DE1254768B

DE1254768B - DC train magnet

Info

Publication number: DE1254768B
Application number: DE1961S0073114
Authority: DE
Inventors: Gustav Jaekel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-03-23
Filing date: 1961-03-23
Publication date: 1967-11-23

Description

Gleichstromzugmagnet Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromzugmagneten, insbesondere für die Betätigung elektrischer Schaltgeräte, mit einem Tauchanker und einem magnetischen Rückschluß.DC train magnet The invention relates to a DC train magnet, especially for the operation of electrical switchgear with a plunger and a magnetic yoke.

Erregerwicklungen für Zugmagnete haben die Eigenschaft, auf einen magnetisierbaren Kern im Sinn einer Zentrierung zu wirken, d. h. den Kern so weit in die Spule hineinzuziehen, daß die Länge der magnetischen Kraftlinien möglichst klein wird. Bei Tauchanker-Zugmagneten benutzt man zur Erhöhung der Zugkraft seit langer Zeit magnetische Rückschlüsse, die mit im Bereich des Kerns der Erregerwicklung liegenden Ankergegenstücken ausgestattet sind. Zur Erhöhung der Anzugskräfte und zur Anhebung der Kraftkurve bei abgefallenem Anker hat man die sich gegenüberliegenden Flächen des Ankers und der Ankergegenstücke vergrößert. Die meisten dieser Magnete sind mit konischen Ankern und entsprechend angepaßten Ankergegenstücken ausgestattet. Es ist einleuchtend, daß die Vergrößerung der aufeinander wirkenden Flächen von Anker und Ankergegenstück durch diese Flächen nicht beliebig gesteigert werden kann, sondern auf Grund des Spulendurchmessers sehr weitgehend begrenzt ist.Excitation windings for pull magnets have the property on one to act magnetizable core in the sense of a centering, d. H. the core so far to be drawn into the coil so that the length of the magnetic lines of force is as long as possible becomes small. In the case of plunger pull magnets, one uses to increase the pulling force since long time magnetic conclusions, which with in the area of the core of the excitation winding lying anchor counterparts are equipped. To increase the tightening forces and to increase the force curve when the anchor has fallen off, one has the opposite one Areas of the anchor and the anchor counterparts enlarged. Most of these magnets are equipped with conical anchors and appropriately adapted anchor counterparts. It is evident that the enlargement of the interacting surfaces of The anchor and anchor counterpart cannot be increased at will through these areas, but is very largely limited due to the coil diameter.

Es sind auch Elektromagnete bekanntgeworden, bei denen die Wicklung in eine Höhlung des Eisenkerns eingebettet ist, wobei ein Schaft aus unmagnetischem Material, an welchem eine Ankerplatte befestigt ist, durch eine zentrale Bohrung des Elektromagnetkörpers hindurchgeführt ist. Die Wirkungsweise eines derartigen Magneten entspricht der eines Mantelmagneten; da der Schaft nicht vom Magnetfeld durchflossen ist, so daß hier die bei nach dem Tauchankerprinzip aufgebauten Magnetsysteme auftretenden Probleme nicht vorhanden sind. Bei weiterhin bekannten Wechselstrommantelmagneten ist ein lediglich in der Spule geführter Anker mit großflächigen Ansätzen versehen, die sich im Einflußbereich zweier Polschuhe befinden. Mit einer derartigen Anordnung soll eine wesentliche Hubverlängerung ohne Einsattelung der Zugkraftkurve erreicht werden.There are also known electromagnets in which the winding is embedded in a cavity in the iron core, with a shaft made of non-magnetic Material to which an anchor plate is attached through a central hole of the electromagnet body is passed. The mode of action of such a Magnet corresponds to that of a jacket magnet; because the shaft is not affected by the magnetic field is flowed through, so that here the magnet systems built on the plunger principle occurring problems are not present. With still known AC jacket magnets an armature that is only guided in the coil is provided with large-area attachments, which are in the area of influence of two pole pieces. With such an arrangement should achieve a significant increase in stroke without saddling in the traction curve will.

