DD240979A5 - ELECTROMAGNET ARRANGEMENT WITH OVERHEAT PROTECTION - Google Patents

ELECTROMAGNET ARRANGEMENT WITH OVERHEAT PROTECTION Download PDF

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DD240979A5
DD240979A5 DD28328985A DD28328985A DD240979A5 DD 240979 A5 DD240979 A5 DD 240979A5 DD 28328985 A DD28328985 A DD 28328985A DD 28328985 A DD28328985 A DD 28328985A DD 240979 A5 DD240979 A5 DD 240979A5
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DD
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coil
overheating
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DD28328985A
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German (de)
Inventor
Matthias Aschberger
Karlheinz Faerber
Anton Deininger
Original Assignee
Bosch-Siemens Hausgeraete Gmbh,De
Coca-Cola Company,Us
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H01F27/402—Association of measuring or protective means
    • H01F2027/406—Temperature sensor or protection

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  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Das Schaltelement fuer den Ueberhitzungsschutz ist im Spulentraegerkoerper im Bereich zwischen der Spule und dem Magnetflusskoerper angeordnet. Fig. 1The switching element for the overheating protection is arranged in Spulentraegerkoerper in the region between the coil and the magnetic flux. Fig. 1

Description

Der Temperaturgrenzwert dieses Sicherungsschaltelements wird dabei zwischen den Grenzwerten für die kritische Temperatur der Erregerspule und der kritischen Temperatur für das Umfeld sein, wobei dieser Wert insbesondere in der Nähe der kritischen Temperaturfür das Umfeld anzusiedeln sein wird. Bei Belastung der Elektromagnetanordnung wird nämlich davon auszugehen sein, daß zwischen der Temperatur der Erregerspule und der Temperatur des Magnetflußkörpers ein Temperaturgefälle auftritt. Da beide Funktionselemente auf das Sicherungsschaltelement einwirken, kann den unterschiedlichen Störfällen die zu Überhitzungen führen können, Rechnung getragen werden. Ist nämlich der Magnetflußkörper relativ kalt, so wird der Ansprechwert des Sicherungsschaltelements als Mittelwert dann erreicht, wenn die Temperatur in der Erregerspule in den Bereich eines kritischen Wertes ansteigt. Ist jedoch der Magnetflußkörper auf eine Temperatur erwärmt, welche im Hinblick auf das Umfeld, z. B. auf ein Kunststoffgehäuse, nicht überschritten werden sollte, so läßt die darüber hinausgehende Erwärmung der Erregerspule das Sicherungsschaltelement ansprechen.The temperature limit of this fuse switching element will be between the limits for the critical temperature of the exciting coil and the critical temperature for the environment, this value will be located in particular in the vicinity of the critical temperature for the environment. In fact, when the electromagnet arrangement is loaded, it will be assumed that a temperature gradient occurs between the temperature of the excitation coil and the temperature of the magnetic flux body. Since both functional elements act on the fuse switching element, the different incidents that can lead to overheating, be taken into account. If, in fact, the magnetic flux body is relatively cold, then the response value of the fuse switching element is reached as an average value when the temperature in the exciter coil rises to the region of a critical value. However, if the magnetic flux body is heated to a temperature which, in view of the environment, for. B. on a plastic housing, should not be exceeded, then the beyond heating of the excitation coil can address the fuse switching element.

