EP0883146A2 - Permagnetischer Antrieb für einen Schalter - Google Patents

Permagnetischer Antrieb für einen Schalter Download PDF

Info

Publication number
EP0883146A2
EP0883146A2 EP98102629A EP98102629A EP0883146A2 EP 0883146 A2 EP0883146 A2 EP 0883146A2 EP 98102629 A EP98102629 A EP 98102629A EP 98102629 A EP98102629 A EP 98102629A EP 0883146 A2 EP0883146 A2 EP 0883146A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
yoke
drive according
anchor
slots
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP98102629A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0883146A3 (de
EP0883146B2 (de
EP0883146B1 (de
Inventor
Edgar Dr.Rer.Nat. Dullni
Christian Dr.-Ing. Reuber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7822392&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0883146(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
Publication of EP0883146A2 publication Critical patent/EP0883146A2/de
Publication of EP0883146A3 publication Critical patent/EP0883146A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0883146B1 publication Critical patent/EP0883146B1/de
Publication of EP0883146B2 publication Critical patent/EP0883146B2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2209—Polarised relays with rectilinearly movable armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H01F7/1615—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6662—Operating arrangements using bistable electromagnetic actuators, e.g. linear polarised electromagnetic actuators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H01F2007/086—Structural details of the armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1669—Armatures actuated by current pulse, e.g. bistable actuators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1676—Means for avoiding or reducing eddy currents in the magnetic circuit, e.g. radial slots

