EP3326190B9 - Magnet armature, contactor having a magnetic armature, and method for switching a contactor - Google Patents

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EP3326190B9
EP3326190B9 EP16731162.0A EP16731162A EP3326190B9 EP 3326190 B9 EP3326190 B9 EP 3326190B9 EP 16731162 A EP16731162 A EP 16731162A EP 3326190 B9 EP3326190 B9 EP 3326190B9
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EP
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magnet armature
stop
movement
end position
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Thomas Westebbe
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TDK Electronics AG
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Definitions

  • the rest position, the middle position and the end position represent the positions of the magnet armature relative to its surroundings, e.g. within an electromagnetic switch.
  • the middle position does not necessarily have to be the same distance from the rest position as from the end position.
  • the rest position indicates the position in which the magnet armature is when no magnetic force acts on it.
  • the end position indicates the equilibrium position when the magnetic force intended for closing a switch acts on the magnet armature and the electrical contact to be closed is permanently closed.
  • the first stiffness k1 of the first spring element and the second stiffness k2 of the second spring element can be different.
  • the fact that the magnet armature moves against the restoring force of the first spring element when moving from the rest position to the middle position and against the spring force of the second element when moving from the middle position to the end position can reduce the switching time.
  • the spring stiffness k1 of the first spring element is less than the spring stiffness k2 of the second spring element, the magnet armature works against a smaller resistance force when tightening, so that greater acceleration and thus a shortening of the switching time is achieved.
  • the restoring force of the second spring element essentially causes rapid opening when the magnetic force on the magnet armature is removed (i.e. when the switch is opened).
  • the magnet armature additionally comprises a cylindrical section.
  • the first spring element, the bushing and the second spring element coaxially surround the cylindrical section - or each a separate cylindrical section with a different radius if necessary.
  • the end of the first spring element pointing towards the bushing is intended to move relative to the cylindrical section during the transition from the rest position to the middle position, but not during the transition from the middle position to the end position.
  • the bushing and the end of the second spring element pointing towards the bushing are intended to move relative to the cylindrical section during the transition from the middle position to the end position, but not during the transition from the rest position to the middle position.
  • the distance h from the rest position to the end position is the full stroke that the magnetic armature travels when activated in order to connect two electrodes of a contactor with a contact stamp.
  • the stroke h can be, for example, 2 mm.
  • the middle position can be in an interval between 40% and 60% of the full stroke h.
  • the cylindrical section should have the mechanical magnet armature stop, which can be achieved as described above by two different diameters on the cylindrical section and the corresponding step. This allows the second, e.g. stiffer, spring element to be dimensioned independently of the first, e.g. softer, spring element and to be connected via the bushing and the mechanical Magnetic armature stop with defined preload must be installed.

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Description

Die Erfindung betrifft Magnetanker, z. B. Magnetanker für elektromagnetische Schütze, Schütze mit Magnetanker und Verfahren zum Schalten eines Schützes.The invention relates to magnetic armatures, e.g. magnetic armatures for electromagnetic contactors, contactors with magnetic armatures and methods for switching a contactor.

In elektromagnetisch betreibbaren Schützen stellt i. A. ein Magnetanker einen beweglichen Teil dar, der durch Verschieben eines Kontaktstempels zwei Elektroden elektrisch leitend verbinden kann. Schütze werden verwendet, um starke elektrische Ströme und/oder hohe elektrische Spannungen gegebenenfalls in einer Schutzgasatmosphäre zu schalten. Die unmittelbaren Vorgänge des Schließens oder des Öffnens des Schalters und dabei auftretende Lichtbögen stellen bei hoher zu schaltender elektrischer Leistung eine große Belastung, insbesondere für das Material der Elektroden und des Kontaktstempels, dar. Mit zunehmender Zahl der Schaltvorgänge steigt die Gefahr des Verklebens dieser elektrischen Kontakte.In electromagnetically operated contactors, a magnetic armature is generally a moving part that can electrically connect two electrodes by moving a contact stamp. Contactors are used to switch strong electrical currents and/or high electrical voltages, possibly in a protective gas atmosphere. The immediate processes of closing or opening the switch and the arcs that occur in the process represent a great stress when high electrical power is to be switched, particularly for the material of the electrodes and the contact stamp. The risk of these electrical contacts sticking increases with the number of switching operations.

Es sind Schütze mit einer so genannten Booster-Schaltung zur Verringerung der Schließzeit bekannt. Dabei wird der Elektromagnet beim Einschalten kurzzeitig, d. h. einige Millisekunden, mit einer Überspannung beaufschlagt, um die Anzugskraft zu erhöhen. Das Dokument US6360707 offenbart einen Magnetanker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.Contactors with a so-called booster circuit to reduce the closing time are known. When switched on, the electromagnet is briefly subjected to an overvoltage, i.e. a few milliseconds, in order to increase the attraction force. The document US6360707 discloses a magnetic armature according to the preamble of claim 1.

Es existiert deshalb der Wunsch nach Schaltvorgängen mit verringerter Belastung für das Elektrodenmaterial, insbesondere nach Schaltvorgängen mit verringerter Gefahr des Verklebens der Kontakte.There is therefore a desire for switching operations with reduced stress on the electrode material, in particular for switching operations with a reduced risk of the contacts sticking together.

Der hier beschriebene Magnetanker, insbesondere der Magnetanker gemäß dem unabhängigen Anspruch 1, ermöglicht solche Schaltvorgänge. Übrige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Ankers an.The magnetic armature described here, in particular the magnetic armature according to independent claim 1, enables such switching processes. Other claims specify advantageous embodiments of the armature.

Der Magnetanker umfasst ein erstes Federelement mit einer ersten Federsteifigkeit k1, ein zweites Federelement mit einer zweiten Steifigkeit k2, eine Ruheposition, eine Endposition und eine mittlere Position, die sich zwischen der Ruheposition und der Endposition befindet. Das erste Federelement ist dazu vorgesehen, während eines Schaltvorgangs beim Übergang von der Ruheposition zur mittleren Position, aber nicht beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition elastisch verformt zu werden. Das zweite Element ist dazu vorgesehen, beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition, aber nicht beim Übergang von der Ruheposition zur mittleren Position elastisch verformt zu werden.The magnet armature comprises a first spring element with a first spring stiffness k1, a second spring element with a second stiffness k2, a rest position, an end position and a middle position which is located between the rest position and the end position. The first spring element is intended to be elastically deformed during a switching process during the transition from the rest position to the middle position, but not during the transition from the middle position to the end position. The second element is intended to be elastically deformed during the transition from the middle position to the end position, but not during the transition from the rest position to the middle position.

