DE19608729C1 - Elektromagnetisches Schaltgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltgerät, in welchem ein Anker in einem elektromagneti­ schen Block an einem Ende eines Tauchkernteils mit einer Ankerplatte versehen ist, eine Wicklung um einen Spulenkörper gewickelt ist, in dessen axialer Öffnung der Tauchkernteil des Ankers axial verschiebbar eingesetzt ist, ein inneres Joch um die Wicklung herum angeordnet ist und der äußeren Oberfläche der Ankerplatte des Ankers zugewandt ist, ein äußeres Joch derart angeordnet ist, daß es dem inneren Joch gegenüberliegt, wobei ein Permanentmagnet zwischen diesen eingefügt ist, und daß es einem Teil des inneren Jochs zuge­ wandt ist, welches der Ankerplatte gegenüberliegt, um deren Verschiebungsweg zu begrenzen, und bewegliche Kontakte eines Kontaktblocks durch eine Ankopplungseinrichtung mittels Ver­ schiebung des Ankers veranlaßt sind, Kontakt mit ortsfesten Kontakten herzustellen bzw. zu unterbrechen.

Das gattungsgemäße Schaltgerät ist aus der DE 39 08 319 A1 bekannt. Hier ist das äußere Joch U-förmig ausgebildet. Es liegt dem anderen Ende des Tauchkernteils derart gegenüber, daß es senkrecht und benachbart zu diesem liegt. Ein magne­ tischer Zylinder ist in die axial verlaufende Öffnung des Spulenkörpers eingesetzt, diese Ausführung hat reduzierte Anziehungskräfte während der Wicklungsaberregung zur Folge. Zugleich werden die Anziehungskräfte bei der Wicklungserre­ gung mit dem Nennstrom erhöht, womit eine hocheffiziente Betätigung erreicht wird.

Weiterhin ist ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einem elektromagnetischen Block aus der US-PS 4,509,026 bekannt. Der elektromagnetische Block umfaßt hier einen Anker, der einen Tauchkern aufweist sowie zwei Ankerplatten, welche an den beiden Enden des Tauchkerns befestigt sind. Außerdem ge­ hört zum elektromagnetischen Block eine um den Tauchkern des Ankers gewickelte Wicklung, innere Joche, die am Umfang der Wicklung und zwischen den zwei Ankerplatten angeordnet sind, und äußere Joche, die außerhalb der inneren Joche angeordnet sind. Zwischen den inneren und den äußeren Jochen sind Perma­ nentmagnete eingefügt. Der Kern wird hier zwischen einer vor­ wärtigen und einer rückwärtigen Position bewegt, wobei er durch die inneren und äußeren Joche zurückgehalten wird, wenn die Wicklung erregt bzw. aberregt ist und ein Kontaktgeber dadurch betätigt wird, um einen Kontakt herzustellen bzw. zu unterbrechen. Der magnetische Fluß des Permanentmagneten überlagert den Fluß der Wicklung dabei entweder positiv oder negativ. Bei dieser Anordnung müssen allerdings stets Zwi­ schenräume oder Permanentmagneten im magnetischen Fluß der Wicklung vorhanden sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Schaltgerät der obengenannten Art mit einem Magnetsystem, insbesondere einem Gleichstrommagnetsystem mit Dauermagnet­ unterstützung zu schaffen, das bei geringer Verlustleistung und geringem Raumbedarf mehrere Öffner- und Schließerkontakte effizient betätigt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in­ nere Joch zusätzlich derart ausgebildet ist, daß es dem ande­ ren Ende des Tauchkernteils derart gegenüberliegt, daß es senkrecht und benachbart zu diesem liegt, und daß ein magne­ tischer Zylinder, welcher eine axiale hänge aufweist, die hinreichend größer ist, als die Wandstärke des Jochs an des­ sen Teil, der diesem anderen Ende des Tauchkernteils zuge­ wandt ist, in die axial verlaufende Öffnung des Spulenkör­ pers, dabei das andere des Tauchkernteils umgebend, einge­ setzt ist, so daß er in Höhe desjenigen Teils des inneren Jochs, welcher dem äußeren Ende des Tauchkernteils zugewandt ist, liegt.

Dadurch, daß die axiale Länge des magnetischen Zylinders hin­ reichend größer ist als die Wandstärke des Jochs an dessen Teil, der diesem anderen Ende des Tauchkernteils zugewandt ist, wird ein ausreichender magnetischer Leitwert zum Über­ tritt der magnetischen Kraftlinien zwischen dem Joch und dem Tauchkernteil gewährleistet. Der Ausdruck "hinreichend größer" beinhaltet die Forderung nach einem ausreichenden magnetischen Leitwert und ist nicht als Mindestverhältnis zwischen der axialen Länge des Magnetzylinders und der Wand­ stärke des Jochs zu verstehen, da dieses Verhältnis auch von der Breite des Jochs abhängt.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Aus der DE 39 32 274 A1 ist eine Anordnung zur Verbindung von Kontaktbrückenträger und Magnetanker bei Kleinschützen ent­ nehmbar, bei der ein inneres Joch Vorsprünge zur Halterung eines Permanentmagneten aufweist.

