DE1960809B2 - Schaltmagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen SchJtmagnctcn für einen Mechanismus, der nur eine begrenzte Ankerrückstellkraft aufzubringen vermag, mil einem Anker, einem stationären Magnetkern, einem Spulenkörper und einem zwischen dem Anker und dem Magnetkern in einer Tasche angeordneten und aus dieser etwas hervorragenden, zusätzlichen Rückdruckfedcr. die erst kurz vor Schließen desSchaltmagneien gespannt wird.

Derartige Schaltmagnetc werden beispielsweise für Verzögerungsrelais mit pneumatischem Verzögerungsglied verwendet, bei denen der Schaltmagnci aus seiner Grundstellung heraus, d. h. aus seiner offenen Stellung, bei Erregung eine verhältnismäßig umfangreiche Schaltmechanik mit Gegenfeder betätigen muß. während die für die Zurückstellung der Schaltmechanik des Ankers noch vorhandenen Rückstellkräfte verhältnismäßig gering sind und nicht beliebig stark gewählt werden können. Diese funktionell bedingten, relativ schwachen Rückstellkräfte reichen unter Umständen nicht aus. um etwa im Magneteisen vorhandene Remanenzkräfte oder auch um Klebekräfte zu überwinden, welche durch auf den Polflächen abgelagerte Schmutzschichten entstehen können.

Durch die DE-PS 12 05 623 ist ein Magnet bekannt, der im Anker eine Tasche zur Aufnahme einer Rückdruckfeder aufweist, die aus der Tasche etwas hervorragt und kurz vor Schließen des Schaltmngneten auf den stationären Magnetkern auftrifft. Der Magnet ist dort als Bestandteil eines Magnetventiles beschrieben, bei dem der Magnelanker den Ventilstopfen trägt und durch eine zugleich ilen Vcntilschlicßdruck liefernde und die Ankerriickholung bewirkende Rückstellfeder belastet ist. Die in der Ankertascho angeordnete Rückdruckfeder ist dort wc··entlich schwächer als die Ankerrückholfeder, und ihr kommt die Aufgabe zu, bei Abschaltung des Magneten die Ankerstirnfläche einseitig von der Stirnfläche des inagnetkernseitigen Gegenpols abzuheben, so daß die Rückholfeder nur noch eine verminderte Kraft zum vollständigen Ablösen des Ankers vom Magnetkern aufbringen muß. Bei dem bekannten Magneten bestehen Magnetkern und Anker aus magnetischen Gründen aus Weicheisen, das sich maschinell verhältnismäßig gut bearbeiten läßt. Die

ίο Ausbildung einer Ankertasche, z. B. einer Bohrung, zur Aufnahme der dort als Rückdruckfeder vorgesehenen Schraubenfeder stellt zwar keine besondere Schwierigkeit dar, verteuert aber bereits die Herstellung des Magneten. Schwierig ist es dagegen, dort die Länge der

ι Schraubenfeder so abzustimmen, daß sie nur um einen kleinen, genau einzuhaltenden Betrag über die F'äche des Ankers hinaussteht. Bei den heute üblichen Magneten, deren Anker und Kern aus lameliierten und vernieteten Stanzteilen aus hartem, silizieriem Spezialblech bestehen, würde aber die Ausbildung einer Tasche iin Anker zur Aufnahme der Rückdruckieder große Fertigungsschwierigkeiten und Kosten bedingen, zumal ein nachträgliches Ausbohren des Ankers fertigungstechnisch kaum möglich ist. Darüber hinaus wird bei der

2¹) bekannten Anordnung die Polfläche durch die Tasche verkleinert, was besonders nachteilig >ns Gewicht fallen würde, wenn dk bekannte, als Schraubdruckfeder ausgebildete Rückdruckfeder eine hohe Federkraft bei kleinem Hub besitzen soll und dementsprechend groß

to bemessen werden müßte.

Durch die DEAN S 44 149 VII lb/2 Ic-13. 12. 195b ist es zwar bereits bekannt, die Ankerrückstellfeder zwischen Spulenkörper und Anker einzuspannen. Dort handelt es sich jedoch um die übliche, über den

Γι gesamten Ankerrückslellweg wirksame Rückstellfeder.

die der Anzugskraft des Magneten entgegenwirkt und deren Auslegung, falls ein komplizierterer Mechanismus zu betätigen wäre, wiederum sehr schwierig würde.

