DE8315652U1

DE8315652U1 - Tauchanker

Info

Publication number: DE8315652U1
Application number: DE19838315652U
Authority: DE
Original assignee: LA TELEMECANIQUE ELECTRIQUE 92002 NANTERRE HAUTS-DE-SEINE FR
Current assignee: LA TELEMECANIQUE ELECTRIQUE 92002 NANTERRE HAUTS-DE-SEINE FR
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1983-05-27
Publication date: 1984-01-19
Also published as: FR2527831B1; DE3319374C2; SE8303014L; ES282780U; IT8348389A0; BE896832A; SE455551B; FR2527831A1; DE3319374A1; ES282780Y; SE8303014D0; IT1167433B

Description

PRINZ, LEtS^R₍:⁴QU'^Kl;'ä; PARTNER ' ^

nvy^ltp J * tJjro^eän Patetit Attorneys χ

München Stuttgart

23. September 1983

LA TELEMECANIQUE ELEGTRIQUE

Unser Zeichen! L 1i55x

Tauchanker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tauchanker für die Verwendung in einem Elektromagneten, der beispielsweise ein Teil eines Relais mit Ansprechschwelle, d.h. einer Vorrichtung ist, die ihren Funktionszustand abhängig vom Wert des sie durchfließenden Stroms ändert.

Elektromagnete der genannten Art enthalten eine Spule, die von dem Strom durchflossen ist, dessen Wert ihren Zustand bestimmt. Wenn dieser Wert die vorgesehene An-

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sprechschwelle überschreitet, bewirkt die Spule den übergang eines mit einem Steüerzapfen versehenen Tauchankers von einer Extremsteilung in die andere. Bei eiiier typischen Anwendung ist die Vorrichtung ein Schaltautomat, bei dem der Steüerzapfen mechanisch mit einer Verschlußvorriohtung verbunden ist, der in Betätigung das Öffnen des zu schützenden Stromkreises auslost. Bei einem anderen typischen Anwendungsfall ist die Vorrichtung ein Uberstromschutzrelais, bei dem der Steüerzapfen einen Steuerkontakt betätigt.

Aus der US-AS 3 947 788 ist es bekannt, einen Tauchanker aus einem Metallblechäbschnitt herzustellen, der mit Ausnahme eines in Längsrichtung Verlaufenden Schlitzes zu einem nahezu vollständigen Zylinder gebogen ist. Auf diese Weise ist der eigentliche Anker leicht herzustellen. Das geringe Gewicht des auf diese Weise hergestell- j ten Ankers begünstigt außerdem die Reaktionsgeschwindigkeit des Elektromagneten; es macht den Anker für Vibrationen wenig empfindlich, und es reduziert die Heftigkeit des vom Anker hervorgerufenen Stoßes, wenn der Anker am Ende seiner Bewegungsstrecke bei einer Zustandsänderung ankommt. Der Längsschlitz verringert überdies j die Wirbelstromverluste.

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Die bei der Herstellung des eigentlichen Ankers aus \

gewalztem Blech erzielte Wirtschaftlichkeit wird durch | die Notwendigkeit stark in Frage gestellt, an dem zylindrischen Teil des Ankers ein Betätigungsorgan, beispielsweise einen Zapfen, zu befestigen.

Gemäß der oben erwähnten USA-Patentschrift besteht der Zapfen aus Kunststoff, und er ist in den Abschnitt aus Walzblech eingeklemmt. Es ist daher notwendig, eine spezielle Fertigung für den Zapfen vorzusehen, und bei der Fertigung müssen spezielle Vorkehrungen dafür getroffen werden, daß der Zapfen an dem eigentlichen Anker befestigt werden kann.

Mit Hilfe der Erfindung sollen die oben genannten teile beseitigt Werden, indem die Herstellung von Elektromagneten Wirtschaftlicher gemacht wird, insbesondere die Herstellung ihres mit einem Betätigungsorgan versehenen Ankers.

