SE441318B - Elektromagnetisk anordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 H0 -7903859-2 p 2 kraften utan ökning av magnetiseringsströmmen, är det vidare önsk- värt att minska reluktansen i magnetkretsen, närmare bestämt i luftgapet. Det är helt uppenbart att ett sätt att uppnå detta vore att placera ankaret närmare elektromagnetkonstruktionens polyta. I många fall är detta dock inte nödvändigtvis lämpligt eller möjligt eftersom ankarrörelsen kan bli otillräcklig för korrekt genomföran- de av omkopplingsförloppet. Således är det önskvärt att förbättra magnetflödesbanan genom att modifiera samarbetsförhållandet i elek- tromagnetkonstruktionen utan inkräktning på ankarrörelsens storlek och utan allvarlig inverkan på reläets elektriska, magnetiska och mekaniska driftsegenskaper, Ett ändamål med uppfinningen är således att tillhandahålla en förbättrad elektromagnetkonstruktion för reläer och dylikt.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ny reläkonstruktion med U-formad elektromagnet, en i ett stycke utförd stomme och ett vippupphängt ankare. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en unik elektromekanisk anordning, i vilken utnyttjas en med ett flertal spolar försedd U-formad magnetkrets, ett platt fjäderbelastat ankare och en enstyckig, vid magnetkretsen fäst metallstomme inrättad för svängbar uppbäring av ankaret.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en ny och förbättrad elektromagnetkonstruktion försedd med ett frisvävande ankarorgan.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en ny och unik elektromagnetkonstruktion som besitter förbättrade elek- triska, magnetiska och mekaniska egenskaper.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en förbättrad konstruktion för ett relä med en flerspolig elektro- magnet, ett frisvävande upphängt ankare och ett stomorgan av metall inrättat att hålla elektromagneten och ankaret i funktionell ställ- ning relativt varandra. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en elektromagnetisk anordning försedd med en U-formad elektromagnet, ett fjäderbelastat ankare och en vid den U-formade elektromagneten fäst metallstomme, varvid anordningen uppvisar en gångjärnsupphäng- ning av frisvävningstyp för det fjäderbelastade ankaret och en : vippunkt mot vilken ankaret vilar i sin icke dragna ställning. 5 Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ' unik elektromagnetisk anordning som har ekonomisk konstruktion, enkelt utförande, tillförlitlig drift och stor livslängd, och som är 10 15 20 25 30 35 H0 79ozs59-2 lätt att underhålla.

Enligt uppfinningen uppnås ovanstående ändamål därigenom att den elektromagnetiska anordningen uppvisar de i det efter- följande patentkravet 1 angivna kännetecknen. Den elektromag- netiska anordningen innefattar således en U-formad elektromag- net, ett fjäderbelastat ankare och en enstyckig, vid elektromag- neten fast anbragt metallstomme. Metallstommen uppvisar ett öpp- ningsförsett parti för inrymmande av ankarets bakre del och för bildande av en frisvävningsled mellan detta parti och ankarets bakre ände. Dessutom uppvisar metallstommen en stödpunkt kring vilken ankaret balanserar så att ankarets bakre ände vid elektro- magnetens avmagnetisering tvingas till omedelbar närhet av elektro- magneten i syfte att minimera luftgapet.

Såsom nämnts innefattar således den elektromagnetiska relä- konstruktionen en U-formad elektromagnet, ett fjäderbelastat an- kare och en i ett stycke utförd metallstomme. Elektromagneten är försedd med ett C-format bygelorgan av magnetmaterial. Ett par tappformade kärnor uppbär glidbart var sin isolerande spolstomme med ett antal därpå lindade elektromagnetiska spolar. Vardera kär- nan har vid sin ena ände ett polstycke med större yta och vid sin andra ände ett reducerat parti som är fast anbragt i bygelorganets mittparti. Metallstommen är präglad och stansad från ett enda stycke omagnetiskt material. Stommen uppvisar ett par uppâtriktade ben, som är säkert fästa vid det C-formade bygelorganets ändar.