Die Ruheposition, die mittlere Position und die Endposition stellen dabei Positionen des Magnetankers relativ zu seiner Umgebung, z. B. innerhalb eines elektromagnetischen Schalters, dar. Die mittlere Position muss nicht zwingend gleichweit von der Ruheposition wie von der Endposition beabstandet sein. Die Ruheposition gibt dabei diejenige Position an, in der sich der Magnetanker befindet, wenn keine magnetische Kraft auf ihn einwirkt. Die Endposition gibt dabei die Gleichgewichtsposition an, wenn die für das Schließen eines Schalters vorgesehene magnetische Kraft auf den Magnetanker einwirkt und der zu schließende elektrische Kontakt dauerhaft geschlossen ist.The rest position, the middle position and the end position represent the positions of the magnet armature relative to its surroundings, e.g. within an electromagnetic switch. The middle position does not necessarily have to be the same distance from the rest position as from the end position. The rest position indicates the position in which the magnet armature is when no magnetic force acts on it. The end position indicates the equilibrium position when the magnetic force intended for closing a switch acts on the magnet armature and the electrical contact to be closed is permanently closed.

Die erste Steifigkeit k1 des ersten Federelements und die zweite Steifigkeit k2 des zweiten Federelements können verschieden sein. Dadurch, dass der Magnetanker sich beim Bewegen von der Ruheposition zur mittleren Position gegen die Rückstellkraft des ersten Federelements und beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition gegen die Federkraft des zweiten Elements bewegt, kann eine Verringerung der Schaltzeit erreicht werden. Insbesondere wenn die Federsteifigkeit k1 des ersten Federelements geringer als die Federsteifigkeit k2 des zweiten Federelements ist, arbeitet der Magnetanker beim Anziehen gegen eine kleinere Widerstandskraft an, sodass eine größere Beschleunigung und damit eine Verkürzung der Schaltzeit erreicht wird.The first stiffness k1 of the first spring element and the second stiffness k2 of the second spring element can be different. The fact that the magnet armature moves against the restoring force of the first spring element when moving from the rest position to the middle position and against the spring force of the second element when moving from the middle position to the end position can reduce the switching time. In particular, if the spring stiffness k1 of the first spring element is less than the spring stiffness k2 of the second spring element, the magnet armature works against a smaller resistance force when tightening, so that greater acceleration and thus a shortening of the switching time is achieved.

Befindet sich der Magnetanker in seiner Endposition, bewirkt im Wesentlichen die Rückstellkraft des zweiten Federelements ein schnelles Öffnen, wenn die magnetische Kraft auf den Magnetanker (d. h. beim Öffnen des Schalters) entfällt.When the magnet armature is in its end position, the restoring force of the second spring element essentially causes rapid opening when the magnetic force on the magnet armature is removed (i.e. when the switch is opened).

Es wird also ein Magnetanker angegeben, der eine nicht einfach lineare Widerstandskraft beim Schließen und beim Öffnen erfährt. Vielmehr wird ein Magnetanker angegeben, dessen auf ihn wirkende Widerstandskraft nacheinander durch unterschiedliche Federsteifigkeiten ansteigen kann.This means that a magnetic armature is specified which does not experience a simply linear resistance force when closing and opening. Rather, a magnetic armature is specified whose resistance force acting on it can increase successively due to different spring stiffnesses.

Es ist möglich, dass das erste Federelement und das zweite Federelement in Reihe angeordnet sind. Bei in Reihe angeordneten Federelementen ergibt sich eine resultierende Federsteifigkeit der Kombination der zwei Federn, deren Kehrwert der Summe der Kehrwerte der einzelnen Federsteifigkeiten entspricht. Zwei in Reihe angeordnete Federelemente verhalten sich deshalb wie ein einzelnes Federelement mit der entsprechenden Ersatz-Steifigkeit. Damit der Magnetanker beim Aktivieren während der einen Phase der Bewegung von der Ruheposition zur mittleren Position zum einen und während der zweiten Phase während der Bewegung von der mittleren Position zur Endposition unterschiedliche Federsteifigkeiten wahrnimmt, sind zusätzliche technische Vorkehrungen, z. B. mechanische Anschläge und/oder ein Beaufschlagen einzelner Federelemente mit einer Feder-Vorspannung und/oder das Vorsehen einer verschiebbaren Buchse, wie unten beschrieben, notwendig.It is possible that the first spring element and the second spring element are arranged in series. With spring elements arranged in series, the resulting spring stiffness of the combination of the two springs is the reciprocal of the sum of the reciprocals of the individual spring stiffnesses. Two spring elements arranged in series therefore behave like a single spring element with the corresponding Replacement stiffness. In order for the magnet armature to perceive different spring stiffnesses when activated during one phase of the movement from the rest position to the middle position and during the second phase during the movement from the middle position to the end position, additional technical precautions are necessary, e.g. mechanical stops and/or applying a spring preload to individual spring elements and/or providing a movable bushing, as described below.

Deshalb umfasst der Magnetanker zusätzlich eine Buchse, die zwischen dem ersten Federelement und dem zweiten Federelement angeordnet ist. Die Buchse kann dabei das eine zur Buchse gerichtete Ende des ersten Federelements und das eine zur Buchse gerichtete Ende des zweiten Federelements berühren.Therefore, the magnet armature additionally comprises a bushing which is arranged between the first spring element and the second spring element. The bushing can touch the one end of the first spring element directed towards the bushing and the one end of the second spring element directed towards the bushing.

Der Magnetanker umfasst zusätzlich einen zylinderförmigen Abschnitt. Das erste Federelement, die Buchse und das zweite Federelement umgeben den zylinderförmigen Abschnitt - oder jeweils einen eigenen zylinderförmigen Abschnitt mit gegebenenfalls unterschiedlichem Radius - koaxial. Das zur Buchse weisende Ende des ersten Federelements ist dazu vorgesehen, beim Übergang von der Ruheposition zur mittleren Position, aber nicht beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition sich relativ zum zylinderförmigen Abschnitt zu bewegen. Die Buchse und das zur Buchse weisende Ende des zweiten Federelements sind dazu vorgesehen, beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition, aber nicht beim Übergang von der Ruheposition zur mittleren Position, sich relativ zum zylinderförmigen Abschnitt zu bewegen.The magnet armature additionally comprises a cylindrical section. The first spring element, the bushing and the second spring element coaxially surround the cylindrical section - or each a separate cylindrical section with a different radius if necessary. The end of the first spring element pointing towards the bushing is intended to move relative to the cylindrical section during the transition from the rest position to the middle position, but not during the transition from the middle position to the end position. The bushing and the end of the second spring element pointing towards the bushing are intended to move relative to the cylindrical section during the transition from the middle position to the end position, but not during the transition from the rest position to the middle position.

