DE102009038103A1

DE102009038103A1 - Elektromagnetanordnung

Info

Publication number: DE102009038103A1
Application number: DE200910038103
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kremers
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-02-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetanordnung für Schütze, umfassend ein feststehendes, eine Erregerspule (23) tragendes und mindestens eine Polfläche (21a, 21b) aufweisendes Magnetjoch (2), sowie einen bewegbaren, mindestens eine Polfläche (11a, 11b) aufweisenden Anker (1), wobei die mindestens eine Polfläche (21a, 21b) des Magnetjochs (2) und die mindestens eine Polfläche (11a, 11b) des Ankers (1) bei Erregung der Erregerspule (23) aufeinanderschlagen und sich zwischen der mindestens einen Polfläche (21a, 21b) des Magnetjochs (2) und der mindestens einen Polfläche (11a, 11b) des Ankers (1) mindestens eine Kunststoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) befindet. Um die mechanische Dämpfung bei einem geringem Haltstrom zu gewährleisten, ist die Kunststoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) mit ferromagnetischen Partikeln (3) durchsetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetanordnung für Schütze, umfassend ein feststehendes, eine Erregerspule tragendes und mindestens eine Polfläche aufweisendes Magnetjoch, sowie einen bewegbaren, mindestens eine Polfläche aufweisenden Anker, wobei die mindestens eine Polfläche des Magnetjochs und die mindestens eine Polfläche des Ankers bei Erregung der Erregerspule aufeinanderschlagen. Zwischen der mindestens einen Polfläche des Magnetjochs und der mindestens einen Polfläche des Ankers befindet sich mindestens eine Kunststoffschicht.
Die DE 1 160 101 offenbart einen Wechselstrommagneten mit einem eine Erregerspule tragenden Magnetjoch und einem beweglichen Anker. Die Pole des feststehenden Magneten und des Ankers schlagen aufeinander, wenn die Erregerspule von einem Wechselstrom durchflossen wird. Um unter anderem beim Aufeinanderschlagen der Polflächen eine mechanische Dämpfung herbeizuführen, sind die Polflächen des Magnetjochs und des Ankers sind mit einer homogenen Kunststoffschicht überzogen. Die Kunststoffschicht bildet zwischen Magnetjoch und Anker einen Abstand und somit einen magnetischen Widerstand. Die Stromstärke in der Erregerspule muss ein Magnetfeld erzeugen, welches diesen magnetischen Widerstand überwindet, um den Anker auf dem Magnetjoch zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromagneten für Wechselstrom dahingegen zu verbessern, dass trotz einer hohen, mechanischen Dämpfung der aufeinanderschlagenden Polflächen der Haltestrom möglichst gering bleibt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetanordnung für Schütze, umfassend ein feststehendes, eine Erregerspule tragendes und mindestens eine Polfläche aufweisendes Magnetjoch, sowie einen bewegbaren, mindestens eine Polfläche aufweisenden Anker. Die mindestens eine Polfläche des Magnetjochs und die mindestens eine Polfläche des Ankers liegen bei Erregung der Erregerspule aufeinander. Zwischen der mindestens einen Polfläche des Magnetjochs und der mindestens einen Polfläche des Ankers befindet sich mindestens eine Kunststoffschicht. Die Kunststoffschicht ist mit ferromagnetischen Partikeln durchsetzt. Durch die ferromagnetischen Partikel verringert sich der magnetische Widerstand des durch die Kunststoffschicht simmulierten Luftspalts der Elektromagnetanordnung. Um den Anker und das Magnetjoch zusammenzuhalten, wird somit ein geringerer Haltestrom benötigt als in den im Stand der Technik bekannten Anordnungen, um den magnetischen Widerstand der Kunststoffschicht zu überwinden.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Kunststoffschicht auf mindestens einer Polfläche des Magnetjochs oder auf mindestens einer Polfläche des Ankers aufgebracht ist. Dadurch wird die Dicke der Kunststoffschicht auf ein Minimum reduziert, was sich auf die Reduzierung des magnetischen Widerstands der Elektromagnetanordnung positiv auswirkt.
Vorteilhafterweise ist jeweils mindestens eine Kunstsoffschicht auf der mindestens einen Polfläche des Magnetjochs und auf der mindestens einen Polfläche des Ankers aufgebracht. Durch die beidseitige Beschichtung der aufeinandertreffenden Polflächen wird eine besonders hohe Schlagdämpfung realisiert. Gleichzeitig wird die durch das Aufeinanderschlagen bewirkte Materialabnutzung der Polflächen reduziert.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Kunststoffschicht eine Folie ist.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kunststoffschicht eine Suspension ist. Die Suspension kann so beschaffen sein, dass sie nach dem Aufbringen aushärtet. Durch Verwendung einer Suspension wird die Fertigung der Elektromagnetanordnung vereinfacht. Gleichzeitig ist das Herstellen einer mit Partikeln durchsetzten Suspension einfacher als die Herstellung einer festen, mit ferromagnetischen Partikeln durchsetzten Folie.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dass die ferromagnetischen Partikel aus Eisen, Nickel oder Cobalt bestehen. Diese Materialien eignen sich besonders zur Reduzierung des magnetischen Widerstandes, da sie besonders gut magnetisch leitend sind.
Die Verwendung einer auf der Polfläche angebrachten Kunststoffschicht hat ausserdem den Vorteil, dass Unebenheiten der Polflächen einfach ausgeglichen werden können. Die Notwendigkeit einer möglichst ebenen Polfläche aufgrund der sonst auftretenden Magnetverluste muss somit nicht durch ein aufwändiges Schleifverfahren auf den Polflächen entsprochen werden.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:
1 eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Elektromagnetanordnung mit einer Kunststoffschicht auf den Polflächen des Magnetjochs;
2 eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Elektromagnetanordnung mit einer Kunststoffschicht auf den Polflächen des Ankers;
3 eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Elektromagnetanordnung mit einer Kunststoffschicht auf den Polflächen des Magnetjochs und des Ankers;
4 eine schematische Abbildung einer erfindungsgemäßen Kunststoffschicht mit ferromagnetischen Partikeln.
Eine Elektromagnetanordnung besteht aus einem Magnetjoch 2 und einer Erregerwicklung 23, welche bei Anlage einer Wechselspannung ein Magnetfeld erzeugt. Das Magnetfeld wird durch das Magnetjoch 2 geleitet. Ein beweglicher Anker 1, der mit nicht dargestellten Kontakten wirkverbunden ist, weist Polflächen 11a, 11b auf, welche mit korrespondierenden Polflächen 21a, 21b des Magnetjochs 2 zusammenwirken. Zwischen den Polflächen 11a, 11b des Ankers 1 und den Polflächen 21a, 21b des Magnetjochs 2 ist eine Kunststoffschicht 12a, 12b, 22a, 22b vorhanden. In 1 befindet sich die Kunststoffschicht 12a, 12b ausschließlich auf den Polflächen 11a, 11b des Ankers 1. In 2 befindet sich die Kunststoffschicht 22a, 22b ausschließlich auf den Polflächen 21a, 21b des Magnetjochs 2. 3 offenbart die Kunststoffschicht 12a, 12b, 22a, 22b auf den Polflächen 11a, 11b, 21a, 21b von Anker 1 und Magnetjoch 2. Die Anzahl der Polflächen 11a, 11b, 21a, 21b kann aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus eines Elektromagneten variieren. Es ist jedoch mindestens jeweils eine Polfläche 11a, 11b, 21a, 21b auf Anker 1 und Magnetjoch 2 vorhanden.
Wird die Erregerspule 23 des Magnetjochs 2 mit einem Wechselstrom durchflossen, treffen die Polflächen 11a, 11b des Ankers 1 auf die Polflächen 21a, 21b des Magnetjochs 2 und liegen solange aufeinander, solange die Erregerspule 23 von einem ein ausreichend hohes Magnetfeld erzeugenden Wechselstrom durchflossen wird. Die nicht dargestellten Kontakte werden aufgrund der Wirkverbundenheit mit dem Anker 1 entweder geöffnet oder geschlossen. Dieser Zustand der Kontakt hält solange an, solange die Wechselspannung in der Erregerspule 23 ein Magnetfeld erzeugt, dessen magnetischer Fluss den magnetischen Widerstand der Kunststoffschicht 12a, 12b, 22a, 22b überwindet. Ob die Kontakte durch die Bewegung des Ankers 1 geöffnet oder geschlossen werden, hängt von der mechanischen Bewegungsübertragung des Ankers 1 ab.
Die Kunststoffschicht 12a, 12b, 22a, 22b ist mit ferromagnetischen Partikeln 3 durchsetzt. Diese Partikel 3sind innerhalb der Kunststoffschicht 12a, 12b, 22a, 22b eingebunden und sind bevorzugt aus Eisen, Nickel, Cobalt oder einer Mischung aus diesen Werkstoffen zusammengesetzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 1160101 [0002]