Stommen har vid sin baksida ett öppningsförsett parti avsett att inrymma ankarets bakre ände. Ankaret utgöres av ett platt magnetiskt organ av kiselstâl, vars sidor nära sina ändar är försedda med var sin avfasad skära. Det öppningsförsedda partiet har ett par låstungor som samverkar med de avfasade skårorna för bildande av en frisväv- ningsled. Ett par stoppflikar skjuter upp från det öppningsförsedda partiets nederkant i syfte att hälla ankaret på plats under anord- ningens montering. Det platta, magnetiska ankarorganet innefattar ett framåtriktat parti, som sträcker sig ovanför ett till stommen hörande horisontellt ben. En justerbar fjäderkonstruktion är för- sedd med en gängad bult som är fäst vid nyssnämnda horisontella ben och som sträcker sig fritt genom ett borrhål i ankarets framåtrik- tade parti. Bulten omges av en skruvfjäder, och ett bägarformat stopporgan är påfört på bulten och gör ingrepp med fjäderns övre ände. En justerbar mutter är påskruvad på den gängade bultens fria ände i syfte att åstadkomma skruvfjäderns tryckkraft. En fingerlik- f POOR QUALITY 7903859-2 R 10 15 20 25 30 35 40 nande svängtapp är utformad vid metallstommens botten och är in- rättad att kontakta det flata ankarorganets undersida. Det fjäder- belastade ankaret balanserar kring det uppâtskjutande svängtapps- fingret så att dess bakre ände bringas i omedelbar närhet av pol- stycket för minimering av luftgapet när de elektromagnetiska spolar- na är avmagnetiserade och för maximering av den på ankaret verkande magnetiska attraktionskraften när spolarna aktiveras.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifo- gade ritning, i vilken fig. 1 i perspektiv visar framsidan av ett monterat elektromagnetiskt relä utfört i enlighet med föreliggande uppfinning. Pig. 2 är en sprängvy i reducerad skala, som bakifrån visar komponenterna hos det i enlighet med uppfinningen utförda re- läet i demonterat tillstånd. Pig. 3 är en bakre vertikalvy av den elektromagnetiska konstruktionens stom- och ankarorgan, varvid för tydlighets skull vissa delar har utelämnats. Pig. 4 är en vertikal- vy från sidan av den elektromagnetiska konstruktionen med vissa de- lar utelämnade i illustrationssyfte.

Pig. 1 och 2 visar en med hänvisningsbeteckningen 1 allmänt angiven elektromagnetisk anordning eller reläkonstruktion i monte- rat resp. demonterat tillstånd. Konstruktionen 1 innefattar i hu- vudsak tre huvudbeståndsdelar nämligen en elektromagnet 2, ett ankare 3 och en stomme 4.

Elektromagneten 2 har formen av en U-formad elektromagnetisk underenhet försedd med en magnetisk krets och ett antal aktiverbara elektriska lindningar. Den magnetiska kretsen innefattar tappformade kärnor 6 och 7 och ett bygelorgan 8. De tappformade kärnorna 6 och 7 är identiskt uppbyggda och består av ett lågremanent magnetmaterial såsom mjukjärn eller stål med ringa kiselhalt. Värdera kärnan har ett centralt cylindriskt kroppsparti, vilket visas vid 7a i fig. H.

