DE3219852A1

DE3219852A1 - Drive magnet for switching devices, especially a contactor magnet, and a method for its production

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Publication number: DE3219852A1
Application number: DE19823219852
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(grad.) Baumhardt; Gert Dipl.-Phys. 5300 Bonn Moeller; Paul Dipl.-Ing. 6250 Limburg Wey; Peter 5480 Remagen Willerscheidt
Original assignee: Kloeckner Moeller Elektrizitaets GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1983-12-01

Abstract

The invention relates to drive magnets for electrical switching devices, which are especially suitable as contactor magnets and in which the short-circuit rings consist of in each case two adjacent welded seams (7a, 7b) with a constant cross-section which run on the pole surfaces (4) and on the respectively adjacent outer and inner surfaces (5a, 5b) of the magnet poles (6), parallel to one another, and are closed via the outer magnet plates (2a, 2b). In the same way as on the pole surfaces (4), the magnet plates (2) can also be held together by welded seams (7) on the outer and base surfaces (5, 12) lying remotely thereon. In consequence, the production of such drive magnets is quite considerably simplified, it being possible to produce the welded seams (7, 7a, 7b) mainly by inert-gas arc welding or by beam welding. <IMAGE>

Description

Antriebsmagnet für Schaltgeräte, insbe- Drive magnet for switchgear, especially

sondere Schtzmagnet, und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft Antriebsmagnete für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Schützmagnete, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und bezieht sich ferner auf Verfahren. zum Herstellen derartiger Schaltmagnete. special protection magnet, and method for its manufacture The invention relates to drive magnets for electrical switching devices, in particular contactor magnets, according to the preamble of claim 1 and also relates to methods. to the Manufacture of such switching magnets.

Antriebsmagnete wirken üblicherweise in Niederspannungs-Schaltgeräten mit einem Gegenmagneten zusammen und treffen bei jedem Schaltvorgang auf dessen Magnetpole auf. Bei diesen zum Teil millionenfachen Schaltvorgängen unterliegen die Antriebsmagnete selbst und die Kurzschlußringe an den Magnetpolen außerordentlich hohen mechanischen Beanspruchungen, die sich nicht nur auf den Zusammenhalt des Blechpaketes, sondern auch auf die Befestigung der Kurzschlußringe an den Magnetpolen auswirken.Drive magnets usually work in low-voltage switchgear together with a counter magnet and hit it with every switching process Magnetic poles on. In these sometimes millions of switching operations are subject to the drive magnets themselves and the short-circuit rings on the magnetic poles are extraordinary high mechanical loads, which not only affect the cohesion of the Laminated core, but also on the attachment of the short-circuit rings to the magnetic poles impact.

Bekannt ist es, an den Magnetpolen Kurzschlußringe in Quernuten versenkt anzubringen (DE-OS 29 50 360). Dies erfordert jedoch zusätzliche Maßnahmen zur Befestigung der Kurzschlußringe, die vielfach der geforderten Lebensdauer der Schaltgeräte und der Antriebsmagnete nicht standhalten.It is known to sunk short-circuit rings in transverse grooves on the magnetic poles to be attached (DE-OS 29 50 360). However, this requires additional measures for fastening the short-circuit rings, which in many cases the required service life of the switchgear and the drive magnets cannot withstand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Antriebsmagneten für elektrische Schaltgeräte mit Kurzschlußringen an den Magnetpolen nach der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art sowohl in mechanischer und elektromagnetischer Hinsicht als auch fertigungstechnisch zu vereinfachen und zu verbessern.The invention is based on the object of producing drive magnets for electrical switching devices with short-circuit rings on the magnetic poles according to the im Preamble of claim 1 mentioned type both mechanical and electromagnetic Simplify and improve both in terms of production technology.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch den Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst, während die Ansprüche 2 bis 5 besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung kennzeichnen und in den Ansprüchen 6 und 7 Verfahren zum Herstellen derartiger Antriebsmagnete für elektrische Schaltgeräte gekennzeichnet sind.According to the invention, this object is essentially achieved by the identification part of claim 1 solved, while claims 2 to 5 are particularly advantageous embodiments of the invention and in claims 6 and 7 methods of manufacture such drive magnets for electrical switching devices are marked.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Schweißnähte im Bereich der Polflächen in einem einzigen Herstellungsgang Kurzschlußringe gebildet und die Magnetbleche dauerhaft miteinander verbunden werden. Neben der mechanisch dauerhafteren Ausbildung derartiger Antriebsmagnete können die Kurzschlußringe durch entsprechende Steuerung des Schweißverfahrens leicht wechselnden mechanischen und elektrischen Einsatzbedingungen angepaßt werden.The invention has the advantage that through the welds in the area the pole faces formed in a single production process short-circuit rings and the Magnetic sheets are permanently connected to each other. In addition to the mechanically more durable Training of such drive magnets can the short-circuit rings by appropriate Control of the welding process slightly changing mechanical and electrical Conditions of use are adapted.

