DE1227544B

DE1227544B - Actuating device for a contact to be actuated by magnetic force

Info

Publication number: DE1227544B
Application number: DES83867A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerald Klein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-02-23
Filing date: 1963-02-23
Publication date: 1966-10-27

Description

Betätigungseinrichtung für einen durch Magnetkraft zu betätigenden Kontakt , Bei bekannten magnetbetätigten Kontakten liegt der an einer Drebachse befestigte Magnet an der gleichen, zur Drehachse senkrechten Ebene wie die ferromagnetischen Kontaktzungen. Das vom Magneten ausgehende Feld wird beim Vorbeizichen des Magneten von den Kontaktzungen aufgefangen und verläuft dann im wesentlichen in der Ebene, in der der Magnet und die Kontaktzungen liegen. Befindet sich der Magnet auf dem übrigen Teil seiner Laufbahn, so verläuft das Magnetfeld räumlich, da auf diesem Teil der Laufbahn keine besonderen Leitpfade für die Magnetlinien vorhanden sind. Die Magnetzungen liegen, in radialer Richtung gesehen, außerhalb der Bewegungsbahn des Magneten. Wegen der starken Umwandlung des Magnetfeldes bei der Magnetbewegung im Bereich der Kontaktzungen und wegen der relativ großen Entfernung der Kontaktzungen von der Drehachse entsteht eine starke Rückwirkung auf die Drehachse, so daß auf diese ein gewisses Drehmoment ausgeübt wird. Bei manchen Geräten, z. B. bei Meßgeräten, wie Elektrizitätszählern, beeinflußt dieses Moment die Meßgenauigkeit im Sinne einer Verschlechterung.Actuating device for a contact to be actuated by magnetic force . In known magnetically actuated contacts, the magnet attached to an axis of rotation lies on the same plane, perpendicular to the axis of rotation, as the ferromagnetic contact tongues. The field emanating from the magnet is absorbed by the contact tongues as the magnet passes by and then runs essentially in the plane in which the magnet and the contact tongues are located. If the magnet is on the remaining part of its career, the magnetic field is three-dimensional, since there are no special guide paths for the magnetic lines on this part of the career. Seen in the radial direction, the magnet tensions lie outside the path of movement of the magnet. Because of the strong conversion of the magnetic field during the magnet movement in the area of the contact tongues and because of the relatively large distance of the contact tongues from the axis of rotation, there is a strong reaction on the axis of rotation, so that a certain torque is exerted on it. In some devices, e.g. B. in measuring devices such as electricity meters, this moment affects the measurement accuracy in terms of deterioration.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugunde, eine Betätigungseinrichtung für Magnetkontakte zu schaffen, bei der eine wesentlich geringere Rückwirkung auf die die Betätigungsmagneten tragende Achse besteht als bei den bekannten Betätigungseinrichtungen.The invention is now based on the object of an actuating device for creating magnetic contacts, which have a much lower impact on the axis carrying the actuating magnets is greater than that of the known actuating devices.

Diese Aufgabe wird bei einer Betätigungseinrichtung für mittels eines schwenkbaren Magneten zu betätigende ferromagnetische Kontaktzungen, z. B. bei einem Schutzgaskontakt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zur Bewegungsebene des Magneten ein die Schwenkachse konzentrisch umschließendes Rückschlußeisen vorgesehen ist und daß die Kontaktzungen in der Ebene des Rückschlußeisens innerhalb der Bewegungfbahn der magnetischen Kraftlinien liegen.This task is in an actuator for means of a swiveling magnets to be operated ferromagnetic contact tongues, z. B. at one Protective gas contact, achieved according to the invention in that parallel to the plane of movement of the magnet a return iron concentrically enclosing the pivot axis is provided and that the contact tongues are in the plane of the return iron within the path of movement of the magnetic lines of force.

Durch die Anbringung des Magneten unter der Kontaktröhre ist es möglich, die Kontaktröhre sehr nahe an der Drehachse einzubauen. Durch die Anordnung eines magnetischen Leitpfades, der die Drehachse rundherum umgibt, ist das Magnetfeld auf der ganzen Kreisbahn des Magneten ungefähr gleichbleibend. Es verläuft im wesentlichen in Ebenen, die parallel zur Drehachse liegen. Die Rückwirkung auf die Drehachse ist verschwindend gering. Die Rückwirkung kann noch vermindert werden, wenn im Bereich der Kontaktröhre ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen ist, durch den die Inhomogenität des magnetischen Leitpfades ausgeglichen wird. 2 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf die Kontaktröhre und den Betätigungsmagneten, F i g. 2 eine Ansicht der Betätigungseinrichtung in Richtung des Pfeiles II der F i g. 1 und F i g. 3 ein Diagramm über den Drehmomentverlauf bei der bekannten und der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung.By attaching the magnet under the contact tube, it is possible to install the contact tube very close to the axis of rotation. Due to the arrangement of a magnetic guide path that surrounds the axis of rotation all around, the magnetic field is approximately constant over the entire circular path of the magnet. It runs essentially in planes that are parallel to the axis of rotation. The reaction on the axis of rotation is negligible. The reaction can be further reduced if a magnetic shunt is provided in the area of the contact tube, by means of which the inhomogeneity of the magnetic conductive path is compensated. 2 The drawing shows an exemplary embodiment of the invention. It shows F i g. 1 shows a plan view of the contact tube and the actuating magnet, FIG. 2 shows a view of the actuating device in the direction of arrow II in FIG . 1 and F i g. 3 shows a diagram of the torque curve in the case of the known actuating device and the actuating device according to the invention.

