DE2041721A1

DE2041721A1 - Electromagnet

Info

Publication number: DE2041721A1
Application number: DE19702041721
Authority: DE
Inventors: Jacobsen John Edmund; Basse Tage Stenberg
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1970-08-22
Filing date: 1970-08-22
Publication date: 1972-03-02

Description

ELEKTROMAGNET Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneten mit Magnetkern und beweglichem Anker, der ein anzutreibendes Element mitnimmt, wobei sich Kern und Anker beim Schalten gegenläufig bewegen, insbesondere für ein Schaltrelais mit Kontaktbnlcke. ELECTROMAGNET The invention relates to an electromagnet with magnetic core and movable armature that takes along an element to be driven, whereby core and armature move in opposite directions when switching, especially for a switching relay with contact blocks.

Üblicherweise haben derartige Geräte einen gehäusefesten Magnetkern, während der Anker über den vollen Hubweg bewegbar ist. Der Anker wird bei Erregung des Magneten angezogen und bei dessen Entregung durch eine Feder in die Ruhestellung zurückbewegt.Such devices usually have a magnetic core fixed to the housing, while the armature can be moved over the full stroke. The anchor is energized of the magnet is attracted and when it is de-energized by a spring in the rest position moved back.

Wenn die Masse des Ankers und des damit bewegten, anzutreibenden Elements am Kern oder auch bei der Rückbewegung an einem Gehäuseanschlag auftrifft, ergibt sich ein Schlag auf die gehäusefesten Teile. Man benötigt daher eine sehr stabile Konstruktion, die auch 106 Schaltspiele, wie sie z.B. für ein Schaltschütz üblich sind, aushalten. Es treffen nicht nur Anker und Kern mit hoher Geschwindigkeit aufeinander, sondern bei einem Sohaltrelais auch die beweglichen auf die festen Kontakte. Dies führt zu Kontaktprellungen.When the mass of the armature and the element to be driven moved with it strikes at the core or during the return movement at a housing stop, results a blow to the parts fixed to the housing. You therefore need a very stable one Construction that also performs 106 switching cycles, as is common for a contactor, for example are, endure. Not only anchor and core meet at high speed, but in the case of a holding relay also the moving contacts to the fixed contacts. this leads to contact bruises.

Es ist bekannt, zur Behebung dieses Nachteils auch den Magnetkern beweglich im Gehäuse anzuordnen und federnd in seiner Ruhelage abzustützen. Die Auslegung erfolgt derart, daß der Magnetkern bei Erregung zunächst auf den Anker zu bewegt wird und dann zusammen mit dem Anker in seine Ruhestellung zurückkehrt. Hierbei sind wegen der federnden Abstützung erhebliche Prellschwingungen zu erwarten. Da es auf das Zusammenspiel von mehreren Federn ankommt, die auch altern können, ist mit einer Änderung der Verhältnisse während der Lebensdauer zu rechnen.It is known that the magnetic core can also be used to remedy this disadvantage movable to be arranged in the housing and resiliently supported in its rest position. the It is designed in such a way that the magnetic core initially hits the armature when it is excited is moved to and then returns to its rest position together with the anchor. Considerable bounce vibrations are to be expected here because of the resilient support. Since it depends on the interaction of several springs, which can also age, a change in the conditions during the service life is to be expected.

Des weiteren ist ein elektromagnetisches Schaltschütz bekannt, bei dem der Kern um ein vorgegebenes Stück bis zu einem Gehäuseanschlag beweglich ist, damit der wirksame Ankerhub kleiner sein kann als der Luftspalt im Ruhezustand.Furthermore, an electromagnetic contactor is known at where the core can be moved by a specified distance up to a housing stop, so that the effective armature stroke can be smaller than the air gap at rest.