Såsom framgår av denna figur är kroppspartiets lägre ände utformad såsom ett större ringformat polstycke 7b, under det att dess övre ände är utförd som en mindre skänkel 7c. På motsvarande sätt uppvisar den tappformade kärnan 6 en central cylindrisk kropp, ett undre ringformat polstycke och en övre skänkel. Kärnorna 6 och 7 är inrät- tade för påföring av ett par spolstommar 10 respektive 11, som gjutits eller formats av något lämpligt, termohärdbart isolationsmaterial med erforderliga elektriska, termiska och mekaniska egenskaper. De isole- rande spolstommarna 10 och 11 är uppdelade i vardera tvâ delar med hjälp av ringformade skivor 10a och 11a belägna mellan de övre änd- plattorna 10b och 11b och de lägre ändplattorna 10c och 11c. I prak~ 10 15 20 25 30 35 HO 7903859-2 5 tiken är de mellersta plattorna 10a och 11a belägna så att approxi- mativt två tredjedelar av spolstommen ligger ovanför respektive plat- ta. I praktiken är de båda spolstommarna utförda för uppbäring av tre separata aktiverbara spolar 12a, 12b och 12c. En första själv- ständig spole 12a är således lindad kring de övre två tredjedelarna av spolstommen 10, under det att en andra självständig spole 12b är lindad kring de övre tvâ tredjedelarna av spolstommen 11. En tredje självständig spole 12c är lindad med hälften av sina varv kring spolstommens 10 nedre tredjedel och andra hälften av sina varv kring spolstommens 11 nedre tredjedel. Spolens 12c båda hälfter är elek- triskt seriekopplade medelst en ledare 13 så att en likadan spole som spolarna 12a och 12b bildas. Således kan spolarna 12a, 12b och 120 aktiveras genom att elektrisk energi matas till deras respektive anslutningar 1Ha, 1Nb och 1Hc. Efter det att spolarna lindats och täckts med lämplig isolering, såsom isoleringsband, päföres spol- stommarna 10 och 11 på kärnorna S och 7 så att de lägre, isolerande ändplattorna 10c och 11c kommer i kontakt med de båda större pol- styckenas ovanytor. De övre ändplattorna 10b och 11 b anordnas där- efter med sina räta kanter mot varandra så att de på kärnorna på- förda spolstommarna hindras från att utföra onödig relativrörelse eller rotation. Därefter inpassas skänkelpartierna Bc och 7c i ett par på inbördes avstånd liggande, cirkulära hål utförda i det C- -formade stödorganets 8 mittparti 8a. För säker fasthållning av skänkelpartierna hamras,fastkilas eller till och med svetsas dessa.

Det C-formade stödorganet 8 är utfört i lämpligt magnetmaterial så- som mjukjärn eller stål med låg kiselhalt. Således bildar de tre spolarna, de båda tappformade kärnorna och stödorganets bygelparti 8a en U-formad elektromagnet 2 för reläanordningen 1.

Såsom framgår av ritningen är ankaret 3 konstruerat av ett i huvudsak platt magnetmaterialstycke, exempelvis av mjukjärn eller kiselstål. Ankaret 3 har ett öppningsförsett framåtriktat parti 15 som samverkar med en justerbar fjäderkonstruktion i syfte att ge ankaret en förspänning, vilket beskrives i detalj nedan. Av fig. 2 och H framgår att ett par omagnetiska stoppstift 16a och 16b, exempel- vis av mässing, är införda i lämpliga borrhål i det platta ankarets 3 mittparti. Stoppstiftens 16a, 16b huvuden skjuter upp något ovanför ankarets 3 ovanyta så att ett luftgap kvarstår mellan ankaret och polstyckena. Härigenom garanteras att ankarets överdel inte kommer i direkt kontakt med polstyckenas undersidor så att restmagnetism inte förorsakar att ankaret klibbar vid polstyckena eller inte släpper www-h POOR QUALIT”. 10 15 20 25 30 35 40 7903859-2 6 omedelbart vid spolströmmens upphörande. I fig. 2 kan vidare obser- veras att ett par skåror 17 och 18 är upptagna i ankarets respektive sida nära dettas bakre ände. I praktiken är skårorna 17 och 18 relativt långa med avseende på ankarets 3 längdaxel. Ankarets under- sida är bearbetad eller urfräst kring skårorna 17 och 18, och syftet härmed kommer att förklaras nedan. Såsom framgår av fig. 1 och 2 är ett rörelseöverföringsorgan 19 centralt fäst medelst nitar 20 eller dylikt med ett par hålförsedda flikar 21, mellan vilka är anordnat ett vid ankarets 3 främre ände. Överföringsorganet 19 är försett drivorgan 22 för förflyttning av reläets rörliga kontaktparter.

