DE3408898C2

DE3408898C2 -

Info

Publication number: DE3408898C2
Application number: DE19843408898
Authority: DE
Inventors: Georgi Dipl.-Ing. 6710 Frankenthal De Cwetanski; Roland Dipl.-Ing. Kupferschmitt (Fh), 6834 Ketsch, De; Helmut Dipl.-Ing. 6930 Eberbach De Otermann
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1984-03-10
Filing date: 1984-03-10
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2004-03-11
Also published as: CH667161A5; DE3408898A1; DE3408898C3; FR2561037A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einem L-förmigen Joch, einem an einem Schenkel des Joches parallel zum anderen Schenkel verlaufenden Magnetkern, an dessen freiem Ende eine Polplatte vorgesehen ist, und mit einem Magnetklappanker, der am Joch drehbar aufgelagert ist und die Polplatte überdeckt. Sie betrifft insbesondere das Antriebsmagnetsystem für ein derartiges Relais.

Ein Relais der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 7 19 958 bekanntgeworden. Der Anker wird, wenn er sich beim Anzugsvorgang der Polplatte nähert, mit stei gender Kraft gegen die Polplatte gezogen, was zum Prellen u. dgl. führen kann. Um die Anzugskraft, mit der der Anker gegen die Polplatte gezogen wird, zu beein flussen, sind Maßnahmen getroffen, den Luftspalt im Magnet kreis bei Annäherung des Ankers an die Polplatte zu vergrößern. Damit wird zumindest Prellen vermieden.

Nun besteht bei der Entwicklung und Konstruktion vom Relais der eingangs genannten Art das Bestreben, die Montage kosten zu verringern und ggf. bei gleicher Leistung die Abmessungen des Relais zu verkleinern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Anker eines Relais der eingangs genannten Art mit L-förmigen Joch in seiner äußeren Form bzw. Außenkontur möglichst zu opti mieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polplatte exzentrisch am freien Ende des Magnetkerns befestigt ist, und daß der Klappanker im Bereich der Polplatte eine Außenkontur aufweist, die so bemessen ist, daß die Feldlinien, die aus dem Rand der Polplatte an der bezogen auf den Klappanker entfernten Kante aus treten, gerade noch in die der Polplatte zugewandten Anker fläche eintreten.

Der Anker ist daher bezogen auf die Polplatte so bemessen, daß Streuverluste vermieden werden und daß das Magnet feld optimal ausgenutzt wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung ist die Polplatte um einen bestimmten Betrag zum Jochschenkel hin versetzt an dem Kern befestigt. Hier durch ergibt sich eine exzentrische Anbringung der Polplatte am Kern.

Wenn die Polplatte kreisförmig ausgebildet ist, ergibt sich eine vereinfachte Herstellung der Polplatte.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die bei einer kreisförmigen Polplatte angewendet werden kann, besteht darin, daß der Anker einen die Polplatte überdeckenden, der Polplatte angepaßten Bereich auf weist, an dem ein verbreiterter Fortsatz angeformt ist, mittels dem der Klappanker am Jochschenkel aufgelagert ist.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Bemessungsregel wird die Ankeraußenkontur bei einer runden Ankerplatte eine eben falls runde oder wenigstens elliptische Form einnehmen. Dabei ist der Klappanker in dem Bereich, in dem er auf der Polfläche des ersten Jochschenkels des L-förmigen Joches aufliegt, verbreitert ausgebildet.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen An triebssystems und

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Antriebssystem gemäß Fig. 1.

Das Antriebssystem besitzt ein L-förmiges Joch 10, an dessen erstem Jochschenkel 11 (im folgenden kurz Schenkel 11 genannt) ein Magnetkern 12 angebracht bzw. befe stigt ist, der parallel zum zweiten Jochschenkel 13 (im folgenden kurz Schenkel 13 genannt) des Magnetjoches 10 verläuft. Am freien Ende des Magnetkerns 12 ist eine Polplatte 14 befestigt, deren Mittelpunkt exzentrisch zu der Mittelachse des Magnetkerns 12 liegt, und zwar um die Strecke d hinzu dem Schenkel 13 des Joches 10 ver setzt. An der Kante 15 des freien Endes des Schenkels 13 des Joches 10 ist ein Klappanker 16 aufgelagert.