Die bekannten Anordnungen geben keine Anregung, einen Gleichstromzugmagneten nach dem Tauchankerprinzip aufzubauen, der nach Erreichen einer Mindesterregung möglichst schlagartig eine relativ große Zugkraft entwickelt. Es sind zwar auch Anordnungen bekanntgeworden, bei denen ein Magnetgehäuse mit gegenüberliegenden Kernstümpfen versehen ist. Mit diesen Kernstümpfen steht ein zwischen diesen angeordneter beweglicher Anker auf der einen Seite über sich magnetisch sättigende Teile und auf der anderen Seite über einen Luftspalt in Verbindung. Der Anker wird außermittig durch Federkraft gehalten, so daß der Anker bei kleiner Erregung nach der einen Seite und bei großer Erregung nach der anderen Seite angezogen wird. Bei dieser Anordnung ist es aber nicht möglich, bei Erreichen einer bestimmten Erregung schlagartig eine relativ große Zugkraft zu erreichen, da der Anker mit einer kleinen Erregung in eine Endlage gezogen wird und in dieser verbleibt, bis die Erregung abgeschaltet wird. Erst bei Wiedereinschalten einer relativ großen Erregung wird sich der Anker in die entgegengesetzte Endlage bewegen. Außerdem ist diese Anordnung kompliziert im Aufbau und benötigt einen großen Raum; da die Kernstümpfe in die Spule hineingezogen sind, so daß die die Schaltkraft bestimmenden aktiven beweglichen Teile -im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Magneten klein sind.The known arrangements do not give a stimulus, a direct current train magnet to be built according to the immersion anchor principle, which occurs after a minimum excitation has been reached A relatively large pulling force developed as suddenly as possible. There are also Arrangements become known in which a magnet housing with opposite Core stumps is provided. With these core stumps one is arranged between them movable armature on the one hand over magnetically saturating parts and on the other hand via an air gap. The anchor becomes eccentric held by spring force, so that the armature with little excitation after the one Side and, when excited, to the other side. At this However, it is not possible to arrange it suddenly when a certain level of excitation is reached to achieve a relatively large pulling force, since the anchor with a small excitation is pulled into an end position and remains in this until the excitation is switched off will. Only when a relatively large excitation is switched on again will the anchor move move to the opposite end position. In addition, this arrangement is complicated under construction and requires a large space; as the core stumps are drawn into the coil are, so that the switching force determining active moving parts -in proportion are small to the total volume of the magnet.

Diese Nachteile werden beim Gegenstand nach der Erfindung auf besonders einfache Weise dadurch vermieden, daß der außerhalb der Erregerspule vorgesehene Arbeitsluftspalt zwischen einem am Ankerende angebrachten im Durchmesser gegenüber dem Ankerdurchmesser größeren Ansatz, der z. B. eine Ankerplatte sein kann, und dem mit Abstand von der Erregerspule gehalterten magnetischen Rückschluß gebildet ist, wobei Tauchanker, Ansatz und Rückschlußteile derart abgestimmt sind, daß der Anker bei geringer Erregung gegen die Spule und bei Überschreiten einer Mindesterregung kippartig mit dem Ansatz gegen den Rückschlußschenkel gezogen wird. Ein einfacher Aufbau ergibt sich insbesondere durch die Verwendung eines aus zwei Winkelteilen zusammengesetzten U-förmigen magnetischen Rückschlusses. Da das freie Ende des Tauchankers außerhalb der Erregerwicklung zu liegen kommt, läßt sich ohne Schwierigkeit eine den Zugkraftbedürfnissen angepaßte Ankerplatte am Tauchanker befestigen. An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.These disadvantages are particularly evident in the subject matter of the invention easily avoided in that the provided outside of the excitation coil Working air gap between one attached to the armature end opposite in diameter the anchor diameter larger approach, the z. B. can be an anchor plate, and formed the magnetic yoke held at a distance from the excitation coil is, the plunger, approach and return path parts are coordinated such that the Armature with low excitation against the coil and when a minimum excitation is exceeded is pulled tilt-like with the approach against the yoke leg. A simple one The structure results in particular from the use of one of two angle parts composite U-shaped magnetic yoke. Because the free end of the plunger comes to lie outside the excitation winding, can be without difficulty a Attach the anchor plate adapted to the tensile force requirements to the plunger anchor. At An exemplary embodiment of the invention is described with reference to the drawing.

Die Figur zeigt zum Teil im Schnitt in schematischer Darstellung ein Schaltschütz mit dem die Schaltkontakte enthaltenden Aufbau 1, in den ein Kontaktbrückenträger 2 eingreift. Die Kontakte sowie die Einzelheiten sind weggelassen. Der Kontaktbrückenträger 2 ist mit Fortsätzen 3 an einem eingesteckten Bolzen 4 unter Zwischenlage einer Blattfeder 5 am Tauchanker 6 abgestützt. Der Tauchanker ist durch Führungsringe 7 aus nichtmagnetischem Material in einer rohrförmigen Hülse 8 aus magnetischem Material auf der einen Seite und auf der anderen Seite durch Ansätze 9 des Spulenkörpers 10 mit der aufgebrachten Wicklung 11 geführt. Der magnetische Rückschluß besteht aus der schon erwähnten Hülse 8 und den durch Schrauben 12 verbundenen Winkelstücken 13 und 14 aus magnetisch leitfähigem Material. Der Spulenkörper 10 ist mit Fortsätzen 15 und 16 versehen, die ihrerseits die Anschlußklemmen 17 für die Erregerwicklung tragen und einen Hohlraum 18 bilden, in dem sich eine mit dem Anker 6 verbundene Ankerplatte 1.9 bewegen kann. Die Fortsätze 15 sind gleichzeitig zur Befestigung des Spulenkörpers 10 mit Hilfe der Schrauben 20 ausgebildet.The figure shows, partly in section, a schematic representation of a contactor with the structure 1 containing the switching contacts, in which a contact bridge carrier 2 engages. The contacts and the details are omitted. The contact bridge carrier 2 is supported with extensions 3 on an inserted bolt 4 with a leaf spring 5 interposed on the plunger 6. The plunger is guided by guide rings 7 made of non-magnetic material in a tubular sleeve 8 made of magnetic material on the one hand and on the other side through lugs 9 of the coil former 10 with the applied winding 11. The magnetic yoke consists of the already mentioned sleeve 8 and the angle pieces 13 and 14, connected by screws 12, made of magnetically conductive material. The coil body 10 is provided with extensions 15 and 16, which in turn carry the terminals 17 for the field winding and form a cavity 18 in which an armature plate 1.9 connected to the armature 6 can move. The extensions 15 are formed at the same time for fastening the coil body 10 with the aid of the screws 20 .