Es ist möglich, dass ein Übergang von der Ruheposition in die Endposition eine Verschiebung um eine Strecke h = h1 + h2 entspricht, wobei h zwischen 1,5 mm und 2,5 mm lang sein kann.It is possible that a transition from the rest position to the end position corresponds to a displacement by a distance h = h1 + h2, where h can be between 1.5 mm and 2.5 mm long.

Die Strecke h von der Ruheposition in die Endposition ist dabei der volle Hub, den der Magnetanker beim Aktivieren zurücklegt, um mit einem Kontaktstempel zwei Elektroden eines Schützes zu verschalten.The distance h from the rest position to the end position is the full stroke that the magnetic armature travels when activated in order to connect two electrodes of a contactor with a contact stamp.

Der Hub h kann z. B. 2 mm betragen.The stroke h can be, for example, 2 mm.

Es ist möglich, dass ein Übergang des Magnetankers von seiner Ruheposition in seine mittlere Position einer Verschiebung um eine Strecke h1 entspricht, die in einem Intervall zwischen dem 0,4-Fachen und dem 0,6-Fachen des gesamten Hubs h = h1 + h2 liegt.It is possible that a transition of the armature from its rest position to its middle position corresponds to a displacement by a distance h1 which lies in an interval between 0.4 and 0.6 times the total stroke h = h1 + h2.

Mit anderen Worten: Die mittlere Position kann in einem Intervall zwischen 40 % und 60 % des vollen Hubs h liegen.In other words, the middle position can be in an interval between 40% and 60% of the full stroke h.

Die Teil-Hübe um eine Strecke h1 von der Ruheposition in die mittlere Position und h2 von der mittleren Position zur Endposition können gleich sein: h1 = h2 = h/2.The partial strokes by a distance h1 from the rest position to the middle position and h2 from the middle position to the end position can be equal: h1 = h2 = h/2.

Es ist möglich, dass die Federsteifigkeit eines der beiden Federelemente zirka das 3,3-3,6 Fache der jeweils anderen Federsteifigkeit beträgt. Dabei kann das zweite Federelement die höhere Federsteifigkeit aufweisen: 3,3 ≤ k2/k1 ≤ 3,6.It is possible that the spring stiffness of one of the two spring elements is approximately 3.3-3.6 times the spring stiffness of the other. The second spring element can have the higher spring stiffness: 3.3 ≤ k2/k1 ≤ 3.6.

Konkret ist es möglich, dass die Federsteifigkeit des ersten Federelements zwischen 0,5 N/mm und 0,9 N/mm liegt. Die Steifigkeit des zweiten Federelements kann zwischen 2,3 N/mm und 2,7 N/mm liegen.Specifically, it is possible that the spring stiffness of the first spring element is between 0.5 N/mm and 0.9 N/mm. The stiffness of the second spring element can be between 2.3 N/mm and 2.7 N/mm.

Es ist möglich, dass der Magnetanker neben zumindest einem zylinderförmigen Abschnitt ferner einen Kontaktstempel und/oder ein magnetisierbares Material umfasst. Der Kontaktstempel ist an einem Ende des Bereichs des Ankers mit dem einen oder den mehreren zylinderförmigen Abschnitten angeordnet. Das optionale magnetisierbare Material kann am entgegengesetzten Ende angeordnet sein. Der Kontaktstempel umfasse ein elektrisch leitendes Material und ist dazu vorgesehen, in der Endposition des Magnetankers zwei elektrische Kontakte zu verschalten. Das magnetisierbare Material kann Eisen, Kobalt und/oder Nickel umfassen oder aus Eisen, Kobalt oder Nickel bestehen. Über das magnetisierbare Material kann der Magnetanker magnetisch mit seiner Umgebung (z. B. einer benachbarten Magnetspule in einem Joch) wechselwirken, insbesondere um ein Verschieben zwischen den drei Positionen, d. h. einIt is possible for the magnet armature to further comprise a contact stamp and/or a magnetizable material in addition to at least one cylindrical section. The contact stamp is arranged at one end of the region of the armature with the one or more cylindrical sections. The optional magnetizable material can be arranged at the opposite end. The contact stamp comprises an electrically conductive material and is intended to connect two electrical contacts in the end position of the magnet armature. The magnetizable material can comprise iron, cobalt and/or nickel or consist of iron, cobalt or nickel. The magnetizable material can allow the magnet armature to interact magnetically with its surroundings (e.g. an adjacent magnet coil in a yoke), in particular to prevent displacement between the three positions, i.e. a

Schalten mittels des Kontaktstempels, zu ermöglichen.To enable switching by means of the contact stamp.

Weiterhin weist der zylinderförmige Abschnitt einen ersten Teilabschnitt und einen zweiten Teilabschnitt auf. Der erste Teilabschnitt hat einen ersten Durchmesser und der zweite Teilabschnitt hat einen zweiten Durchmesser. Zwischen den beiden Teilabschnitten weist der zylinderförmige Abschnitt und damit der Durchmesser eine Stufe auf. Die Stufe zwischen den beiden Teilabschnitten stellt einen Anschlag für die Buchse dar, der im Folgenden als Magnetanker-Anschlag bezeichnet wird.Furthermore, the cylindrical section has a first section and a second section. The first section has a first diameter and the second section has a second diameter. Between the two sections, the cylindrical section and thus the diameter has a step. The step between the two sections represents a stop for the bushing, which is referred to below as the magnet armature stop.

Weiterhin berührt die Buchse den Magnetanker-Anschlag beim Übergang von der Ruheposition zur mittleren Position (MP), aber nicht beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition.Furthermore, the bushing touches the magnet armature stop during the transition from the rest position to the middle position (MP), but not during the transition from the middle position to the end position.

Dadurch ist es möglich, dass die Buchse die beiden Federn zumindest in einer Position, z. B. der Ruheposition, oder beim Übergang von der mittleren Position zu Ruheposition entkoppelt, was das Schaltverhalten eines entsprechend ausgestatteten Schützes verbessert.This makes it possible for the bushing to decouple the two springs at least in one position, e.g. the rest position, or during the transition from the middle position to the rest position, which improves the switching behavior of a suitably equipped contactor.

