DE1166369B

DE1166369B - Hubmagnet mit einer Kontaktanordnung fuer Sparschaltung

Info

Publication number: DE1166369B
Application number: DEH40401A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich List
Original assignee: Wilhelm Harting Werk fuer Elektrotechnik und Mechanik
Current assignee: Wilhelm Harting Werk fuer Elektrotechnik und Mechanik
Priority date: 1960-09-12
Filing date: 1960-09-12
Publication date: 1964-03-26

Description

Hubmagnet mit einer Kontaktanordnung für Sparschaltung Gegenstand der Erfindung ist eine Kontaktanordnung an Hubmagneten für die Endumschaltung zum Zwecke der Sparschaltung, bei denen das am Ende des Ankerhubes infolge der magnetischen Sättigung auftretende Streufeld eines im magnetischen Kreis befindlichen Engpasses dazu verwendet wird, einen auf Kontakte einwirkenden Hilfsanker in dessen Hubendstellung zu halten.
Endumschaltungen an Hubmagneten sind bekannt, so beispielsweise zur zusätzlichen Einschaltung eines Vorschaltwiderstandes in den Erregerstromkreis zum Zwecke, eine gegenüber dem Arbeitsbetrieb verminderte Haltestromstärke zu erzielen oder die Umschaltung von einer Arbeitswicklung auf eine Haltewicklung durchzuführen. Die Schaltkontakte werden durch den Anker des Hubmagneten direkt oder indirekt gesteuert, und es wird erreicht, den Schaltpunkt möglichst nahe an die Ankerschlußstellung heranzubringen.
Es ist einzusehen, daß eine derartige Schaltanordnung eine sehr sorgfältige Justierung und Wartung der Kontakte und der Übertragungsmechanik erfordert, so daß für die in Industriebetrieben benötigten hohen Schaltzahlen nach neuen Wegen einer günstigeren Kontaktsteuerung gesucht wurde.
So sind Vorschläge bekannt, an beliebiger Stelle des magnetischen Kreises von Hubmagneten einen magnetischen Engpaß anzuordnen, durch dessen Sättigung bei oder gegen Hubende des Ankers das auftretende Streufeld einen Hilfsanker in diesen Engpaß hineinzieht und damit einen Kontakt schaltet.
Andere bekannte Vorschläge sehen vor, im oder am mit einem magnetischen Engpaß gestalteten Gegenpol des Magnetgehäuses einen Hilfsanker unterzubringen, der bei Erreichung der Hubendlage des Hauptankers in dessen magnetischen Anziehungsbereich bzw. in das aufgebaute Streufeld des magnetischen Engpasses gerät und eine eine Federkraft überwindende kurzhubige, dem Hauptanker entgegengesetzte und einen Kontakt schaltende Bewegung ausführt.
Auch ist bekannt, daß insbesondere bei Stoßmagneten, der Hilfsanker ringförmig ausgebildet wird, durch den die Stoßstange des Hauptankers hindurchtreten kann.
Allen diesen bekannten Einrichtungen haftet jedoch gegenüber der Erfindung der Nachteil an, daß der Hilfsanker durch magnetische Kräfte des Streufeldes unter Überwindung der Kraft seiner Rückstellfeder und der zuschaltenden Kontakte in seine Hubendstellung gezogen werden muß, was . verhältnismäßig starke Streufelder voraussetzt. Starke Streufelder bedingen jedoch auch verhältnismäßig große magnetische Engpässe, welche wiederum für den Hauptfluß des Magneten eine erhebliche Schwächung darstellen, die nur durch größere elektrische Leistungsaufnahme ausgeglichen werden kann, wodurch wiederum der Wirkungsgrad entsprechend sinkt. Bei größeren Spannungsschwankungen im speisenden Netz kann zudem ein sicheres Anziehen des Hilfsankers und damit die Umschaltung auf Sparbetrieb in Frage gestellt sein, was infolge überhitzung der Arbeitswicklung zu deren Zerstörung führen kann.
