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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Wechselstrommagnet mit einem Magnetjoch
aus zu einem Paket gestapelten Dynamoblech-Lamellen und mit einer Erregerwicklung.
Üblicherweise wirkt mit dem Magnetjoch, das verschiedene Formen haben kann, ein
entsprechender Magnetanker zusammen. Beim Einschalten des Erregerstromes wird der
Anker an das Joch herangezogen. Die Zurückstellung muß durch äußere Kräfte erfolgen.
Derartige Betätigungsmagnete sind insbesondere im industriellen Anwendungsbereich
sehr verbreitet.
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Zum Schutz von Wechselstrommagneten der vorbeschriebenen Art und Zweckbestimmung
gegen Berühren und Eindringen von Wasser und Fremdkörpern ist es bekannt, ein dichtes
Gehäuse um das Magnetjoch herumzulegen und eine mit dem Anker verbundene Betätigungsstange
abgedichtet durch das Gehäuse oder durch einen auf das Gehäuse aufgesetzten Deckel
hindurchzuführen. Damit das Magnetjoch den außerordentlich hohen mechanischen Beanspruchungen,
denen es ausgesetzt ist, standhalten kann, ist es erforderlich, die einzelnen Blech-
lamellen
durch eine dazu geeignete äußere Konstruktion fest zusammenzupressen. Wegen der
geringeren Kosten wurden jedoch bei serienmäßigen Magneten die Blechlamellen der
Joche durch mehrere quer durchgesteckte Nieten vernietet. Ferner mußten bislang
Befestigungswinkel angeschraubt oder mit angenietet werden. Die Nieten verursachen
Wirbelströme in dem Magnetjoch, welche ihrerseits einen Leistungsverlust und eine
erhöhte Erwärmung zur Folge haben. Andererseits erschwert der das Magnetjoch umgebende
Luftmantel in dem Gehäuse die Abführung der im Magnetwerkstoff und in der Erregerwicklung
entstehenden Wärme. Schließlich nehmen die bekannten gekapselten Wechselstrommagnete
eben wegen ihres Gehäuses einen verhältnismäßig großen Raum ein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst kleinen
und für möglichst hohe Schutzarten geeigneten Magneten vorzuschlagen, der geringere
Verluste und ein besseres Wärmeableitvermögen als die vergleichbaren bekannten Magnete
hat und außerdem leicht herzustellen ist.
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biese Aufgabe wird bei einem Wechselstrommagnet der einleitend näher
bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Magnetjoch in einen
gegossenen Leichtmetallkörper eingebettet ist, der eine Aussparung zur Aufnahme
der Wicklung aufweist. Ein Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, das Magnetjoch
bzw. dessen einzelne Bleche nicht mit Schrauben oder sonstigen üblichen Befestigungsmit-
teln
mit dem ihn umschließenden Gehäuse zu verbinden, sondern die beim Abkühlen und Schrumpfen
des Leichtmetallgußkörpers auftretenden Kräfte unmittelbar zum Zusammenpressen der
Blechlamellen und damit zur Halterung des ganzen Magnetjochs in diesem Gußkörper
zu verwenden. Diese Schrumpfkräfte sind außergewöhnlich hoch und ergeben somit einen
ervorragend gepreßten lamellierten Eisenkörper. Sämtliche Nieten zum Zusammenhalten
der Blechlamellen können entfallen, so daß die entsprechenden Wirbelstromverluste
ebenfalls verschwinden und die Erwärmung sinkt. Dazu kommt, daß der Leichtmetallgußkörper,
welcher selbst als Schutzgehäuse fungiert, infolge des innigen Kontaktes mit den
Blechen die Wärme außerordentlich gut ableitet. Der Leichtmetallgußkörper wird daher
auch vorzugsweise mit Kühlrippen versehen.
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Zur Vereinfachung der Fertigung wird vorgeschlagen, daß der Leichtmetallkörper
zwei parallele äußere Endflächen aufweist, die in den gleichen Ebenen wie zwei Endflächen
des Magnetjoches liegen. Auf diese Weise erhält die Gußform zwei im wesehtlichen
ebene Flächen, zwischen denen das Magnetjoch eingespannt und dadurch sicher gehalten
wird. Zur Erzeugung der Aussparung für die Wicklung wird ein Formkern eingelegt,
der auch an einer der beiden Formhälften befestigt oder angeformt sein kann. Grundsätzlich
eignet sich jedes Form-bzw. Gußverfahren. Zweckmäßig ist insbesondere ein Aluminium-Druckgußverfahren
Obwohl
die Blechlamellen im Endzustand durch die Schrumpfkraft des Leichtmetallkörpers
zusammengehalten werden, ist eine vorläufige Verbindung erforderlich, damit das
individuelle Magnetjoch hantiert und in die Gießform gestellt werden kann. Hierfür
könnten die Blechlamellen beispielsweise miteinander verklebt werden. Besonders
zweckmäßig im vorliegenden Falle ist es jedoch, die Blechlamellen des Joches durch
mehrere quer über die Lamellenstirnflächen gelegte Schweißraupen zusammenzuhalten.
Diese Verbindungsart begünstigt insbesondere die Massenfertigung. Wenn die Blechlamellen
in endlosem Stapel von der Stanzpresse kommen, werden die einzelnen Jochpakete durch
Zwischenlagen voneinander distanziert. In diesem Zustand werden dann die Schweißungen
mit Hilfe selbsttätiger Schweißvorrichtungen in ununterbrochener Folge aufgebracht.