Ein Schütz kann einen wie oben beschriebenen Magnetanker mit einer Buchse zwischen den beiden Federelementen, ein Joch mit integrierter Spule und eine Führung mit einem ersten mechanischen Anschlag umfassen. Der Magnetanker und das Joch bilden einen elektromagnetischen Aktuator, der dazu vorgesehen ist, den Magnetanker relativ zum Joch und zur Führung zu bewegen. In Positionen zwischen der Ruheposition und der mittleren Position berührt die Buchse den ersten mechanischen Anschlag nicht. In Positionen zwischen der mittleren Position und der Endposition berührt die Buchse den ersten mechanischen Anschlag.A contactor may comprise a magnetic armature as described above with a bushing between the two spring elements, a yoke with an integrated coil and a guide with a first mechanical stop. The magnetic armature and the yoke form an electromagnetic actuator which is intended to move the magnetic armature relative to the yoke and the guide. In positions between the rest position and the middle position, the bushing does not contact the first mechanical stop. In positions between the middle position and the end position, the bushing contacts the first mechanical stop.

Die mittlere Position ist somit definiert als diejenige Position, ab der die Buchse während des Schließens den Anschlag berührt. Von der Ruheposition bis zur mittleren Position wirkt im Wesentlichen das erste Federelement einer schließenden Kraft entgegen: Bewegt sich der Magnetanker von seiner Ruheposition zur mittleren Position, so wird im Wesentlichen das erste Federelement gestaucht. Das zweite Federelement kann dabei mit einer Vorspannung beaufschlagt sein, die größer ist als die Spannung auf das erste Federelement in der mittleren Position. Dadurch wird das zweite Federelement beim Übergang von der Ruheposition zur mittleren Position nicht gestaucht.The middle position is therefore defined as the position from which the bushing touches the stop during closing. From the rest position to the middle position, the first spring element essentially counteracts a closing force: If the magnet armature moves from its rest position to the middle position, the first spring element is essentially compressed. The second spring element can be subjected to a preload that is greater than the tension on the first spring element in the middle position. This means that the second spring element is Transition from the rest position to the middle position is not compressed.

Trifft die Buchse auf den mechanischen Anschlag, so kann die Spannung auf das erste Federelement nicht weiter steigen, da die Kraft über die Buchse und den mechanischen Anschlag an die Führung abgegeben wird. Infolgedessen wird die weitere Bewegung von der mittleren Position zur Endposition durch ein Stauchen des zweiten Federelements ermöglicht.If the bushing hits the mechanical stop, the tension on the first spring element cannot increase any further because the force is transferred to the guide via the bushing and the mechanical stop. As a result, further movement from the middle position to the end position is made possible by compressing the second spring element.

Es ist möglich, dass das Schütz im Joch eine oder mehrere Spulen umfasst, die ein magnetisches Feld erzeugen können und zusammen mit dem magnetisierbaren Material des Ankers einen Elektromagneten bilden.It is possible that the contactor in the yoke includes one or more coils that can generate a magnetic field and, together with the magnetizable material of the armature, form an electromagnet.

Das Schütz kann ferner einen Hohlraum umfassen, in dem der Kontaktstempel am Magnetanker und zwei voneinander beabstandete Elektroden angeordnet sind. Der Hohlraum kann mit einem Gas, z. B. einem Edelgas, gefüllt sein. Der Abstand zwischen den Elektroden und dem Kontaktstempel ist vorzugsweise kleiner als der gesamte Hub h des Magnetankers.The contactor can further comprise a cavity in which the contact stamp on the magnet armature and two electrodes spaced apart from one another are arranged. The cavity can be filled with a gas, e.g. a noble gas. The distance between the electrodes and the contact stamp is preferably smaller than the total stroke h of the magnet armature.

Der Magnetanker kann zusätzlich ein weiteres Federelement aufweisen, das Fertigungstoleranzen des Abstands zwischen den Elektroden und dem Kontaktstempel ausgleichen kann und die eigentliche Kontaktkraft erzeugt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das Material der Elektroden oder des Kontaktstempels durch wiederholte Schaltvorgänge bei hoher elektrischer Leistung abgetragen wird.The magnet armature can also have another spring element that can compensate for manufacturing tolerances in the distance between the electrodes and the contact stamp and generates the actual contact force. This is particularly important when the material of the electrodes or the contact stamp is worn away by repeated switching operations at high electrical power.

Der Elektromagnet eines solchen Schützes kann mit einer Betriebsspannung von 12 V, 24 V, 48 V oder jeder anderen zur Verfügung stehenden Spannung betrieben werden.The electromagnet of such a contactor can be operated with an operating voltage of 12 V, 24 V, 48 V or any other available voltage.

Das Schütz kann einen Hohlraum, z. B. einen mit einem Inertgas gefüllten Hohlraum, in dem sich die zu schaltenden Kontakte befinden, aufweisen. Schütze mit einem Gas gefüllten Hohlraum wird üblicherweise auch als GFC (Gas Filled Contactor, Gas gefülltes Schütz) bezeichnet. Da solche Schütze insbesondere zum Schalten hoher Spannungen geeignet sind, sind sie auch als HVC (HVC = High Voltage Contactor) bekannt.The contactor can have a cavity, e.g. a cavity filled with an inert gas in which the contacts to be switched are located. Contactors with a gas-filled cavity are usually also referred to as GFC (Gas Filled Contactor). Since such contactors are particularly suitable for switching high voltages, they are also known as HVC (HVC = High Voltage Contactor).

Die durch die nichtlineare Gegenkraft erhöhte Lebensdauer kann durch die Gasfüllung im Hohlraum weiter erhöht sein.The increased service life due to the nonlinear counterforce can be further increased by the gas filling in the cavity.

Es ist möglich, dass das Schütz eine Führung mit einem dritten Anschlag aufweist. Der dritte Anschlag kann eine Begrenzung für die Bewegung des Magnetankers darstellen. Der Magnetanker kann in seiner Ruheposition den dritten Anschlag berühren.It is possible that the contactor has a guide with a third stop. The third stop can represent a limitation for the movement of the magnet armature. The magnet armature can touch the third stop in its rest position.

Der dritte Anschlag kann dabei insbesondere die Kraft der ersten Feder in der Ruheposition aufnehmen. Damit bestimmt die Position des dritten Anschlags die Position des Magnetankers relativ zur Führung in der Ruheposition, eine definierte Ruheposition.The third stop can in particular absorb the force of the first spring in the rest position. The position of the third stop therefore determines the position of the magnet armature relative to the guide in the rest position, a defined rest position.