Definitions

  • the invention relates to a permanent magnetic drive according to the preamble of claim 1.
  • Such a drive is known for example from DE 43 04 921 C.
  • the yoke or core is formed by two U-shaped halves of the yoke formed in which the anchor is guided in a longitudinally displaceable manner.
  • the anchor according to the DE 43 04 921 C is laminated.
  • the object of the invention is a permanent magnetic drive of the aforementioned Kind continue to improve, so that the production with improved efficiency the drive is simplified.
  • the anchor is according to the invention made of solid material; to avoid eddy currents he receives Slits that run in the direction of movement and especially with cuboid Anchors both on the broad side and on the narrow longitudinal side perpendicular to the respective one Surface are introduced into the material. It is made of magnetic Advantageous reasons to make the slots as narrow as possible.
  • these slots could also be filled with insulating material be.
  • the slots can now open into the end faces or in front of the end faces end up. This can be done alternately and there is also the possibility that at least one of the slots opens into one end face and in front of the other end face ends.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention can have the features of the claim 8 are removed.
  • the width of the spacer can be between by a suitable design the tightening force can be optimized at the ends of the yoke legs.
  • the spacer have a widening in the area of the bore, one in each bore Bearing bush part can be used, which serves as an anchor guide rods Bolt is adjusted.
  • the yoke plates that abut vertically against the spacer in the area of the widening have other leg dimensions; to prevent this, in the grading areas, between the free ends of the spacers and the extensions Filling pieces are used, which are then when the spacer made of non-magnetic material, made of ferromagnetic material are. In this way it is achieved that the leg ends of the yoke plates all are of the same length, so that a uniform yoke sheet shape can be used.
  • Another way to optimize the tightening force is to use the anchor surfaces to change in the end areas adjacent to the yokes, in the according to claim 13 a step narrowing or a step widening according to claim 14 is provided. In this way, the transition surface between the yoke sheets to be varied to the anchor as needed.
  • Another way to optimize the tightening force is to use a ferromagnetic Use spacers with a step narrowing or widening.
  • the yoke plates consist of an iron low silicon content. This increases the saturation polarization and the same Yoke cross section can be used for higher holding forces. Magnetic loss that occurs in the are generally reduced by high silicon content, are less Significance, since it is already sufficiently reduced by the laminated design of the yoke are.
  • the yoke plates each consist of two U-shaped stamped yoke plate sections are composed, with the free leg ends if necessary under Intermediate insertion of the intermediate piece are set against each other.
  • the permanent magnetic drive 10 according to FIG. 1 has, as can be seen from FIG. 2 is a yoke 11, which is composed of two yoke parts 12 and 13. Both yokes 12 and 13 essentially have a U-shape with a yoke web 14 and two Yoke legs 15 and 16; the yoke legs 15 and 16 of the two opposite one another Yokes 12 and 13 are directed against each other and with the interposition of one Intermediate piece 17 and 18 placed against each other. In the middle between the yoke legs 15 and 16 have the yokes 12 and 13 parallel to the legs 15 and 16 extending projections 19 and 20 serving as pole legs.
  • the armature 23 is composed of two armature parts 26 and 27.
  • the armature 23, which is drawn in one piece in FIG. 3, has one upper anchor guide rod 28 and a lower anchor guide rod 29. It is off a cuboid, solid material designed to avoid eddy currents is provided with slots 32 and 33.
  • the slots 32 and 33 run perpendicular from the narrow side surfaces 34 and 35 inwards to the central axis, the are defined by anchor guide rods 28 and 29; the slots 33 run perpendicular to broadside 36 and 37, with slots 32 covering the entire anchor distance in Pass through direction of movement P, whereas the slots 33 at a distance from the side surfaces 38 and 39, to which the anchor guide rods 28 and 29 connect, end up; the slots 33 then do not interrupt the side surfaces 38 and 39.
  • the Slots 32 and 33 are used to reduce eddy currents within the solid Material of existing anchor.
  • the intermediate piece 17 has a bore 40 in its center has, within which a bearing bush 41 is inserted, which is used to guide the Anchor guide rods 28 and 29 are used.
  • the intermediate piece 17 is elongated narrow and has a widening 42 and 43 in the area of the bore 40 on both sides.
