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Aus Anker und Joch bestehender lamellierter magnetischer Kreis
Die Erfindung betrifft einen, aus Anker und Joch bestehenden lamellierten magnetischen Kreis, wobei im Joch ein Luftspalt ausgeführt ist. Solche Luftspalte werden beispielsweise vorgesehen, wenn von dem durch die elektromagnetische Erregung des Kreises bewegten Anker verlangt wird, dass er nach Fortfall der Erregung unverzüglich in seine Ausgangslage zurückkehrt. Bei Fehlen dieses Luftspalts würde bei Abschalten der Erregung eine Abfallverzögerung des Ankers eintreten ; bei hinreichend grosser Remanenz könnte es sogar dazu kommen, dass der Anker am Joch kleben bleibt. Der Luftspalt bewirkt eine erhöhte Stromaufnahme der Spule und darf deshalb nicht zu breit sein.
Beim üblichen Dreischenkelmagnet, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, befindet sich der Luftspalt S immer zwischen Anker 1 und Mittelpol 2.
Von modernen Schaltgeräten, beispielsweise Schaltschützen, die Geräte mit magnetischen Kreisen der eingangs genannten Art und beweglichem Anker sind, wird heute eine grosse Lebensdauer erwartet, die, ausgedrückt in Schaltzahlen, etwa 10 Millionen Schaltvorgänge und mehr entspricht.
Bei Schaltzahlen dieser Grösse wird der Luftspalt Anlass von Schwierigkeiten, weil das Aufschlagen
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spalt S mit der Zeit verloren geht. Man benutzt deshalb auch einen U-förmigen Zweischenkelmagnet und lässt den Anker um einen Drehpunkt schwingen, welcher dem einen Schenkelende naheliegt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der dem Drehpunkt 5 näher gelegene Magnetschenkel 6 bildet den Luftspalt S. Der Bereich 7 kann sich hier unter der Wirkung des Ankers 8 sehr weitgehend abschlagen, bevor der Luftspalt S verschwindet. Allerdings sind die ausnutzbaren Anzugs-und Haltekräfte für diese Bauweise etwas ungünstiger als dies für Fig. 1 der Fall ist und erfordern eine kräftigere Magnetdimensionierung.
Es ist auch bekannt, den Luftspalt von der Aufschlagstelle des Ankers weg in das Innere des Jochs zu verlegen, wo aufeinanderschlagende Teile fehlen. Man benützt hiezu ebenfalls einen Zweischenkelmagnet, Fig. 3, und ordnet den Spalt S in dem festen Eisenteil des Systems an. Diese Ausführung ist in Verbindung mit einer das Joch einbettenden Kunststoffumhüllung für Drosselspulen bekannt. Das erforderliche feste Verankern der beiden Jochhälften 9,10 zueinander unter Einhaltung einer exakten Luftspaltbreite S ist für Magnetkreise mit beweglichem Anker bisher nicht auf zufriedenstellende Weise gelungen. Es sind hiefür Verbindungsglieder aus nichtmagnetischem Metall verwendet worden, die aber relativ teuer sind und deren Belästigung an den Jochteilen umständlich ist.
Die Erfindung schafft nun, ausgehend von der durch Fig. 3 grundsätzlich veranschaulichten Bauweise, eine sehr einfache Verbindungsart für die Hochteile 9 und 10 und behebt damit diese eben angeführ- ten Nachteile und erlaubt ausserdem die Herabsetzung der Feldstärke im Luftspalt sowie die Erzielung sonstiger erwünschter Effekte teils magnetphysikalischer, teils mechanischer Art. Zu diesem Zwecke geht die Erfindung von einem aus Anker und Joch bestehenden lamellierteÌ1 magnetischen Kreis aus, wobei im Joch ein Luftspalt ausgeführt ist und die den Luftspalt zwischen sich einschliessenden Jochteile durch eine Kunststoffumhüllung in der richtigen gegenseitigen Lage fixiert sind.
Sie kennzeichnet sich bei dieser Bauweise dadurch, dass der Luftspalt eine von dem Normalschnitt durch die Jochteile abweichende Schräglage und damit eine grössere als die kürzestmögliche Länge aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen magnetischen Kreises zeigt Fig. 4 ; die Fig. 5 und 6 zeigen besondere Ausführungsformen des Luftspaltes in grösserem Massstab unter Weglassung der Kunst-
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stoffverbindung.