Um einen definierten Wert für h1 unabhängig vom Verhältnis der Federraten zu realisieren, und um die Federkräfte zu entkoppeln, sollte der zylindrische Abschnitt den mechanischen Magnetanker-Anschlag aufweisen, der wie oben beschrieben durch zwei unterschiedliche Durchmesser am zylindrischen Abschnitt und die entsprechende Stufe realisiert sein kann. Dadurch kann das zweite, z. B. steifere, Federelement unabhängig vom ersten, z. B. weicheren, Federelement dimensioniert und über die Buchse und den mechanischen Magnetanker-Anschlag mit definierter Vorspannung eingebaut werden.In order to achieve a defined value for h1 independent of the ratio of the spring rates and to decouple the spring forces, the cylindrical section should have the mechanical magnet armature stop, which can be achieved as described above by two different diameters on the cylindrical section and the corresponding step. This allows the second, e.g. stiffer, spring element to be dimensioned independently of the first, e.g. softer, spring element and to be connected via the bushing and the mechanical Magnetic armature stop with defined preload must be installed.

Das Verhältnis der Federraten ist nicht limitiert. Die Zahlenwerte hängen unter anderem von der Baugröße ab und sind nur als Beispiele zu verstehen.The ratio of the spring rates is not limited. The numerical values depend on the size, among other things, and are only intended as examples.

Eine Reihenschaltung der beiden Federelemente ist möglich aber nicht zwingend. Die mechanischen Anschläge, insbesondere der erste Anschlag und der Magnetanker-Anschlag, können die Federn entkoppeln.A series connection of the two spring elements is possible but not mandatory. The mechanical stops, in particular the first stop and the magnet armature stop, can decouple the springs.

Ein Verfahren zum Schalten eines elektromagnetischen Schützes, das einen Elektromagneten, einen Kontaktstempel und ein erstes Federelement aufweist, umfasst die Schritte:

  • Aktivieren des Elektromagneten in einer Ruheposition,
  • Beschleunigen des Kontaktstempels gegen die Rückstellkraft des ersten Federelements bis zu einer mittleren Position,
  • Bewegen des Kontaktstempels gegen die Rückstellkraft des zweiten Federelements bis zu einer Endposition.
A method for switching an electromagnetic contactor having an electromagnet, a contact plunger and a first spring element comprises the steps:
  • Activating the electromagnet in a rest position,
  • Accelerating the contact stamp against the restoring force of the first spring element to a middle position,
  • Moving the contact stamp against the restoring force of the second spring element to an end position.

Ein Verfahren zum Schalten eines elektromagnetischen Schützes, das einen Elektromagneten, einen Kontaktstempel ein erstes Federelement und ein zweites Federelement aufweist, ist gemäß Anspruch 11 definiert.A method for switching an electromagnetic contactor comprising an electromagnet, a contact plunger, a first spring element and a second spring element is defined according to claim 11.

Im Folgenden werden das Funktionsprinzip und beispielhafte Ausführungsformen anhand von schematischen Figuren gezeigt und näher erläutert, wobei die Figuren 1-3 einen Querschnitt eines vereinfachten Magnetankers zum Verdeutlichen der jeweiligen Positionen zeigen.In the following, the functional principle and exemplary embodiments are shown and explained in more detail using schematic figures, whereby the Figures 1-3 show a cross-section of a simplified magnet armature to illustrate the respective positions.

Es zeigen:

Fig. 1:
die Ruheposition,
Fig. 2:
die mittlere Position,
Fig. 3:
die Endposition,
Fig. 4:
einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Magnetankers mit Federelement für einen Toleranzausgleich und mit Kontaktstempel,
Fig. 5:
einen Querschnitt durch ein Schütz mit einem Magnetanker und mit einem Kontaktstempel, einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode in einem Gas gefüllten Hohlraum, entsprechend den Beispielen der Figuren 5 und/oder 6.
Fig. 6:
einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Magnetankers MA mit einem dritten A3 und einem Magnetanker-Anschlag A4,
Fig. 7:
einen Querschnitt durch die Ausführungsform der Fig. 6 in der mittleren Position,
Fig. 8:
einen Querschnitt durch die Ausführungsform der Fig. 6 in der Endposition,
Show it:
Fig.1:
the resting position,
Fig. 2:
the middle position,
Fig. 3:
the final position,
Fig.4:
a cross-section through an embodiment of a magnet armature with spring element for tolerance compensation and with contact stamp,
Fig.5:
a cross-section through a contactor with a magnet armature and with a contact stamp, a first electrode and a second electrode in a gas-filled cavity, according to the examples of Figures 5 and/or 6.
Fig.6:
a cross section through an embodiment of a magnet armature MA with a third A3 and a magnet armature stop A4,
Fig.7:
a cross-section through the design of the Fig.6 in the middle position,
Fig.8:
a cross-section through the design of the Fig.6 in the final position,

Figur 1 zeigt den Querschnitt eines Magnetankers MA in seiner Ruheposition RP. Der Magnetanker MA hat ein erstes Federelement F1 und ein zweites Federelement F2. Die beiden Federelemente F1, F2 bestimmen die Rückstellkräfte beim Übergang von seiner Ruheposition in seine Endposition. Insbesondere bestimmt das erste Federelement F1 die Rückstellkraft beim Übergang von der Ruheposition in die mittlere Position. Die Rückstellkraft beim Übergang von der mittleren Position zur Endposition wird durch die Federsteifigkeit des zweiten Federelements F2 bestimmt. h1 ist dabei die Länge der Strecke, die beim Übergang von der Ruheposition in die mittlere Position zurückgelegt wird. h = h1 + h2 ist dabei die Länge der Strecke, die beim Übergang von der Ruheposition in die Endposition zurückgelegt wird. Figure 1 shows the cross-section of a magnetic armature MA in its rest position RP. The magnetic armature MA has a first spring element F1 and a second spring element F2. The two spring elements F1, F2 determine the restoring forces during the transition from its rest position to its end position. In particular, the first spring element F1 determines the restoring force during the transition from the rest position to the middle position. The restoring force during the transition from the middle position to the end position is determined by the spring stiffness of the second spring element F2. h1 is the length of the path covered during the transition from the rest position to the middle position. h = h1 + h2 is the length of the path covered during the transition from the rest position to the end position.