  • yoke plates 44 and 45 there are two different types of yoke plates 44 and 45 required. Those yoke sheets that are in the area of widening 42 and 43 end, are shorter than the yoke plates 44.
  • the stepped, tapered and narrower can be trained Regions 46 and 47 each have an intermediate layer 48, 49, 50 and 51 used, the Thickness corresponds to the step depth t, so that the length of the yoke legs 52 can be the same over the entire length or width of the intermediate piece 17.
  • the intermediate piece 17 can be made of non-magnetic material; then the intermediate pieces 48 to 51 are formed from ferromagnetic material.
  • the intermediate piece 17 see FIG. 6. If the intermediate piece 17 is so narrow that the yoke legs 15 of the two Yokes 11 and 13 are only a short distance apart or directly against each other lie, then the contact surface A between the yoke legs 15 and the anchor 23 large; the flow concentration is small, so that a low holding or
  • the intermediate piece 17 is dimensioned in a suitable manner that the area A a has an average value and the flux concentration B thereby becomes quite large, then can in this way by changing the area A taking into account Saturation effects the holding force can be optimized.
  • the optimal width of the intermediate piece is narrower than the required width for the anchor guide. To this The purpose is then the widenings 42, 43, possibly with the intermediate layers 48 to 51 necessary.
  • the slots can also be open in the end faces 38 and 39; can as well the slots 32 end at a distance from the end faces.
  • the intermediate piece 17 can be made of ferromagnetic material.
  • a maximum holding force can be achieved by the stepwise narrowing of the armature 60 according to FIG. 9 can be set.
  • the 2 is composed of two yoke parts 12 and 13 which are approximately U-shaped and with the interposition of the spacers 17 and 18 are pressed against each other.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen permanentmagnetischen Antrieb für einen Schalter, mit einem lamellierten Joch, in dem ein bewegbarer, mit dem beweglichen Kontaktstengel verbundener Anker verschieblich geführt ist, mit wenigstens einem Permanetmagneten zur Erzeugung eines magnetischen Flusses in dem Joch und mit wenigstens einer Spule, die den Anker aus einer Stellung in eine andere und zurück bewegt, wobei der aus massivem Material bestehende Anker zur Vermeidung von Wirbelströmen mit Schlitzen versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen permanentmagnetischen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus der DE 43 04 921 C bekannt geworden. Bei dieser Anordnung ist das Joch oder der Kern durch zwei U-förmige Jochhälften gebildet, in denen der Anker längsverschieblich geführt ist. Der Anker gemäß der DE 43 04 921 C ist lamelliert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen permanentmagnetischen Antrieb der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, so daß bei verbessertem Wirkungsgrad die Herstellung des Antriebes vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Im Gegensatz zu der Entgegenhaltung DE 43 04 921 C ist der Anker erfindungsgemäß aus massivem Material hergestellt; zur Vermeidung von Wirbelströmen erhält er Schlitze, die in Bewegungsrichtung verlaufen und insbesondere bei quaderförmigem Anker sowohl auf der Breitseite als auch auf der Schmallängsseite senkrecht zur jeweiligen Fläche in das Material hinein eingebracht sind. Dabei ist es aus magnetischen Gründen vorteilhaft, die Schlitze möglichst schmal auszuführen.
Aus Stabilitätsgründen könnten diese Schlitze auch mit isolierendem Material ausgefüllt sein.
Die Schlitze können nun in die Stirnflächen einmünden oder auch vor den Stirnflächen enden. Dies kann wechselweise erfolgen und es besteht auch die Möglichkeit, daß wenigstens einer der Schlitze in eine Stirnfläche einmündet und vor der anderen Stirnfläche endet.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann den Merkmalen des Anspruches 8 entnommen werden.
Danach kann durch eine geeignete Ausgestaltung der Breite des Abstandshalters zwischen den Jochschenkelenden die Anzugskraft optimiert werden.
Wenn der Anker dadurch geführt wird, daß an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Ankers Bolzen angeordnet sind, die durch die Abstandshalter hindurchgeführt werden, dann kann in vorteilhafter Ausführungsform nach Anspruch 9 der Abstandshalter im Bereich der Bohrung eine Verbreiterung aufweisen, wobei in jede Bohrung je ein Lagerbuchsenteil eingesetzt werden kann, das an die als Ankerführungsstangen dienenden Bolzen angepaßt ist.
Wenn nun der Abstandshalter eine Verbreiterung aufweist, dann müssen die Jochbleche, die senkrecht gegen den Abstandshalter anstoßen, im Bereich der Verbreiterung andere Schenkelabmessungen aufweisen; um dies zu verhindern, können in den Stufungsbereichen, die zwischen den freien Enden der Abstandshalter und den Verbreiterungen vorhanden sind, Füllstücke eingesetzt werden, die dann, wenn der Abstandshalter aus unmagnetischem Werkstoff besteht, aus ferromagnetischem Material herstellt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Schenkelenden der Jochbleche alle gleich lang sind, so daß eine einheitliche Jochblechform verwendet werden kann.
