DE1439300A1

DE1439300A1 - Haltemagnet als Ausloeser fuer elektrische Geraete

Info

Publication number: DE1439300A1
Application number: DE19631439300
Authority: DE
Inventors: Helmut Roesch; Rudolf Scherbaum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-10-26
Filing date: 1963-10-26
Publication date: 1969-09-25
Also published as: AT259671B; BE649432A; CH419347A

Description

Haltemagnet als Auslöser für elektrische Geräte

Es sind bereits als Auslöser für elektrische Geräte Haltemag-

nete bekannt, die durch remanenten Magnetismus die Haltekraft

für den Anker erzeugen und den Anker beim Auftreten einer

Fremderregung, die dem remanenten Magnetismus entgegenwirkt,

abfallen lassen. Solche Haltemagnete, kurz genannt Remanenzmag-

nete, zeichnen sich durch eine große Empfindlichkeit beim Aus-

lösen aus. Schon sehr kleine Ströme genügen, um durch die Fremd-

erregung den Anker-zum Abfall zu bringen. Deshalb hat man die

Remanenzmagnete auch schon als Auslöseorgane für kochempfind-

liche Fehlerstromschutzschalter vorgesehen.

Die Auikabe der Erfindung besteht darin, an solchen Remanenz-

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magneten di-e Haltekraft für den Anker und die Auslöseempfind-

lichkeit zu steigern. Erfindungsgemäß wird dieso durch besondere

Auswahl des zur Erzeugung der Haltekraft dienenden Werkstoffes

erreicht. In dem Magnetkreis ist ein Werkstoff mit-einer Remanenz

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von etwä 5 bis 10.103 GaUß und einer Koerzitivkraft von etwa

0,5 bis 10 Oersted enthalten. Als Werkstoff hierfür eignen sich

insbesondere Kohlentöffstähle mit-etwa 0,1 bis 0,»4 % Kohlen-

. ,

Stoff, z.H. die auf dem Markt befindlichen Stähle St 35, S#t 34 K,

St 50-2. Der*Haltemagnet gemäß der Erfindung besitzt außer einer

sehr großen Empfindlichkeit beim Auslösen eine gesteigerte

Haltekraft. Der Haltemagnet gemäß der Erfindung zeichnet sich

somit zugleich durch eine besondere Kleinheit gegenüber Halte-

magneten anderer Bauart aus. An dem Haltemagnet gemäß der Erfin-

dung ist die Haltekraft so groß, daß der unter Wirkung einer

Zugfeder stehende Anker beim Auslösen unmittelbar, also ohne

Zwischenschaltung eines mechanischen Kraftspeichers oder eines

Hilfsstromkreises, auf den Schaltmechanismus des elektrischen

Gerätes einwirken kann. Das Einwirken des Ankers auf den Schalt-

mechanismus ist sehr zuverlässig. Infolge der vergrößerten

Haltekraft hat der Remanenzmagnet gemäß der Erfindung eine sehr

große Sicherheit gegen Fehlauslösungen bei Erschütterungen:

Bemißt man den erfindungsgemäßen Haltemagneten so, daß er bei

der gewünschten Haltekraft die kleinstmögliche Auslöseleistung

besitzt (Optimierung), so kann es vorkommen, daß an dem Halte-

magnet gemäß der Erfindung der Eisenkörper so klein wird, daß

die Wicklung für die Fremderregung nicht mehr untergebracht

werden kann. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, wenn in dem.

ruhenden Eisenkörper des-Haltemagneten Bauteile aus hochperme-

ablem Werkstoff vorhanden sind. Hierzu gehören die tisen-Niekel-

Zegierungen. Solche Bauteile vorgrößern für die Unterbringung

der Wicklung den Eisenkörper, ohne dde optimalen Daten den Mag-

netkreises nennenswert zu verändern. Die Vergrößerung deb Eisen-

körpers geschieht vorzugsweise durch Verlängerung seiner die

Wicklung tragenden Schenkel.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß die An-

lageflächen zwischen dem ruhenden Eisenkörper und dem Anker

so gestaltet werden, daß im Lauf der Zeit keine Veränderungen

eintreten, die eine Vergrößerung des Luftspaltes zufolge haben,

der wegen der Erzeugung der hohen Haltekraft so klein wie mög-

lich gehalten wird. Diese Aufgabe läßt sich durch Verwendung

von rostfreien martensitischen Chrom-Nickel-Stählen', z.B. den

auf dem Markt befindlichen Stahl X8 Cr 17, lösen. Solche Stähle

haben zugleich die obengenannte erwünschte magnetische Eigen-

schaft. Zur Lösung der eben genannten Aufgabe trägt auch dazu

bei, daß der Anker aus hochpermeablem Werkstoff besteht. Man

kann auch an dem ruhenden Eisenkörper die Schenkel von ihren

Enden ausgehend auf ihrer Länge teilweise oder ganz aus hoch-

permeablem Werkstoff herstellen. Durch diese Ausbildung des

Haltemagneten ist eine hohe Sicherheit gegen Korrosion an den

Anlageflächen zwischen Eisenkörper und Anker erzielt. Bestehen

die Schenkelenden des ruhenden Eisenkörpers aus dem die Halte-

kraft erzeugenden Werkstoff, so haben zweckmäßig die dem Anker

zugewandten Flächen des Eisenkörpers einen Korrosion verhin-

dernden Oberflächenschutz ohne Auftrag, der z.B. durch Diffu-

sion aufgebracht ist. Unter Umständen genügt es', wenn diese

Fläche mit einem durch Auftrag, z.B. durch Aufdampfen, herge-

stellen, die Korrosion verhindernden Oberflächenschutz ver-

sehen sind.

