SE463057B - Elektromagnet - Google Patents

Description

4-35 ...57 En elektromagnet av detta slag är tidigare känd genom US,A, 2 738 451. Denna skrift beskriver en elektromagnet med en ledad kärna, dvs en elektromagnet hos vilken det rörliga ankaret är roterbart monterat på den fasta statorn. Hos denna elektromagnet är ett dämpningselement anordnat att definiera ett arbetsläge hos elektromagneten och vid nående av detta arbetsläge dämpa av det rörliga ankaret förorsakade stötar, så att ej, sett ur ljudsynpunkt, kraftiga och obehagliga stötar uppstår vid slutningsrörelsen.

Hos denna elektromagnet reduceras, genom anordnandet av dämpningselementet de aktiva polytorna hos huvudluftgapet genom ytor, vilka är relativt stora men bildar ett luftgap som har en relativt liten attraktionskraft. Av denna orsak är denna elektromagnet försedd med ytterligare polytor, som är belägna nära varandra för att kompensera denna förlust av attraktionskraft.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning tar sikte på att åstadkomma en elektro- magnet av det i bifogade patentkravs 1 ingress beskrivna slaget, vilken uppvisar luftgap med stora aktiva ytor och möjliggör stora attraktionskrafter i arbetsläget utan att för den skull det inkräktas på dämpningselementets energi- upptagande förmåga.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att en elektro- magnet av ovan diskuterat slag förses med de i den känne- tecknande delen hos patentkravet 1 angivna särdragen. Det har således kommits fram till att en kombination av en anord- ning av den rörliga magnetiska kretsen för utförande av en translationsrörelse och en utformning av de magnetiska kret- sarna enligt en E-form med avfasade ändytor hos skänklarna, som bildar relativt varandra snedställda luftgap, har mycket gynnsam inverkan på attraktionskrafterna i arbetsläget. Sam- tidigt tillförsäkras en god dämpningsfunktion genom de på Is.

(Tr OJ <1) CT! \J de på den ena magnetiska kretsens sidoskänklar anordnade klackarna belägna dämpningselementen. Faktumet att den rör- liga magnetiska kretsen är anordnad att utföra en transla- tionsrörelse ger upphov till problemet av centrering av de båda magnetiska kretsarna relativt varandra, och detta löses genom det uppfinningsenliga särdraget av de avfasade ytorna som är anordnade på magnetkretsarnas skänklar. Härigenom uppnås ett lika säkert anländande till arbetsläget som vid en roterbart anordnad rörlig magnetisk krets, men med helt andra möjligheter att anordna aktiva polytor och därigenom öka attraktionskrafterna i arbetsläget, vilket ju också har skett genom att de avfasade skänklarna uppvisar snedställda luftgap som har betydande aktiva ytor.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Ett föredraget utförande av uppfinningen kommer att beskrivas härnedan, genom ett uppfinningen icke begrän- sande exempel, under hänvisning till de bifogade rit- ningarna, på vilka: Fig 1a och 1b är två till varandra ortogonala snitt av en kontaktor enligt uppfinningen, fig 2a och 2b är två sidovyer av den rörliga inrättningen hos kontaktorn visad i fig 1, fig 3a är en sidovy av den fast anordnade delen av den magnetiska kretsen, fig 3b är detaljvy som visar formen av stöden som är anordnade på den fast anordnade magnetkretsen och på vilka stöd arbetsdämparna är monterade, fig 4 är ett diagram som illustrerar lagarna av kraf- ternas variationer som funktion av förflyttningsavståndet av den rörliga inrättningen hos kontaktorn visad i fig 1, 465 057 fig Sa och 5b visar i frontvy (fig 5a) och i sidovy (fig 5b) vilolägesdämparen som används vid kontaktorn i fig 1, fig 6a, 6b och 6c visar i sidovy respektive i axiell snittvy respektive i planvy en arbetslägesdämpare, och fig 7 är en sprängd perspektivvy av den rörliga och den fast anordnade magnetkretsen hos kontaktorn visad i fig 1 med arbetslägesdämparna.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGET UTFÖRANDE Med hänvisning till fig 1a och 1b har kontaktorn en kon- ventionell struktur av en translationskontaktor inuti en låda 1 innefattande: - en fast anordnad magnetisk krets 2 med formen av ett E vilkets ribba 3 är fast anordnad på en bottenplatta 4 som är stadigt fastgjord vid lådan 1, en rörlig magnetisk krets 5, även denna med formen av ett E vilkets respektive skänklar 6, 7 är inställda med avseende på skänklarna 8, 9 hos den fast anordnade magnetiska kretsen 2, varvid respektive ände av skänklarna 6, 7, 8, 9 av dessa två magnetiska kretsar inbördes är vända mot varandra och bildar luftgap 10, 11, - en spole 13 som är lindad på en rörformad stomme 14 och placerad i rummet mellan skänklarna 6, 7, 8, 9 hos den fast anordnade magnetiska kretsen 2 och hos den rör- liga magnetiska kretsen 5, - fastsättningsorgan för fastsättande av spolens 13 stomme 14 vid den fast anordnade magnetiska kretsen 2, - styrorgan för styrande av den rörliga magnetiska kretsen 5 i nämnda stomme 14, D57 4» o- o! - en rörlig kontakthållande inrättning 15 som är monterad på ribban 16 hos den rörliga magnetiska kretsen 5, och - åtminstone en återföringsfjäder 17 som är lokaliserad mellan det övre utsprånget 18 hos spolens 13 stomme 14 och ribban 16 hos den magnetiska kretsen 5.