Die Erfindung hat sich die überwindung dieser Nachteile bekannter Einrichtungen durch eine stets sicher arbeitende Sparumschaltung zur Aufgabe gemacht, und sie erreicht die Lösung dadurch, daß der Hilfsanker über ein elastisches, entgegen der Hubrichtung wirkendes Glied mit dem Hauptanker verbunden ist und mit ihm gleichzeitig die Hubbewegung beginnt und bei Abbremsung des Hauptankers am Hubende der Hilfsanker einen zusätzlichen, durch sein Schwungmoment unterstützten Hub ausführt und durch die Wirkung des Streufeldes der magnetischen Engpaßstelle in seiner Schlußstellung gehalten wird.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Engpaßstelle klein gehalten werden, weil ausschließlich zum Halten des Hilfsankers in seiner Hubendstellung nur ein geringer Streufluß erforderlich ist.
An Hand der Zeichnungen sollen im folgenden zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 einen Schubmagneten mit am Hauptanker befindlichem Hilfsanker im Schnitt, F i g. 2 eine Kontaktanordnung zum Schubmagneten der F i g. 1 in Draufsicht und F i g. 3 einen anderen Schubmagneten mit einem innerhalb des Hauptankers angeordneten Hilfsanker.
In dem aus weichmagnetischem Werkstoff bestehenden Magnetgehäuse 1 ist in den zum Teil als Polschuhe ausgebildeten Führungen 2 der axial verschiebbare Hauptanker 3 angeordnet, der durch nicht dargestellte Ankopplungselemente in der in F i g. 1 dargestellten Ruhestellung liegt. Um die Führungen 2 ist die Spule gelegt, die vorzugsweise aus einer niederohmigen Arbeitswicklung 4 großen Wickelvolumens und einer hochohmigen Haltewicklung 5 geringeren Wickelvolumens besteht. Der vom Hauptanker 3 mitgeführte Hilfsanker 6 ist als Platte ausgebildet, die durch einen im Hauptanker befestigten Führungsbolzen 7 mit Anschlagkopf 7' zentriert und arretiert und durch eine größtenteils innerhalb einer Mittenbohrung 8 des Hauptankers sich hineinerstreckende Feder 9 in die gezeichnete Bereitschaftslage gedrückt wird. Der Hilfsanker 6 besitzt an der Außenfläche eine Isolierabdeckung 10 mit Nase 11, die mit dem Betätigungselement 12 eines Schaltkontaktes in Eingriff gebracht werden kann. Die dem Hilfsanker 6 in Hubrichtung gegenüberstehende Außenfläche des Magnetgehäuses 1 ist mit einer einen magnetischen Engpaß darstellenden Ausdrehung 13 versehen und so bemessen, daß der Hilfsanker 6 dann von dieser aufgenommen wird, wenn der Hauptanker 3 seine Endstellung mit plötzlicher, anschlagbedingter Abbremsung erreicht und der Hilfsanker durch das von der Beschleunigung durch den Hauptanker herrührende Schwungmoment den Anschlag in der Arbeitsstellung entweder am Hauptanker oder an der inneren Querschnittsfläche der Ausdrehung gefunden hat, wo er während der Einschaltdauer des Magneten vom Streufluß der Engpaßstelle gehalten wird.
Kurz vor Erlangung dieser Arbeitsstellung wird durch die Nase 11 das Betätigungselement 12 des Schaltkontaktes berührt, welches beispielsweise als Mittelfeder eines aus dieser und den beiden Außenkontakten 14 und 15 bestehenden Umschalters ausgebildet ist, der in seiner Ruhelage die Arbeitswicklung 4 und in der vorstehend erwähnten Arbeitslage die Haltewicklung 5 des Magneten einschaltet.
In der F i g. 2 ist als eine der möglichen Ausführungsformen der Umschalter mit bogenförmig ausgebildeten Federkontakten 12,14 und 15 ausgerüstet, bei denen aus Übersichtsgründen die obere Feder 15 fortgelassen ist, jedoch als in entsprechendem Abstand der Feder 14 gegenüberliegend und diese verdeckend gedacht werden muß.