Claims

Elektromagnetanordnung für Schütze, umfassend ein feststehendes, eine Erregerspule (23) tragendes und mindestens eine Polfläche (21a, 21b) aufweisendes Magnetjoch (2), sowie einen bewegbaren, mindestens eine Polfläche (11a, 11b) aufweisenden Anker (1), wobei sich zwischen der mindestens einen Polfläche (21a, 21b) des Magnetjochs (2) und der mindestens einen Polfläche (11a, 11b) des Ankers (1) mindestens eine Kunststoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) mit ferromagnetischen Partikeln (3) durchsetzt ist.
Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (22a, 22b) auf mindestens einer Polfläche (21a, 21b) des Magnetjochs (2) aufgebracht ist.
Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (12a, 12b) auf mindestens einer Polfläche (11a, 11b) des Ankers (1) aufgebracht ist.
Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens eine Kunstsoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) auf der mindestens einen Polfläche (21a, 21b) des Magnetjochs (2) und auf der mindestens einen Polfläche (11a, 11b) des Ankers (1) aufgebracht ist.
Elektromagnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) eine Folie ist.
Elektromagnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht (12a, 12b, 22a, 22b) eine Suspension ist.
Elektromagnetanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension nach dem Aufbringen aushärtet.
Elektromagnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Partikel (3) aus Eisen, Nickel oder Cobalt bestehen.