För att vara mera exakt är i det visade exemplet den fast anordnade magnetiska kretsen fastsatt i spolen 13 medelst en cylindrisk tapp 19. Naturligtvis är uppfin- ningen inte begränsad till en sådan anordning. Den fast anordnade magnetiska kretsen 2 skulle t ex helt enkelt kunna vara presspassad i stommen 14 hos spolen 13.

För att styra den, innefattar den rörliga magnetiska kretsen 5 en nyckel 21 som samverkar med en axiell skåra 22 som är utformad i spolens 13 stomme 14.

Formerna av luftgapen 10 och 11 bestäms på utformnings- stadiet så att de anpassas till lagen gällande drivkraf- tens variation i förhållande till motståndskraften.

Således har i detta exempel änden av centralskänkeln 9 hos den fast anordnade magnetiska kretsen en V-formad urtagning 24, i vilken änden 25 av centralskänkeln 7 hos den rörliga magnetiska kretsen 5 griper in, varvid sistnämnda magnetiska krets i enlighet därmed uppvisar en väsentligen komplementär konvex V~form. Dessa två komplementära former 24, 25 bestämmer ett väsentligen V-format luftgap 11.

På liknande sätt innefattar ändarna av de två sidoskänk- larna 8 hos den fast anordnade magnetiska kretsen 2 var- dera en yttre avfasad yta 26, 27 och ändarna av de två sidoskänklarna 6 hos den rörliga magnetiska kretsen 5 innefattar vardera en inre avfasad yta 28, 29, varvid de yttre avfasade ytorna 26, 27 hos den fast anordnade .fix ou år: \1 magnetiska kretsen 2 samverkar med de inre avfasade ytorna 28, 29 hos den rörliga magnetiska kretsen 5 i avsikt att bilda två sidobelägna luftgap 10, vilka är sned- ställda relativt varandra.

Dessa former hos luftgapen 10, 11 uppvisar den fördelen att de är enkelt reproducerbara för industriell mass- produktion, beroende på användandet av en teknik för utskärande av tunna metallplattor som är sammansatta medelst metoder som är traditionella (nitning) för att erhålla magnetiska kretsar med växelströmsspänningskälla.

Såsom ovan nämnts visar fig 2a och 2b den rörliga inrätt- ningen hos kontaktorn, vid vilken den rörliga magnetiska kretsen 5 är ansluten till kontakthållningsinrättningen 15 medelst en fastsättningstapp 31. Återföringsfjädern 17 befinner sig i det fullkomligt relaxerade tillståndet.