Die Anordnung des Sicherungsschaltelements im Spulenträgerkörper ist auch im Hinblick darauf günstig, daß die Erregerspule durch dieses Sicherungsschaltelement nicht räumlich belastet zu werden braucht. Es ist der Erregerspule nach deren Fertigstellung zuzuordnen. Auch eine Auswechslung dieses Sicherungsschaltelements ist damit vereinfacht. Insbesondere bei einer Elektromagnetanordnung mit einem Magnetflußkörper, welcher stirnseitig am Spulenkörper anliegend sich erstreckend ausgebildet ist, ist es im Rahmen der erfindungsgemäß getroffenen Maßnahmen zweckmäßig, daß das Sicherungsschaltelement für den Überhitzungsschutz in einem stirnseitigen Flansch des Spulenträgerkörpers angeordnet ist. Dieser würde in diesem Fall etwas verstärkt auszubilden sein.The arrangement of the fuse switching element in the coil carrier body is also favorable in view of the fact that the excitation coil need not be spatially loaded by this fuse switching element. It is assigned to the exciter coil after its completion. A replacement of this fuse switching element is thus simplified. In particular, in an electromagnet assembly with a Magnetflußkörper, which is frontally formed adjacent to the bobbin extending, it is expedient in the context of the measures taken according to the invention that the fuse switching element is arranged for the overheating protection in a front flange of the coil carrier body. This would be to be trained in this case a little reinforced.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Elektromagnetanordnung dadurch gekennzeichnet, daß als Sicherungsschaltelement für den Überhitzungsschutz eine bei Überschreiten des Überhitzungsschutz-Grenzwerts zerstörbare Temperatursicherung angeordnet ist. Es kann nämlich in vielen Fällen davon ausgegangen werden, daß bei Erreichen des Temperatur-Ansprechwerts am Sicherungsschaltelement eine generelle Störung oder eine bleibende Beeinträchtigung der Elektromagnetanordnung gegeben sind. Für diesen Fall wäre es problematisch, einen Temperaturschutzschalter einzusetzen, welcher nach Abkühlvorgängen wieder für eine Betriebsfähigkeit der Elektromagnetanordnung sorgt.According to a preferred embodiment, the electromagnet assembly according to the invention is characterized in that is arranged as a fuse switching element for the overheating protection destructible when exceeding the overheating protection limit temperature fuse. In fact, in many cases it can be assumed that when the temperature pickup value at the fuse switching element is reached, a general disturbance or permanent impairment of the electromagnet arrangement is given. For this case, it would be problematic to use a temperature protection switch, which ensures again after cooling operations for operability of the solenoid assembly.

Ausführungsbeispielembodiment

Nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:According to the features of the invention ausgestaltetes embodiment is described in more detail with reference to the drawing below. Show it:

Fig. 1: eine schematisierte Seitenansicht der Elektromagnetanordnung, teilweise geschnitten und Fig. 2: eine schematisierte Draufsicht auf diese Elektromagnetanordnung.Fig. 1: a schematic side view of the solenoid assembly, partially in section and Fig. 2: a schematic plan view of this electromagnet assembly.