Man hat auch schon versucht, bei einem Schaltschütz mit gehäusefestem Magnetkern den Anker und die von ihm angetriebene Kontaktbrücke über ein Gestänge mit doppelarmigen Hebeln gegenläufig anzutreiben. Hierdurch werden die beim Schlag den Magnetkern belastenden Kräfte nicht verringert und die Verhältnisse an den Kontakten nicht geändert.Attempts have also been made with a contactor with a fixed housing Magnetic core the armature and the contact bridge driven by it via a linkage to be driven in opposite directions with double-armed levers. This will make the impact the forces loading the magnetic core are not reduced and the conditions at the contacts not changed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem über die gesamte Lebensdauer höchstens geringfügige, mechanische Belastungen auf das Gehäuse übertragen werden und, beim Vorhandensein von Kontakten, ein möglichst prellfreies Arbeiten erfolgt.The invention is based on the object of an electromagnet of Specify the type described at the beginning, in which over the entire service life at most minor mechanical loads are transferred to the housing and, when Presence of contacts, work is carried out with as little bounce as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Magnetkern und Anker zur Erzielung einer gegenläufigen Zwangsbewegung über ein Gestänge miteinander gekuppelt sind. Insbescere sollen die gegenläufig bewegbaren Massen und die Abmessungea des Gestänges so gewählt sein, daß die Impulse sich beim Auff aiidertreffen von Kern und Anker einander im wesentlichen aus Durch die gegenläufige Zwangssteuerung ergibt sich ein genau definierter Bewegungsablauf, bei dem der Punkt, an dem Anker und Kern aufeinandertreffen, genau definiert ist und gleichzeitig den Endpunkt der Arbeitsbewegung bildet. Prellschwingungen des Magnetsystems infolge federnder Lagerung treten nicht auf. Die auf das Gehäuse übertragenen Impulse sind wegen der gegenläufigen Bewegung der Magnetteile gering. Entsprechend klein sind auch die Beanspruchungen des Gehäuse und der übrigen mit dem Gehäuse verbundenen Geräte. Bei der Schaltbewegung muß die gesamte bewegliche Masse, also die Masse von Kern, Anker und ggf. Kontaktträger, über einen Teil des Luftspalts bewegt werden. Dies führt zu gerinnen Eddgeschwindigkeiten und einer entsprechend geringen Prellung der Kontakte. Daher kann man mit einem geringeren Kontaktiruck auskommen. Auch das Geräusch beim Auftreffen der Kontakte aufeinander ist geringer. Nicht zuletzt kann man den Elektramagneten in beliebiger Lage montieren und trotzdem im wesentlichen gleiche Schaltverhältnisse erzielen, da die gegenläufige Zwangssteuerung den Einfluß des Gewichts der beweglichen Teile weitgehend ausschaltet.This object is achieved according to the invention in that the magnetic core and anchors to achieve an opposing forced movement via a linkage with one another are coupled. In particular, the counter-rotating masses and the dimensions a of the linkage must be chosen so that the impulses meet each other when Core and anchor essentially from one another Due to the opposite Forced control results in a precisely defined sequence of movements in which the point at which anchor and core meet, is precisely defined and at the same time the Forms the end point of the work movement. Bounce vibrations of the magnet system as a result resilient storage do not occur. The pulses transmitted to the housing are low because of the opposing movement of the magnet parts. Are correspondingly small also the stresses on the housing and the rest associated with the housing Devices. During the switching movement, the entire movable mass, i.e. the mass of core, armature and possibly contact carrier, are moved over part of the air gap. This leads to curdling edge velocities and a correspondingly low bruise of contacts. Therefore one can get by with a lower contact pressure. That too Noise when the contacts hit each other is less. Last but not least, can you can mount the electric magnet in any position and still essentially Achieve the same switching ratios, since the opposite positive control has the effect largely eliminates the weight of the moving parts.

Bei einer Ausftihrungsform weist das Gestänge zwei gehäusefest gelagerte Winkelhebel auf, die an einem Arm miteinander gekuppelt sind und mit dem anderen Arm Jeweils am Kern bzw. Anker angelenkt sind. Dies fUhrt zu einer sehr einfachen Gegenlauf-Zwangssteuermg.In one embodiment, the linkage has two mounted on the housing Angle levers that are coupled to one another on one arm and the other Arm are each hinged to the core or anchor. This leads to a very simple one Opposite forced control mg.

Wenn Kern und Anker in FUhrungen angeordnet sind, genügt es, daß nur ein in der Symmetrieebene von Kern und Anker angelenktes Winkelhebelpaar vorgesehen ist.If the core and anchor are arranged in guides, it is sufficient that only an angle lever pair articulated in the plane of symmetry of the core and armature is provided is.

Bei einer bevorzugten Aus£tihrungsform weist das Gestänge einen sich etwa quer zur Bewegungsrichtung von Kern und Anker erstrekkenden, doppelarmigen, gebäusefest gelagerten Hebel auf, dessen einer Arm mit dem Kern und dessen anderer Arm mit dem Anker geienkig verbunden ist. Hierbei genügt nämlich eine einzige gehäusefeste Drehachse.In a preferred embodiment, the linkage has a self double-armed, extending roughly transversely to the direction of movement of the core and lever mounted on the building, one arm with the core and the other Arm is hinged to the anchor. A single housing-mounted one is sufficient here Axis of rotation.