I arbetsläget tjänar den för återförande av den rörliga inrättningen tillbaka till viloläget, vilket läge visas i fig 1a, 1b, i vilketden övre ytan hos den rörliga kon- takthållande inrättningen 15 kommer att uppbäras, vid förflyttningens slut, på en stödyta 32 som är anordnad på den övre väggen av lådan 1, medan den balanserar kon- taktkrafterna (öppen kontakt).

Såsom visas i fig 3a, innefattar den fast anordnade magne- tiska kretsen 2 två sidobelägna skåror 33 som tjänar för monterande av kretsen medelst listpassning i botten- plattan 4 av lådan 1. Denna bottenplatta uppvisar en U-formad sektion som omger den nedre delen av den fast anordnade magnetiska kretsen 2 och vilkets skänklar inne- fattar knoppar för ingrepp i skårorna 33.

Organen för dämpande av öppnings- och tillslutnings- stötarna innefattar: - å ena sidan, en vilolägesdämpare 34 som är gjord av -P- Ö*- CN (D (Yi \{| ett stötabsorberande material, t ex av ett elastmaterial som är överdraget med kisel, vilken dämpare är fästad vid den övre ytan hos den rörliga inrättningen 15 och vilken följaktligen är tryckt mot stödytan 32 som är anordnad på den övre ytan hos lådan 1 när den rörliga inrättningen återvänder till viloläget, och - å andra sidan, två arbetslägesdämpare 35, vilka även de är gjorda av ett fjädrande material, t ex av ett elast- material som är överdraget med kisel, vilka dämpare är fästade vid respektive av de två sidoskänklarna 8 hos den fast anordnade magnetiska kretsen 2 och på vilka ändarna av sidoskänklarna 6 hos den rörliga magnetiska kretsen 5 kommer att uppbäras i arbetsläget.

Dessa organ görs fullständiga genom uppbärande element såsom centrumdelar 36, företrädesvis gjorda av ett termo- plastiskt material, som är anordnade mellan ribban 3 hos den magnetiska kretsen 2 och profilen hos botten- plattan 4, varvid de tjänar för eliminerande av spelrummet mellan dessa två delar och även bidra till dämpande av tillslutningsstötarna hos kontaktorn.

Såsom visas i fig 5a och 5b föreligger vilolägesdämparen 34 i form av en platta som är gjord av ett elastmaterial som är överdraget med kisel och format i tre delar 38, 39, 40, vilka uppvisar en rektangulär form och är inbör- des anslutna medelst anslutningsflikar 41, nämligen en centrumdel 39 och två sidodelar 38, 40. Centrumdelen 39 innefattar en central urtagning 39' för fastsättande av dämparen 34 på den övre ytan av den rörliga kontakt- hållande inrättningen 15 och två centrerande sidoflänsar 42. Vardera sidodel 38 och 40 kan även innefatta en cent- ral centrering och/eller ett fastsättningshål 43. 463 057 Naturligtvis är uppfinningen inte begränsad till denna speciella form av vilolägesdämpare 34. Det är helt klart att denna speciella form bara är en anpassning av upp- finningen till formerna hos den rörliga kontakthållande delen 15 och alla former av delar som används för att dämpa återföringsstöten kan användas inom ramen för upp- finningen.

Fig 6a, 6b och 6c visar detaljerat arbetslägesdämparna 35. Dessa arbetslägesdämpare 35, som är två till antalet i detta exempel, är var och en bildade av en ring som uppvisar ett rektangulärt snitt och är gjord av elast- material som är överdraget med kisel och erhållits genom formning. De passar på två respektive klackar 45 som är anordnade på ytterytorna av sidoskänklarna 8 hos den fast anordnade magnetiska kretsen 2, väsentligen vid basen av de avfasade ytorna 26, 27. Dessa klackar 45 bildar tillsammans med ändarna av sidoskänklarna 6 hos den rörliga magnetiska kretsen små, sidobelägna luftgap 10' skilda från de sidobelägna luftgapen som existerar mellan ytan 6a och ytan 45' (fig 3b).

