WO1997014166A2 - Schaltgeräte-gehäuse - Google Patents

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Manfred Schmidt
Norbert Zimmermann
Norbert SÖRGEL
Peter Donhauser
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/30—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock, e.g. by balancing of armature
    • H01H50/305—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock, e.g. by balancing of armature damping vibration due to functional movement of armature

Definitions

  • the invention relates to a switchgear housing for an electromagnetic switchgear, which has a magnetic chamber with a magnetic yoke and a magnet armature, two magnetic support areas with different elastic suspension for bearing the magnetic yoke being provided on the magnetic chamber bottom of the switchgear housing .
  • Generic switchgear housings are known in commercially available contactors.
  • the magnetic yoke of the magnet system is mounted on a hard and a relatively soft support point in order to dampen shock vibration processes as occur when closing an AC magnet as a result of relatively high closing speeds as well as possible. Due to the shock vibrations, the magnet armature with the contact carrier can bounce back into the "OFF" position.
  • this problem has been attempted to be solved by the two differently sprung support points, with which the translational movement is partly redirected into a rotational one.
  • the invention has for its object to design a switchgear housing of the type mentioned above such that rebounding of the armature is reduced in a simple and effective manner.
  • the magnetic chamber base is designed to be capable of oscillation and has a support strip on its surface facing the interior of the switchgear housing, the ends of which serve as magnetic support areas, with a first magnetic support area at one end ⁇ is finally held by the magnetic chamber floor.
  • the second magnet support area is ribbed with closed frame profiles, since a hard resilient magnet support area is hereby implemented in a simple manner. If an embossed rubber is inserted between the magnetic yoke and the support strip, the spring properties of the soft magnetic support area can be influenced in particular depending on the height of the support strip.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a magnet system in a contactor housing
  • FIG. 2 shows a bottom view of a perspectively illustrated contactor housing with a magnetic chamber base
  • FIG. 3 shows an interior view of the protective housing according to FIG. 2 with the magnetic chamber base in a perspective view
  • FIG. 1 shows a switching device housing 1 with an alternating current magnet system for an electromagnetic switching device.
  • it is the housing 1 of a contactor 2, in the magnet chamber 3 of which the magnet system is accommodated.
  • This essentially consists of a magnetic yoke 4, a magnet armature 5, a coil 6 with coil connections, a contact carrier 7 and a conical spring 8 Magnet system is mounted with its magnet yoke 4 on the magnet chamber bottom 9 of the contactor housing 1 with the interposition of an insert rubber 10.
  • the magnet chamber base 9 is formed with two magnet support areas 11, 12, which are not shown here and have different springs.
  • One magnetic contact area 11 has a soft, the other 12 a relatively hard suspension (see FIG. 3).
  • the magnet support areas 11, 12 are formed on the inside of the magnet chamber bottom 9 as support strips, one end of which is enclosed on all sides by the magnet chamber bottom 9 and its other end merges into a wide, reinforced area 13. These two ends serve as magnetic support areas 11, 12 with the soft and hard suspension already mentioned.
  • Four ribs 14 protruding from the magnet chamber base 9 serve to guide the magnet yoke 4 laterally.
  • the magnet chamber base 9 is made relatively thin-walled.
  • the soft magnetic contact area 11 of the contact strip is surrounded on all sides by the magnetic chamber base 9, which on the other hand is connected to the walls of the contactor housing 1 with the greatest possible distance.
  • the other, hard magnetic support area 12 is ribbed with closed frame profiles 15 according to FIG. 2.
  • the wide area 13 provides a wide magnetic support for the magnetic yoke 4 on the hard support side, while there is a narrow, not completely continuous magnetic support on the soft support side.
  • the contactor housing 1 described above is rebound-optimized due to the special design of the magnetic chamber base 9. This means that the shock vibration processes, which result from the relatively high closing speed when closing an AC magnet, are cushioned extremely well, without the magnet armature 5 contacting the contact carrier. eng 7 (see FIG. 1) bounces back notably into the "OFF" position.
  • the bottom of the magnetic chamber 9 is completely closed at the bottom, so that any problems with creepage and air gaps between the coil 6 and the underside of the contactor housing 1 used as the mounting plane are excluded from the outset.
  • the effect of the contactor housing 1 described above is based on the following technical measures.
  • the very thin magnetic chamber base 9 connected on all sides with the soft support area 11 results in a progressive spring characteristic.
  • the damping component caused by the protective housing 1 is not as dependent on temperature and humidity as e.g. a resilient cantilever with linear characteristic. Above all, this is due to the elasticity property of the plastic used, which is dependent on the temperature and the moisture content.
  • the cushion rubber 10 has the following influence on the damping effect. It is at rest, i.e. on the soft support area 11 and after its deflection comes to rest over a large area on the magnetic chamber base 9. 4 shows spring characteristics 16, 17 for reproducing the spring properties of the magnetic chamber base 9.
  • the spring characteristics 16 below show in principle the effect when inserting a rubber insert 10, the upper spring characteristics 17 when such an insert is dispensed with.
  • the spring characteristics 16, 17 initially have a relatively flat course and then increase progressively, i.e. the power requirement grows disproportionately with increasing spring travel or greater deflection.
  • the damping components which increase disproportionately in the progressive range of spring characteristics, result in a damping system which very well covers the closing speed range, which is dependent on the operating voltage, the phase angle, the temperature and other influencing parameters.
  • the spring action can be adapted to the desired damping by different design of the support strip with regard to its length a, its width b and its heel height h.
  • 5, 6 and 7 show different training options.
  • 5 and 6 show designs of the support strip with different widths b.
  • the support strip is provided with an ' oblique transition.

