DE3203843C2 - U-förmiger Magnetkern für einen Betätigungsmagneten - Google Patents

Abstract

Es wird ein Magnetkern (14) beschrieben, der als Bestandteil eines Zug- oder Betätigungsmagneten beispielsweise für elektrische Schaltgeräte vorgesehen ist. Der Magnetkern (14) besteht aus massivem Werkstoff und ist in U-Form ausgeführt. Der zwischen den Polschenkeln (25 und 26) befindliche Jochteil (27) weist Bohrungen (34) auf, die sich quer zur vorgesehenen Richtung (35) des magnetischen Flusses erstrecken. Gegenüber den ansonsten üblichen durchgehenden Luftspalten erweisen sich die Bohrungen hinsichtlich der erzielbaren Unterspannungssicherheit und der Abfallverzögerung als günstiger. Der Magnetkern (14) eignet sich insbesondere für den Betrieb mit Gleichstrom in Sparschaltung.

Description

Die Erfindung betrifft einen U-förmigen Magnetkern für einen Betätigungsmagneten mit zwei Schenkeln und einem dazwischen liegenden Jochteil, in dem sich ein nicht über den gesamten Jochquerschnitt erstreckender Luftspalt befindet, der quer zu der vorgesehenen Richtung des magnetischen Flusses verläuft

Ein derartiger Magnetkern ist aus der DE-PS 19 44 888 bekannt Dieser ist aus Blechen aufgeschichtet und hat als Luftspalt eine langgf-streckte Ausnehmung im JochteiL

Magnetkerne dieser Art werden für vielfältige Zwekke, insbesondere als Betätigungsmagnete in elektrischen Schaltgeräten, z.B. Schützen, verwendet Mit Rücksicht auf Umstimmte geforderte Eigenschaften, darunter vor allem die Unte^spannngssicherheit und eine geringe bestimmte Abfallverzögerung, müssen die Magnetkerne mit einem Luftspalt v-rsehen sein, der auf bestimmte konstruktive Weise aufrechterhalten werden muß. Dies kann z. B. durch einen äußerer, unmagnetischen Rahmen geschehen oder bei einer geblechten Ausführung des Magnetkernes durch unmagnetische Deckbleche, die mit den Kernblechen gemeinsam vernietet werden {DE-AS 12 50 552).

Die Ausführung mit Deckblechen oder Rahmen ist verhältnismäßig aufwendig. Überdies erweist es sich ils schwierig, bestimmte Werte für die Unterspannungssicherheit und die Abfallverzögerung zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften des Magnetkernes bezüglich Unterspannungssicherheit und Abfallverzögerung bei möglichst einfacher Konstruktion zu verbessern.

Gemäß der Erfindung geschieht dies bei einem Magnetkern der eingangs genannten Art dadurch, daß der Luftspalt im Jochtet! auf einer Reihe von parallel zu den Polschenkeln angeordneten Bohrungen besteht und daß der Magnetkern aus einem massiven Werkstoff gefertigt ist.

Versuche haben gezeigt, daß diese Bohrungen, obwohl sie den Kern im Gegensatz zu einem üblichen Luftspalt nicht vollständig trennen, für die Eigenschaften in dem beabsichtigten Sinn besonders günstig sind. Es wurde eine bisher nicht erreichte Unterspannungssicherheit erzielt, während andererseits die Abfallverzö-, gerung merklich niedriger als bisher ausfiel. Beide Eigenschaften werden mit großer Zuverlässigkeit eingehalten.

Die Bohrungen sind in einer Reihe im Jochteil parallel zu den Polschenkeln angeordnet. Sie lassen sich dort auf einfache Weise mit Hilfe üblicher Maschinen bersteilen.

Die Erfindung wird im folgenden*anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Die

F i g. 1 zeigt ein Vakuumschütz im Schnitt Die
F i g. 2 zeigt einen Magnetkern in einer Seitenansicht, welche die U-Form erkennen läßt Die

F i g. 3 zeigt, den Magnetkern gegenüber der F i g. 2 gleichfalls von der Seite um 90° gedreht, während die

Fig.4 eine Draufsicht in Richtung der Polflächen darstellt

ίο Das Vakuumschütz 1 gemäß der F i g. 1 ist für Betriebsspannungen von etwa 10 kV geeignet Es weist eine oder mehrere Vakuumschaltröhren 2 auf, die einen an sich bekannten Aufbau haben können. Mit ihrem unteren feststehenden Anschlußbolzen 3 ist die Vaku-

