DE1219571B

DE1219571B - Remanence protection

Info

Publication number: DE1219571B
Application number: DEL39172A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hubert Stettner; Karl Anton Stotz; Hans-Werner Gloyer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-06-08
Filing date: 1961-06-08
Publication date: 1966-06-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Remanenzschütz, d. h. Remanenzschütz ein Schaltschütz, das durch einen Stromstoß erregt wird, seinen Schaltanker infolge der Remanenz des Magnetkreises hält und durch einen zweiten, den remanenten Magnetismus auslöschenden Stromstoß zum Abfallen gebracht wird. Bekannt sind Remanenzschütze, deren Magnetkreis ganz oder zum Teil aus magnetisch hartem Material aufgebaut ist.The invention relates to a remanence contactor, i. H. Remanence contactor on Contactor that is excited by a current surge, its switch armature as a result the remanence of the magnetic circuit and by a second, the remanent magnetism the extinguishing current surge is caused to drop. Remanence contactors are known whose magnetic circuit is entirely or partly made of magnetically hard material.

:, Bei derartigen Remlanenzschützen muß zur Ergi-fflung der Anzugskraft, die durch die Federkraft der sogenannten am Schaltanker angreifenden Rückholfedern bedingt ist, ferner zur Erzielung des- Kontaktdruckes, der durch die. bei angezogenem Anker gespannten und den Anker mit beweglichen Kontakten des Schützes kuppelnden Kontaktdruckfedern und schließlich zur Erzielung einer so hohen magnetischen Remanenz, daß der Schaltmagnet sein-en Anker auch bei Ersch - ütterungen hält, eine recht hohe elektrische Erregung aufgebracht werden. Andererseits soll aber ein solches Schütz durch einen gegen-Über dem Einschaltstromstoß sehr viel kleineren Aus-;chaltstromstoß zum _Abfallen gebracht werden können.:, With such remlanenzschützen must to the result of the attraction force, which is caused by the spring force of the so-called return springs acting on the switch armature, also to achieve the contact pressure caused by the. tensioned with relay armature and the armature to the movable contacts of the contactor coupled, contact pressure springs and, finally, to achieve such a high magnetic remanence that the solenoid be-en anchor also at Ersch - keeps ütterungen, a rather high electrical excitation are applied. On the other hand, however, such a contactor should be able to be caused to drop by a very much smaller switch-off current surge than the inrush current.

, Daher ist bei bekannten Remanenzschützen eine Begrenzung der Dauer des Einschaltimpulses zu beachten oder das Schütz schaltet sich mit einem Hilfskontakt vom Netz ab. Bei einem anderen elektrischen Schaltgerät mit permanentem Haltemagnet ist der Anker als Permanentmagnet ausgeführt, der mit dem aus magnetisch weichem Material aufgebauten festen Teil des Schaltmagneten zusammenwirkt. Dort wird nicht ein Magnetkern durch die Erregerleistung.,-auf-. magnetisiert und nach Fortfall der Erregung praktisch unmagnetisch, so daß ein Anker unter der Wirkung von Rückholfedern in eine Ausgangslage zurückkehrt, sondern die Ankerbewegung erfolgt durch die anziehende bzw. abstoßende Wirkung der Pole des Festmagneten und fordert insbesondere eine hohe Ausschaltenergie. , Therefore, in known Remanenzschützen a limitation of the duration is to observe the switch-on or switches off the contactor with an auxiliary contact of the mains. In another electrical switching device with a permanent holding magnet, the armature is designed as a permanent magnet which interacts with the fixed part of the switching magnet made of magnetically soft material. There is not a magnetic core due to the excitation power., - on-. magnetized and practically non-magnetic after the excitation has ceased, so that an armature returns to its starting position under the action of return springs, but the armature movement is caused by the attractive or repulsive effect of the poles of the fixed magnet and requires, in particular, a high switch-off energy.

Die Erfindung löst die Aufgabe, mit möglichst geringer Erregerleistung einen sicheren Abfall des Schaltankers zu erreichen. Damit kann ein solches Remanenzschütz die gleichen äußeren Abmessungen haben wie ein Schütz mit Gleichstromdauererregung und auch hinsichtlich seines Magnetgestells und Ankers diesem entsprechen. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der im Kern des Schützes verlaufende Eisenweg aus magnetisch hartem und magnetisch weichem Material besteht.The invention solves the problem with the lowest possible excitation power to achieve a safe fall of the switch armature. This allows such a remanence contactor have the same external dimensions as a contactor with continuous current excitation and also correspond to this with regard to its magnet frame and armature. That will according to the invention achieved in that the iron path running in the core of the contactor consists of magnetically hard and magnetically soft material.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach den Ansprüchen schematisch dargestellt. In Fig. 1 ist der Aufbau des als Tauchankermagnet aufgebauten Schaltmagneten wiedergegeben; F i g. 2, stellt einen Teil des Magnetkreises dar; in F i g. 3 und 4 ist gezeigt, wie die magnetisch harten und weichen Teile des Magnetsystems mechanisch und magnetisch miteinander vereinigt sind.In the drawing, an embodiment of the subject matter according to the claims is shown schematically. 1 shows the structure of the switching magnet constructed as a plunger magnet; F i g. 2, represents part of the magnetic circuit; in Fig. 3 and 4 it is shown how the magnetically hard and soft parts of the magnet system are mechanically and magnetically united with one another.