Eine weitere Möglichkeit der Optimierung der Anzugskraft besteht darin, die Ankerflächen in den den Jochen benachbarten Endbereichen zu verändern, in dem gemäß Anspruch 13 eine stufige Verengung oder gemäß Anspruch 14 eine stufige Verbreiterung vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Übergangsfläche zwischen den Jochblechen zu dem Anker nach Bedarf variiert werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Optimierung der Anzugskraft besteht darin, einen ferromagnetischen Abstandshalter mit einer stufigen Verengung oder Verbreiterung zu verwenden.
Die Jochbleche bestehen gemäß bevorzugter Ausführungsform aus einem Eisen mit geringem Siliziumgehalt. Dadurch steigt die Sättigungspolarisation an und der gleiche Jochquerschnitt ist für höhere Haltekräfte nutzbar. Ummagnetisierungsverluste, die im allgemeinen durch hohen Siliziumgehalt reduziert werden, sind hierbei von geringer Bedeutung, da sie bereits durch die geblechte Ausführung des Joches hinreichend reduziert sind.
Oben ist dargestellt, daß die Jochbleche aus je zwei U-förmig gestanzten Jochblechabschnitten zusammengesetzt sind, die mit den freien Schenkelenden ggf. unter Zwischenfügung des Zwischenstückes gegeneinander gesetzt sind.
Es besteht auch die Möglichkeit, jedes Jochblech ringförmig geschlossen aus einem einzigen Blechteil herzustellen, wodurch die Zwischenstücke wegfallen. Die Bolzen bzw. die Ankerführungsstangen sind dann in Lagerbuchsen geführt, die direkt in die Querstege, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers verlaufen, eingesetzt sind. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Bleche geschichtet, miteinander vorzugsweise im Bereich der Querstege verschweißt, und danach werden die Bohrungen eingebracht, in die die Lagerbuchsen eingesetzt werden. Die Verschweißung der einzelnen Bleche hat dann so zu erfolgen, daß eine Bohrung eingebracht werden kann, ohne daß sich die Bleche gegeneinander verschieben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung, teilweise geschnitten,
Fig. 2
eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung II der Fig. 1,
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht eines Ankers,
Fig. 4 und 5
zwei Ansichten eines Zwischenstückes,
Fig. 6
eine schematische Darstellung der Übergangsflächen von Joch zu Anker,
Fig. 7 und 8
eine Teilansicht zweier unterschiedlicher Ausführungsformen des Zwischenstückes mit sich gegenüberliegenden Jochschenkeln,
Fig. 9 und 10
zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Ankerendbereiche, und
Fig. 11
eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Joches.
Der permanentmagnetische Antrieb 10 gemäß Fig. 1 besitzt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ein Joch 11, das aus zwei Jochteilen 12 und 13 zusammengesetzt ist. Beide Joche 12 und 13 besitzen im wesentlichen eine U-Form mit einem Jochsteg 14 und zwei Jochschenkeln 15 und 16; die Jochschenkel 15 und 16 der beiden sich gegenüberliegenden Joche 12 und 13 sind gegeneinander gerichtet und unter Zwischenfügung eines Zwischenstückes 17 und 18 gegeneinander gelegt. Mittig zwischen den Jochschenkeln 15 und 16 besitzen die Joche 12 und 13 parallel zu den Schenkeln 15 und 16 verlaufende als Polschenkel dienende Vorsprünge 19 und 20. An den Stirnflächen der Polschenkel 19 und 20 sind Permanentmagnete 21 und 22 angebracht und zwischen den Permanentmagneten 21 und 22 befindet sich ein Anker 23. Zwischen dem Schenkel 15 und dem Polschenkel 19 bzw. 15 und 20 und dem Polschenkel 19 und den Jochschenkeln 16 bzw. dem Polschenkel 20 und dem Jochschenkel 16 befindet sich je eine Spule 24 und 25, mit denen der Anker in Doppelpfeilrichtung P bewegbar ist.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Anker 23 aus zwei Ankerteilen 26 und 27 zusammengesetzt. Am Ankerteil 26 befinden sich eine erste Ankerführungsstange 28 und am Ankerteil 27 eine zweite Ankerführungsstange 29, die durch Bohrungen 30 bzw. 31 in den Zwischenstücken 17 und 18 hindurchgreifen.
Die Wirkungsweise des Antriebes ist als solche bekannt, so daß sie nicht näher dargestellt werden muß.
Der Anker 23, der in Fig. 3 als aus einem Stück dargestellt gezeichnet ist, besitzt eine obere Ankerführungsstange 28 und eine untere Ankerführungsstange 29. Er ist aus einem quaderförmigen, massiven Material ausgebildet, das zur Vermeidung von Wirbelströmen mit Schlitzen 32 und 33 versehen ist. Die Schlitze 32 und 33 verlaufen senkrecht von den Schmalseitenflächen 34 und 35 nach innen zur Mittelachse, die durch die Ankerführungsstangen 28 und 29 definiert sind; die Schlitze 33 verlaufen senkrecht zur Breitseite 36 und 37, wobei die Schlitze 32 die gesamte Ankerstrecke in Bewegungsrichtung P durchgreifen, wogegen die Schlitze 33 in Abstand zu den Seitenflächen 38 und 39, an denen die Ankerführungsstangen 28 und 29 anschließen, enden; die Schlitze 33 unterbrechen dann die Seitenflächen 38 und 39 nicht. Die Schlitze 32 und 33 dienen zur Verringerung der Wirbelströme innerhalb des aus massivem Material bestehenden Ankers.
Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei unterschiedliche Ansichten beispielsweise des Zwischenstückes 17. Man erkennt, daß das Zwischenstück 17 in seiner Mitte eine Bohrung 40 aufweist, innerhalb der eine Lagerbuchse 41 eingesetzt ist, die zur Führung der Ankerführungsstangen 28 und 29 dient. Das Zwischenstück 17 ist langgestreckt schmal und besitzt im Bereich der Bohrung 40 beidseitig eine Verbreiterung 42 und 43.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind dadurch zwei unterschiedliche Arten von Jochblechen 44 und 45 erforderlich. Diejenigen Jochbleche, die im Bereich der Verbreiterung 42 und 43 enden, sind kürzer auszubilden als die Jochbleche 44.
Um dies zu vermeiden, kann in den stufigen, verjüngten und schmaler ausgebildeten Bereichen 46 und 47 jeweils eine Zwischenlage 48, 49, 50 und 51 eingesetzt sein, deren Dicke der Stufentiefe t entspricht, so daß dann die Länge der Jochschenkel 52 über die gesamte Länge oder Breite des Zwischenstückes 17 gleich sein kann. In diesem Fall kann das Zwischenstück 17 aus unmagnetischem Material hergestellt sein; dann sind die Zwischenstücke 48 bis 51 aus ferromagnetischem Material gebildet.
Mit dem Zwischenstück 17 kann noch folgendes erreicht werden, siehe Fig. 6. Wenn das Zwischenstück 17 so schmal ausgebildet ist, daß die Jochschenkel 15 der beiden Joche 11 und 13 nur einen geringen Abstand voneinander haben oder direkt gegeneinander liegen, dann ist die Berührungsfläche A zwischen den Jochschenkeln 15 und dem Anker 23 groß; die Flußkonzentration ist dabei klein, so daß eine geringe Halte- oder
Anzugskraft erzeugt wird, gemäß der Formel: F ∼ A x B2 mit
  • F = Haltekraft
  • A = Fläche
  • B = magnetischer Fluß.
    • Wenn die Jochschenkelenden etwa dort enden, wo die strichlierte Linie 15' eingezeichnet ist, dann ist die Flußkonzentration zu stark; der Gesamtfluß nimmt ab und B kann wegen der Eisensättigung nicht viel größer werden. Die Fläche A jedoch ist sehr klein.
    Wenn das Zwischenstück 17 in geeigneter Weise bemessen ist, daß die Fläche A einen mittleren Wert besitzt und die Flußkonzentration B dadurch recht groß wird, dann kann auf diese Weise durch Veränderung der Fläche A unter Berücksichtigung von Sättigungseffekten die Haltekraft optimiert werden. Je nach Auslegung des gesamten magnetischen Antriebes kann es dabei vorkommen, daß die optimale Breite des Zwischenstückes schmaler ist als die erforderliche Breite für die Ankerführung. Zu diesem Zweck sind dann die Verbreiterungen 42, 43, ggf. mit den Zwischenlagen 48 bis 51 notwendig.
    Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Berührungs- oder Übergangsfläche A dadurch zu optimieren, daß entweder der Anker 60 mit einer Stufung 61 und 62 versehen wird, so daß die Stirnfläche 63 des Ankers kleiner ist als die Querschnittsfläche des übrigen Bereiches, oder es besteht die Möglichkeit, die Endbereiche des Ankers 70 mit Verbreiterungen 71 und 72 zu versehen, so daß die Stirnfläche 73 des Ankers größer ist als der übrige Querschnitt.
    Die Schlitze können ebenfalls in die Stirnflächen 38 und 39 offen sein; ebenso können die Schlitze 32 in Abstand zu de Stirnflächen enden.
    Das Zwischenstück 17 kann aus ferromagnetischem Material hergestellt sein.
    Durch die stufige Verengung des Ankers 60 gemäß Fig. 9 kann eine maximale Haltekraft eingestellt werden.
    Das Joch 11 ist gemäß Fig. 2 zusammengesetzt aus zwei Jochteilen 12 und 13, die etwa U-förmig ausgebildet sind und unter Zwischenfügung der Abstandsstücke 17 und 18 gegeneinander gedrückt werden.
    Gemäß einer weitere vorteilhaften Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Jochbleche des Joches einstückig auszubilden, so daß ein ringförmig geschlossenes, rechteckförmig ausgebildetes Blechpaket gebildet ist, das in seiner Form dem zusammengesetzten Joch der Fig. 2 gleicht.
    In der Mitte der den Schenkeln 15, 15', 16, 16' entsprechenden Jochstege 80 ist die Bohrung 40 eingebracht, die die Lagerbuchse 41 aufnimmt. In Fig. 11 ist lediglich die Ansicht auf eines der Jochstege 80 gezeigt, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers und damit auch senkrecht zur Mittelachse der Bohrung 40 verlaufen.
    In der Fig. 3 ist dargestellt, daß die Schlitze 32 in die Stirnflächen 38 und 39 einmünden, wogegen die Schlitze 33 in geringem Abstand vor den Endflächen 38 und 39 enden. Es besteht natürlich die Möglichkeit, die Schlitze 33 in die Stirnflächen 38 und 39 einmünden und die Schlitze 32 in geringem Abstand von den Stirnflächen 38 und 39 enden zu lassen. Es besteht weiterhin auch die Möglichkeit, daß von den beispielsweise vier Schlitzen 33 zwei in die Stirnflächen 38 und 39 einmünden.