Selbstverständlich kann die Isolierabdeckung 10 in Abweichung von der Darstellung anstatt mit einer Nase 11 auch mit einem vorstehenden, kreisförmig gestalteten Rand versehen sein, durch den eine freie, ohne die Schaltzuverlässigkeit der Kontakte beeinflussende Drehbarkeit sowohl des Hauptankers 3 als auch des Hilfsankers 6 ermöglicht wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Hubmagneten mit einem innerhalb seines Hauptankers mitgeführten Hilfsanker ist in F i g. 3 dargestellt. Der Hauptanker 16 ist mit einer Mittenbohrung 17 versehen, in der federnd gelagert der Hilfsanker 18 gegen eine für dessen Ansatz 20 durchbohrte nichtmagnetische Abdeckung 19 gedrückt wird. Dieser gegenüber dem Hilfsanker 18 mittels Gewinde verstellbare, vorzugsweise aus Isolierstoff gefertigte, nach außen durch diese Abdeckung 19 greifende stiftförmige Ansatz 20 mit einem an seinem Ende befindlichen tellerartigen Kopf 21 wirkt bei Ankerschlußstellung des Haupt- und des Hilfsankers auf das Betätigungselement 12' der Schaltkontakte 14' und 15' zwecks Umschaltung von Arbeits- auf Haltewicklung ein. Der magnetische Engpaß ist bei dieser Ausführung durch den von der Mittenbohrung 17 herrührenden Hohlraum innerhalb des Hauptankers 16 gegeben, in den bei schlagartiger Beendigung des Hauptankerarbeitshubes der mitgeführte Hilfsanker 18 infolge seines Schwungmomentes gegen die Kraft der Feder 22 hineingelangt und am Ende der Mittenbohrung 17 zum Anschlag kommt, an dem er durch die Wirkung des verstärkt aufgebauten Streufeldes während der Einschaltdauer des Magneten gehalten wird.
Bei nur sehr geringen, in der Ankerschlußstellung auftretenden Streufeldern kann erfindungsgemäß der Hilfsanker 6 (F i g. 1) bzw. 18 (F i g. 3 ) mit einem zusätzlichen Permanentmagneten ausgestattet oder auch als Permanentmagnet ausgebildet sein. In diesen Fällen muß die Polung der Magnetwicklungen auf die des Permanentmagneten abgestimmt und zur Vermeidung eines magnetischen Mantelschlusses der den Hilfsanker darstellende Permanentmagnet an den die Kraftlinien zum Magnetgehäuse bzw. zur Innenwandung des Hauptankers überleitenden Flächen mit einer magnetisch nichtleitenden Hülse versehen sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Hubmagnet mit einer Kontaktanordnung für Sparschaltung und mit einem die Sparschaltkontakte betätigenden Hilfsanker, der bei Hubendstellung des Hauptankers durch das verstärkte Streufeld einer Engpaßstelle im Magnetkreis angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker über ein elastisches, entgegen der Hubrichtung wirkendes Glied mit dem Hauptanker verbunden ist und mit ihm gleichzeitig die Hubbewegung beginnt und daß bei Abbremsung des Hauptankers am Hubende der Hilfsanker einen zusätzlichen durch sein Schwungmoment unterstützten Hub ausführt und durch die Wirkung des Streufeldes der magnetischen Engpaßstelle in seiner Schlußstellung gehalten wird.
2. Hubmagnet mit einer Kontaktanordnung für Sparschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker einen Permanentmagneten trägt oder als Permanentmagnet ausgebildet ist.
3. Hubmagnet mit einer Kontaktanordnung für Sparschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der permanentmagnetische Hilfsanker zur Vermeidung eines magnetischen Mantelschlusses in einer unmagnetischen Hülse gelagert ist.