Auf einer Drehachse 1, z. B. der Drehachse eines Meßgerätes wie eines Elektrizitätszählers, ist mittels eines Befestigungsteiles 2 ein kleiner Stabmagnet 3 befestigt, dessen Pole mit N und S angedeutet sind. Am nicht dargestellten Gehäuse des Meßgeeätes od. dgl. ist eine Weicheisenscheibe 4 befestigt, die in der Mitte durchbrochen ist und die Achse 1 frei umgibt. Die Scheibe 4 ist bei 5 tangential eingeschnitten, so daß eine Schutzgasröhre 6 in die Scheibenebene gelegt werden kann. In der Schutzgasröhre 6 sind in bekannter Weise ferromagnetische Kontaktzungen 7 und 8 enthalten. Parallel zur Kontaktröhre 6 ist als magnetischer Nebenschluß ein Weicheisenteil 9 angeordnet.On an axis of rotation 1, for. B. the axis of rotation of a measuring device such as an electricity meter, a small bar magnet 3 is attached by means of a fastening part 2, the poles with N and S are indicated. Od. Am not shown housing of the Meßgeeätes like. Is a soft-iron plate 4 attached, which is perforated in the center and surrounding the axis 1 free. The disc 4 is incised tangentially at 5 so that a protective gas tube 6 can be placed in the plane of the disc. The protective gas tube 6 contains ferromagnetic contact tongues 7 and 8 in a known manner. A soft iron part 9 is arranged parallel to the contact tube 6 as a magnetic shunt.

An beiden Polen des Stabmagneten 3 sind Polschuhe 10 und 10' befestigt. Die Polschuhe sind unten derart abgewinkelt, daß die Austrittsflächen für die magnetischen Kraftlinien parallel zur Weicheisenscheibe 4 liegen. Der radiale Abstand des Magneten 3 von der Drehachse ist gleich dem radialen Ab- stand der Kontaktröhre 6 von der Drehachse, so daß, in axialer Richtung der Meßachse 1 gesehen, die Polschuhe bei entsprechender Stellung der Achse genau über die Kontaktröhre 6 zu liegen kommen. Pole shoes 10 and 10 'are attached to both poles of the bar magnet 3. The pole pieces are angled at the bottom in such a way that the exit surfaces for the magnetic lines of force are parallel to the soft iron disk 4. The radial distance of the magnet 3 from the rotation axis is equal to the radial distance of the contact tube 6 from the rotational axis, so that, viewed in the axial direction of the measurement axis 1, the pole shoes come to lie exactly over the contact tube 6 at a corresponding position of the axis.

Die Betätigungseinrichtung arbeitet wie folgt: Die von den Polschuhen 10 und 10' ausgehenden magnetischen Kraftlinien verlaufen vorzugsweise durch die Weicheisenscheibe 4. Durch die Weicheisenscheibe 4 werden also die magnetischen Kraftlinien in eine Ebene gezwungen, die parallel zur Drehachse 1 liegt. Kommen die Polschuhe 10, 10' über die Kontaktröhre 6, dann werden die ferromagnetischen Kontaktzungen 7, 8 magnetisiert und ziehen einander an, so daß ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Die Inhomogenität des magnetischen Leitpfades im Bereich der Kontaktröhre wird durch den Nebenschluß9 weitgehend kompensiert. Der magnetische Nebenschluß ist justierbar, d. h., seine magnetische Leitfähigkeit kann durch verschiedene Dimensionierung oder Verlagerung des Teiles 9 variiert werden, so daß der Punkt des vollkommensten Ausgleiches stets einstellbar ist. Auch hat man es durch Bemessung des Abstandes der Austrittsflächen der Polschuhe von-der Scheibe und durch geeignete Bemessung der Breite der Polschuhe und der radialen Entfernung der Kontaktröhre und des Magneten von der Drehachse in der Hand, die Rückwirkung möglichst gering zu halten.The actuator operates as follows: the 'outgoing from the pole pieces 10 and 10 of magnetic force lines preferably extend through the soft iron disc 4. Due to the soft-iron plate 4 that is, the magnetic lines of force, are forced into a plane which is parallel to the rotation axis. 1 Join the pole pieces 10, 10 'via the contact tube 6, then the ferromagnetic contact tongues 7, 8 magnetized and attract each other, so that an electrical contact is made. The inhomogeneity of the magnetic conductive path in the area of the contact tube is largely compensated for by the shunt9. The magnetic shunt is adjustable, d. That is, its magnetic conductivity can be varied by different dimensions or displacement of the part 9 , so that the point of the most perfect balance is always adjustable. By dimensioning the distance between the exit surfaces of the pole shoes and the disk and by appropriately dimensioning the width of the pole shoes and the radial distance between the contact tube and the magnet from the axis of rotation, the reaction can be kept as low as possible.