Der Erfindung liegt die Auf^be zugrunde, den gattungsgemäßen Schaltmagncten derart mit einer zusätzlichen Rückdruckfeder zu versehen, daß die für die überwiegende Strecke der Ankerbewegung wirksamen Federungskräfte unabhängig von der zur Trennung des Ankers vom Magnetkern erforderlichen Abdruck-

4^r> kraft gewählt werden können, wobei zugleich eine für eine Großserienfabrikation geeignete Ausführung geschaffen werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der einen Schenkel des Magnct-

V) kerns umschließende Spulenkörper an gegenüberliegenden, dem Schenkel zugewandten Innenflächen eine oder zwei Einschubtaschen aufweist, in denen je eine Rückdnickfcdcr mit hoher Federkraft angeordnet ist. die aus dem Spulenkörper ankerseilig mit einem

is Vorsprung hervorragt, auf den der Anker erst kurz vor Schließen des .Schaltmagneten auftriffl.

Die verhältnismäßig starke Rückdruckfeder stellt auch bei vorhandenen Remanenzkräften oder Klebckräften das Abreißen des Ankers vom Magnetkern

μ sicher und wird nach einem kurzen Federweg wieder wirkungslos, so daß die restliche überwiegende Strecke der Ankerbewegung nur unter dem Einfluß der für den zu betätigenden Mechanismus vorgesehenen Rückstellkraft erfolgt. Die Anordnung der Rückdruckfedcr im

M Spulenkörper erweist sich dabei fertigungstechnisch ;ils sehr vorteilhaft, da die Tasche von vorncherein im Spulenkörper ausgebildet werden kann und hierzu kein besonderer, kostspieliger Arbeitsgang erforderlich ist.

Die Rückdruckfeder liegt zudem neben den Polflächen, so daß die magnetischen und elektrischen Eigenschaften des Schaltmagneien nicht beeinträchtigt werden. Darüber hinaus können im Spulenkörper verhältnismäßig große Rückdruckfedern untergebracht werden, die ϊ ohne Ermüdungserscheinung eine große Federkraft bei kurzem Hub aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kön.ien die Rückdruckfedern aus federndem Flachmaterial, z. B. Federblech bestehen und zick-zack-, m wellen- oder mäanderförmig gestanzt sein. Federn dieser Art können bei ganz geringem aber exaktem Hub eine sehr hohe Abdruckkraft aufbringen. Sie können in großer Serienproduktion preiswert und einfach aus vorgeformten Preß- und Stanzteilen hergestellt werden, ι s

Der Erfindung zufolge kann ferner vorgesehen werden, daß die Einschubtaschen und die Federn sich in Richtung auf den Anker verjüngen und daß die Federn sich mit ihrem von dem Vorsprung abgewandten Ende auf dem Magnetkern abstützen. >o

Derartige Federn und Einschublabchen am Spulenkörper können in sehr einfacher Weise maßgenau hergestellt werden, so daß die eingebauten Federn immer sehr genau arbeitende Rückdruckfedern darstellen, für die vorteilhafterweise keinerlei Justierung >■; erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I einen Schaltmagneten mit E-förmigem Ma- jo gnetkern und Anker,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-II in F i g. I.

Fig. 3 in Aufsicht eine Rückdruckfeder gemäß der Erfindung.

Fig.4 eine Aufsicht auf das ankerseitige Stirnende ti des Spulenkörpers,

F i g. 5 eine Aufsicht auf das magnetkernseitigc Stirnende des Spulenkörpers und

Fig. b ein Diagramm /ur Erläuterung der Schließ- und Öffnunfeikräfte des Schaltmagneten.

Der .Schaltmagnet umfaßt einen E-förmigen Magnetkern 1 und einen ebenfalls E-förmigen Απ!-.ι_τ 2. deren mittlere Schenkel 3 und 4 von einem Spulenkörper 5 mit Spule 6 umschlossen sind. An dem dem Magnetkern zugewandten Stirnende des Spulenkörpers 5 sind zwei -ti Augen 7, S angeformt, welche einen -"ine Bohrung des Magnetkerns I durchsetzenden Hefestigungsbol/cn 9 aufnehmen.

Am Kern des .Spulenkörpers 5 sind an zwei, sich gegenüberliegenden ut.d jeweils /u den äußeren ίο Schenkeln des Magneten hinweisenden Seiten je eine Einschubtdsche 10, Il ausgebildet, die durch jeweils sich paarweise gegenüberliegende, an die beiden anderen Innenseiten des Spulenkörperkerns angeformte Führungsrippen 10a, \Qb und Ha, 11 Zj gebildet sind. Die Einschubtaschen 10 und 11 verjüngen sich trapezförmig in Richtung auf ihr ankerseitiges Ende. In dem ankerseitigen, den Boden der Einschubtaschen 10 und 11 bildenden Stirnende des Spulenkörpers 5 sind neben der Aufnahmeöffnung 12 für den mittleren Schenkel 4 des Ankers noch zwei Ausnehmungen 13,14 vorgesehen.