# Das Magnetsystern des Remanenzschützes besteht nach F i g. 1 aus einem hartmagnetischen Kern 1, einem weichmagnetischen Polschuh 2, ferner einem weichmagnetischen Rückschlußeisen 3 und einem weichmagnetischen Anker 4. Die Teile 2, 3 und 4 bestehen aus Materialien, die eine nennenswerte magnetische Remanenz nicht aufweisen. Das Verhältnis der Eisenweglängen des magnetisch harten zu dem der magnetisch weichen Teile beträgt 1: 5 bis 17- 1 o# ' z , ' -- Das Magnetgestell des Schützes ist so ausgebildet, daß es gleichzeitig das Schützgehäus#e bildet, auf dem der von dem Schaltanker verstellte Kontaktapparat samt dem Träger für die festen Kontakte angebracht ist.# The magnet system of the remanence contactor exists according to Fig. 1 from a hard magnetic core 1, a soft magnetic pole piece 2, also a soft magnetic return iron 3 and a soft magnetic armature 4. The parts 2, 3 and 4 consist of materials that do not have a significant magnetic remanence. The ratio of the iron path lengths of the magnetically hard to that of the magnetically soft parts is 1: 5 to 17-1 o # 'z,' - The magnetic frame of the contactor is designed so that it simultaneously forms the contactor housing # e on which the the switch armature adjusted contact device together with the carrier for the fixed contacts is attached.

Beim Anziehen arbeitet der Magnet wie ein normaler Gleichstrommagnet. Um die Zugkraftkennlinie des Magneten der Federkennlinie der nicht dargestellten Ankerrückholfedern und der Kontaktdruckfedern anzupassen und mit einer kleinen elektrischen Erregerleistung auszukommen, sind konische Polflächen vorgesehen. Dadurch ist der effektive Arbeitslüftspalt kleiner als der Hub des Magnetankers. Der Kern aus hartmagnetischem Material hat prismatische und vorzugsweise zylindrische Form. Demzufolge hat der aus weichmagnetischem Material bestehende Polschuh die Gestalt eines Kegelstumpfes.When attracted, the magnet works like a normal DC magnet. To the tensile force characteristic of the magnet of the spring characteristic of the not shown Anchor return springs and the contact compression springs adapt and with a small electrical To get along with excitation power, conical pole faces are provided. This is the effective working air gap smaller than the stroke of the magnet armature. The core of hard magnetic Material is prismatic and preferably cylindrical in shape. As a result, the Pole shoe made of magnetically soft material has the shape of a truncated cone.

Zum Halten des Ankers 4 ist eine gewisse Mindesthaltekraft erforderlich, die sich aus den Rückdruckkräften der Ankerrückholfedern, der Kontaktdruckfedern und einer erforderlichen Schock- bzw. Rüttelsicherheit ergibt.A certain minimum holding force is required to hold the armature 4, which result from the back pressure forces of the anchor return springs, the contact pressure springs and a required shock or vibration security results.