Eine auf einem Spulenträgerkörper 1 aufgebrachte Elektromagnetspule 2 ist auf einem zylindrischen Kern 3 aus ferromagnetisch gut leitfähigem Material angeordnet. Stirnseitig vom Spulenträgerkörper 1 und damit von der Elektromagnetspule 2 sind zwei flachpolige Schenkel 4 angeordnet, welche zylindrische Durchbrüche aufweisen, in denen der zylindrische Kern 3 verkeilt ist. Die freien Enden derflachprofiligen Schenkel 4 ragen in den Bereich eines Dosierventils 5 für Getränkekonzentrate, wie sie in Geräten zum Mixen von Erfrischungsgetränken Verwendung finden. Ein Teil des Steuerschiebers 6 dieses Dosierventils 5 besteht aus ferromagnetisch leitfähigem Materil und ist somit zwischen den freien Enden der flachprofiligen Schenkel 4 als Tauchanker 7 beeinflußbar. Im Bereich der Elektromagnetspule 3 überdecken die flachprofiligen Schenkel 4 den Querschnitt dieser Elektromagnetspule 3, so daß die aus dieser stirnseitig austretenden Magnetfelder günstig übernommen werden. In einer Aussparung des Seitenflansches 8 des Spulenträgerkörpers 1 ist eine Temperaturschutzsicherung 9 derart angebracht, daß sie im thermischen Kontakt zum angrenzenden flachprofiligen Schenkel 4 des Magnetflußkörpers und zur Elektromagnetspule 3 steht. Über diese Temperaturschutzsicherung 9 wird der Erregerstrom für die Elektromagnetspule 3 geleitet. Die Temperaturschutzsicherung 9 kann als Schmelzsicherung ausgebildet sein oder durch einen Halbleiter realisiert sein, welcher bei Erreichen des nicht zu überschreitenden Temperaturwerts zerstört wird.An electromagnetic coil 2 applied to a coil carrier body 1 is arranged on a cylindrical core 3 made of ferromagnetically highly conductive material. The front side of the coil carrier body 1 and thus of the electromagnetic coil 2, two flat-pole legs 4 are arranged, which have cylindrical openings, in which the cylindrical core 3 is keyed. The free ends of the flat-profile legs 4 protrude into the region of a metering valve 5 for beverage concentrates, as used in devices for mixing soft drinks. A part of the spool 6 of this metering valve 5 is made of ferromagnetic conductive Materil and is thus influenced between the free ends of the flat profile leg 4 as a plunger 7. In the area of the electromagnetic coil 3, the flat-profile legs 4 cover the cross-section of this electromagnetic coil 3, so that the magnetic fields emerging from this end face are taken over favorably. In a recess of the side flange 8 of the coil carrier body 1, a temperature protection fuse 9 is mounted such that it is in thermal contact with the adjacent flat-profile leg 4 of the Magnetflußkörpers and the electromagnetic coil 3. About this temperature protection fuse 9, the excitation current for the electromagnetic coil 3 is passed. The temperature protection fuse 9 may be formed as a fuse or be realized by a semiconductor, which is destroyed upon reaching the temperature value not to be exceeded.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Elektromagnetanordnung mit einer Elektromagnetspule, bei welcher die Drahtwindungen der Erregerspule durch einen Spulenträgerkörper getragen und gegenüber einem Magnetflußkörper aus ferromagnetisch leitfähigem Material isoliert sind, unter Verwendung eines in den Erregerkreislauf eingeschalteten Sicherungsschaltelements als Überhitzungsschutz, gekennzeichnet dadurch, daß das Sicherungs-Schaltelement (9) für den Überhitzungsschutz im Spulenträgerkörper (1) im Bereich zwischen der Elektromagnet-Erregerspule (2) und dem Magnetflußkörper (3; 4) angeordnet ist.1. Electromagnet arrangement with an electromagnetic coil, in which the wire windings of the exciter coil are carried by a coil carrier body and isolated from a magnetic flux body of ferromagnetically conductive material, using a switched-on in the exciter circuit fuse switching element as overheating protection, characterized in that the fuse switching element (9) for overheating protection in the coil carrier body (1) in the region between the solenoid exciter coil (2) and the Magnetflußkörper (3; 4) is arranged. 2. Elektromagnetanordnung nach Punkt 1 mit einem Magnetflußkörper, welcher stirnseitig am Spulenkörper anliegend sich erstreckend ausgebildet ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Sicherungs-Schaltelement (9) für den Überhitzungsschutz in einem stirnseitigen Flansch (8) desSpulenträgerkörpers (1) angeordnet ist.2. Electromagnet assembly according to item 1 with a Magnetflußkörper, which is frontally formed on the bobbin fitting extending, characterized in that the fuse switching element (9) for the overheating protection in an end flange (8) desSpulenträgerkörpers (1) is arranged. 3. Elektromagnetanordnung nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Sicherungs-Schaltelement (9) für den Überhitzungsschutz eine bei Überschreiten des Überhitzungsschutz-Grenzwertes zerstörbare Temperatursicherung angeordnet ist.3. Electromagnet arrangement according to one of the items 1 or 2, characterized in that as a fuse switching element (9) for the overheating protection a destructible when exceeding the overheating protection limit temperature fuse is arranged. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektromagnetanordnung mit einer Elektromagnetspule, bei welcher die~ Drahtwindungen der Erregerstufe durch einen Spulenträgerkörper getragen und gegenüber einem Magnetflußkörper aus ferromagnetisch leitfähigem Material isoliert sind, unter Verwendung eines in den Erregerkreislauf eingeschalteten Schaltelemente als Überhitzungsschutz.The present invention relates to an electromagnet assembly having an electromagnetic coil in which the wire turns of the exciter stage are carried by a coil carrier body and isolated from a magnetic flux body of ferromagnetic conductive material, using a switched into the exciter circuit switching elements as overheating protection. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Überhitzungsschutzmaßnahmen gehören zum allgemeinen Stand der Technik. So werden auch für die Erregerwicklungen von Elektromotoren und Elektromagneten derartige Schutzmaßnahmen gegen Überhitzung eingesetzt. Dabei können entweder Temperaturschutzschalter oder Temperaturschutzsicherungen zum Einsatz kommen. Temperaturschutzschalter unterbrechen lediglich die Stromzufuhr bei über einem eingestellten Grenzwert liegenden Temperaturen, während Temperaturschutzsicherungen durch Zerstörung bei Überhitzung eine bleibende Unterbrechung der Erregerstromstrecke verursachen.Overheating protection measures belong to the general state of the art. Thus, such protective measures against overheating are also used for the exciter windings of electric motors and electromagnets. Either temperature protection switches or temperature protection fuses can be used. Thermal circuit breakers only interrupt the power supply at temperatures above a set limit, while thermal fuses cause destruction by overheating a permanent interruption of the excitation current path. Bei elektromagnetischen Erregerspulen ist die Anwendung derartiger Schutzmaßnahmen insbesondere dann wichtig, wenn diese lediglich für Kurzzeitbelastungen ausgelegt sind und die Gefahr von Langzeitbelastungen gegeben ist. Bei Langzeitbelastungen in diesem Zusammenhang würde eine Überhitzung der Erregerspule zur Zerstörung der Drahtisolationen und infolgedessen zu Kurzschlüssen führen. Aus diesem Grunde sind die Überhitzungsschutzmaßnahmen, sei es Temperaturschutzschalter oder Temperaturschutzsicherung, in die Erregerspule integriert. Der Ansprechwert für das Sicherungselement ist derart gewählt, daß die kritische Temperatur zur Zerstörung der Erregerspule mit Sicherheit nicht erreicht wird.For electromagnetic excitation coils, the use of such protective measures is particularly important if they are designed only for short-term loads and the risk of long-term stress is given. For long-term loads in this context, overheating of the excitation coil would lead to the destruction of the wire insulation and consequently to short circuits. For this reason, the overheating protection measures, whether temperature protection switch or temperature protection fuse, are integrated in the exciter coil. The pickup value for the fuse element is chosen such that the critical temperature for destroying the excitation coil is certainly not reached. Wird die Elektromagnetspule derart belastet, daß die kritische Temperatur für das Temperatursicherungselement und somit die kritische Temperatur für die Elektromagnetanordnung nicht erreicht werden, jedoch hohe Temperaturen unterhalb dieser Grenzwerte relativ dauerhaft erzeugt werden, so wird über die Elektromagnetspule auch deren Umfeld, insbesondere der aus ferromagnetisch leitfähigem Material bestehende Magnetflußkörper auf hohe Temperaturen aufgeheizt. Insbesondere wenn dieser in einem Kunststoffgehäuse gehaltert ist, kann dies zu unerwünschten Begleiterscheinungen, beispielsweise Verschmorungen, führen. Um diesem Umstand entgegenzuwirken, kann es erforderlich sein, auch in diesem Bereich Überhitzungsschutzmaßnahmen zu treffen.If the electromagnetic coil loaded so that the critical temperature for the temperature fuse element and thus the critical temperature for the solenoid assembly are not achieved, but high temperatures below these limits are generated relatively permanently, so the electromagnetic coil and their environment, in particular of ferromagnetic conductive Material existing Magnetflußkörper heated to high temperatures. In particular, if this is held in a plastic housing, this can lead to undesirable side effects, such as scorchings. To counter this situation, it may be necessary to take overheating protection measures in this area as well. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist es, die thermischen Schwierigkeiten zu beheben.The aim of the invention is to remedy the thermal difficulties. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufbauend auf diesen Erkenntnissen und auf dem Stande der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektromagnetanordnung mit Überhitzungsschutz bereitzustellen, durch welchen in einfacher Weise sichergestellt wird, daß sowohl Überhitzungen in der Erregerspule und Überwärmungen des Umfeldes der Erregerspule verhindert werden. Besondere Berücksichtigung finden soll in diesem Zusammenhang der Wunsch nach einfacher Anordnung und kostengünstiger Erstellung der Anordnung.Based on these findings and in the state of the art, it is an object of the present invention to provide an electromagnet arrangement with overheating protection, which ensures in a simple manner that both overheating in the excitation coil and overheating of the environment of the exciter coil can be prevented. Special consideration should be given in this context to the desire for simple arrangement and cost-effective creation of the arrangement. Eine Elektromagnetanordnung mit Sicherungsschutz, welche diesen Anforderungen im vollen Maß genügt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungs-Schaltelement für den Überhitzungsschutz im Spulenträger im Bereich zwischen der Elektromagnet-Erregerspule und dem Magnetflußkörper angeordnet ist. Bei einer Elektromagnetanordnung nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ist das Sicherungsschaltelement thermisch sowohl an die Erregerspule als auch an den Magnetflußkörper der Elektromagnetanordnung angekoppelt.An electromagnet assembly with fuse protection, which meets these requirements in full measure, according to the invention is characterized in that the fuse switching element for the overheating protection in the bobbin in the region between the solenoid excitation coil and the Magnetflußkörper is arranged. In an electromagnet assembly according to these features of the invention, the fuse switching element is thermally coupled both to the excitation coil and to the Magnetflußkörper the solenoid assembly.
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