In die beiden Einschubtaschen 10, 11 ist jeweils eine, sich ebenfalls trapezförmig verjüngende Rückdr.jckfeder 15, 16 (vergleiche Fig.3) eingeschoben. Die Rückdruckfedern 15, 16 bestehen aus federndem Flachmaterial und sind durch alternierend jeweils an der einen und an der anderen Längsseile vorgesehene Ausnehmungen 17 mäanderförmig gestanzt, so daß sie in ihrer Längsrichtung federelastisch sind. Die Rückdruckfedern können auch zick-zack oder wellenförmig gestanzt sein, indem man den Ausnehmungen 17 Dreieck- oder Halbkreisform gibt. Am vorderen Ende liegen die Rückdruckfedern mi', exakt gestanzten Aniagefiächen ie am Boden der Einsch'btaschen 10, U an und tragen sie einen Vorsprung 19, der durch die Ausnehmungen 13 oder 14 etwas über die ankerseitige Stirnfläche des Spulenkörpers 5 hervorragt. An der Rucks: Ue stützen sich die Rückdruckfedern 15, 16 mit einer exakt gestanzten Fläche 20 am Magnetkern 1 ab.

Die Wirkungsweise des dargestellten Schaltmagneten ist wie folgt: In Fig. I ist der Schaltmagnet in geöffneter Stellung oder Grundstelijng gezeigt, bei welcher der Anker 2 in einem verhältnismäßig großen, durch den zu betätigenden Schaltmechanismus bedingten Abstand vom Magnetkern 1 liegt. Beim Einschalten des Magneten trifft der Anker 2 auf dem letzten, verhältnismäßig kleinen Stück seiner Anzugsbewegung mit seinem Ε-Rücken auf die Vorsprünge 19 der Rückdruckfedern 15, 16 auf, so daß der Magnet erst unter Spannen der Rückdruckfedern 15, 16 schließt. In Fig. 6 zeigt die Kurve I die Kraft P des Mag.· cten in Abhängigkeit vom Abstand s zwischen Anker und Magnetkern. Die Kurve Il veranschaulicht die Kraft der Rü.kdruckfedern 15, 16, welche der Magnet beim Schließen überwinden muß. Beim Abschalten des Magneten steht diese Federkraft als Abdnickkraft zur Verfugung, welche den Anker 2 auch gegen eventuelle Remanenz- oder Klebekräfte sofort abdrückt. Wegen des kurzen Federweges der sehr starken Federn 15, 16 ist die Federkraft sofort nach Abreißen des Ankers aufgebraucht, so daß die restliche Öffnungsbewegung des Ankers nicht mehr von den Federn 15,16 beeinflußt wird. Die Federn 15, 16 haben damit auf den Hauptabschnitt der Ankerrückstellung und auf die Rückstellung des an den Anker angeschlossenen Mec^iinismusses keinen Einfluß.

11ic;,-ti 2 iilatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Schaltmagnet für einen Mechanismus, der nur eine begrenzte Ankerriickstellkraft aufzubringen vermag, mit einem Anker, einem stationären Magnetkern, einem Spulenkörper und einer zwischen dem Anker und dem Magnetkern in einer Tasche angeordneten und aus dieser etwas hervorragenden, zusätzlichen Rückdruckfeder, die erst kurz vor Schließen des Schaltmagneten gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Schenkel (3) des Magnetkerns (1) umschließende Spulenkörper (5) an gegenüberliegenden, dem Schenkel (3) zugewandten Innenflächen eine oder zwei Einschubtaschen (10, 11) aufweist, in denen je eine Rückdruckfeder mit hoher Federkraft (15, 16) angeordnet ist. die aus dem Spulenkörper ankerseitig mit einem Vorsprung (19) hervorragt, auf den der Anker (2) erst kurz vor Schließen des Schalttnagneten auftritt.

   λ— .jCiiiiiiiMugriCi nuCn fTi^SprUCii ι, uauuTCn

   gekennzeichnet, daß die Federn (15) aus federndem Flachmaterial, z. B. Federblech, bestehen und Zickzack-, wellen oder mäanderförmig gestanzt sind.

   3. Schaltmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschubtaschen (10. 11) und die Federn (15, 16) sich in Richtung auf den Anker (2) verjüngen und daß die Federn (15, 16) sich mit ihrem von dem Vorsprung (19) abgewandten Ende (20) auf dem Magnetkern (1) abstützen.