Drivorganet 22 är förbundet med flikarna 21 medelst ett stift 23, som sträcker sig genom flikarnas hål och ett hål i drivorganets ände.

En fjädrande platta 24 är försedd med ett par uppåtriktade flikar 25 inrättade att hålla stiftet 23 på plats.

Såsom framgår av ritningen utgöres stommen 4 av ett enstyckigt organ av omagnetisk metall eller icke-järnmetall, såsom hårdmässing eller liknande. Stommen stansas, bockas, hålslås och borras så att den kommer att bilda den i huvudsak U-formiga konfigurationen visad i ritningsfigurerna. Av fig. 2 och 3 framgår, att mässingsstommen 4 vid sin baksida har ett öppningsförsett väggparti 26. Detta partis ~ långsträckta skåra 27 uppvisar ett par stegformade eller förskjutna partier utförda upptill vid vardera sidan och inrättade att upptaga ankarorganets 3 bakre ände. Väggpartiet 26 har vidare ett par präg- lagde, uppåtríktade stoppflikar 28a och 28b. Stommens U sidor är uppåtböjda för att bilda kanalliknande Stödben 29a och 29b. Ett par tungor 30a och 30b är bockade inåt från stödbenen 29a respektive 29b. Ett framåtriktat parti 31 skjuter ut från metallstommens U l bottenparti.Ett centralt beläget parti 32 med hål och inbuktningar är bildat nära partiets 31 yttre ände förupptagande av en justerbar fjäderkonstruktions gängade bultorgan, vilket beskrives längre fram. Av fig. 2, 3 och 4 framgår att en flik- eller finger- formad svängtapp 33 är bockad så att den skjuter ut uppåt från mäs- síngsstommens H botten.

Innan ankaret 3 införes i väggpartiets 26 skåra 27, bockas låsflikarna 28a och 28b till horisontalläge för att ge erforderlig plats. Härefter inskjutes ankarets bakre ände i öppningen 7 tills sidoskârorna 17 och 18 befinner sig mittför ett par ytterligare stegformade partier Ska och 34b hos väggpartiet 26. Därpå höjes ankarets bakre ände något så att partierna 3Ha och 34b införes i respektive sidoskåra 17 och 18. Härefter bockas låsflikarna 28a 10 15 20 25 30 35 HO 7903859-2 och 28b uppåt tills de närapå vidrör ankarets 3 botten se a låspartierna 3Ha och 3Hb kvarstannar i skårorna 17 och 15 när montören släpper ankaret. Det fria ankaret kommer att 'ila så svängtappen 33 så att den justerbara fjäderkonstruktionen kan sättas på plats. Fjäderkonstruktionen består av ett gänget bult- organ 38, en skruvtryckfjäder 39, ett bägarformat stopporgan bO och en gängad mutter H1. Ett stift 42, som genom press;assníng är anbragt vid bultorganets 38 nedre ände, gör ingrep; med de in- buktade partierna 32 när bultorganets gängade ände är införd ge- nom hålen i stompartíet 31 och ankarpartiet 15. Därpå ;a skruvfjädern 39 på bultorganets 38 gängade ände så ett dess nedre ände kommer att vila mot ankarpartiets 15 ovanyta, varefter den uppochnedvända bägaren 40 placeras över bultens 38 gängade ände.

