DE1992600U

DE1992600U - CORES MADE FROM LAYERED SHEETS FOR ELECTROMAGNETS.

Info

Publication number: DE1992600U
Application number: DET24079U
Authority: DE
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1967-05-26
Filing date: 1968-05-07
Publication date: 1968-08-29
Also published as: CH488258A; NL157736B; US3538601A; DE1764271B2; DK137298C; GB1158859A; FR1532459A; AT284251B; DE1764271A1; DE1764271C3; BE714018A; NL6807152A; LU55958A1; SE367887B; DK137298B

Description

Die Erfindung betrifft feste oder bewegliche Kerne aus geschichteten Blechen, die gewöhnlich bei mit Wechselstrom arbeitenden Elektromagneten verwendet werden, sowie ein besonders einfaches Verfahren zu ihrer Herstellung. Derartige Kerne bestehen aus magnetischen Blechen, die E- oder U-förmig zugeschnitten sind und dann zu Paketen zusammengefasst und üblicherweise vernietet werden. In vielen Einrichtungen, wie beispielsweise bei Relais oder Schaltern, bildet eines dieser Pakete den festen Teil und trägt auf einem seiner Schenkel die den magnetischen Fluß erzeugende Erregerwicklung, während der mit Anker bezeichnete andere Teil verschiebbar oder um einen genügend kleinen Winkel drehbar ist.The invention relates to fixed or movable cores made of laminated metal sheets, which are commonly used in electromagnets operating with alternating current, and to a particularly simple method for their manufacture. Such cores consist of magnetic sheets that are cut into an E or U shape and then combined into packages and usually riveted. In many facilities, such as relays or switches, one of these packages forms the fixed part and carries the excitation winding which generates the magnetic flux on one of its legs, while the other part, referred to as armature, is displaceable or rotatable through a sufficiently small angle.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromagneten, der ohne Verschlechterung der Qualität des magnetischen Kreises gegenüber den ungünstigen Auswirkungen der Remanenz einer sehr großen Anzahl von Betätigungen standhält, ist in der französischen Patentschrift 1 224 469 beschrieben.A method for producing an electromagnet which can withstand a very large number of actuations without deteriorating the quality of the magnetic circuit against the adverse effects of remanence is described in French patent specification 1,224,469.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung derartiger Kerne, mittels dessen mit einfacheren und somit wirtschaftlicheren Mitteln noch bessere Ergebnisse erzielt werden, sowie eines Kernes für einen Elektromagneten, welcher aus zwei Teilen besteht, von denen der eine bezüglich des anderen beweglich ist und der unter Vermeidung der Haftwirkung zwischen den Polflächen die Durchführung einer sehr großen Anzahl von Betätigungen ohne Beschädigung der Polflächen ermöglicht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können alle Arten und Formen von Kernen für Elektromagnete hergestellt werden, aber bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von Magnetkernen mit zwei Schenkeln, d.h. von Kernen, die aus U-förmig zugeschnittenen und mit einem antiremanenten Luftspalt in den Schenkeln versehenen Blechen aufgebaut sind.The object of the invention is to create a method for producing such cores, by means of which even better results are achieved with simpler and thus more economical means, and a core for an electromagnet, which consists of two parts, one of which is movable with respect to the other and which, while avoiding the adhesive effect between the pole faces, enables a very large number of operations to be carried out without damaging the pole faces. According to the method according to the invention, all types and shapes of cores for electromagnets can be produced, but the preferred field of application of the invention is the production of magnetic cores with two legs, i.e. cores made of U-shaped sheets and provided with an anti-permanent air gap in the legs are constructed.

Wird der antiremanente Luftspalt durch einen schmalen Raum geschaffen, der aus einer Unterbrechung in dem Metall derIf the anti-permanent air gap is created by a narrow space that consists of an interruption in the metal of the

Schenkel des Kernes resultiert und nicht von dem Spalt an den den festen und beweglichen Teil trennenden Polflächen gebildet wird, so ist sichergestellt, dass dieser antiremanente Luftspalt sogar nach einer sehr großen Anzahl von Betätigungen konstant bleiben wird, da er nicht durch Verschleiß oder Stauhen der Auftrefflächen dieser Teile geändert wird. Es ist somit in diesem Falle nicht erforderlich, diese Flächen durch eine chemische Behandlung zu härten. Es ist jedoch vorteilhaft, in bekannter Weise auf die Auftrefflächen des Elektromagneten eine dünne Ölhaut aufzubringen, die einerseits einen Korrosionsschutz gewährleistet und andererseits den Aufprallstoß dämpft. Dieses Verfahren der Schmierung mittels einer sich zwischen den geschichteten Blechen befindenden Ölreserve, die langsam auf die Polfläche austritt, ist bereits bekannt und führt zu einer bedeutenden Verbesserung der Qualität von Elektromagneten, die den Stößen des Ankers ausgesetzt und mehrere Millionen Male betätigt werden.Leg of the core results and is not formed by the gap on the pole faces separating the fixed and movable part, this ensures that this anti-retentive air gap will remain constant even after a very large number of actuations, since it is not caused by wear or jamming of the impact surfaces these parts is changed. It is therefore not necessary in this case to harden these surfaces by means of a chemical treatment. However, it is advantageous to apply a thin oil skin to the impact surface of the electromagnet in a known manner, which on the one hand ensures corrosion protection and on the other hand dampens the impact shock. This method of lubrication by means of an oil reserve located between the layered sheets, which slowly escapes onto the pole face, is already known and leads to a significant improvement in the quality of electromagnets that are exposed to the shocks of the armature and operated several million times.