Durch den Anteil derselben Erregung, die zum Anziehen des Ankers ausreicht, der nach dem Anziehen auf den hartmagnetischen Kern entfällt, muß dieser so weit aufmagnetisiert werden, daß seine Energie (H - B) reicht, die notwendige Haltekraft aufzubringen. Durch diese relativ niedrige Erregung wird der Kern nur wenig magnetisiert, seine Remanenz, die durch die entniagnetisierende Wirkung des Gleitluftspaltes noch verringert wird, ist also gering. Mit dem durch die Konstruktion gegebenen Querschnitt F ist also der remanente Fluß OR #- BR - F. Da bei gleichbleibendem Fluß die Kraft eines Magneten umgekehrt proportional der Polfläche ist, ist es also erforderlich, den gesamten Fluß des remanenten Kerns durch eine kleine Polfläche in den Anker zu »pressen«. Die Verjüngung darf jedoch nur auf einer kurzen Strecke erfolgen, damit der magnetische Widerstand des Kreises nicht wesentlich erhöht und damit der remanente Fluß verringert wird. Da zum Anziehen des Ankers kegelstumpfförmige Pole zweckmäßig sind, wird der Magnetkreis erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Pol des Kerns durch einen positiven und der Pol des Ankers durch einen negativen Kegelsttimpf gebildet wird und nach dem Anziehen sich nur die kleinen Stirnflächen der Kegelstümpfe berühren, während sich zwischen den Mantelflächen ein Luftspalt befindet. Da hartmagnetische Werkstoffe gegenüber weichmagnetischen eine viel geringere Sättigungsmagnetisierung aufweisen, würde, wenn der Polschuh des Kerns auch aus hartmagnetischem Material bestünde, ein großer Teil des remanenten Flusses über die Mantelflächen des Polschühes austreten. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß der Polschuh des Kerns aus Weicheisen angefertigt und die kleine Stirnfläche so groß gewählt, daß der gesamte reinanente Fluß durch sie in den Anker übergeht. Dadurch ergibt sich nach der Beziehung P. = K - 02/F eine hohe Haltekraft. Der hartmagnetische Kern 1 ist auch mechanisch hart, so daß eine Verbindung durch Nietung des magnetisch harten Teiles mit dem magnetisch weichen Teil, d. h. des Kerns IL mit dem Polschuh 2 und dem Rückschlußeisen 3, nicht möglich ist. Erfindungsge-C CD mäß erfolgt die Verbindung dieser Einzelteile durch Verstemmen nach den F i g. 3 und 4. Der Kern 1 besitzt an seinem einen Ende einen hinterdrehten Zapfen. Durch ein Werkzeug 5 wird das Material des Polschuhes 2 in die Hinterdrehung gestemmt. Das andere Ende des Kerns 1 weist einen zylindrischen Zapfen mit einer Ringnut auf. In diese Ringnut wird das Material des magnetischen Rückschlußeisens 3 durch ein Werkzeug 6 hineingestemmt. Die Verbindung der einzelnen Teile erfolgt zweckmäßig in einer Vorrichtung, in der die Kraft P gleichzeitig auf den Polschuh und den Steg 3 des Umschlußkerns ausgeübt wird.Due to the portion of the same excitation that is sufficient to attract the armature that is not applied to the magnetically hard core after it has been attracted, it must be magnetized to such an extent that its energy (H - B) is sufficient to generate the necessary holding force. Due to this relatively low excitation, the core is only slightly magnetized, so its remanence, which is further reduced by the de-diagnosing effect of the sliding air gap, is low. With the cross-section F given by the construction, the remanent flux is OR # - BR - F. Since the force of a magnet is inversely proportional to the pole area when the flux remains the same, it is necessary to pass the entire flux of the remanent core through a small pole area in to "press" the anchor. However, the tapering may only take place over a short distance so that the magnetic resistance of the circuit is not significantly increased and the remanent flux is thus reduced. Since frustoconical poles are useful for attracting the armature, the magnetic circuit is designed according to the invention in such a way that the pole of the core is formed by a positive and the pole of the armature by a negative truncated cone and after tightening, only the small end faces of the truncated cones touch while there is an air gap between the outer surfaces. Since hard magnetic materials have a much lower saturation magnetization than soft magnetic materials, if the pole piece of the core were also made of hard magnetic material, a large part of the remanent flux would escape via the outer surfaces of the pole piece. For this reason, according to the invention, the pole piece of the core is made of soft iron and the small face is chosen so large that the entire pure anent flow passes through it into the armature. This results in a high holding force according to the relationship P. = K - 02 / F. The hard magnetic core 1 is also mechanically hard, so that a connection by riveting the magnetically hard part with the magnetically soft part, i. H. of the core IL with the pole piece 2 and the return iron 3, is not possible. Erfindungsge-C CD Mäss, the connection of these items by caulking to the F i g. 3 and 4. The core 1 has an undercut pin at one end. A tool 5 presses the material of the pole piece 2 into the undercut. The other end of the core 1 has a cylindrical pin with an annular groove. In this annular groove the material of the magnetic yoke iron 3 is hineingestemmt by a tool. 6 The connection of the individual parts is expediently carried out in a device in which the force P is exerted simultaneously on the pole piece and the web 3 of the surrounding core.

Patentschutz wird nur begehrt für die Vereinigung der Merkmale der einzelnen Ansprüche.Patent protection is only sought for the union of the characteristics of the individual claims.

Claims

Claims: 1. Remanence contactor, whose magnetic circuit consisting of switching magnet and armature is made of magnetically hard and magnetically soft material, characterized in that the iron path running in the contactor is made of magnetically hard and magnetically soft material.

2. remanence contactor according to claim 1, characterized in that the ratio of magnetically hard to magnetically soft material in the entire length of the iron path of the core and soft iron armature is at least 1 to 5 . 3. Remanelizschütz according to claim 2, characterized ' that. the.

Ratio up to 1:10 goes.

4. remanence contactor according to claims 1 and 2, characterized in that the remanent flux is compressed at the contact surface between armature and core by shaping the iron path. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1080 195.