Bägaren HO omsluter de övre fjädervarven och centrerar fjädern 39 med avseende på bulten 38. Slutligen påskruvas muttern på den gängade bulten 38 och injusteras så att korrekt nedåtriktad spänning erhålles mot det framåt utskjutande ankarpartiet under samtidig uppåtpressning av bakre ankardelens ovanyta nct stïdkan- terna 35a och 35b. Det är uppenbart att erforderlig stsrlek på den av fjädern 39 utövade tryckkraften beror på antalet av de av organet 22 manövrerade rörliga kontaktparterna, liksom_pâ dessas fjädring.

Nu kan den monterade stom- och ankarkonstruktionen förenas med den U-formade elektromagneten 2. Såsom visas i ritningen placeras bygel- organet 8 i de båda uppåtríktade, kanallíknande benen Iêa och 29b så att dess ändytor kontaktar de bockade tungorna 30a och 30b. När det C-formade organets ändar vilar mot tungornas 30a och 30b spetsar, befinner sig de gängade hålen H3 i organets 8 sidor och borrhålen HU i benen 29a och 29b mittför varandra så att skruvar kan införas i hålen och åtdragas för säker sammanhållning av konstruktionsdelarna Härefter kan den elektromagnetiska anordningens till- och från- slagsegenskaper justeras genom ändring av skruvfjäderns 39 tryck- kraft. Det inses att aktivering av en godtycklig spole av de tre spolarna 12a, 12b och 120 medför att ankarorganet 3 drar och därige- nom via drivorganet 22 öppnar brytkontakterna och sluter slutkontak- terna. Det bör observeras att ankarets icke dragna läge visas med heldragna linjer i fig. 4, under det att dess dragna läge anges med brutna linjer. När elektromagneten 2 är omagnetiserad, fungerar ankaret 3 och svängtappen 33 som en gungbrädeanordning, varvid tryckfjäderns 39 tryckkraft tvingar ankarets 3 främre ändparti 15 nedåt, under det att ankarets bakre ände bringas till anliggning mot skårans 27 kanter 35a och 35b. Såsom framgår av fig. R, är 35-353? QïIf-LLITY -7903859-2 luftgapet mellan ankarets 3 övre yta och polstyckets 7b lägre yta mindre baktill än framtill. Det inses att luftgapet vid kärnans 6 polstycke motsvarar luftgapet mellan polstycket 7 och ankaret 3.

De små luftgapen mellan polstyckenas bakre ände och ankaret förblir 5 i huvudsak konstanta när elektromagneten magnetiseras, under det att resten av luftgapet minskar när ankaret 3 vrider sig kring sin led- punkt och attraheras av magnetflödet genom den magnetiska krets som innefattar bygelorganet 8 och de tappformade kärnorna B och 7. Den på ankaret verkande magnetiska kraften är således till att börja med 10 störst baktill till följd av den mindre reluktansen och blir där- efter jämnt fördelad över kärnornas 8 och 7 hela polytor när ankaret när draget läge, eftersom hela luftgapet därvid blir lika med den - minsta,.med brutna linjer (fig. H) visade dimensionen. Vid elektro- magnetens avmagnetisering kommer omvänt ankarets främre ände att 15 sträva efter att avlägsna sig från polytorna, under det att rema- nensflödet kvarhåller ankarets bakre ände så att dess övre yta för- blir i kontakt med stödkanterna 35a och 35b. När den undre ytans mitt kommer i kontakt med svängtappen 33 och svänger kring denna, kommer fjäderns 39 tryckkraft att hålla ankarets bakre ände i kontakt med 20 kanterna 35a och 35b så att det lilla luftgapet vid bakre änden bi- behålles. Således maximeras den på ankaret verkande magnetkraften utan att någon inkräktning sker pâ ankarrörelsens storlek.