Nach der Erfindung ist ein Tauchanker zürn verschiebbaren Anbringen in einem Isolierrohr, das Teil eines Elektromagneten ist, der unter anderem eine um das Isolierrohr gewickelte elektrische Spule aufweist, mit einer Seitenwand, die von einer im wesentlichen rechtwinkligen Zone gebildet ist, die einem Blechteil angehört, das zu einer Form gebogen ist, die dem Anker einen im wesentlichen axial verlaufenden Hohlraum sowie eine äußere Gleitfläche in dem Isolierrohr verleiht, und mit einem Antriebsorgan, das an einem der axialen Enden der Seitenwand befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil eine Umfangsform hat, die ein Verlängerungsstück bildet, das an eine der Seiten der rechteckigen Zone angrenzt und wenigstens einen Teil des Antriebsorgans bildet.

Auf diese Weise wird das Betätigungsorgan gleichzeitig mit der seitlichen Wand des Ankers hergestellt, woTuei dies so durchgeführt werden kann, daß praktisch kein spezieller Vorgang notwendig ist. Ohne daß bei der Herstellung die geringste Vorkehrung getroffen werden muß, ist das Betätigungsorgan außerdem mit Sicherheit gut an der Seitenwand befestigt. Ferner kann das auf diese Weise hergestellte Betätigungsorgan sehr leicht sein, was die Vorteile der Leichtigkeit noch verstärkt, die bei einem Anker mit axialem Hohlraum vorhanden sind.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung,

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispiels-¹ halber erläutert. ES Zeigen:

Figi 1 eine perspektivische Ansieht eineö Relais mit Ansprechschwelle nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Axialschnitt des Relais von Fig. 1,

Fig. 3 und Fig. 4 Schnitte längs der Ebenen ΙΙΙ-ΙΪΪ bzw* IV-IV von Fig. 2,

Fig. 5 eine Ansicht des Tauchankers in Richtung des Pfeils V von Fig. 2,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den zur Herstellung des Tauchankers verwendeten Blechabschnitt und

Fig. 7 eine Ansicht des Blechabschnitts in Richtung des Pfeils VII von Fig. 6 nach dem Ziehvorgang.

Das in der Zeichnung dargestellte Betätigungsorgan für ein Relais mit Ansprechschwelle enthält einen Rahmen 1 aus isolierendem Kunststoffmaterial, der ein zylindrisches Rohr 2 aufweist, das an jedem seiner Enden eine Endplatte 3, 4 trägt, die in bekannter Weise dazu dienen, das Relais an einem Träger zu befestigen und/oaer (nicht dargestellte) Eingangs- und Ausgangsklemmen aufzunehmen. Die Axialdurchführung 6 des Rohrs 2 durchdringt die Endplatte 3. Die Axialdurchführung 6 steht auch über eine Öffnung 7 mit der Umgebung in Verbindung, die in der Endplatte 4 angebracht ist und von einem Kragen 8 umgeben ist.

Eine um das Isolierrohr 2 angebrachte elektrische Spu-Ie 9 kann mit ihren zwei Enden 11, 12 (Fig. 1) in Serie in einen (nicht dargestellten) zu schützenden Stromkreis eingefügt werden. Die Enden 11 und 12 sind in üblicher Weise an (nicht dargestellten) Steuerklemmen des Relais

befestigt, die von den Endplatten 2 oder 4 getragen werden·

In der Axialdurchführung des Rohrs 2 ist ein Tauchanker 13 verschiebbar angebracht. An seinem aus der Endplatte 3 herausragenden Ende 14 trägt der Anker 13 einen Zapfen

16, dessen hakenförmiges Ende 15 in herkömmlicher Weise dazu dient, einen (nicht dargestellten) Kontakt in Ab- · hängigkeit von der axialen Lage des Tauchankers 13 zu steuern. An seiner Basis trägt der Zapfen 16 eine Nase

17, die rechtwinklig zur Achse Z-Z des Tauchankers 13 (Fig. 2) verläuft und vor. einer Gleitführung 18 erfaßt wird, die parallel vsur Achse Z-Z verläuft. Die Gleitführung 18 ist zwischen zwei Säulen 19 gebildet, die einstückig mit der Endplatte 3 geformt sind.