Die DE-AS 11 40 622 offenbart einen Tauchkern mit einem Hohl­ raum zur Aufnahme einer Rückstellfeder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand einer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektromagne­ tischen Blocks gemäß der vorliegenden Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch den elektromagne­ tischen Block nach Fig. 1 in AUS-Stellung;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektromagne­ tischen Blocks gemäß der Erfindung nach Einbau in einer Magnetkammer;

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des elektromagnetischen Blocks mit einem Gehäuseunter­ teil;

Fig. 5 zeigt einen Vertikalschnitt durch den elektromagne­ tischen Block nach Fig. 1 in EIN-Stellung.

In Fig. 1 bis Fig. 5 ist der elektromagnetische Block 1 eines Schaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser ist in einem Gehäuseunterteil 2 gemäß Fig. 3,4 ange­ ordnet, das am oberen Ende offen ist, um einen hier nicht dargestellten Kontaktblock aufzusetzen, der durch den elek­ tromagnetischen Block 1 betätigt wird. Der elektromagnetische Block 1 umfaßt einen Spulenwicklungskörper 3 mit einem dem Kontaktblock zugewandten oberen 4 und einem diesem abgewand­ ten unteren Flansch 5. Um den Spulenwicklungskörper 3 ist eine Wicklung 6 gewickelt. Der Spulenwicklungskörper 3 weist eine axiale Öffnung 7 auf und ist Teil eines Spulenkörpers 8, an den die Anschlüsse für die Wicklung 6 angebracht sind. In der axialen Öffnung 7 ist ein Tauchkernteil 9 eines Ankers 10 verschieblich eingesetzt. Am oberen, dem Kontaktblock zuge­ wandten Tauchkernteilende steckt eine Ankerplatte 11 auf ei­ nem zylindrischen Fortsatz 12. Das untere, dem Boden des Ge­ häuseunterteils 2 zugewandte Tauchkernteilende weist eine zylindrische Ausnehmung 13 zur Aufnahme einer nichtdarge­ stellten Abdruckfeder auf, die sich andererseits am Gehäuse­ unterteil 2 abstützt und die Kontakte des Kontaktblocks im stromlosen Zustand des elektromagnetischen Blocks 1 im AUS- Zustand hält. Auf einander gegenüberliegenden Seiten der Wicklung 6 und dieser eng benachbart, ist jeweils eine U-förmige Jochhälfte 14 eines inneren Jochs 15 angeordnet. Beide Jochhälften 14 sind aus einem plattenförmigen Mittel­ teil 16 gebildet, an dessen Enden Schenkel 17, 18 rechtwink­ lig sich fortsetzen. Im montierten Zustand gemäß Fig. 2, 3, 5 verlaufen die Mittelteile 16 parallel zum Tauchkernteil 9 zwischen den Flanschen 4, 5, während die dem Kontaktblock zugewandten oberen Schenkel 17 an der Außenfläche des oberen Flansches 4 senkrecht ausgerichtet zu dem Tauchkernteil 9 an­ liegen und sich nahezu bis zum zylindrischen Spulenwicklungs­ körper 3 mit der axialen Öffnung 7 erstrecken. In dieser steckt auf der dem Boden des Gehäuseunterteils 2 zugewandten Seite ein magnetischer Zylinder, hier als Buchse 19 ausgebil­ det, der in geringfügigen Abstand um den Tauchkernteil 9 her­ umliegt und einen sich über den unteren Flansch 5 erstrecken­ den Überstand hat, den die unteren Schenkel 18 der inneren Jochhälften 14 formschlüssig umgreifen. Im zusammengebauten Zustand liegen die oberen Schenkel 17 näher an der Wicklung 6 als die Ankerplatte 11. Der obere Flansch 4 ragt über die Außenflächen der oberen Schenkel 17 und stellt für die Anker­ platte 11 einen Anschlag 20 dar, durch den bei angezogenem Anker 10 ein geringer Zwischenraum sichergestellt wird.