Det inses att föreliggande uppfinning finner speciell tillämp- ning i elektromagnetiska reläer med viktig funktion, men det är uppen- 25 bart att den ovan beskrivna elektromagnetiska anordningen även kan utnyttjas i andra elektromekaniska, elektropneumatiska eller elektro- hydrauliska konstruktioner, exempelvis ventiler och liknande. Obero- ende av det sätt varpå anordningen används, är det uppenbart att - olika förändringar och modifieringar kan utföras av fackmannen utan 30 att uppfinningsidên frångås. Exempelvis kan spelarnas antal varieras så att efter önskan en, två eller flera spolar kan användas i bero- ende av de yttre kretsarna eller dylikt. Vidare kan det gängade bultorganet 38 i stället för ett stift 31 vara försett med ett tunt fyrkantigt huvud eller dylikt, som kan lödas eller svetsas vid 35 stompartiets 31 undersida.

Claims (10)

7903859-2 LC Patentkrav

1. l. Elektromagnetisk anordning, vilken innefattar en U-formad elektromagnet (2), ett fjäderbelastat ankare (3) och en enstyckig, vid elektromagneten (2) fast anbragt metall- stomme (M), k ä n n e t e c k n a d av att metallstommen (M) uppvisar ett öppningsförsett parti (26) för inrymmande av an- karets (3) bakre del och för bildande av en frisvävningsled mellan detta parti och ankarets bakre ände och att metallstom- men (M) uppvisar en stödpunkt (33) kring vilken ankaret balan- serar, så att ankarets bakre ände vid elektromagnetens avmag- netisering tvingas till omedelbar närhet av elektromagneten (2) i Syfte att minska luftgapet till ett minimum.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att elektromagneten (2) innefattar ett par av ett bygelorgan (8) förbundna kärnor (6,7) och ett antal kring kärnorna lindade spolar (l2a, l2b, l2c).

3. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att ankaret utgöres av ett platt magnetiskt organ (5), vilket är försett med ett framåt utskjutande parti (15) för uppbärande av en justerbar fjäderkonstruktion (38-Bl).

4. M. Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att metallstommen (H) innefattar ett par uppâtriktade ben (29a, 29b) för fastsättning av den U-formade elektromagneten (2) och även ett framåt utskjutande parti (31) som är beläget under ankarets (3) framåt utskjutande parti (15).

5. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den U-formade elektromagneten (2) innefattar dels ett par tappformade kärnor (6, 7), vilkas respektive ena ände är fäst vid ett bygelorgan (8) och vid vilkas respektive andra ände förefinns ett polstycke (6b, 7b), och dels ett par på kärnorna monterade isolerande sposltommar (l0,ll), kring vilka tre sepa- rata spolar (l2a, l2b, l2c) är lindade.

6. Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att den justerbara fjäderkonstruktionen (38-Ul) innefattar en vid metallstommen fäst gängad bult (38), som sträcker sig ge- nom ett i ankaret (3) utformat hål, en skruvfjäder (39), ett på bulten påfört bägarformat stopporgan (HO), samt en på bulten på- skruvad mutter (H1) för sammantryckning av skruvfjädern (39). "Poon QUALIT 1Ü 7903859-2

7. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att stommens öppningsförsedda parti (16) innefattar ett par lås- partíer (3Ha, 3Ub) som samverkar med ett par skåror (17, 18) upptagna i ankarets (3) sidor nära ankarets bakre ände, varjämte ankarets övre del samverkar med nämnda öppningsförsedda partis (26) övre kant (35a, 35b) för bildande av en svängningsaxel.

8. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att ett par stoppflikar (28a, 28b) sträcker sig från det öpp- ningsförsedda partiets (2b) botten för att hålla ankaret (3) på plats under montering.

9. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda stödpunkt (33) innefattar en från stommens (H) botten uppåtstansad flik (33) inrättad att kontakta ankarets (3) under- sida för åstadkommande av gungbrädesverkan.

10. Anordning enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att metallstommen (U) är utstansad ur ett enda mässingsstycke. .__-e- _ _ »3-1.. v...- fr. .w .lr/f