Dessa klackar 45 erhålls genom utskärande av magnetiska metallplattor i en lämplig vinkel 46 för underlättande av anbringandet av ringarna som bildar dämparna 35.

Läget och tjockleken av dessa dämpare 35 mot vilka änden av skänklarna 6 hos den rörliga magnetkretsen 5 kommer till anliggning, förutom rollen som dämpare, fullbordar även luftgapens 10, 11 anti-remanesensfunktion, varvid storleken av dessa luftgap bestäms av tjockleken som det sammanpressade elastmaterialet antar när ankaret anbringas emot detta. Valet av ett med kisel överdraget elastmaterial härrör från kraven på motstånd hos den anti-remanenta dämparen mot arbetstemperaturerna hos elektromagneten, mot oljorna som används för att skära metallplattorna och hög mekanisk hållbarhet. Vidare är F.

CN CJ C) 01 -J icke-adhesionskvaliteerna (gummering) hos ett sådant elastmaterial fördelaktigt för att garantera en sepa- ration av den rörliga kretsen i tid om ett avbrott skulle uppträda i elektromagnetens energitillförsel. Det är klart att vilket omagnetiskt material som helst som upp- visar mekaniska dämpningsegenskaper och är passande för kraven på hållbarhet och motstånd mot omgivningens beskaffenhet, kan användas inom ramen för uppfinningen.

Fig 4 visar arbetslagarna för en kontaktor som är utrustad med en dämpare i enlighet med uppfinningen. I denna figur, vilken är ett kraftdiagram som visar kraften F(N) som funktion av förflyttningen av den rörliga inrättningen och av luftgapets storlek: - kurvan C1 visar drivkraften för det minimala förhål- landet som garanterar slutning, - kurvan C2 representerar den maximala motståndskraften hänförd till drivkraften visad i kurvan C1, - kurvan C'1 visar drivkraften under gynnsamma slutnings- förhållanden, - kurvan C'2 visar motståndskraften hänförd till driv- ningskraften som representeras av kurvan C'1, - vertikalen av abscissan O motsvarar slutet av förflytt- ningen utan ihoptryckande av dämparna, - vertikalen V1 av ascissan 1 motsvarar slutningen av huvud- och tilläggskontakterna, - vertikalen V2 av abscissan 2 motsvarar öppningen av hu- vudkontakterna, varvid tilläggskontakterna öppnas vid en förflyttningssträcka överensstämmande med abscissan V'2 som är något mindre än 2. 463 057 10 Underogynnsamma slutningsförhállanden (maximalt resul- terande krafter, minimal förbrukningsspänning) är diffe- rensen mellan de positiva energierna (rörelse med drivkraft som är större än motståndskraften) och de negativa ener- gierna (motståndskrafter större än drivkraften övervunnen c medelst den kinetiska energin som är ackumulerad genom den rörliga inrättningen) nödvändigtvis positiv, annars skulle inte slutning av kontaktorn kunna garanteras.

Denna differens av areor mellan kurvorna 1 och 2, sned- streckade i motsatta riktningar beroende på om de är positiva eller negativa, är lika stora som arean A på vänster sida om 0 hos förflyttningsavståndet. Således pressas dämparna 10, 11 ihop (0,08 mm vid denna till- lämpning) under det att de motbalanserar energiökningen, vilket således medför att en resulterande noll-stöt upp- nås. När extremt gynnsamma förhållanden föreligger (kurvorna C'1 och C'2) motsvarar ihoppressningen av arbetsläges- dämparna 10, 11 absorptionen av energi som visas i zonen B på vänster sida om 0 hos förflyttningsavståndet. Det är tydligt att det är nödvändigt att vidtaga åtgärder så att variationerna i sammanpressningen av dämparna 10, 11 inte inverkar på kvaliteerna hos kontakterna F (slutningskontakter) och inte heller inverkar för mycket på separationsvärdena hos kontaktorn.