Der magnetische Kreis gemäss Fig. 4 besteht aus einem Anker 12 und dem Joch 13, das aus den Jochteilen 13a und 13b mit dazwischenliegendem Luftspalt 14 der Breite S besteht. Auf den Jochteilen 13a, 13b sind Magnetspulen aufgesetzt. Die Lamellenpakete vorstellenden Anker 12 und das aus den Teilen 13a, 13b bestehende Joch sind je mit einer Kunststoffhülle 15,16 versehen, die, wie an sich bekannt, die Lamellen zusammenhält. Die Kunststoffhülle 15 des Ankers 12 durchsetzt diesen zusätzlich in seinen Bohrungen 17 und schliesst ihn mit Ausnahme der Polflächen ein. Die Kunststoffhülle 16 des Jochs durchsetzt dessen Blechpakete in den Bohrungen 18 und, falls der Luftspalt 14 nicht zu eng ist, auch in diesem. Diese Hülle kann mit nicht dargestellten, an sich bekannten nach aussen ragenden Haltevorsprüngen (Konsolen, Flanschen od. dgl.) versehen sein.
Ein in diesem Zusammenhang geeigneter thermoplastischer Kunststoff, der hinreichende Festigkeit besitzt, ist ein Superpolyamid.
Kunststoffe, wie sie sich im vorliegenden Zusammenhang empfehlen, etwa Supperpolyamide, ergeben keine völlig starre Verbindung der Jochteile. Dies hat sich überraschenderweise als Vorteil erwie- sen, denn die nunmehr nicht völlig starr verbundenen Jochteile 13a, 13b können sich unter dem Einfluss des aufschlagenden Ankers 12 etwas gegenseitig verschieben, was brummvermindernd wirkt ; auch führt diese unstarre Verbindung zu einer Dämpfung des Ankeraufschlages und damit zu einer Herabsetzung der Lamellendeformation, somit zu einer Erhöhung der Lebensdauer der mit einem solchen magnetischen Kreis versehenen Schalteinrichtung.
Der Umstand, dass dabei der Luftspalt S mit Kunststoff gänzlich umhüllt, und allenfalls auch ausgefüllt ist, schliesst es aus, dass sich Fremdkörper, etwa feinste Eisenteilchen, im Luftspalt festsetzen oder dass der Luftspalt Rost ansetzt.
Die Schräglage des Luftspalts kann nun ohne besondere Herstellungsschwierigkeiten erreicht werden.
Sie gewährleistet zweierlei ; a) Vergrösserung der Luftspaltlänge und dadurch Sinken der Feldstärke im Luftspalt, wodurch die durch den Luftspalt an sich erhöhte Stromaufnahme der Spule kleiner gehalten werden kann. b) Der Luftspalt erhält solche Form, dass sich die (an sich geringen) Herstellungstoleranzen, die beim Einspritzen auftreten und eine Folge gegenseitiger wenn auch sehr geringer Bewegungen der Spritzformteile sind, auf die wirksame Grösse des Luftspaltes möglichst wenig auswirken.
Zu den beiden letzten Punkten sei zunächst auf Fig. 4 verwiesen, aus der ersichtlich ist, dass die Länge des Luftspaltes 14 grösser als die Jochbreite ist. Weiters ist aus Fig. 5 zu ersehen, dass z. B. bei einem Zickzackspalt mit 600 betragenden spitzen Winkeln die Luftspaltbreite"S"nur die Hälfte des Jochabstandes 2S beträgt, welcher also doppelt so gross als die notwendige Luftspaltbreite sein kann, so dass sich Herstellungstoleranzen in der Richtung, in welcher 2S gemessen wird, nur geringfügig auswirken können. Würden in der Querrichtung dazu Verschiebungen der Jochteile während des Umspritzen auftreten, so würde der Luftspalt etwa die aus Fig. 6 übertrieben ersichtliche Form zeigen.
Die Luftspaltbreite S'wird kleiner, S" grösser, so dass die Gesamtwirkung des Luftspaltes wieder die gleiche bleibt, vorausgesetzt, dass die Luftspaltteile des einen und des andern Verlaufes gleiche Summenlänge besitzen.
Erwähnt sei in diesem Zusammenhang noch, dass man bei der Umspritzung des Ankers auch gleich die Kurzschlussringe einspritzen kann. Man erhält dadurch eine praktisch spannungsfreie und erschütterungsfeste Verankerung dieser an sich sehr störanfälligen Teile.
PATENTANSPRÜCHE : l. Aus Anker und Joch bestehender lamellierter magnetischer Kreis, wobei im Joch ein Luftspalt ausgeführt ist und die den Luftspalt zwischen sich einschliessenden Jochteile durch eine Kunststoffumhül-
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die kürzestmögliche Länge aufweist.