Die Schweißnähte können entweder durch Elektrodenschweißen hergestellt werden, was aber wegen der geringen Standzeiten der Schwcißelektroden von geringerem Interesse ist, oder durch andere geeignete Schweißverfahren, wie insbesondere durch das sogenannte Laserstrahl-Schweißen oder auch durch Plasma- oder Elektronenstrahl-Schweißen, wie sie in den Ansprüchen 6 und 7 gekennzeichnet sind.The weld seams can either be produced by electrode welding but this is less because of the short service life of the welding electrodes Interest is, or by other suitable welding processes, such as in particular by so-called laser beam welding or plasma or electron beam welding, as characterized in claims 6 and 7.

Für diese verschiedenen Schweißverfahren kornmen unterschiedliche Ausbildungen der Magnetbleche im Bereich der Schweißnähte in Frage. Für das Auftragsschweißen mit einem Schweiß-Zusatzwerkstoff können die im Stapel aneinanderliegenden Magnetbleche im ungeschweißten Zustand querlaufende rinnenartige Vertiefungen für die Aufnahme des Zusatz-Schweißwerkstoffes aufweisen.There are different grains for these different welding processes Formations of the magnetic sheets in the area of the weld seams in question. For build-up welding With a welding filler material, the stacked magnetic sheets in the unwelded state, transverse channel-like depressions for the receptacle of the additional welding material.

Mit den anderen Schweißverfahren, die ohne einen Schweiß-Zusatzwerkstoff arbeiten, wie das Strahlschweißen nach Anspruch 7, können die Schweißnähte an den Polflächen und an den übrigen Flächen und Kanten des Blechstapels hergestellt und bei Bedarf beigeschliffen werden. Die im Stapel aneinanderliegenden Magnetbleche können aber im ungeschweißten Zustand auch parallel nebeneinanderliegende, nach außen gerichtete Schweißnasen derart aufweisen, daß die Schweißnasen oder der dadurch gebildete Schweißgrat durch den Schweißstrahl fortlaufend aufgeschmolzen und unter Bildung einer durchgehenden Schweißnaht in einem Arbeitsgang verschweißt wird. Derartige Schweißungen sind besonders widerstandsfähig, und bei Bedarf können die SchweiBnasen mindestens an den Polflächen in Quernuten versenkt angeordnet sein.With the other welding processes that do not require a welding filler material work, as the beam welding according to claim 7, the welds on the Pole faces and on the other faces and edges of the stack of sheets and produced be sanded in if necessary. The magnetic sheets lying next to each other in the stack but can also be parallel to each other in the unwelded state after have outwardly directed welding noses such that the welding noses or thereby The weld burr formed is continuously melted by the welding beam and under Forming a continuous weld seam is welded in one operation. Such Welds are particularly resistant and, if necessary, the weld noses be arranged sunk in transverse grooves at least on the pole faces.