Um symmetrische Verhältnisse herzustellen, empfiehlt es sich, daß auf einer gemeinsamen, gehäusefesten Drehachse, die in der Symmetrieebene von Kern und Anker liegt, zwei entgegengesetzt drehbare Hebel sitzen, deren mit einem Magnetteil verbundene Arme auf einander gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet sind.In order to establish symmetrical relationships, it is recommended that on a common axis of rotation fixed to the housing, which is in the plane of symmetry of the core and armature, two oppositely rotatable levers sit, whose with a magnetic part connected arms arranged on opposite sides of the axis of rotation are.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kern bei der Offnungsbewegung auf einen mit dem Anker verbundenen Anschlag auftrifft. Auf diese Weise wird nämlich nicht nur der Schlag vom Gehäuse ferngehalten, der beim Aufeinandertreffen von Kern und Anker entsteht, sondern auch derjenige Schlag, der bei Entregung des Magneten entsteht, wenn die Magnetteile durch eine Rückholfeder in ihre Ruhestellung bewegt werden. Hierbei ist die Ruhestellung wegen der Zwangssteuerung der beiden Nagnetteile, wie bei Verwendung eines gehäusefesten Anschlags, genau definiert. Besonders günstig ist es, wenn der Anschlag am Ende einer mit dem Anker verbundenen Fuhrung angebracht ist, in die der Kern mit einer Nase eingreift.It is particularly advantageous if the core moves during the opening movement impinges on a stop connected to the anchor. In this way, namely not only the impact kept away from the housing, that when the core meets and anchor arises, but also the impact that occurs when the magnet is de-energized occurs when the magnet parts are moved into their rest position by a return spring will. The rest position is due to the forced control of the two magnet parts, as when using a stop fixed to the housing, precisely defined. Very cheap it is when the stop is attached to the end of a guide connected to the armature into which the core engages with a nose.

Selbstverständlich kann auch die umgekehrte Konstruktion verwendet werden, bei der die Führung am Kern und die Nase am Anker angebracht ist.Of course, the reverse construction can also be used with the guide attached to the core and the nose attached to the anchor.

Konstruktiv ist es sehr günstig, wenn eine Führung für den Kern in einer beidseitig davon angeordneten Verlängerung des anzutreibenden Elements, z.B. der Kontaktbrücke, angebracht ist, die außerdem den mit dem Hebel verbundenen Gelenkpunkt trägt. Auf diese Weise wird die für die Anbringung des Gelenkpunkts zweckmäßige Verlängerung gleichzeitig als Führung ausgenutzt.Constructively, it is very beneficial if a guide for the core in an extension of the driven element arranged on both sides thereof, e.g. the contact bridge, is attached, which also has the pivot point connected to the lever wearing. In this way, the appropriate one for attaching the hinge point becomes Extension used as a guide at the same time.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform und Fig. 3 eine nochmals vereinfachte Darstellung der Fig. 2.The invention is illustrated below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. They show: FIG. 1 a schematic representation a first embodiment, Fig. 2 is a schematic representation of a second Embodiment and FIG. 3 shows a further simplified representation of FIG. 2.

In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 eine Magnetspule 2 mit einem Magnetkern 3 und einem Anker 4 angeordnet. Letzterer trägt eine Kontaktbrücke 5, in deren Aussparungen 6 in üblicher Weise nicht veranschaulichte bewegliche Kontakte angeordnet sind, die mit gehäusefesten Kontakten zusammenwirken. Eine Rückholfeder 7 hält die Anordnung in der veranschaulichten Ruhestellung.In Fig. 1, a magnet coil 2 with a magnet core is in a housing 1 3 and an anchor 4 arranged. The latter carries a contact bridge 5 in the recesses 6 movable contacts not shown in the usual way are arranged, which interact with contacts fixed to the housing. A return spring 7 holds the arrangement in the illustrated rest position.

