26a) in dieselbe Richtung ausgerichtet sind.Electromagnet according to claim 1,
characterized in that
a second part (8) of the yoke (2) has the second pole face (26a), the two pole faces (25a, 26a) being aligned in the same direction. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil des zweiten Luftspalts (3) aus einem plattenförmigen, nicht magnetischen Material (10) besteht, wobei das Material (10) sich zwischen der zweiten Polplatte (1) und der zweiten Polschuhfläche (26a) befindet.Electromagnet according to claim 1 or 2,
characterized in that
a part of the second air gap (3) consists of a plate-shaped, non-magnetic material (10), wherein the material (10) is located between the second pole plate (1) and the second pole face (26a). Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromagnet mindestens eine Gleitstange (11) zur Gleitführung des ersten Teils (7) des Jochs (2) aufweist, und der erste Teil (7) des Jochs (2) mindestens ein Loch zur Aufnahme der Gleitstange (11) aufweist, wobei der erste Teil (7) zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes (5) entlang der Gleitstange (11) verschoben wird.Electromagnet according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the electromagnet comprises at least one slide bar (11) for sliding the first part (7) of the yoke (2), and the first part (7) of the yoke (2) has at least one hole for receiving the slide bar (11) Part (7) to Adjustment of the height of the first air gap (5) along the slide rod (11) is moved. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teil (7) des Jochs (2) zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes (5) derart verstellbar ist, dass der erste Teil (7) und der zweite Teil (8) übereinander gleitbar sind.Electromagnet according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the first part (7) of the yoke (2) for adjusting the height of the first air gap (5) is adjustable such that the first part (7) and the second part (8) are slidable one above the other. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teil (7) des Jochs (2) zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes (5) derart verstellbar ist, dass der erste Teil (7) und der zweite Teil (8) ineinander gleitbar sind.Electromagnet according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the first part (7) of the yoke (2) for adjusting the height of the first air gap (5) is adjustable such that the first part (7) and the second part (8) are slidable into one another. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Luftspalt (5) derart eingestellt ist, dass der erste Luftspalt (5) eine gleiche Höhe wie der zweite Luftspalt (3) besitzt.Electromagnet according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
the first air gap (5) is set such that the first air gap (5) has a same height as the second air gap (3). Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten mit einem Magnetkern (6), zwei Polplatten (1, 4) und einem Joch (2),
wobei die zwei Polplatten (1, 4) als Magnetanker parallel auf dem Magnetkern (6) angeordnet werden,
wobei das Joch (2) zwei ebene Polschuhflächen (25a, 26a) aufweist,
wobei ein erster Luftspalt (5) zwischen der ersten Polschuhfläche (25a) und der ersten Polplatte (4) vorgesehen wird, und
wobei ein zweiter Luftspalt (3) zwischen der zweiten Polschuhfläche (26a) und der zweiten Polplatte (1) vorgesehen wird,
wobei das Joch (2) derart zweiteilig ausgebildet wird, die Höhe des ersten Luftspaltes (5) durch Verschiebung eines ersten Teils (7) des Jochs (2) eingestellt wird und wobei der erste Teil (7) die erste Polschuhfläche (25a) aufweist.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet with a magnetic core (6), two pole plates (1, 4) and a yoke (2),
wherein the two pole plates (1, 4) are arranged as magnet armature in parallel on the magnetic core (6),
the yoke (2) having two planar pole faces (25a, 26a),
wherein a first air gap (5) is provided between the first pole face (25a) and the first pole plate (4), and
wherein a second air gap (3) is provided between the second pole face (26a) and the second pole plate (1),
wherein the yoke (2) is formed in two parts, the height of the first air gap (5) by displacement of a first part (7) of the yoke (2) is adjusted and wherein the first part (7), the first pole face (25 a). Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweiter Teil (7) des Jochs (2) die zweite Polschuhfläche (26a) aufweist, wobei die zwei Polschuhflächen (25a, 26a) in dieselbe Richtung ausgerichtet werden.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet according to claim 8,
characterized in that
a second part (7) of the yoke (2) has the second pole face (26a), the two pole faces (25a, 26a) being aligned in the same direction. Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil des zweiten Luftspalts (3) aus einem plattenförmigen, nicht magnetischen Material (10) besteht, wobei das Material (10) sich zwischen der zweiten Polplatte (1) und der zweiten Polschuhfläche (26a) befindet.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet according to claim 8 or 9,
characterized in that
a part of the second air gap (3) consists of a plate-shaped, non-magnetic material (10), wherein the material (10) is located between the second pole plate (1) and the second pole face (26a). Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromagnet mindestens eine Gleitstange (11) zur Gleitführung des ersten Teils (7) des Jochs (2) aufweist, und der erste Teil (7) des Jochs (2) mindestens ein Loch zur Aufnahme der Gleitstange (11) aufweist, wobei der erste Teil (7) zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes (5) entlang der Gleitstange (11) verschoben wird.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet according to one of Claims 8 to 10,
characterized in that
the electromagnet comprises at least one slide bar (11) for sliding the first part (7) of the yoke (2), and the first part (7) of the yoke (2) has at least one hole for receiving the slide bar (11) Part (7) for adjusting the height of the first air gap (5) along the slide bar (11) is moved. Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teil (7) des Jochs (2) zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes (5) derart verstellt wird, dass der erste Teil (7) und der zweite Teil (8) übereinander geglitten werden.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet according to one of Claims 8 to 10,
characterized in that
the first part (7) of the yoke (2) for adjusting the height of the first air gap (5) is adjusted such that the first part (7) and the second part (8) are slid over one another. Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teil (7) des Jochs (2) zur Einstellung der Höhe des ersten Luftspaltes (5) derart verstellt wird, dass der erste Teil (7) und der zweite Teil (8) ineinander geglitten werden.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet according to one of Claims 8 to 10,
characterized in that
the first part (7) of the yoke (2) for adjusting the height of the first air gap (5) is adjusted such that the first part (7) and the second part (8) are slid into one another. Verfahren zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen eines Elektromagneten nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Luftspalt (5) derart eingestellt wird, dass der erste Luftspalt (5) die gleiche Höhe wie der zweite Luftspalt (3) besitzt.Method for compensating manufacturing tolerances of an electromagnet according to one of Claims 8 to 12,
characterized in that
the first air gap (5) is adjusted such that the first air gap (5) has the same height as the second air gap (3).
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