Zur Schließung der Kurzschlußringe können außerdem zusätzliche Leiter, wie Drahtstücke oder dergleichen, auf die äußeren Magnetbleche aufgesetzt und an den Enden mit benachbarten Schweißnähten elektrisch leitend verbunden sein.To close the short-circuit rings, additional conductors, such as pieces of wire or the like, placed on the outer magnetic sheets and on be electrically conductively connected at the ends with adjacent weld seams.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Antriebsmagneten in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 eine Seitenansicht des Antriebsmagneten in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1, Fig. 3 eine Stirnansicht des Antriebsmagneten in Richtung des Pfeiles III von Fig. 2, Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 bis 3 vergrößerte Teilansicht eines derartigen Antriebsmagneten in einer ersten Ausführungsform, Fig. 5 eine gegenüber Fig. 4 abgewandelte zweite Ausführungsform vor dem Verschweißen der Magnetbleche, Fig. 6 eine Teilansicht dieser zweiten Ausführungsform nach dem Verschweißen des Blechpaketes, Fig. 7 eine weitere Teilansicht eines derartigen Antriebsmagneten, bei dem die einen Kurzschlußring bildenden Schweißnähte durch einen zusätzlichen Leiter verbunden sind, und Fig. 8 eine teilweise weggebrochen dargestellte Endansicht dieses Antriebsmagneten in Richtung des Pfeiles VIII von Fig. 7.Preferred embodiments of the invention are in drawing shown schematically. 1 shows a drive magnet in perspective View, Fig. 2 is a side view of the drive magnet in the direction of the arrow II of Fig. 1, Fig. 3 is an end view of the drive magnet in the direction of the arrow III of FIG. 2, FIG. 4 shows a partial view, enlarged compared to FIGS. 1 to 3, of a such drive magnets in a first embodiment, Fig. 5 one opposite Fig. 4 modified second embodiment before welding the magnetic sheets, Fig. 6 is a partial view of this second embodiment after the welding of the Laminated core, FIG. 7 shows a further partial view of such a drive magnet, in which the weld seams forming a short-circuit ring are replaced by an additional one Conductors are connected, and FIG. 8 is an end view, partially broken away this drive magnet in the direction of arrow VIII in FIG. 7.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Antriebsmagneten 1 für elektrische Schaltgeräte handelt es sich um einen Schützmagneten aus einem Stapel von E-förmigen Maynetblechen 2, die beispielsweise an den strichpunktierten Stellen 3 von Fig. 1 durch Niete oder auch durch Strahlschweissen, wie insbesondere Elektronenstrahl-Schweißen oder Laserstrahl-Schweißen, miteinander verbunden sein können. An den Pol flächen 4 ebenso wie an den jeweils benachbarten Außenflächen 5a oder Innenflächen 5b der Magnetpole 6 befinden sich Kurzschlußringe, die von jeweils benachbarten parallelen Schweißnähten 7a, 7b mit gleichbleibendem Querschnitt gebildet werden und an den Polflächen 4 ebenso wie an den Außen- oder Innenflächen 5a, 5b in Quernuten 8, 9 versenkt angeordnet sein können und über die äußeren Magnetbleche 2a, 2b geschlossen sind. Die Schweißnähte 7a, 7b können, wie im rechten Teil von Fig. 1 gezeigt ist, beide an der Polfläche 4 liegen und durch Strahlschweißen, wie Elektronenstrahl-Schweißen oder Laserstrahl-Schweißen, hergestellt werden.In the embodiment of a drive magnet shown in FIG. 1 1 for electrical switching devices is a contactor magnet from one Stack of E-shaped Maynet sheets 2, for example on the dash-dotted Place 3 of Fig. 1 by riveting or by beam welding, such as in particular Electron beam welding or laser beam welding, be connected to each other can. On the pole surfaces 4 as well as on the respective adjacent outer surfaces 5a or inner surfaces 5b of the magnetic poles 6 are short-circuit rings, each of which adjacent parallel weld seams 7a, 7b formed with a constant cross-section and on the pole faces 4 as well as on the outer or inner surfaces 5a, 5b can be arranged sunk in transverse grooves 8, 9 and over the outer magnetic sheets 2a, 2b are closed. The welds 7a, 7b can, as in the right part of Fig. 1 is shown, both lying on the pole face 4 and by beam welding, such as Electron beam welding or laser beam welding.