Vid denna tillämpning uppnås dessa förhållanden på ett tillfredsställande sätt, eftersom överförflyttningen av kontakterna (ca 1 mm) och av de longitudinala luft- gapen utan att sammantrycka dämparna 10, 11 (1 mm) förblir stort med avseende på sammanpressningen av dämparna 10, _ 11 (0,08 mm till 0,35 mm). Således är det uppenbart att de visade formerna av dämpare 10, 11 bara illustrerar . en speciell tillämpning av uppfinningen och att vilken annan speciell tillämpning som helst förblir inom ramen för uppfinningen. 465 057 11 Således kan kontaktorn t ex innefatta, såsom visas i fig 7, en centraldämpare 50 som är bildad från ett for- mat V-format, vilket är gjort av en platta av omagnetiskt, fjädrande material och som kryper in i den V-formade konkava urtagningen 24 hos den centrala skänkeln 9 hos den fast anordnade magnetiska kretsen 2 (eller möjligen på det konvexa partiet 25 av den centrala skänkeln 7 hos den rörliga magnetiska kretsen 5). Denna lösning skulle kunna användas mera speciellt i det fall när det inte är önskvärt att ha den mekaniska bärytan hos den rörliga och den fast anordnade magnetiska kretsen 5, 2 på dessa kretsars sidoskänklar 6, 8.

Emellertid bör det noteras att mera allmänt tre fall för lokalisering av arbetslägesdämparna föreligger: a) endast i luftgapet 11, b) endast i luftgapet 10 och/eller i sidoluftgapen, c) både i luftgapet 11 och i luftgapet 10 och/eller luft- gapet 10'.

Dessutom är det i alla tänkta fall alltid möjligt att mellan alla lutande partier hos armaturerna 27, 29; 26, 28, 24, 25 tillhandahålla med luft eller mässing fyllda gap för att övervinna remanesenseffekterna.

Claims (2)

463 057 12 Patentkrav

1. l. Elektromagnet med likströmsspänningskälla, av den typ som innefattar en fast anordnad magnetisk. krets (2), en rörlig magnetisk krets (5) som med den fast anordnade magnetiska kretsen bildar åtminstone två luftgap med variabel vidd, vilka är försedda med ett av omagnetiskt material framställt dämp- ningselement som tjänar som arbetslägesanslag, vilket begränsar vidden hos elektromagnetens luftgap till ett minimivärde i arbetsläget, k ä n n e t e c k n a d därav, att: den rörliga magnetiska kretsen är rörlig under translation i förhållande till den fast anordnade magnetiska kretsen, - den fast anordnade och den rörliga magnetiska kretsen uppvisar en E-form som innefattar ett liv (3, 16), en centralskänkel (9, 7) och två sidoskänklar (6, 8), varvid skänklarna (9, 8) hos den ena kretsen är inriktade och lokaliserade ände mot ände med motsvarande skänklar (7, 6) hos den andra kretsen för att bilda respektive luftgap (10, ll), - att sidoskänklarna (8) hos kretsarna vid sina ändar inne- fattar avfasade ändytor (26, 27) som bildar två sidobelägna luftgap (10) som är snedställda relativt varandra, - att arbetsläges-dämpningselementen (35) är anordnade på klackar (45), som är anordnade på yttersidorna hos sido- skänklarna (8) hos den ena magnetiska kretsen, varvid klackarna (45) med ändarna hos den andra magnetiska kretsens sidoskänklar bildar små sidobelägna luftgap.

2. Elektromagnet enligt krav 1, vid vilken centralskänkeln (9) hos en av de magnetiska kretsarna (2) uppvisar ett V-format, 463 057 13 konkavt parti (24) och centralskänkeln (7) hos den andra magnetiska. kretsen (5) uppvisar- ett V-format, konvext parti (25) som griper in i det konkava partiet (24) för att bilda ett luftgap (ll) även det i formen av ett V, k ä n n e t e o k n a d därav, att den innefattar en central- dämpare (50) bildad. av en V-formad. del som formats ur ett omagnetiskt material, vilken dämpare är monterad i det konkava partiet (24) eller på det konvexa partiet (25).