    Claims (16)

    1. Permanentmagnetischer Antrieb für einen Schalter, insbesondere eine Vakuumkammer, mit einem lamellierten Joch, in dem ein bewegbarer, mit dem beweglichen Kontaktstengel verbundener Anker verschieblich geführt ist, mit wenigstens einem Permanetmagneten zur Erzeugung eines magnetischen Flusses in dem Joch und mit wenigstens einer Spule, die den Anker aus einer Stellung in eine andere und zurück bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß der aus massivem Material bestehende Anker zur Vermeidung von Wirbelströmen mit Schlitzen versehen ist.
    2. Permanentmagnetischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in Bewegungsrichtung des Ankers verlaufen.
    3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anker einer quaderförmige Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze auf der Breitseite und der Schmallängsseite senkrecht zur jeweiligen Fläche angeordnet sind.
    4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze mit isolierendem Material ausgefüllt sind.
    5. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schlitz wenigstens der Schlitze auf der Schmallängsseite bis in die Stirnflächen einmündet.
    6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schlitze in die Stirnfläche einmünden.
    7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze vor den Stirnflächen enden.
    8. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gegeneinander gerichteten Schenkel der etwa U-förmigen Eisenjochteile je ein als Lager für die Führung des Ankers dienender Abstandshalter vorgesehen ist, mit dem die Berührungsfläche von Joch und Anker und damit die Flußkonzentration an der Übergangsfläche einstellbar ist, so daß die Anzugskraft gemäß der Formel F ∼ A x B2
      F = Haltekraft
      A = Berührungsfläche
      B = magnetischer Fluß (Feld)
      einstellbar ist.
    9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bohrung für die Ankerführung enthaltende Abstandshalter im Bereich der Bohrung eine Verbreiterung aufweist.
    10. Antrieb nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter aus unmagnetischem Werkstoff besteht und daß zwischen den schmaleren Bereichen und den Jochschenkelnenden Füllstücke aus ferromagnetischem Material angesetzt sind, deren Dicke der Stufung der Verbreiterungen entspricht.
    11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter aus ferromagnetischem Material besteht.
    12. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Bohrung je ein Lagerbuchsenteil eingesetzt ist, das an die Ankerführungsstangen angepaßt ist.
    13. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker im Bereich des Abstandshalters eine stufige Verengung aufweist, so daß die den Jochschenkeln zugewandte Ankerfläche schmaler ist als die übrige Ankerbreite.
    14. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker an seiner den Jochschenkeln zugewandte Seite gegenüber dem übrigen Ankerbereich verbreitert ausgebildet ist.
    15. Antrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochbleche aus Eisen mit geringem Siliziumgehalt bestehen.
    16. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Jochblech einstückig und ringförmig geschlossen ausgebildet ist und daß in den senkrecht zur Ankerbewegung verlaufenden Jochstegen Lagerbuchsen für die Ankerführungsbolzen eingesetzt sind.
    EP98102629A 1997-03-06 1998-02-16 Permanentmagnetischer Antrieb für einen Schalter Expired - Lifetime EP0883146B2 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19709089A DE19709089A1 (de) 1997-03-06 1997-03-06 Permanentmagnetischer Antrieb für einen Schalter
    DE19709089 1997-03-06