Wird die Erregerwicklung an Spannung gelegt, so wird der Tauchanker 6 bedingt durch die Anziehungskräfte zwischen der Hülse 8 und dem Wulst 21 des Tauchankers zuerst in einer Lage gehalten werden, die dem abgefallenen Anker entspricht. Die Rückdruckfedern für den Tauchanker und damit für den Kontaktträger sind hier nicht eingezeichnet. Erst bei überwiegen einer vorgegebenen Mindesterregung wird die Felddichte und damit die Kraft zwischen der Ankerplatte 19 und dem Rückschlußteil 14 überwiegen und damit der Anker schlagartig in die gezeichnete Lage gebracht werden.If the excitation winding is connected to voltage, the plunger becomes 6 due to the forces of attraction between the sleeve 8 and the bead 21 of the plunger are first held in a position corresponding to the anchor that has fallen off. the Back pressure springs for the plunger and thus for the contact carrier are not here drawn. The field density only becomes greater when a given minimum excitation prevails and thus the force between the anchor plate 19 and the return path part 14 predominate and so that the anchor can suddenly be brought into the position shown.

Durch geeignete Formgebung der Ankerplatte sowie gegebenenfalls des Rückschlusses können einseitig wirkende Zugkräfte zwischen Anker und Rückschlußteil 14 weitgehend vermieden werden. Zwischen Anker 6 und Rückschlußteil 14 ist in an sich bekannter Weise ein Blech 22 aus nichtmagnetischem Material eingesetzt.By suitably shaping the armature plate and, if necessary, the return path, tensile forces acting on one side between the armature and return path part 14 can largely be avoided. A sheet 22 made of non-magnetic material is inserted between the armature 6 and the yoke part 14 in a manner known per se.

Durch Unterteilung der Ankerplatte in zwei oder mehrere gegeneinander bewegliche Teile ist es möglich, die Anzugskraft bzw. die Anzugscharakteristik in Grenzen zu verändern. Die Teile können hierbei gegeneinander durch Federn abgestützt sein. Wird z. B. neben der mit dem Anker verbundenen Platte ein weiterer, die Flächen der Platte vergrößernder Ringteil eingesetzt, der in Einschaltrichtung kraftschlüssig mit der Ankerplatte verbunden ist, in Gegenrichtung dagegen frei bewegt werden kann, so kann durch Abstandshalter am magnetischen Rückschlußteil, die nur gegenüber dem Ringteil wirksam werden, die wirksame Ankerfläche gegen Ende der Einschaltbewegung wieder verkleinert werden.By dividing the anchor plate into two or more against each other moving parts it is possible to determine the tightening force or the tightening characteristics in To change boundaries. The parts can be supported against each other by springs be. Is z. B. in addition to the plate connected to the anchor another, the surfaces the plate-enlarging ring part is used, which is frictionally engaged in the switch-on direction is connected to the anchor plate, but can be moved freely in the opposite direction, so can by spacers on the magnetic back yoke part, which is only opposite the Ring part become effective, the effective armature surface towards the end of the switch-on movement can be reduced again.

Claims

Claims: 1. DC pull magnet, especially for operation electrical switching devices, with a plunger and a magnetic return path, characterized in that the working air gap provided outside the excitation coil between one attached to the anchor end in diameter versus anchor diameter larger approach and the magnetic held at a distance from the excitation coil Inference is formed, with plunger armature, approach and return path parts matched in this way are that the armature at low excitation against the coil and exceed a minimum excitation pulled tipping-like with the approach against the yoke leg will.

2. Pull magnet according to claim 1, characterized by a substantially U-shaped magnetic yoke, one leg of which is centrally penetrated by the plunger is.

3. Pull magnet according to claim 1 and 2, characterized in that the anchor plate trained approach composed of at least two mutually movable parts is.

4. pull magnet according to claim 1 to 3, characterized in that on which the Armature plate arranged opposite pole legs of the yoke spacer are held by the parts of the anchor plate at a distance from the yoke leg will.

5. pull magnet according to claim 1 to 4, characterized in that the Armature plate opposite pole legs are provided with an armature counterpart in this way is that the tensile forces act axially to the plunger.

6. Pull magnet according to claim 1 to 5, characterized in that the coil body is the armature plate like a housing encloses. Publications considered: German Patent Specifications No. 277 095, 306 093, 535 469, 555 544, 678 793; German utility model No. 1683 707; Austrian patent specification No. 47 326.