An zwei gehäusefesten Lagern 8 und 9 ist je ein Winkelhebel 10 bzw. 11 gelagert. Diese Winkelhebel sind an einem Arm 12, 13 miteinander über ein Gelenk 14 verbunden. Der andere Arm 15 des Hebels 10 ist über ein Gelenk 16 mit dem Anker 4, der andere Arm 17 des Hebels 11 über ein Gelenk 18 mit dem Kern 3 verbunden. Jedes Gelenk besteht aus einem Zapfen und einem einseitig offenen, sich in Richtung des Arms erstreckenden Schlitz.On two bearings 8 and 9 fixed to the housing, an angle lever 10 or 11 stored. These angle levers are connected to one another via a joint on an arm 12, 13 14 connected. The other arm 15 of the lever 10 is via a joint 16 with the armature 4, the other arm 17 of the lever 11 is connected to the core 3 via a joint 18. Each joint consists of a peg and a one-sided open, facing outwards the arm extending slot.

Wenn die Magnetspule 2 erregt wird, ziehen Kern 3 und Anker 4 einander an. Infolge der Zwangssteuerung über die Hebel 10 und 11 bewegen sie sich gleichmäßig aufeinander zu, bis sie an der Linie 19 aufeinandertreffen. Wenn mit A, B, C und D die in Fig. 1 eingetragenen Abmessungen der Winkelhebel 10 und 11 sowie mit M1, M2 und M3 die Nassen der Kontaktbrücke 5, des Ankers 4 bzw. des Kerns 3 bezeichnet werden, so tritt dann kein Impuls auf das Gehäuse auf, wenn (M1 + M2) x A = M3 x D Wenn die entsprechenden Arme paarweise gleich lang sind, also A = D und D = C, dann sollte gelten M1 + M2 = M3 Auf diese Weise ergibt sich ein Schaltgerät hoher Schüttelsicherheit, das unabhängig von seiner Lage arbeitet. Die Spule und ihre Anschlüsse bleiben von den Stößen weitgehend unbeeinflußt. Da die gesamte Masse M1 + N2 + M3 beschleunigt werden muß, ergeben sich niedrige Endgeschwindigkeiten, wodurch die Prellzeit der Kontakte herabgesetzt wird. - Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 is-t in einem Gehäuse 20 eine Magnetspule 21, ein Magnetkern 22 und ein Anker 23 vorgesehen.When the solenoid 2 is energized, core 3 and armature 4 pull each other at. As a result of the forced control via levers 10 and 11, they move evenly towards each other until they meet at line 19. If with A, B, C and D the dimensions of the angle levers 10 and 11 entered in FIG. 1 and with M1, M2 and M3 denote the wet areas of the contact bridge 5, the armature 4 and the core 3, respectively no pulse occurs on the housing if (M1 + M2) x A = M3 x D If the corresponding arms are pairs of the same length, i.e. A = D and D = C, then M1 + M2 = M3 should apply. This results in a switching device with a higher level Shake proof that works regardless of its location. The coil and hers Connections remain largely unaffected by the impact. As the entire crowd M1 + N2 + M3 has to be accelerated, low top speeds result, whereby the bounce time of the contacts is reduced. - In the The embodiment according to FIG. 2 has a magnetic coil 21, a magnetic core, in a housing 20 22 and an anchor 23 are provided.

Letzterer ist mit einer Kontaktbrücke 24 fest verbunden, die Aussparungen 25 zur Aufnahme der beweglichen Kontakte hat. Diese Teile werden durch eine nicht veranschaulichte Rückholfeder in die dargestellte Ruhelage gebracht.The latter is firmly connected to a contact bridge 24, the recesses 25 has to accommodate the moving contacts. These parts are not through a illustrated return spring brought into the rest position shown.

Die Kontaktbrücke 24 hat zwei seitliche Verlängerungen 26 und 27, mit denen sie im Gehäuse 20 geführt ist.The contact bridge 24 has two lateral extensions 26 and 27, with which it is guided in the housing 20.

Ein doppelarmiger Hebel 28 ist um einen gehäusefesten Zapfen 29 drehbar. Er erstreckt sich etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung von Kern 22 und Anker 23. Der eine Arm 30 des Hebels ist über ein Gelenk 31 mit dem Kern 22 verbunden, während der andere Arm 32 über ein Gelenk 33 mit der Verlängerung 27 und daher mit dem Anker 23 verbunden ist. Die Gelenke bestehen wiederum aus Zapfen, über die die geschlitzten Enden des Hebels 28 greifen.A double-armed lever 28 can be rotated about a pin 29 fixed to the housing. It extends approximately perpendicular to the direction of movement of core 22 and armature 23. One arm 30 of the lever is connected to the core 22 via a joint 31, while the other arm 32 via a joint 33 with the extension 27 and therefore with the anchor 23 is connected. The joints in turn consist of tenons over which the slotted Grasp the ends of the lever 28.