    Publications (4)

    Publication Number Publication Date
    EP0883146A2 true EP0883146A2 (de) 1998-12-09
    EP0883146A3 EP0883146A3 (de) 1999-05-19
    EP0883146B1 EP0883146B1 (de) 2005-01-05
    EP0883146B2 EP0883146B2 (de) 2011-08-03

    Family

    ID=7822392

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP98102629A Expired - Lifetime EP0883146B2 (de) 1997-03-06 1998-02-16 Permanentmagnetischer Antrieb für einen Schalter

    Country Status (2)

    Country Link
    EP (1) EP0883146B2 (de)
    DE (2) DE19709089A1 (de)

    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    CN101430986B (zh) * 2008-11-21 2011-07-06 郑文秀 户外高压永磁式真空断路器

    Families Citing this family (10)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    AU3590101A (en) * 2000-03-02 2001-09-12 Cruise, Rupert John A magnetic actuator
    DE10011342A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Abb Patent Gmbh Permanent magnetischer Antrieb für ein elektrisches Schaltgerät
    RU2178215C1 (ru) * 2001-02-22 2002-01-10 Научно-производственное предприятие "Элвест" Электромагнитный привод
    DE10146899A1 (de) * 2001-09-24 2003-04-10 Abb Patent Gmbh Elektromagnetischer Aktuator, insbesondere elektromagnetischer Antrieb für ein Schaltgerät
    DE102007028203B3 (de) * 2007-06-15 2008-12-04 Siemens Ag Magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung
    DE102007041969C5 (de) * 2007-09-03 2010-09-30 Siemens Ag Magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung
    DE102007044245A1 (de) * 2007-09-11 2009-04-02 Siemens Ag Magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung sowie Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Antriebssystems
    KR200451951Y1 (ko) * 2008-12-31 2011-01-25 엘에스산전 주식회사 적층 코어를 사용한 모노스테이블 영구자석형 액추에이터
    CN107180728B (zh) 2016-03-11 2020-08-25 Abb瑞士股份有限公司 固封极柱及其组装方法
    FR3084772B1 (fr) * 2018-08-01 2021-06-18 Schneider Electric Ind Sas Actionneur electromagnetique et appareil de commutation electrique comportant cet actionneur

    Family Cites Families (11)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GB551790A (en) † 1941-08-06 1943-03-10 Dunlop Rubber Co Improvements in or relating to electro magnets and solenoids and their operation
    DE906251C (de) * 1950-07-04 1954-03-11 Philips Nv Aus einem einzigen Stueck hergestellter, mit einer Anzahl koerperlicher Pole versehener Koerper aus Dauermagnetstahl
    DE1131336B (de) * 1953-11-16 1962-06-14 Philips Nv Anisotroper zylindrischer Dauermagnet-koerper
    DE1824078U (de) * 1960-09-13 1960-12-29 August Pensky Fa Papierbahn.
    GB8625724D0 (en) * 1986-10-28 1986-12-03 Ferranti Measurements Ltd Electric switching arrangement
    US4876521A (en) * 1987-08-25 1989-10-24 Siemens Energy & Automation, Inc. Tripping coil with flux shifting coil and booster coil
    GB8819166D0 (en) * 1988-08-12 1988-09-14 Ass Elect Ind Magnetic actuator & permanent magnet
    US4891077A (en) * 1988-10-27 1990-01-02 Dana Corporation Method of making an electromagnetic coupling disc
    DE4304921C1 (de) * 1993-02-18 1994-08-25 E I B S A Bistabiler magnetischer Antrieb für einen elektrischen Schalter
    GB9318876D0 (en) † 1993-09-11 1993-10-27 Mckean Brian A bistable permanent magnet actuator for operation of circuit breakers
    US5461205A (en) † 1994-03-07 1995-10-24 Eaton Corporation Electrode stem for axial magnetic field vacuum interrupters

    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    CN101430986B (zh) * 2008-11-21 2011-07-06 郑文秀 户外高压永磁式真空断路器

    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP0883146A3 (de) 1999-05-19
    EP0883146B2 (de) 2011-08-03
    DE59812462D1 (de) 2005-02-10
    DE19709089A1 (de) 1998-09-10
    EP0883146B1 (de) 2005-01-05