Die Schweißnähte 7a, 7b können aber auch so ausgebildet sein, wie dies in Fig. 4 im einzelnen gezeigt ist, wobei zumindest die im Bereich der Polflächen 4 liegenden Schweißnähte 7a jeweils am Grunde der zwischen den beiden äußeren Magnetblechen 2a, 2b verlaufenden Quernut 8 versenkt angeordnet sind. Die an der jeweils benachbarten Außenfläche 5a oder Innenfläche 5b des betreffenden Magnetpoles 6 verlaufende parallele zweite Schweißnaht 7b jedes Kurzschlußringes kann entweder an der glatten Außen- oder Innenfläche 5a, 5b des betreffenden Magnetpoles 6 oder, wie es in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist, ebenfalls am Grunde einer zwischen den äußeren Magnetblechen 2a, 2b verlaufenden Quernut 9 versenkt angeordnet sein. Die Herstellung der Schweißnähte 7a, 7b kann je nach Wahl des angewendeten Schweißverfahrens ohne oder mit einer Zufuhr von Zusatz-Schweißwerkstoff erfolgen, wobei für ein Schweißen mit Zusatz-Schweißwerkstoff mindestens im Bereich der Polflächen 4 rinnenartige Vertiefungen 10 für die Aufnahme des Zusatz-Schweißwerkstoffes vorgesehen sein können.The weld seams 7a, 7b can, however, also be designed as this is shown in detail in FIG. 4, at least in the area of the pole faces 4 lying weld seams 7a each at the base of the between the two outer magnetic sheets 2a, 2b extending transverse groove 8 are arranged sunk. The one at the neighboring Outer surface 5a or inner surface 5b of the relevant magnetic pole 6 extending parallel second weld seam 7b of each short-circuit ring can either be on the smooth outer or inner surface 5a, 5b of the relevant magnetic pole 6 or, as shown in dashed lines in FIG is indicated, also at the bottom of one between the outer magnetic sheets 2a, 2b extending transverse groove 9 be arranged sunk. The manufacture of the welds 7a, 7b can, depending on the choice of welding process used, with or without a Supply of additional welding material takes place, whereby for welding with additional welding material at least in the area of the pole faces 4, groove-like depressions 10 for the reception of the additional welding material can be provided.

Um sicherzustellen, daß die Schweißnähte 7a, 7b auch bei einer Verschweißung des Blechpaketes ohne Zusatz-Schweißwerkstoff einen ausreichenden Querschnitt haben, um sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht den an sie gestellten Anforderungen voll zu genügen, können die Magnetbleche 2, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, in einer Weiterbildung der Erfindung im ungeschweißten Zustand nach außen gerichtete Schweißnasen 11 oder Schweißgrate aufweisen und an diesen so verschweißt sein, daß sich jeweils über die Breite des Blechstapels quer verlaufende Schweißnähte 7a, 7b ergeben.In order to ensure that the weld seams 7a, 7b also with a weld of the laminated core without additional welding material a sufficient one Cross-section to both electrically and mechanically to fully meet the requirements placed on them, the magnetic sheets 2, such as it is shown in Fig. 5, in a development of the invention in the unwelded State have outwardly directed welding lugs 11 or weld burrs and on this be welded so that each across the width of the stack of sheets running weld seams 7a, 7b result.