Der Anker 22 hat Nasen 34, 35 mit denen er in Führungen 36 und 37 greift, die in den Verlängerungen 26 wnd 27 ausgebildet sind. Diese Führungen bilden an ihren Enden einen Anschlag 38 und 39.The armature 22 has lugs 34, 35 with which it is guided in guides 36 and 37 engages, which are formed in the extensions 26 and 27. These guides form a stop 38 and 39 at its ends.

Gegen diesen Anschlag legen sich die Nasen 34 und 35 unter dem Einfluß der Rückholfeder an, so daß die Teile die veranschaulichte Ruhelage annehmen, ohne daß Kern und Anker an das Gehäuse anschlagen.Against this stop, the noses 34 and 35 lie under the influence the return spring so that the parts assume the illustrated rest position without that core and armature strike the housing.

Fig. 3 zeigt dies in vereinfachter Darstellung. Außerdem ist gestrichelt ein zweiter Hebel 40 eingetragen, der gegenläufig zum Hebel 28 verschwenkt wird.Fig. 3 shows this in a simplified representation. In addition, it is dashed a second lever 40 is entered, which is pivoted in the opposite direction to the lever 28.

Bei Erregung der Magnetspule 21 werden Anker und Kern aufeinander zu bewegt, bis sie sich in Höhe der Linie 40 t;ef£en. Ein Impuls auf das Gehäuse wird vermieden, wenn sich die Langen der Arme L1 und L2 verhalten wie die Massen + M2 zu M3. Der gleiche Effekt, nämlich das Verhindern eines Schlags auf das Gehäuse if wird auch beim Entregen des Magneten erzielt, wenn die Nasen 34 und 35 des Kerns 22 auf die Anschläge 38 und 39 auftreffen.When the magnet coil 21 is excited, the armature and core are on top of each other to moves until it is level with the line 40 t; ef £ en. An impulse on the case is avoided if the lengths of the arms L1 and L2 behave like the masses + M2 to M3. The same effect, namely preventing a blow to the case if will too achieved when de-energizing the magnet when the noses 34 and 35 of the core 22 hit the stops 38 and 39.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Electromagnet with magnetic core and armature, which is a driven Element takes along, with the core and armature moving in opposite directions when switching, in particular for a switching relay with contact bridge, characterized in that the magnetic core (3, 22) and armature (4, 23) to achieve an opposing forced movement via a Linkage (10, 11; 28, 4o) are coupled to one another.

2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the counter-rotating masses and the dimensions of the rod (10, 11; 28, 40) are chosen so that the pulses when the core (3; 22) and Anchors (4; 23) essentially cancel one another.

3. Electromagnet according to claim 1 or 2, characterized in that that the linkage has two angled levers (10,11) fixed to the housing, which at one arm (12, 13) are coupled together and with the other arm (ins, 17) are each hinged to the core (3) or anchor (4).

4. Electromagnet according to claim 3, characterized in that the core (3) and armature (4) arranged in guides and only one in the plane of symmetry of Core and armature articulated angle lever pair (10, 11) is provided.

5. Electromagnet according to claim 1 or 2, characterized in that that the linkage is approximately transverse to the direction of movement of the core (22) and anchor (23) extending, double-armed lever (28) fixed to the housing, whose one arm (30) with the core (22) and the other arm (32) with the armature (23) is articulated.

6. Electromagnet according to claim 5, characterized in that on a common, housing-fixed axis of rotation (29) which is in the plane of symmetry of Core (22) and armature (23) are located, two oppositely rotatable levers (28, 40) are seated, their arms connected to a magnetic part on opposite sides the axis of rotation are arranged.

7. Electromagnet according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the core (22) is connected to one with the armature (23) during the opening movement Stop (38, 39) strikes.

8. Electromagnet according to claim 7, characterized in that the Stop (38, 39) at the end of a guide (36, 37) connected to the armature (23) is attached, in which the core (22) engages with a nose (34, 35).

9. Electromagnet according to one of claims 5 to 7, characterized in that that a guide (36, 37) for the core (22) is arranged in one on both sides thereof Extension (26, 27) of the element (24) to be driven, e.g. the contact bridge, is attached, which also has the pivot point connected to the lever (28, 40) (31) carries.

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