Die Ölreserve zwischen den geschichteten Blechen kann sowohl bei E-förmigen Kernen mit drei Schenkeln als auch bei U-förmigen Kernen mit zwei Schenkeln verwendet werden. In jedem Falle werden zwei nahe beieinanderliegende, miteinander zusammenarbeitende Polflächen vorhanden sein, da dann, wenn der Kern U-förmig ist, ein Luftspalt eingefügt, bzw. vorhanden sein muß.The oil reserve between the layered sheets can be used for E-shaped cores with three legs as well as for U-shaped cores with two legs. In any case, there will be two closely spaced, cooperating pole faces, since if the core is U-shaped, an air gap must be inserted or present.

Diese aneinandergrenzenden Flächen werden in bekannter Weise dadurch erhalten, dass das aus gebündelten Blechen bestehende Paket mittels einer Schleifscheibe bearbeitet wird. Sind die aufeinandertreffenden Polflächen mittels einer Schleifvorrichtung geschliffen worden und weisen diese gleichen Polflächen eine Ölhaut auf, so treten Nachteile in Erscheinung. Einerseits wird nämlich bei den wiederholten Schließvorgängen des Ankers die Ölhaut zerrissen und das Öl spritzt auf die Außenteile, und andererseits besteht die Tendenz, dass die eine Art Spiegel bildenden ebenen Flächen aneinanderkleben und das erneute Öffnen des magnetischen Kreises behindern. Um diese Erscheinung zu vermeiden, könnte ganz davon abgesehen werden, die zwei Teile des Kernes mittels einer Schleifscheibe zu bearbeiten, aber dann würde der magnetische Kreis in Schwingung geraten und in erregtem Zustand ein starkes Geräusch erzeugen.These adjoining surfaces are obtained in a known manner in that the package consisting of bundled metal sheets is processed by means of a grinding wheel. If the pole faces meeting one another have been ground by means of a grinding device and if these identical pole faces have an oil skin, then disadvantages arise. On the one hand, when the armature is closed repeatedly, the oil skin is torn and the oil splashes onto the outer parts, and on the other hand, there is a tendency that the flat surfaces forming a kind of mirror stick to one another and prevent the magnetic circuit from opening again. To avoid this phenomenon, the two parts of the core could be completely refrained from machining the two parts of the core with a grinding wheel, but then the magnetic circuit would start to vibrate and generate a loud noise when excited.

Es konnte festgestellt werden, dass bei einem aus geschichteten Blechen aufgebauten Magnetkern für einen Elektromagnet mit einer auf den Polflächen ein Ölhaut erzeugenden Ölreserve gleichzeitig die Beseitigung des Klebeeffektes zwischen den Flächen und im Vergleich zu üblichen technischen Elektromagneten eine wesentlich höhere Anzahl von Betätigungen erzielt wird, wenn gemäß der Erfindung die Gruppe derIt was found that in the case of a magnetic core made up of laminated metal sheets for an electromagnet with an oil reserve that creates an oil skin on the pole surfaces, the adhesive effect between the surfaces is eliminated and, compared to conventional technical electromagnets, a significantly higher number of actuations is achieved if according to the invention, the group of

Polflächen eines Teiles des Kernes mittels einer Schleifvorrichtung bearbeitet wird, während die damit zusammenarbeitende Fläche des anderen Teils lediglich durch Zusammendrücken ausgerichtet, aber nicht geschliffen wird.Pole faces of a part of the core is machined by means of a grinding device, while the cooperating face of the other part is only aligned by compression, but not ground.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, deren Figur 1 eine Ausführungsform eines Kerns gemäß der Erfindung zeigt, und deren Figur 2 eine Detaildarstellung der Figur 1 ist, wird nachfolgend die Herstellung eines derartigen Magnetkerns erläutert, wobei nur die Besonderheiten dieses speziellen Verfahrens beschrieben werden, da der allgemeine Aufbau von geschichteten Kernen bekannt ist.With reference to the drawing, whose Figure 1 shows an embodiment of a core according to the invention, and whose Figure 2 is a detailed representation of Figure 1, the production of such a magnetic core is explained below, only the peculiarities of this special process are described, since the general structure of layered cores is known.