Figur 1 zeigt zusätzlich zum Magnetanker MA eine Führung FÜ, die die Bewegung des Ankers beim Übergang zwischen den Positionen auf eine Verschiebung entlang einer Achse beschränkt. Die Führung FÜ kann somit eine Führungsschiene mit einem ersten Anschlag A1 darstellen. Zwischen dem ersten Federelement F1 und dem zweiten Federelement F2 ist eine Buchse B angeordnet. Der Magnetanker MA weist einen zylinderförmigen Abschnitt ZA auf. Das erste Federelement F1, das zweite Federelement F2 und die Buchse B sind koaxial um den zylinderförmigen Abschnitt ZA angeordnet. An einem Ende des zylinderförmigen Abschnitts ZA ist der Kontaktstempel KS angeordnet. Am anderen Ende des zylinderförmigen Abschnitts ZA ist ein magnetisierbares Material M angeordnet. Bewegt sich der liegend gezeichnete Magnetanker MA relativ zur Führung FÜ nach links, so wird im Wesentlichen das Federelement mit der geringeren Federsteifigkeit, hier das erste Federelement F1, gestaucht. Hat das zweite Federelement F2 eine deutlich höhere Federsteifigkeit oder steht das zweite Federelement F2 unter einer Vorspannung, die größer ist als die Spannung des ersten Federelements F1 in der mittleren Position, so wird das zweite Federelement F2 nicht oder nur unwesentlich beim Übergang von der Ruheposition RP in die mittlere Position MP gestaucht. Während des Übergangs von der Ruheposition RP zur mittleren Position MP bewegt sich dabei die Buchse B um die Strecke h1, bis die Buchse B auf den ersten Anschlag A1 trifft. Während dieser Phase der Bewegung ist die auf den Magnetanker MA wirkende Rückstellkraft im Wesentlichen oder ausschließlich durch die Federsteifigkeit des ersten Federelements F1 gegeben. Figure 1 shows, in addition to the magnet armature MA, a guide FÜ which limits the movement of the armature during the transition between the positions to a displacement along an axis. The guide FÜ can thus represent a guide rail with a first stop A1. A bushing B is arranged between the first spring element F1 and the second spring element F2. The magnet armature MA has a cylindrical section ZA. The first spring element F1, the second spring element F2 and the bushing B are arranged coaxially around the cylindrical section ZA. The contact stamp KS is arranged at one end of the cylindrical section ZA. A magnetizable material M is arranged at the other end of the cylindrical section ZA. If the magnet armature MA, shown lying down, moves relative to the guide FÜ in the direction of left, the spring element with the lower spring stiffness, here the first spring element F1, is essentially compressed. If the second spring element F2 has a significantly higher spring stiffness or if the second spring element F2 is under a preload that is greater than the tension of the first spring element F1 in the middle position, the second spring element F2 is not compressed or is only compressed insignificantly during the transition from the rest position RP to the middle position MP. During the transition from the rest position RP to the middle position MP, the bushing B moves by the distance h1 until the bushing B hits the first stop A1. During this phase of the movement, the restoring force acting on the magnet armature MA is essentially or exclusively determined by the spring stiffness of the first spring element F1.

Figur 2 zeigt den Magnetanker in seiner mittleren Position MP. Dabei berührt die Buchse B den ersten Anschlag A1. Wird der Magnetanker weiter relativ zur Führung FÜ nach links bewegt, stützt sich die Buchse B auf dem ersten Anschlag A1 ab, sodass das erste Federelement F1 nicht weiter gestaucht werden kann. Bei der weiteren Bewegung wird zwangsläufig das zweite Federelement F2 gestaucht. Figure 2 shows the magnet armature in its middle position MP. The bushing B touches the first stop A1. If the magnet armature is moved further to the left relative to the guide FÜ, the bushing B rests on the first stop A1 so that the first spring element F1 cannot be compressed any further. With further movement, the second spring element F2 is inevitably compressed.

Entsprechend zeigt Figur 3 den Magnetanker in seiner Endposition EP. Dabei wird das zweite Federelement F2 solange gestaucht, bis der Magnetanker in seiner Endposition angekommen ist, die z. B. durch einen zweiten mechanischen Anschlag A2 vorgegeben sein kann.Accordingly, Figure 3 the magnet armature in its end position EP. The second spring element F2 is compressed until the magnet armature has reached its end position, which can be predetermined, for example, by a second mechanical stop A2.

Der Magnetanker befindet sich nun in einer Position, in der ein zum Magnetanker gehöriger elektrischer Schalter durch Berühren des Kontaktstempels von zwei Elektroden geschlossen ist.The magnet armature is now in a position in which an electrical switch belonging to the magnet armature is closed by touching the contact stamp of two electrodes.

Beim Schließen kann eine kurze Schließzeit erreicht werden, da der Elektromagnet insbesondere in der kritischen Anfangsphase lediglich gegen die schwache Rückstellkraft des ersten Federelements F1 arbeiten muss und dadurch schnell beschleunigen kann. Ein schnelles Öffnen des elektrischen Schalters wird dadurch erreicht, dass beim Deaktivieren des Elektromagneten unmittelbar die zweite, stärkere Rückstellkraft des zweiten Federelements F2 wirkt.When closing, a short closing time can be achieved because the electromagnet only has to work against the weak restoring force of the first spring element F1, particularly in the critical initial phase, and can therefore accelerate quickly. The electrical switch can be opened quickly because the second, stronger restoring force of the second spring element F2 takes effect immediately when the electromagnet is deactivated.

Insgesamt wird also ein Magnetanker angegeben, der sowohl ein schnelles Schließen als auch ein schnelles Öffnen ermöglicht und der insbesondere die Brenndauer eines entstehenden Lichtbogens und die Gefahr eines Verklebens der Kontakte verringert.Overall, a magnetic armature is specified which enables both rapid closing and rapid opening and which, in particular, reduces the burning time of a resulting arc and the risk of the contacts sticking.

Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des Magnetankers MA, bei dem ebenfalls eine verschiebbare Buchse B zwischen einem ersten Federelement mit einer ersten Federsteifigkeit k1 und einem zweiten Federelement mit einer zweiten Federsteifigkeit k2 angeordnet ist. Das hintere Ende des Magnetankers MA weist in Richtung des Kontaktstempels KS eine koaxial um einen zylinderförmigen Abschnitt des Kontaktstempels angeordnete kegelförmige Erhebung auf. Die zugehörige Führung weist eine entsprechend geformte kegelförmige Ausnehmung, die zum Ende des Ankers weist, auf. Beim Schließen des Schalters wird somit eine selbstzentrierende Führung erhalten. Zwischen dem Kontaktstempel KS und dem übrigen Abschnitt des Ankers MA ist ein weiteres Federelement FTA angeordnet, das Höhentoleranzen ausgleichen kann und die eigentliche Kontaktkraft erzeugt. Zwischen dem weiteren Federelement FTA und dem übrigen Abschnitt des Ankers ist ein Abschnitt aus einem isolierenden Material IM angeordnet, um die über den Kontaktstempel KS zu schaltenden elektrischen Kontakte und den Magnetanker galvanisch zu isolieren. Figure 4 shows an embodiment of the magnet armature MA, in which a movable bushing B is also arranged between a first spring element with a first spring stiffness k1 and a second spring element with a second spring stiffness k2. The rear end of the magnet armature MA has a conical elevation arranged coaxially around a cylindrical section of the contact stamp in the direction of the contact stamp KS. The associated guide has a correspondingly shaped conical recess that points towards the end of the armature. When the switch is closed, a self-centering guide is thus obtained. Between the contact stamp KS and the remaining section of the armature MA, a further spring element FTA is arranged, which has height tolerances can compensate and generates the actual contact force. A section made of an insulating material IM is arranged between the further spring element FTA and the remaining section of the armature in order to galvanically isolate the electrical contacts to be switched via the contact stamp KS and the magnet armature.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine mögliche Ausführungsform eines Schützes SCH in seiner Ruheposition RP. Zusätzlich zum Magnetanker mit seinem magnetisierbaren Material M hat das Schütz SCH ein Joch J, in dem elektrische Wicklungen einer Spule SP angeordnet sind. Figur 5 zeigt zusätzlich einen Hohlraum HR, in dem Enden einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode dem Kontaktstempel KS gegenüberstehen. Wird der Magentanker zuerst gegen die Widerstandskraft des ersten Federelements und anschließend gegen die stärkere Widerstandskraft des zweiten Federelements bewegt, so wird der Kontaktstempel KS gegen die Enden der beiden Elektroden EL1, EL2 gedrückt, wodurch die beiden Elektroden EL1, EL2 miteinander verschaltet werden. Im Hohlraum HR ist ein Gas, z. B. ein Edelgas, enthalten, um insbesondere beim Öffnen des Kontakts einen Lichtbogen schnellstmöglich zu löschen, um das Material der Elektroden und des Kontaktstempels KS zu schützen. Figure 5 shows a cross-section through a possible embodiment of a contactor SCH in its rest position RP. In addition to the magnet armature with its magnetizable material M, the contactor SCH has a yoke J in which electrical windings of a coil SP are arranged. Figure 5 also shows a cavity HR in which the ends of a first electrode and a second electrode are opposite the contact stamp KS. If the magnet tanker is first moved against the resistance of the first spring element and then against the stronger resistance of the second spring element, the contact stamp KS is pressed against the ends of the two electrodes EL1, EL2, whereby the two electrodes EL1, EL2 are connected to one another. The cavity HR contains a gas, e.g. a noble gas, in order to extinguish an arc as quickly as possible, especially when the contact is opened, in order to protect the material of the electrodes and the contact stamp KS.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsform des Magnetankers MA mit einem Magnetanker-Anschlag A4 und eine Ausführungsform des Schützes SCH mit einem dritten Anschlag A3, jeweils in der Ruheposition RP. Die Lage von Anker MA und Führung FÜ in der Ruheposition RP wird durch den dritten Anschlag A3 bestimmt. Figure 6 shows an embodiment of the magnet armature MA with a magnet armature stop A4 and an embodiment of the contactor SCH with a third stop A3, each in the rest position RP. The position of the armature MA and guide FÜ in the rest position RP is determined by the third stop A3.

Figur 7 zeigt eine Ausführungsform des Magnetankers MA mit einem Magnetanker-Anschlag A4 und des Schützes SCH mit einem dritten Anschlag A3 in der mittleren Position MP. Diese Position stellt einen Moment im Bewegungsablauf dar, im dem das zweite Federelement F2 aktiv wird. Figure 7 shows an embodiment of the magnet armature MA with a magnet armature stop A4 and the contactor SCH with a third stop A3 in the middle position MP. This position represents a moment in the movement sequence in which the second spring element F2 becomes active.

Figur 8 zeigt eine Ausführungsform des Magnetankers MA mit einem Magnetanker-Anschlag A4 und des Schützes SCH mit einem dritten A3 Anschlag in der Endposition EP. Die Lage von Anker MA und Führung FÜ in der Endposition EP wird durch den zweiten Anschlag A2 bestimmt. Figure 8 shows an embodiment of the magnet armature MA with a magnet armature stop A4 and the contactor SCH with a third A3 stop in the end position EP. The position of the armature MA and guide FÜ in the end position EP is determined by the second stop A2.

Aus den Figuren 6, 7 und 8 wird folgendes klar: um einen definierten Wert für h1 unabhängig vom Verhältnis der Federraten zu realisieren, und um die Federkräfte zu entkoppeln, hat der zylindrische Abschnitt ZA den mechanischen Magnetanker-Anschlag A4 in Form einer Stufe der Durchmesser. Dadurch sind das zweite Federelement F2 und das erste Federelement F1 während einer Phase beim Aktivieren bis zum Erreichen der mittleren Position des Schützes SCH entkoppelt. Insbesondere die mechanischen Anschläge eins A1 und vier A4 entkoppeln die Federn F1, F2.From the Figures 6, 7 and 8 the following becomes clear: in order to achieve a defined value for h1 independent of the ratio of the spring rates and to decouple the spring forces, the cylindrical section ZA has the mechanical magnet armature stop A4 in the form of a step in the diameter. As a result, the second spring element F2 and the first spring element F1 are decoupled during a phase during activation until the contactor SCH reaches the middle position. In particular, the mechanical stops one A1 and four A4 decouple the springs F1, F2.

Trotz seines komplex aufgebauten Magnetankers wird ein Schütz mit verbesserter elektrischer Leistungsfähigkeit angegeben, das übliche geometrische Abmessungen einhalten kann und sich somit leicht in bestehende externe Schaltungsumgebungen integrieren lässt.Despite its complex magnetic armature design, a contactor with improved electrical performance is specified that can maintain common geometric dimensions and can therefore be easily integrated into existing external circuit environments.