An ihren unteren Enden sind die Säulen 19 durch einen Anschlag 21 für die Nase 17 miteinander verbunden. An ihren freien Enden weisen die zwei Säulen 19 gegeneinander gerichtete Schultern 22 auf. Die Schultern 22 bilden auf diese Weise ebenfalls einen Anschlag für die Nase 17. über den Schultern 22 ist zwischen den Säulen 19 ein Schlitz 23 gebildet, dessen Breite kleiner als die Dicke der Nase 17 ist. Zwischen diesem Schlitz und den Enden der Säulen 19 weisen diese eine Einführungsschräge 24 auf. Um den Tauchanker 13 ist zwischen der Nase 17 und einer in der Endplatte 3 um den Ausgang der Axialdurchführung 6 angebrachten ringförmigen Ausnehmung eine Schraubendruckfeder 26 angebracht. Das von

OQ der Endplatte 3 abgewandte Ende 14 der Feder stützt sich auf einer Schulter 28 ab, die von dem Zapfen 16 gegenüber der Nase 17 getragen wird und die mit der gegen die Endplatte 3 gerichteten Kante der Nase 17 in einer Linie verläuft.

Der Tauchanker 13 ist auf diese Weise zwischen einer¹ Ruhepositiön, in der¹ die Nase 17 an den Schultern 22 anliegt/ während der Anker 13 auf Seiten der Endplatte 3

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teilweise aus dem Rohr 2 herausragt, und einer Erregungsposition beweglich, in der die Nase 17 am Anschlag 21 anliegt, während sich der Anker 13 nahezu vollständig in der Axialdurchführung 6 des Rohrs 2 befindet. Die Feder 26 drückt den. Tauchanker 13 ständig in seine Ruheposi- -tion. Wenn die Stromstärke in der Spule 9 den vorgesehenen Schwellenwert überschreitet, übt die Spule auf den Tauchanker 13 eine axiale magnetische Kraft aus, die den Widerstand der Feder 26 überwinden kann und den Tauchanker 13 daher in die Erregungsposition bewegt.

Nach der Erfindung enthält der Tauchanker 13 eine Seitenwand 29, deren Außenfläche die Form eines Zylinders hat, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Axialdurchführung abgesehen von dem zum Verschieben notwendigen Spiel entspricht. Im Inneren begrenzt die Seitenwand einen zylindrischen Hohlraum 31, der sich über die ganze Länge des Tauchankers 13 axial erstreckt.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, erstreckt sich die Seitenwand 29 des Tauchankers 13 gemäß einem kreisförmigen Profil, dessen Dicke e konstant ist, so daß auch die zylindrische Innenfläche der Seitenwand 29 in Richtung der Achse Z-Z verläuft.

Der Hohlraum 31 steht über das gegen die Endplatte 4 gerichtete Ende des Tauchankers 13 mit der Umgebung in Verbindung. Ferner steht er über das andere Ende des Tauchankers 13 zu nur einer Seite des Zapfens 1£ hin mit der Umgebung in Verbindung. Der Hohlraum 31 ist mit der Umgebung der Seitenwand 29 außerdem über einen Schlitz 32 verbunden, der sich axial über die gesamte Länge der Wand 29 erstreckt. Im Falle eines Tauchankers 13 mit einem Durchmesser von beispielsweise 3 mm kann der Schlitz eine Breite von 0,25 mm haben.