Ebensolche Schweißnähte 7, wie sie in Fig. 4 und 6 dargestellt sind, können auch an den von den Polflächen 4 entfernt liegenden Außenflächen 5 und an -der Grundfläche 12 des Blechpaketes zwischen den äußeren Magnetblechen 2a, 2b über die Breite des Blechstapels quer verlaufen. Sie können bei Bedarf ebenso wie an den Magnetpolen 4 beigeschliffen werden. Um eine derartige mechanische Nachbearbeitung zu vermeiden, ist es aber auch möglich, die Schweißnähte 7 am Grunde von Quernuten versenkt anzuordnen.The same weld seams 7 as shown in FIGS. 4 and 6, can also on the outer surfaces 5 and on, which are remote from the pole surfaces 4 -The base 12 of the laminated core between the outer magnetic sheets 2a, 2b over the width of the sheet stack run transversely. You can if necessary as well as at the magnetic poles 4 are ground. Such mechanical post-processing to avoid, however, it is also possible to cut the weld seams 7 at the bottom of transverse grooves to be sunk.

Die Schweißnähte 7, 7a, 7b können durch Schutzgas-Lichtbogenschweißen, Wolfram-Inertgas-(WIG-)SchweiBen, Wolfram-Plasma-(WP-)Schweißen, Plasma-Strahl-Schweißen, Plasma-Lichtbogen-Schweißen oder Metall-Mischgas- (MAGM-) Schweißen, hergestellt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, die Schweißnähte an dem lamellierten Blechpaket durch Strahlschweißen, wie Elektronenstrahl-Schweißen oder Laserstrahl-Schweißen, auszubilden.The welds 7, 7a, 7b can be welded using inert gas arc welding, Tungsten inert gas (TIG) welding, tungsten plasma (WP) welding, plasma beam welding, Plasma arc welding or metal mixed gas (MAGM) welding will. It is also possible, however, to apply the weld seams to the laminated laminated core by beam welding, such as electron beam welding or laser beam welding, to train.

Fig. 7 und 8 zeigen schließlich noch eine weiter abgewandelte Ausführungsform eines derartigen Antriebsmagnten mit geschweißen Kurzschlußringen, bei dem auf die äußeren Magnetbleche 2a, 2b zusätzliche Leiter 13, wie Drahtstücke-oder dergleichen, aufgesetzt und an den Enden 13a, 13b mit benachbarten Schweißnähten 7a, 7b,beispielsweise durch Löten oder Schweißen, elektrisch leitend verbunden sind.Finally, FIGS. 7 and 8 show a further modified embodiment such a drive magnet with welded short-circuit rings, in which on the outer magnetic sheets 2a, 2b additional conductors 13, such as pieces of wire or the like, placed and at the ends 13a, 13b with adjacent welds 7a, 7b, for example are electrically connected by soldering or welding.

Claims

Claims 1. Drive magnet for electrical switchgear, in particular Contactor magnet, which consists of a stack of metal sheets and attached to the magnetic poles Has short-circuit rings, characterized in that the short-circuit rings are made from weld seams (7a, 7b) exist.

2. Drive magnet according to claim 1, characterized in that the Maanet sheets (2) lying next to one another in the stack in the unwelded state and running transversely Have channel-like depressions (10) for receiving additional welding material.

3. Drive magnet according to claim 1, characterized in that the Magnetic sheets (2) lying next to one another in the stack are parallel in the unwelded state have adjacent, outwardly directed welding noses (11).

4. Drive magnet according to claim 3, characterized in that the Welding lugs (11) at least on the pole faces (4) of the magnet in transverse grooves (8) are arranged sunk.

5. Drive magnet according to one of claims 1 to 4, characterized in that that to close the short-circuit rings additional conductors (13), such as pieces of wire or deraleichen, placed on the outer magnetic sheets (2a, 2b) and at the ends (13a, 13b) electrically conductively connected to adjacent weld seams (7a, 7b) are.

6. Process for the production of drive magnets for electrical switchgear, in particular Schützmaonet, according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the weld seams are made by inert gas arc welding, such as tungsten-inert gas (TIG) welding, Tungsten plasma (WP) welding, plasma beam welding, plasma arc welding or metal mixed gas (MAGM) welding.

7. Process for the production of drive magnets for electrical switchgear, in particular contactor magnet, according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the welds are welded by beam welding, such as electron beam welding or Laser beam welding.