Die Schweißraupen tragen im übrigen zur noch besseren Halterung des Magnetjoches
im Leichtmetallkörper bei.
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Häufig haben Wechselstrom-Betätigungsmagnete ein U-förmiges, zum Zusammenwirken
mit einem T-förmigen Anker bestimmtes Magnetjoch. Insbesondere hierzu wird vorgeschlagen,
daß der hinsichtlich der äußeren Umriß form im wesentlichen quadratische Leichtmetallkörper
an den äußeren Seitenflächen des Magnetjoches anliegt, mit der Rüceknfläche desselben
und den Stirnflächen der Jochschenkel bündig ist und eine quadrische Aussparung
aufweist, die gleich breit und tief wie das
Wicklungsfenster des
Magnetjoches ist. Die vorzugsweise auf einem Spulenkörper aufgebrachte Wicklung
wird in die Aussparung eingelegt und mittels einer geeigneten Vergußmasse, beispielsweise
einem selbsthärtenden Gießharz, eingegossen und dadurch sowohl mit dem Leichtmetallkörper
verbunden als auch gegen äußere Einflüsse hervorragend geschützt. Zum Schutz und
zur Hubbegrenzung des Ankers kann auf den Leichtmetallkörper eine Haube dicht aufgesetzt
werden.
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Um völlig sicher zu gehen, daß das Magnetjoch nicht in Richtun der
Anzugsbewegung des Ankers aus dem Leichtmetallkörper herausgestoßen wird, können
an den zwischen den Schenkeln und dem Steg befindlichen äußeren Ecken der U-förmigen
Blechlamellen Einschnitte vorgesehen sein, wodurch am Magnetjoch zwei Tragschultern
ausgebildet werden, welche das Magnetjoch am Leichtmetallkörper genau in der gefährdeten
Richtung abstützen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt I-I eines
Wechselstrommagneten mit U-Anker und T-Joch, Fig. 2 eine Draufsicht des im Gehäuseunterteil
eingegossenen Magnetjoches ohne Spule und Anker und Fig. 3 einen Längsschnitt III-III
des Magnetjoches und Gehäuseunterteils.
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Die einzelnen Blechlamellen des U-förmigen Magnetjoches 1 des in den
Figuren 1 bis 3 dargestellten Wechselstrommagneten sind durch vier Schweißraupen
2 an ihren äußeren Stirnseiten miteinander verbunden. Das so gebildete Magnetjoch
ist durch Umgießen in einen Leichtmetallkörper 3 eingebettet. Durch die Schrumpfkraft
des Gußgefüges werden die Blechlamellen zusammengepreßt. Damit wird das Magnetjoch
nicht nur fest mit dem Leichtmetallkörper verbunden, sondern es tritt auch die erzeugte
Wärme unmittelbar in den Leichtmetallkörper über und kann von diesem an die Außenluft
abgegeben werden. Rippen 4 an den Seitenflächen des Leichtmetallkörpers begünstigen
dies. Die Ober- und Unterseite des Leichtmetallkörpers ist eben und mit der Polfläche
5 der Jochschenkel sowie der Rückenfläche 6 des Magnetjoches bündig. Eine Aussparung
7 in dem Leichtmetallkörper, deren Tiefe und Breite gleich dem Abstand und
der
Länge der Jochschenkel ist, nimmt einen Spulenkörper 8 und die auf diesen aufgewickelte
Erregerwicklung 9 auf. Die Wicklungsanschlüsse sind durch eine seitliche Bohrung
10 des Leichtmetallkörpers abgedichtet herausgeführt und enden in einer nicht dargestellten
Anschlußvorrichtung, die an einer ebenen Seitenfläche 11 des Leichtmetallkörpers
3 angeschraubt ist. Nach dem Einsetzen des Spulenkörpers werden die verbleibenden
Hohlräume der Aussparung 7 mit einem selbsthärtenden Gießharz vergossen, womit die
Erregerwicklung befestigt und gegen äußere Einflüsse sicher geschützt ist Die Polflächen
5 des Magnetjoches sind mit rechteckigen Kurzschlußringen 12 aus Kupfer ausgestattet.
In den Innenraum des Spulenkörpers 8 ragt der Mittelschenkel eines T-förmigen Ankers
13 hinein, an dem eine Betätigungsstange 14 angelenkt ist. Diese Betätigungsstange
ist in einem haubenförmigen Deckel 15 geführt und gegen Eindringen von Staub und
Feuchtigkeit mittels eines Balges 16 abgedichtet. Der Deckel 15 ist auf die ebene
Oberfläche des Leichtmetallkörpers 3 aufgesetzt und mit Hilfe von vier Schrauben
17 mit diesem verschraubt. Ein in eine Nut des Deckels 15 eingelegter Dichtungsring
18 bewirkt auch hier die erforderliche Abdichtung.
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Um zu vermeiden, daß das Magnetjoch 1 sich unter den Stößen des Ankers
13 im Laufe der Zeit lockert, sind an je zwei
Ecken der Blechiamellen
Einschnitte 19 vorgesehen, so daß an dem Magnetjoch zwei Schultern ausgebildet werden,
welche dieses in der Richtung des Ankeraufschlags gegenüber dem Leichtmetallkörper
3 abstützen.