Außen um das innere Joch 15 herum ist ein äußeres Joch 21 an­ geordnet, wobei zwei plattenförmige Permanentmagnete 26 so zwischen diese geschoben sind, daß sie entlang der Mittel­ teile 16 verlaufen. Das äußere Joch ist aus zwei L-förmigen Jochhälften 22 mit jeweils einem Hauptplattenteil 23 und einem rechtwinklig abgewinkelten Schenkelteil 24 gebildet. Die Hauptplattenteile 23 sind parallel zu dem Tauchkernteil 9 des Ankers 10 ausgerichtet. Die einander zugewandten Schen­ kelteile 24 bilden eine Öffnung, die zur Durchführung eines am Anker 10 befestigten Ankopplungsteils 29 zur Betätigung des Kontaktblocks dient. Sie liegen parallel zu den oberen Schenkeln 17 des inneren Jochs 15, wobei im Zwischenraum zwi­ schen beiden die Ankerplatte 11 angeordnet ist. An den Innen­ flächen der Schenkelteile 24 ist ein Antiklebeblech 25 befe­ stigt, das zur Verbindung des Ankopplungsteils 29 mit dem An­ ker 10 und seiner Durchführung einen quadratischen Ausschnitt aufweist. Zur Fixierung der Permanentmagneten 26 ist das in­ nere Joch 15 gemäß Fig. 3 oder das äußere Joch 21 gemäß Fig. 2 mit Vorsprüngen 27 bzw. 28 versehen.

Die Funktion des elektromagnetischen Blocks 1 gemäß der vor­ liegenden Erfindung soll im Folgenden erläutert werden. So­ lange die Wicklung 6 stromlos ist, liegt die Ankerplatte 11 des Ankers 10 an den Schenkelbereichen 24 des äußeren Jochs 21, wobei das Antiklebeblech 25 den erforderlichen Abstand gewährleistet, der ein "Kleben" an dem äußeren Joch 21 ver­ hindert. In dieser Position wird der Anker 10 über zwei magnetische Kreise (siehe Fig. 2) gehalten, die durch den Tauchkernteil 9, die Ankerplatte 10, das äußere Joch 21, die beiden Permanentmagneten 26, das innere Joch 15 und die Buchse 19 in der genannten Reihenfolge geschlossen sind. Bei Erregung der Wicklung 6 wird der Anker 10 in Richtung des Gehäuseunterteil-Bodens angezogen, wobei mit Annäherung der Ankerplatte 11 an die oberen Schenkel 17 des inneren Jochs 15 der magnetische Widerstand der magnetischen Kreise, über die sich der magnetische Fluß ausbildet, abnimmt und mit einer Zunahme der Kraftwirkung auf den Anker 10 einhergeht. Dabei wird eine am unteren Tauchkernteilende 9 eingelegte, zeichne­ risch nicht dargestellte, Abdruckfeder komprimiert. Letztere dient lediglich dazu, den Anker 10 nach Abschaltung der Erre­ gung der Wicklung 6 in die oben beschriebene, den AUS-Zustand der Kontakte herstellenden Position zu drücken, in der dann der eigentliche Halt des Ankers 10 durch die Permanentmagnete 26 bewirkt wird.

Claims (3)

1. Elektromagnetisches Schaltgerät, in welchem ein Anker (10) in einem elektromagnetischen Block (1) an einem Ende eines Tauchkernteils (9) mit einer Ankerplatte (11) versehen ist, eine Wicklung (6) um einen Spulenkörper (8) gewickelt ist, in dessen axiale Öffnung (7) der Tauchkernteil (9) des Ankers (10) axial verschiebbar eingesetzt ist, ein inneres Joch (15) um die Wicklung (6) herum angeordnet ist und der äußeren Oberfläche der Ankerplatte (11) des Ankers (10) zugewandt ist, ein äußeres Joch (21) derart angeordnet ist, daß es dem inneren Joch (15) gegenüberliegt, wobei ein Permanentmagnet (26) zwischen diesen eingefügt ist, und daß es einem Teil des inneren Jochs (15) zugewandt ist, welches der Ankerplatte (11) gegenüber liegt, um deren Verschiebungsweg zu begrenzen, und bewegliche Kontakte eines Kontaktblocks durch eine An­ kopplungseinrichtung (29) mittels Verschiebung des Ankers (10) veranlaßt sind, Kontakt mit ortsfesten Kontakten herzu­ stellen bzw. zu unterbrechen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das innere Joch (15) zusätzlich derart ausgebildet ist, daß es dem anderen Ende des Tauchkernteils (9) derart gegenüberliegt, daß es senkrecht und benachbart zu diesem liegt, und daß ein magnetischer Zylinder (19), welcher eine axiale Länge aufweist, die hinreichend größer als die Wandstärke des inneren Jochs (15) an dessen Teil, der diesem anderen Ende des Tauchkernteils (9) zugewandt ist, in die axial verlaufende Öffnung (7) des Spulenkörpers (8), dabei das andere Ende des Tauchkernteils (9) umgebend, eingesetzt ist, so daß er in Höhe desjenigen Teils des inneren Jochs (15), welcher dem äußeren Ende des Tauchkernteils (9) zuge­ wandt ist, liegt.

2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Tauch­ kernteils (9) einen Hohlraum (13) zur Aufnahme einer Abdruck­ feder aufweist.

3. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Joch (15) mit Vorsprüngen (27) zur Halterung des Permanent­ magneten (26) aufweist.