Der als Ankerplatte ausgebildete Klappanker 16 besitzt eine an die Polplatte 14 angepaßte Außenkontur. Man er kennt eine Feldlinie 20, die aus der unteren Randkante 21 der Polplatte 14 austritt und nach oben hin zum Klappanker 16 gekrümmt ist. Sie tritt in die der Pol platte 14 zugewandte Fläche 22 genau an deren äußeren Rand ein. Nach dem Verlauf dieser aus der unteren Rand kante 21 der Polplatte 14 austretenden Feldlinie 20 wird der Klappanker 16 bemessen. Dies führt dazu, daß der Klappanker 16 einen der Polplatte 14 angepaßten Bereich 18 und einen Auflagerungsbereich 17 aufweist, zwischen welchen auf Grund obiger Bemessungsregel ein Bereich 17 a mit verringertem Querschnitt liegt. Der Klappanker 16 bzw. der Bereich 18 setzt sich nämlich dabei nicht kon tinuierlich und geradlinig hin fort in den Bereich 17, sondern verläuft nach innen zur Mittelachse A1-A1 hin, um noch eine Anpassung an den Bereich zu erhalten, der links von der Mittelachse bzw. Mittellinie der Polplatte 14 liegt.

Eine Abschätzung der einzelnen Abmessungen erhält man wie folgt:

Wie allgemein bekannt ist, treten die Feldlinien nahezu senkrecht aus einem ferromagnetischen Medium in die Um gebung aus. Darum ergibt sich etwa der Verlauf der Feld linie 20. Der Einfachheit halber sind diese durch einen Kreisbogen mit einem Radius ρ angenähert.
Dann gilt:

woraus folgt:

zusätzlich ist:

Hierin ist:

L = Länge des Klappankers
R = Radius des Klappankers im kreisförmigen Bereich
ρ = Kreisradius der Feldlinie 20
t = Dicke der Ankerplatte des Klappankers
s = Abstand des Drehpunktes des Ankers von der Oberfläche der Pol- bzw. Ankerplatte
D = Durchmesser der Ankerplatte
X₁ = Abstände der Ankerplatte vom Jochschenkel 13
X₂ = Abstände der Ankerplatte vom Jochschenkel 13.

Mit obigen Ansätzen kann bei einer vorgegebenen Anker form eine Optimierung der Polplatten- bzw. Ankerplatten fläche gefunden werden, bei der das Magnetfeld optimal ausgenutzt werden kann.

Man bestimmt über die Gleichungen (1) und (1a) den Wert ρ und hieraus mit (2) den Wert X₂. Die Gleichung (3) ergibt angenähert den Durchmesser der Ankerplatte des Klappankers 16.

Mit dieser erfindungsgemäßen Bemessungsregel wird die Ausnutzung und damit der Wirkungsgrad verbessert. Es wird nämlich auf diese Weise das Streufeld, das bei ge öffnetem Klappanker 16 zu Beginn des Stromflusses durch die nicht dargestellte Spule erzeugt wird, möglichst ge ring gehalten. Damit kann die Anzugskraft am Klappanker 16 verstärkt werden, ohne daß eine Vergrößerung des Klappankers 16 erforderlich wird. Die Kontur kann dann mittels Iterationsverfahren rechnerisch ermittelt werden, wobei zu beachten ist, daß der Bereich bei 17 a na türlich den Festigkeitsbedingungen genügen muß.

Claims

1. Relais mit einem L-förmigen Joch (10), einem an einem ersten Jochschenkel (11) des Joches parallel zum zweiten Jochschenkel (13) verlaufenden Magnetkern (12), an dessen freiem Ende eine Polplatte (14) vorgesehen ist, und mit einem Magnet-Klappanker (16), der am Joch drehbar aufgelagert ist und die Polplatte überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte exzentrisch am freien Ende des Magnetkerns (12) befestigt ist, und daß der Klappanker (16) im Bereich der Polplatte eine Außen kontur aufweist, die so bemessen ist, daß die Feldlinien (20), die aus dem Rand der Polplatte an der bezogen auf den Klappanker entfernten Kante (21) austreten, gerade noch in die der Polplatte zugewandten Ankerfläche ein treten.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte um einen Betrag (d) zum Jochschenkel (13) hin versetzt an dem Magnetkern (12) befestigt ist.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (14) kreisförmig ausgebildet ist.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker (16) einen die Polplatte (14) über deckenden, der Polplatte angepaßten Bereich aufweist, an dem ein verbreiterter Fortsatz (17) angeformt ist, mit tels dem der Klappanker am zweiten Jochschenkel (13) aufgelagert ist.