Figur 1 zeigt ein durch Nieten oder Bolzen 2 zusammengehaltenes Blechpaket 1, das eine gemäß der Erfindung ausgebildete Polfläche 4 besitzt.FIG. 1 shows a laminated core 1 held together by rivets or bolts 2, which has a pole face 4 designed according to the invention.

Figur 2 zeigt den umrandeten Teil von Figur 1 in vergrößertem Maßstab. Dabei ist zu erkennen, dass die einzelnen Bleche 6 an der Polfläche 4 unbearbeitete Schmalseiten 5 aufweisen, wobei durch diese unbearbeiteten Bleche Rillen oder Nuten 3 entstehen, die als Ölreserve dienen.Figure 2 shows the bordered part of Figure 1 on an enlarged scale. It can be seen that the individual sheets 6 have unmachined narrow sides 5 on the pole face 4, with these unmachined sheets forming grooves or grooves 3 which serve as an oil reserve.

Die magnetischen Bleche der jeweils festen und beweglichenThe magnetic sheets of the respectively fixed and movable

Teile des Kernes werden zunächst in der Presse zugeschnitten, bzw. ausgestanzt. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass diese Bleche E- oder U-förmig sind oder jede andere Form besitzen können, die zum Aufbau eines magnetischen Kreises geeignet ist, der das Schließen eines beweglichen Teils ermöglicht. Zum Zeitpunkt den Ausstanzens wird auf die Bleche Öl um Überschuss aufgebracht. Anschließend werden diese Bleche in kontrollierter Weise entfettet, wobei anhand vorher durchgeführter Versuche das Gewicht des Öls pro cm[hoch]2 des Bleches ermittelt wurde, das auf dem Blech bleiben muß. Das eine der Blechpakete, z.B. das den Anker des Elektromagneten bildende Paket, kann anschließend mittels geeigneter Mittel, z.B. mit Hilfe von Nieten, zusammengefügt werden. Es wird dann mittels einer Schleifvorrichtung geschliffen, um vollkommen ebene Polflächen zu erhalten. Das andere Blechpaket, das in diesem Falle dem festen Teil entspricht, wird in eine Montiervorrichtung eingebracht und gleichermaßen zusammengefügt. Die Polfläche dieses letzteren Pakets wird somit von den Rändern der unbearbeiteten Stanzbleiche gebildet, ohne dass eine spezielle Härtebehandlung durchgeführt wird. Wenn die ausgestanzten Bleche aus der Maschine kommen, so werden sie in der Weise nacheinander auf Dorne aufgereiht, dass sie parallel und im gleichen Sinne zusammengefügt werden können, in dem das Stanzwerkzeug arbeitet. Es ist auch zu beobachten, dass bereits durch die Kaltverformung des Metalls bei der Bearbeitung durch das Preßwerkzeug ein bestimmter Härtegrad erreicht wird. Dieses zweite Blechpaket, das in seiner Montiervorrichtung belassen wurde, wird dann in einer der Richtung der Schichtung und der Richtung des Zusammentreffens der Polflächen entsprechenden Richtung zusammengedrückt. Dazu genügt es, einfach gegen diese Flächen zu schlagen, bzw. einen Druck auszuüben. Die zwei geschichteten Blechpakete werden dann zusammengefasst und mit den anderen Teilen des Elektromagneten zusammengefügt.Parts of the core are first cut or punched out in the press. It has already been pointed out that these sheets are E- or U-shaped or can have any other shape that is suitable for building up a magnetic circuit that enables a movable part to be closed. At the time of punching out, excess oil is applied to the metal sheets. These sheets are then degreased in a controlled manner, the weight of the oil per cm [high] 2 of the sheet that must remain on the sheet being determined on the basis of previous tests. One of the laminated stacks, e.g. the stack forming the armature of the electromagnet, can then be joined together by suitable means, e.g. with the aid of rivets. It is then made using a grinding device Ground to obtain perfectly flat pole faces. The other laminated core, which in this case corresponds to the fixed part, is placed in a mounting device and similarly assembled. The pole face of this latter package is thus formed by the edges of the unprocessed stamping bleach, without any special hardening treatment being carried out. When the punched sheets come out of the machine, they are lined up one after the other on mandrels in such a way that they can be joined together in parallel and in the same way as the punching tool works. It can also be observed that a certain degree of hardness is achieved as a result of the cold deformation of the metal during processing by the press tool. This second laminated core, which has been left in its mounting device, is then compressed in a direction corresponding to the direction of the layering and the direction in which the pole faces meet. It is sufficient to simply hit these surfaces or exert pressure. The two stacked laminated cores are then gathered together and joined to the other parts of the electromagnet.