Das beschriebene Betätigungsorgan kann mit der Im Folgenden beschriebenen Arbeitsweise wie folgt angewendet Werdens

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Zum Anbringen des Betätigungsorgans genügt es,nach Fertigstellung der Spule 9 die Feder um den Tauchanker 13 zu legen und den Tauchanker in die Axialdurchführung 6 einzuführen, indem unter Kraftaufwendung 5 die Nase 17 durch den Schlitz 23 unter Ausnutzung der

Einführungsschrägen 24 gedrückt wird. Die Spule 9 wird

! mit dem Stromkreis der Vorrichtung oder der Anlage in

Serie geschaltet, bei dem der sie durchfließende Strom

den Schaltzustand des Relais bestimmen soll. Zu diesem

Zweck kann das Relais ohne weiteres auf einem Träger angebracht werden, der Erschütterungen oder Vibrationen ausgesetzt ist. Solange die Stromstärke nicht den vor

gesehenen Schwellenwert überschreitet, bleibt der Tauchanker 13 in der Ruheposition. Auch wenn der Rahmen 1 Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt

wird, wird der Tauchanker 13, der beträchtlich leichter ausgebildet ist, ohne Schwierigkeiten von der Feder 26 in der Ruheposition gehalten. Der Schlitz 32 verhindert das Auftreten von Wirbelströmen, so daß Hystereseeffekte in wirksamer Weise bekämpft werden und die magnetische Ansprechzeit klein ist. Wenn die Stromstärke in der Spule 9 den vorgesehenen Schwellenwert überschreitet, gehen der Tauchanker 13 und der Zapfen 16 wegen ihrer sehr geringen Trägheit sehr schnell in die Erregungsposition über.

Es wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 das Verfahren zum Herstellen des Tauchankers 13 sowie

des Antriebszapfens 16 beschrieben. 30

Aus einem Blech aus magnetischem Material wie Eisen, das beispielsweise eine Dicke von 0,4 mm hat, wenn ein Tauchanker mit einem Durchmesser von 3 mm hergestellt werden soll, wird ein Abschnitt 33 ausgeschnitten, der einen rechtwinkligen Teil 113 aufweist,, dessen Länge im wesentlichen der Länge des Tauchanker^ 13 entspricht und dessen Breite gleich dem Umfang' des herzustellenden Tauchankers 13 ist. Ausgehend von

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der Mitte einer der Breitseiten des Rechtecks 113 weist der Abschnitt 33 ein Verlängerungsstück 116 auf, dessen ümrißform der Form des Zapfens 16 einschließlich der Nase 117 angrenzend an die Breitseite des Rechtecks 113 entspricht.

Längs der betreffenden Breitseite des Rechtecks 113 wird ein Einschnitt 34 angebracht, der die zukünftige Nase 17 vom Rechteck 113 abtrennt; längs der gleichen Breitseite des Rechtecks 113 ist auf der anderen Seite des Verlängerungsstücks 116 ein Einschnitt 128 angebracht, der auf Seiten des zukünftigen Zapfer.ü 16 die Schulter 28 bilden wird.

Der Abschnitt 33 wird dann mittels eines Formwerkzeugs 36, das in den Figuren 6 und 7 gestrichelt dargestellt ist, in einer senkrecht zu seiner Ebene verlaufenden Richtung umgebogen. Das Formwerkzeug 36 weist ein halbzylindrisches Ende auf, dessen Achse am Ende des Drück- Vorgangs mit der Achse Z-Z zusammenfällt. Auf seiner gegen das Verlängerungsstück 116 gerichteten Seite ist das halbzylindrische Ende des Formwerkzeugs 36 gemäß einer Viertelkugel 37 (Fig. 6) abgerundet.