In der Zeichnung sind 'zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung

dargestellt,.

Der Haltemagnet (RemanenzmagnettY gemäß der Erfindung, der als

Auslöser für elektrische Geräte dient, hat einen ruhenden

Eisenkörper 1 und einen unter der Wirkung einer Zugfeder 2

stehenden Anker 3. Zwischen dem ruhenden Eisenkörper und dem

Anker ist-ein Duftspalt 4 vorhanden, der durch Schleifen der

Bauteile so klein wie möglich gehalten ist. 5 ist die Wicklung

einer Fremderregung, die vorzugsweise auf beiden Schenkeln

des U-förmig ausgebildeten Eisenkörpers 1.untergebracht wird.

Diese Wicklung wird beim Auslösen des Haltemagneten von einem

Strom durchflossen. Insbesondere ist es der im Fehlerfalle auf-

tretende Fehlerstrom in einer elektrischen Anlage, die durch

einen Fehlerstromschutzschalter überwacht wird. Dieser Fehler-

strom wird über einen Summenstromwandler an die Wicklung 5 heran-

geführt.

Erfindungsgemäß ist in dem Magnetkreis des Haltemagneten zur

Erzeugung der Haltekraft ein Werkstoff mit einer Remanenz von

5 bis 10.103 Gauß und einer Koerzitivkraft von etwa 0,5 bis 10

Oersted enthalten. Dieser Werkstoff kann den ganzen U-förmigen

ruhenden Eisenkörper 1 bilden. Ig der Zeichnung ist eine vor-

teilhafte Ausbildungsform des ruhenden Eisenkörpers dargestellt.

In der Figur 1 sind an dem Eisenkörper 1 nur der Mittelteil

und Teile der Schenkel von dem 'aus dem die Haltekraft erzeugen-

den Werkstoff hergestellt. In der Figur 2 ist lediglich der

Mittelteil des Eisenkörpers von diesem Werkstoff gebildet.

Diese Bauteile sind in beiden Figüren mit 1' bezeichnet. In

beiden Ausführungsbeispielen bestehen die übrigen Teile des

ruhenden Eisenkörpers 1@, die mit 1" bezeichnet sind, aus hoch-

permeablem Werkstoff. Die Teile 1" erstrecken-sich in dem Aus-

führungsbeispiel der Figur 1 auf einen Teil der Länge, in dem

Ausführungsbeispiel der Figur 2 auf die ganze Länge der Schenkel.

Hierdurch ist.eine Vergrößerung der Schenkellängen erzielt, die

bei der an sich vorhandenen Kleinheit des Haltemagneten notwendig

ist, um die Wicklung 5 an dem Eisenkörper unterzubringen. Die

Verbindung zwischen den Bauteilen 1' und 1" wird vorzugsweise

durch Zusammenschweißen erzielt. Werden die Bauteile 1", die

von den Schenkelenden ausgehend sich teilweise oder ganz auf die

Länge der Schenkel erstrecken, und der Anker 3 aus einem hoch-.

permeablem Werkstoff gefertigt, der zugleich von einer Nickel=

Eisen-Legierung gebildet ist, so ist vorteilhafterweise ein

sicherer Schutz gegen Korrosion an den Anlageflächen zwischen

dem ruhenden Eisenkörper 1 und dem Anker 3 erzielt.

Claims

Patentansprüche 1. Haltemagnet als Auslöser für elektrische Geräte, insbeson- dexe fehlerstromschutzschal.ter, dessen Haltekraft durch remanenten Magnetismus erzeugt ist, dem zum. Auslösen eine fremderreg=g entgegenwirkt, dadgrah gekennzeichnet, daß .in dem)Magnetkreis zur Erzeugung der Haltekraft ein Werk- , stoff mit einer.Remanenz von etwa 5 bis 10.103 Gauß und eine- Koerzitivkxaft von 0,5 bis 10 Oersted enthält. 2. Haltemagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Haltekraft erzeugende Werkstoff von einem Kohlenstoff- stahl mit etwa 0,1 bis 0,4 % Kohlenstoff gebildet ist. 3. Haltemagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Haltekraft erzeugende Werkstoff von einem martensitischen Chrom-Nickel-Stahl gebildet ist. 4. Haltemagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetkreis, vorzugsweise in dem ruhenden Eisenkörper (1), Bauteile aus,hochpermeablem, zweckmäßig nickelhaltigem Werkstoff vorhanden sind. 5. Haltemagnet nach Anspruch Lund 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ruhenden Eisenkörper (1) die Schenkel von ihren Enden ausgehend auf ihrer Länge teilweise oder ganz von Bauteilen (1") aus hochpermeablem, nickelhaltigem Werkstoff gebildet sind)

6. Haltemagnet nach Anspruch ', dadurch gekeYlhzeichrtet, daß bei Schenkelenden, die aus dem die Haltekraft erzeugenden Werk- stoff bestehen, die dem Anker zugewandten Flächen des Eisen- körpers einen Korrosion verhindernden Oberflächenschutz ohne Auftrag, z.H. durch Diffundieren, haben. ?. Haltemagnet nach Ansptuch 'i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schenkelenden, die aus dem die Haltekraft erzeugenden Werk- Stoff bestehen, die dem Anker zugewandten@Flä.chen des Eisen- körpers einen durch Auftragen, insbesondere Aufdampfen, erzeugte Korrosion verhindernden Oberflächenschutz haben.