Die Vorteile einer geringen Änderung der magnetischen Verhältniss * e erhält man zum Teil auch dann, wenn die Kontaktzungen in einem geringen Abstand über dem Rückschlußeisen angeordnet sind, wenn also die Kdntäktröhre z. B. auf eine geschlossene, also nicht angeschnittene Weicheisenscheibe aufgelegt wird. Es ist auch möglich, das Rückschlußeisen als Eisenzylinder auszubilden, wobei dann die Xontaktröhre längs einer Mantellinie angeordnet und ein Stabmagnet parallel zur Drehachse an dieser befestigt wäre.The advantages of a small change in the magnetic ratio * e is obtained even in part, when the contact tabs are arranged at a slight distance above the back iron, that is when the Kdntäktröhre z. B. is placed on a closed, so not cut soft iron disc. It is also possible to design the return iron as an iron cylinder, in which case the contact tube would be arranged along a surface line and a bar magnet would be attached to it parallel to the axis of rotation.

-. Im Diagramm nach F i g. 3 ist das von der Betätigungseinrichtung auf die Drehachse zurückwirkende Moment dargestellt. Die gestrichelte Kurve 11 zeigt das Verhalten einer bekannten Betätigungseinrichtung und die ausgezogene Kurve 12 das Verüalten einer Betätigungseinrichtung gemäß der Erfindung. Aus dem Vergleich der beiden Kurven ist zu ersehen, daß durch die Erfindung eine wesentliche Verringerung des störenden Momentes erreicht wird. -. In the diagram according to FIG. 3 shows the moment acting back on the axis of rotation from the actuating device. The dashed curve 11 shows the behavior of a known actuating device and the solid curve 12 shows the behavior of an actuating device according to the invention. From the comparison of the two curves it can be seen that the invention achieves a substantial reduction in the disturbing torque.

. Bei der Anordnun g des Magneten über einer Eisenscheibe ist es außerdem möglich, den Betätig.ungsmagneten zugleich lagerentlastend wirken zu lassen. Soll beispielsweise das Eigengewicht einer senkrecht stehenden Drehachse aufgefangen werden, so müßte der Betätigungsmagnet entgegen dem gezeichneten Ausführungsbeispiel unterhalb der Weicheisenscheibe liegen, so daß infolge des Anziehens des Magneten durch die Eisenscheibe die Welle ange-' hoben wird. . In the Anordnun g of the magnet on an iron disc, it is also possible to let the Betätig.ungsmagneten act at the same time relieving bearings. If, for example, the dead weight of a vertical axis of rotation is to be absorbed, the actuating magnet would have to lie below the soft iron disk, contrary to the illustrated embodiment, so that the shaft is lifted as a result of the magnet being attracted by the iron disk.

Claims

Claims: 1. Actuating device for by means of a pivotable magnet to be actuated ferromagnetic contact tongues, z. B. with a protective gas contact, characterized in that parallel to the plane of movement of the magnet (3) a pivot axis (1) concentrically enclosing the return iron (4) is provided and that the contact tongues (7, 8) in the plane of the return iron (4) within the trajectory of the magnetic lines of force.

2. Device according to claim 1, characterized in that one serving as a return iron, the axis of rotation (1) freely surrounding soft iron disc (4) is cut tangentially (at 5) and that the protective gas tube (6) in which the contact tongues (7, 8 ) are housed, lies parallel to this gate in the plane of the pane. 3. Device according to claim 2, characterized in that on the side of the protective gas tube (6) which is opposite the tangential cut of the soft iron disc (4), an adjustable magnetic shunt, for example in the form of a displaceable soft iron body (9) or a soft iron body with selectable waste measurements, is arranged. 4. A device according to claim 2 and 3, characterized in that the magnet is a tangent was at the axis of rotation (1) in the same waste as the center distance between the axis of rotation (1) and the contact tube (6) fixed bar magnet (3), at the Ends of pole shoes (10, 10 ') are provided, the exit surfaces of which are paraffel to the plane of the soft iron disc (4). 5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the magnet (3) and return iron (4, 9) are arranged so that the magnetic force results in a relief of the axis of rotation bearings, so that for example the magnet (3) below the soft iron disc (4 ) is when the axis (1) is vertical and is pressed down due to its own weight.