Dieser Zieh- oder Drückvorgang hat den Zweck, dem Rechteck 113 eine U-Form zu verleihen, deren halbzyiindrischer Grunäbereich sich an die Ebene des Verlängerungsstücks 116 übar eine im wesentlichen in Form einer Viertelkugel 38 gewölbten Zone anschließt (Figuren 1, 2, 5 und 7). Im Verlauf des gleichen Vorgangs wird mit Hilfe eines mit dem Formv.-etkzeug 36 verbundenen Formwerkzeugs 39 (Fig. 6) eine längliche Rippe 41 erzeugt, die in Längsrichtung am Zapfen 16 zu dessen Verstärkung verläuft. Wie in Fig. 7 gestrichelt dargestellt ist,

^ genügt es* zur Fertigstellung des Tauchankers 13 und des Zapfens 16 die beiden Enden der U-Form gegeneinander zu biegen und dabei zwischen ihnen eiilen dem Sehütz 3 2 elitsprechenden Abstand aufrechtzuerhalten.

Das beschriebene Verfahren hat den Vorteil/ daß die
Herstellung des Tauchanker^ nach der Erfindung Und
öeines Anttfiebszäpfens beträchtlich vereinfacht Wird«

Die Erfindung ist aber¹ nicht auf die beschriebenen
und dargestellten Aüsfuhrüngsbeispiele beschränkt;
diese Aüsfuhrüngsbeispiele können in vielfacher Hinsicht ohne Abweichung von der Erfindung abgewandelt
werden.

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Zur Erleichterung der Bildung des Rechtecks 113 ohne \

Beeinflussung der ebenen Form des Verlängerungsstücks \

116 kann zwischen dem Rechteck 113 und dem Verlängerungs-^ jj

stück 116 eine Durchbrechung angebracht werden/ die |

eine Verbindungsbrücke zwischen sich und jedem der Ein- |

schnitte 34 und 128 bestehen läßt. I

In gewissen Fällen ist der Durchmesser des Tauchankers |

größer als seine axiale Länge, so daß dann das Verlän- |

gerungsstück 116 an eine der Längsseiten des Rechtecks |

113 angrenzt. I

Claims

ßÄRJNER "Patertf Attor München Stuttgart Patentanwälte \ · 'European "Patertf Attorneys 23. September 1983 LA TELEMECANIQUE ELECTRIQUE unser Zeichen: L 1155x Schutzansprüche

1. Tauchanker zum verschiebbaren Anbringen in einem Isolierrohr (2), das Teil eines Elektromagneten ist, der unter anderem eine um das Isolierrohr (2) gewickelte elektrische Spule (9) aufweist, mit einer Seitenwand (29), die von einer im wesentlichen rechtwinkligen Zone (113) gebildet ist, die einem Blechteil (33) angehört, das zu einer Form gebogen ist, die dem Anker einen im wesentlichen axial verlaufenden Hohlraum (31) sowie eine äußere Gleitfläche in dem Isolierrohr (2) verleiht, und mit einem Antriebsorgan (16), das an einem der axialen Enden der Seitenwand (29) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil (33) eine Umfangsform hat, die ein Verlängerungsstück (116) bildet, das an eine der Seiten der rechteckigen Zone (113) angrenzt und wenigstens einen Teil des Antriebsorgans (16) bildet.

2. Tauchanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (116) an seiner Basis eine Zone (38) aufweist, die so geformt ist, daß sie den übergang zwischen dem Profil der Seitenwand (29) und dem Rest des Verlänge-

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rungsstücks (116) ergibt, der sich in einer Ebene erstreckt, die im wesentlichen durch die Achse der Seitenwand (29) führt.

3. Tauchanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (116) eine Längsversteifungsrippe (41) aufweist.

4* Tauchanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (116} an

seiner Basis wenigstens eine Schulter (34, 128) aufweist, die gegen die Seitenwand (29) gerichtet ist uad über diese hinwegragt, damit eine Auflage für eine Rückstellfeder (26) geschaffen wird. 15

5. Tauchanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schulter (34, 128) von einem der Ränder e;Lnes in dem Blechteil (33) angebrachten Einschnitts gebildet ist, dessen anderer Rand sich längs der an die rechtwinklige Zone (113) angrenzenden Seite erstreckt.

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