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    DE69533505T2 (de) Gleichstromdrossel
    DE3215057C2 (de) Selbsthaltendes solenoid
    WO2005066982A1 (de) Elektromagnetischer linearantrieb
    DE69106239T2 (de) Bistabiles Solenoid sowie dessen Verwendung in einer Strickmaschine.
    DE2117579A1 (de) Elektromagnet
    DE10146899A1 (de) Elektromagnetischer Aktuator, insbesondere elektromagnetischer Antrieb für ein Schaltgerät
    EP0883146B1 (de) Permanentmagnetischer Antrieb für einen Schalter
    DE4201448C2 (de) Tauchanker-Magnetanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung
    EP2165347B1 (de) Magnetisches antriebssystem für eine schalteinrichtung
    DE2920365C2 (de)
    EP1351262A2 (de) Gleichstrom-Elektromagnet
    WO2008055863A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung einer definierten kraft
    DE3149916A1 (de) Magnetpol-aufbau fuer ein elektromagnetisches ventil, vorzugsweise brennstoff-einspritzventil
    EP0251075B1 (de) Magnetventil für flüssige und gasförmige Medien
    EP0575935B1 (de) Magnetschienenbremse
    DE3428763C2 (de) Hochleistungszündspule
    DE69610009T2 (de) Steuervorrichtung mit Elektromagnet mit Kern ohne Reibung und Verwendung bei Ventilen mit Kontinusteuerung
    EP1155421A1 (de) Elektromagnet und hydraulisches ventil mit einem solchen elektromagneten
    DE4417142C2 (de) Gleichstrom-Hubmagnet und Verfahren zu dessen Herstellung
    EP0021335A1 (de) Elektromagnetische Einrichtung für Druckstösselantrieb
    EP1455372A1 (de) Relais mit querschnittserweitertem Kern
    DE3528090C1 (de) Elektromagnetisches Relais
    DE4223287C2 (de) Gepoltes elektromagnetisches Relais
    DE3246256C2 (de) Elektromagnetisches Relais
    DE2926276A1 (de) Schneller elektromagnetischer druckhammerantrieb mit hohem wirkungsgrad

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A2

    Designated state(s): DE FR GB IT NL

    AX Request for extension of the european patent

    Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

    PUAL Search report despatched

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A3

    Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

    AX Request for extension of the european patent

    Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19990619

    AKX Designation fees paid

    Free format text: DE FR GB IT NL

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ABB PATENT GMBH

    GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

    GRAS Grant fee paid

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): DE FR GB IT NL

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: NL

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20050105

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: NOT ENGLISH

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 59812462

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 20050210

    Kind code of ref document: P

    GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

    Effective date: 20050420

    NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
    PLBI Opposition filed

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

    PLAX Notice of opposition and request to file observation + time limit sent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2

    26 Opposition filed

    Opponent name: AREVA T&D SA

    Effective date: 20051003

    ET Fr: translation filed
    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: FG4D

    Free format text: NOT ENGLISH

    PLBB Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3

    PUAH Patent maintained in amended form

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009272

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: PATENT MAINTAINED AS AMENDED

    RAP2 Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred)

    Owner name: ABB AG

    27A Patent maintained in amended form

    Effective date: 20110803

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B2

    Designated state(s): DE FR GB IT NL

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R102

    Ref document number: 59812462

    Country of ref document: DE

    Effective date: 20110803

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: PLFP

    Year of fee payment: 19

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R082

    Ref document number: 59812462

    Country of ref document: DE

    Representative=s name: SCHMIDT, KARL MICHAEL, DIPL.-PHYS., DE

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R081

    Ref document number: 59812462

    Country of ref document: DE

    Owner name: ABB SCHWEIZ AG, CH

    Free format text: FORMER OWNER: ABB TECHNOLOGY AG, ZUERICH, CH

    REG Reference to a national code

    Ref country code: FR

    Ref legal event code: PLFP

    Year of fee payment: 20

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: FR

    Payment date: 20170217

    Year of fee payment: 20

    Ref country code: DE

    Payment date: 20170217

    Year of fee payment: 20

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Payment date: 20170216

    Year of fee payment: 20

    PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Payment date: 20170221

    Year of fee payment: 20

    REG Reference to a national code

    Ref country code: DE

    Ref legal event code: R071

    Ref document number: 59812462

    Country of ref document: DE

    REG Reference to a national code

    Ref country code: GB

    Ref legal event code: PE20

    Expiry date: 20180215

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: GB

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

    Effective date: 20180215