Mit einem zwei Schenkel aufweisenden und gemäß vorstehendem Verfahren hergestellten Kreis könnte während 40 Millionen Betätigungen ein zufrieden stellender Betrieb erzielt werden. Das Verfahren ist äußerst wirtschaftlich, da es keinerlei spezielle chemische oder thermische Behandlung erfordert und überdies das Weglassen eines der üblichen Schleifvorgänge ermöglicht.With a two-legged circuit made according to the above method, satisfactory operation could be achieved for 40 million actuations. The process is extremely economical as it does not require any special chemical or thermal treatment In addition, one of the usual grinding processes can be omitted.

Diese sehr interessanten technischen Ergebnisse, die bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden, können in folgender Weise erklärt werden:These very interesting technical results which are obtained when using the method according to the invention can be explained in the following way:

Die Polflächen, die beim Zusammentreffen gegeneinanderschlagen, sind von unterschiedlicher Art, da es sich einerseits um eine aufgrund der Bearbeitung mittels einer Schleifvorrichtung geglättete Fläche und andererseits um eine unregelmäßige Fläche handelt, die sich aus sehr kleinen Nuten, bzw. Rillen zusammensetzt. Während des Stanzvorgangs des Bleches treten anstelle von zwei feinen Graten auf dem ausgestanzten Umfang an einer Seite eine kleine Abrundung und an der anderen Seite ein kleiner Grat auf. Werden somit die ausgestanzten Bleche parallel und in einem der Arbeitsrichtung entsprechenden Sinne zusammengefügt, so wird an der Schmalseite des Blechpakets eine Reihe von untereinander parallelen schmalen Flächen erhalten, die durch winzige Randfugen getrennt sind. Außerdem wurden diese Flächen einer gewissen Härtung unterzogen, die bei der Kaltverformung des Metalls auftritt. Die auf diese Weise gebildeten Rillen, die bei einer Bearbeitung mittels einer Schleifvorrichtung verschwinden würden, haben zur Folge, dass der Ölfilm, der von der Reserve zwischen den Blechen herrührt, aufrechterhalten wird.The pole faces that hit each other when they meet are of different types, as they are, on the one hand, a surface that has been smoothed due to machining by means of a grinding device and, on the other hand, an irregular surface made up of very small grooves or grooves. During the punching process of the sheet metal, instead of two fine burrs, a small rounding occurs on one side and a small burr on the other side of the punched out circumference. If the punched sheets are thus joined together in parallel and in a direction corresponding to the working direction, a number of narrow surfaces parallel to one another and separated by tiny edge joints is obtained on the narrow side of the laminated core. In addition, these surfaces have been subjected to a certain hardening that occurs when the metal is cold-worked. The grooves formed in this way, which would disappear if processed by means of a grinding device, have the consequence that the oil film, which originates from the reserve between the sheets, is maintained.

Überdies können die miteinander zusammenarbeitenden Polflächen nicht mehr zusammenkleben, wie dies bei zwei glatten Flächen bei atmosphärischem Druck der Fall ist. Schließlich vergrößern die den Rillen entsprechenden Hohlräume den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises, wodurch die antiremanente Wirkung verbessert wird.In addition, the mutually cooperating pole faces can no longer stick together, as is the case with two smooth faces at atmospheric pressure. Finally, the cavities corresponding to the grooves increase the magnetic reluctance of the magnetic circuit, which improves the anti-retentive effect.

Selbstverständlich kann die Erfindung nicht nur bei Elektromagneten der beschriebenen Art, sondern ganz allgemein bei jeder Anordnung von magnetischen Blechen in einer mit Wechselstrom betriebenen elektrischen Vorrichtung verwendet werden.It goes without saying that the invention can be used not only with electromagnets of the type described, but more generally with any arrangement of magnetic sheets in an electrical device operated with alternating current.

Claims

1. Core for an electromagnet, which is made up of layered metal sheets and has an oil reserve between its metal sheets, which creates an oil skin on the surface between the fixed and movable parts of the core, characterized in that one part of the core (1) has planar surfaces , is provided on a grinding device machined pole faces and that the pole faces (4) of the other part consist of the unmachined narrow sides (5) of the punched sheets (6).

2. Core according to claim 1, characterized in that the part of the core (1) having an unground pole face (4) consists of sheets (6) stacked parallel to one another and arranged one on top of the other in a direction corresponding to the working direction of the standing tool.