5. umschaltröhre 2 in einer Klemmvorrichtung 4 gehalten, an der sich auch eine Anschlußvorrichtung 5 für eine Stromschiene oder ein Kabel befindet An dem gegenüberliegenden Ende der Vakuumschaltröhre 2 befindet sich ein beweglicher Anschlußbolzen 6, der zum Ein- und Ausschalten in axialer Richtung der Vakuumschaltröhre 2 verschiebbar ist Ein biegsames Stromband 7 Sieüt die Verbindung zwischen einer ortsfesten Anschlußvorrichtung 10 und dem Anschlußbolzen 6 her. Die Vakuumschaltröhre 2 ist in einem Isolierkörper 11 angeordnet, der bei mehrpoliger Ausführung des Vakuumschützes 1 ein- oder mehrteilig ausgeführt sein kann. Der Isolierkörper 11 ist an einem am Blech bestehenden Gehäuse 12 befestigt in dem ein als Ganzes mit 13 bezeichneter Befestigungsmagnet angeordnet ist Dieser umfaßt einen Magnetkern 14 sowie eine Magnetspule 15 und einen Klappanker 16, der durch eine Feder 17 in seinem Ruhezustand gehalten wird. Zugleich bewirkt die Feder 17 die Aufrechterhaltung des Ausschaltzustandes der Vakuumschaltröhre 2 mittels eines aus Isolierstoff bestehenden Hebels 20, der gelenkig mit dem Anschlußbolzen 6 bzw. mit einer in diesen eingesetzten Ösenschraube 21 verbunden ist. Klammern 22 dienen zur Befestigung der Magnetspule 15. Zur Befestigung des Vakuumschützes 1 auf einer Schalttafel oder einer anderen geeigneten Unterlage aicnen abgewinkelte Schenkel 23 und 24 des Gehäuses 12.

Der Aufbau des Magnetkernes 14 wird im folgenden anhand der F i g. 2,3 und 4 näher erläutert.
Der Magnetkern 14 ist in U-Form ausgeführt und besitzt dementsprechend zwei Polschenkel 25 und 26 und einen dazwischen befindlichen Jochteil 27. Mit den Polschenkeln 25 und 26 wirkt der in F i g. 1 dargestellte Klappanker 16 zusammen, der im Ruhezustand den Pol flächen 28 und 29 mit einem gewissen Abstand gegen-

■50 übersteht und bei der Magnetisierung des Magnetkernes 14 mittels der auf die Polschenkel 25 und 26 aufgesetzten Magnetspule 15 von dem Magnetkern 14 angezogen wird.

Der Magnetkern 14 ist aus einem massiven weichmagnetischen Werkstoff hergestellt und ist im Bereich des Jochteiles 27 gegenüber den Polschenkeln 25 und 26 durch Vorsprünge 30 und 31 verbreitert ausgeführt In diesen Vorsprüngen befinden sich Befestigungsbohrungen 32 und 33, mittels welcher der Magnetkern 14 in dem Gehäuse t2 befestigt wird.

In dem Jochteil 27 sind in einer Reihe mit untereinan-

■ der gleichem Abstand insgesamt sechs Bohrungen 34 angeordnet, die sich quer zu der vorgesehenen Richtung des Magnetflusses erstrecken, die durch die gestrichelte Linie 35 angedeutet ist. Die Bohrungen schwächen somit den für dsn Durchtritt des magnetischen Flusses zur Verfügung stehenden Querschnitt des Jochteiles 27. Wie man erkennt, kann diese Schwächung sowohl durch die

Anzahl der Bohrungen 34 als auch durch deren Durchmesser beeinflußt werden.

In dem dargestellten Beispiel beträgt der Restquerschnitt ca. 50% des gesamten Jochquerschnittes. Das Verhalten des Magneten ist jedoch wesentlich günstiger . als bei einer Ausführung mit einem entsprechenden Luftspalt der üblichen Konstruktion.

Da ein erheblicher Teil des Jochquerschnittes erhalten bleibt, ist ein einwandfreier mechanischer Zusammenhalt des Magnetkernes 14 sichergestellt Andererseits bewirken di,; Bohrungen 34 eine vorteilhafte Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Magnetkernes 14 in zweierlei Hinsicht Zum einen wird die Unterspannungssicherheit des unter Verwendung des Magnetkernes 14 aufgebauten Elektromagneten verbessert, d. h. der in F i g. 1 gezeigte Klappanker 16 oder ein anderer geeigneter Anker wird nicht dargestellte Magnetanker wird bei einer gegebenen Haltekraft noch bei einem vergleichsweise niedrigen Prozentsatz der normalen Betriebsspannung der Magnetspulen festgehalten. Ferner ergibt sich eine besonders niedrige Abfallverzögerung, d. h. der zwischen dem Abschalten des Erregerstromes und dem Abfallen des Magnetankers verstreichende Zeitraum ist besonders gering.

Durch seine Ausführung aus massivem Werkstoff eignet sich der Magnetkern 14 insbesondere für den Betrieb mit Gleichstrom. Es ist dann eine an sich bekannte Sparschaltung anwendbar, die die Stromaufnahme der Magnetspule 15 im angezogenen Zustand des Klappankers 16 auf einen gegenüber dem zu Beginn der Bewegung erforderlichen Wert erheblich verringert. Durch die Bohrungen 34 werden die angegebenen Eigenschaften zuverlässig erreicht, d. h. bei einer Vielzahl gefertigter Magnetkerne treten nur ganz geringe Schwankungen der Eigenschaften auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45

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60

65

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   U-förmiger Magnetkern (14) für einen Betätigungsmagneten mit zwei Schenkeln (25, 26) und einem dazwischen liegenden Jochteil (27), in dem sich ein nicht über den gesamten Jochquerschnitt erstreckender Luftspalt befindet, der quer zu der vorgesehenen Richtung (35) des magnetischen Flusses verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt im Jochteil (27) aus einer Reihe von parallel zu den Polschenkeln (25,26) angeordneten Bohrungen (34) besteht und daß der Magnetkern (14) aus einem massiven Werkstoff gefertigt ist