Weder der Magnetanker noch das Schütz noch das Verfahren zum Schalten des Schützes sind auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Magnetanker mit zusätzlichen Anschlägen, Vorrichtungen zum Vorspannen insbesondere des zweiten Federelements und weiteren Maßnahmen zur Verringerung der Belastung der Elektroden eines Schützes stellen erfindungsgemäße Gegenstände dar.Neither the magnet armature nor the contactor nor the method for switching the contactor are limited to the embodiments shown. Magnet armature with additional stops, devices for pre-tensioning in particular the second spring element and other measures for reducing the load the electrodes of a contactor represent objects according to the invention.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

A1:A1:
erster mechanischer Anschlagfirst mechanical stop
A2:A2:
zweiter mechanischer Anschlagsecond mechanical stop
A3:A3:
dritter mechanischer Anschlagthird mechanical stop
A4:A4:
mechanischer Magnetanker-Anschlagmechanical magnetic armature stop
B:B:
BuchseRifle
EL1:EL1:
erste Elektrodefirst electrode
EL2:EL2:
zweite Elektrodesecond electrode
EP:EP:
EndpositionEnd position
F1:Q1:
erstes Federelementfirst spring element
F2:Q2:
zweites Federelementsecond spring element
FTA:FTAs:
Federelement für ToleranzausgleichSpring element for tolerance compensation
FÜ:FÜ:
Führungguide
h:H:
Strecke der Länge des Übergangs von der Ruheposition zur EndpositionDistance of the length of the transition from the rest position to the end position
h1:h1:
Strecke des Übergangs von der Ruheposition zur mittleren PositionDistance of transition from rest position to middle position
h2:h2:
Länge der Strecke des Übergangs von der mittleren Position zur EndpositionLength of the transition from the middle position to the end position
HR:MR:
Hohlraumcavity
IM:IN THE:
isolierendes Materialinsulating material
J:J:
Jochyoke
KS:KS:
KontaktstempelContact stamp
M:M:
magnetisierbares Materialmagnetizable material
MA:MA:
MagnetankerMagnet armature
MP:MP:
mittlere Positionmiddle position
RP:RP:
RuhepositionResting position
SCH:SCH:
SchützSchütz
ZA:ZA:
zylinderförmiger Abschnittcylindrical section
ZA1:ZA1:
erster Teilabschnittfirst section
ZA2:ZA2:
zweiter Teilabschnittsecond section

Claims (11)

  1. Magnet armature (MA), comprising
    - a first spring element (F1) with a first stiffness k1,
    - a second spring element (F2) with a second stiffness k2,
    - a bush (B) between the first spring element (F1) and the second spring element (F2),
    - a cylindrical section (ZA), wherein the cylindrical section (ZA) has a first subsection (ZA1) with a first diameter, a second subsection (ZA2) with a second diameter and a step between the two subsections (ZA1, ZA2),
    - the step between the two subsections (ZA1, ZA2) constitutes a magnet armature stop (A4), and
    - the magnet armature can move between an idle position (RP), an end position (EP) and a central position (MP) between the idle position (RP) and the end position (EP), wherein the idle position is that position in which the magnet armature is located when there is no magnetic force acting on it, characterized in that
    - the magnet armature stop (A4) constitutes a stop for the bush (B),
    - the bush (B) touches the magnet armature stop (A4) during the movement from the idle position (RP) to the central position (MP), and
    - the bush (B) does not touch the magnet armature stop (A4) during the movement from the central position (MP) to the end position (EP),
    - the second spring element is biased or the stiffness of the second spring element is considerably higher than that of the first spring element, so that:
    - the first spring element (F1) is elastically deformed during the movement from the idle position (RP) to the central position (MP), but not during the movement from the central position (MP) to the end position (EP), and
    - the second spring element (F2) is elastically deformed during the movement from the central position (MP) to the end position (EP), but is not deformed or is deformed only to an insignificant extent during the movement from the idle position (RP) to the central position (MP).
  2. Magnet armature according to the preceding claim, wherein the first spring element (F1) and the second spring element (F2) are arranged in series.
  3. Magnet armature according to any one of the preceding claims, wherein
    - a movement from the idle position (RP) to the end position (EP) corresponds to a displacement by a distance h = h1 + h2 which is between 1.5 and 2.5 mm long, and
    - the movement from the idle position (RP) to the central position (MP) constitutes a displacement by h1, and
    - the movement from the central position (MP) to the end position (EP) constitutes a displacement by h2.
  4. Magnet armature according to any one of the preceding claims, wherein a movement from the idle position (RP) to the central position (MP) corresponds to a displacement by a distance h1 which lies in an interval of between 0.4 times and 0.6 times the distance h = h1 + h2 of the displacement from the idle position (RP) to the end position (EP).
  5. Magnet armature according to any one of the preceding claims, wherein 3.3 ≤ k2/k1 ≤ 3.6.
  6. Magnet armature according to any one of the preceding claims, wherein 0.5 N/mm ≤ k1 ≤ 0.9 N/mm and 2.3 N/mm ≤ k2 ≤ 2.7 N/mm.
  7. Magnet armature according to any one of the preceding claims, further comprising
    - a contact stamp (KS) and a magnetizable material (M), wherein
    - the contact stamp (KS) comprises an electrically conductive material and, in its end position (EP), is intended to interconnect two electrical contacts (EL1, EL2), and
    - the magnetizable material (M) comprises iron, cobalt and/or nickel.
  8. Magnet armature according to any one of the preceding claims, wherein
    - the bush (B) decouples the two springs (F1, F2) at least in one position (RP, MP, EP).
  9. Contactor (SCH), comprising
    - a magnet armature (MA) according to any one of the preceding claims having a bush (B) between the two spring elements (F1, F2),
    - a yoke (J) and
    - a guide (FU) with a mechanical stop (A1), wherein
    - the magnet armature (MA) and the yoke (J) form an electromagnetic actuator which is intended to move the magnet armature (MA) relative to the yoke (J) and to the guide (FU),
    - the bush (B) does not touch the mechanical stop (A1) in positions between the idle position (RP) and the central position (MP),
    - the bush (B) touches the mechanical stop (A1) in positions between the central position (MP) and the end position (EP).
  10. Contactor according to the preceding claim, wherein
    - the guide (FU) has a third stop (A3),
    - the third stop (A3) constitutes a limit for the movement of the magnet armature (MA), and
    - the magnet armature (MA), in its idle position (RP), touches the third stop (A3).
  11. Method for switching an electromagnetic contactor (SCH) according to claim 9 or 10 having a solenoid, a contact stamp (KS), a first spring element (F1) and a second spring element (F2), comprising the steps of:
    - activating the solenoid in an idle position (RP),
    - accelerating the contact stamp (KS) against the restoring force of the first spring element (F1) up to a central position (MP),
    - moving the contact stamp (KS) against the restoring force of the second spring element (F2) up to an end position (FP).
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