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Abstract

Um das Zurückprallen des Hauptankers mit Kontaktträger beim Schaltvorgang eines Schützes zu mindern, wird der Magnetkammer-Boden (9) des Schützgehäuses (1) mit zwei unterschiedlich stark federnden Auflagebereichen für das Magnetjoch versehen. Hierzu weist der schwingfähig ausgebildete Magnetkammer-Boden (9) einen Auflagestreifen auf, dessen Enden als Magnet-Auflagebereiche (11, 12) dienen.

Description

1 Beschreibung
Schaltgeräte-Gehäuse
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgeräte-Gehäuse für ein elektromagnetisches Schaltgerät, das eine Magnetkammer mit einem Magnetjoch und einem Magnetanker aufweist, wobei am Magnetkammer-Boden des Schaltgeräte-Gehäuses zwei Magnet-Auf¬ lagebereiche mit unterschiedlicher elastischer Federung zur Lagerung des Magnetjochs vorhanden sind.
Gattungsgemäße Schaltgeräte-Gehäuse sind bei handelsüblichen Schützen bekannt. Hier ist das Magnetjoch des Magnetsystems auf einem harten und einem dazu relativ weichen Auflagepunkt gelagert, um Stoßschwingungsprozesse wie sie beim Schließen eines Wechselstrom-Magneten infolge relativ hoher Schließge¬ schwindigkeiten auftreten möglichst gut zu dämpfen. Aufgrund der Stoßschwingungen kann der Magnetanker mit dem Kontakt- träger in die Stellung "AUS" zurückprallen. Dieses Problem versuchte man bisher durch die zwei unterschiedlich gefeder¬ ten Auflagepunkte zu lösen, mit denen die translatorische Bewegung zum Teil in eine rotatorische umgelenkt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgeräte- Gehäuse der obengenannten Art derart auszubilden, daß ein Zurückprallen des Magnetankers auf einfache und zugleich effektive Weise gemindert wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Magnetkammer-Boden schwingfähig ausgebildet ist und auf seiner dem Innenraum des Schaltgeräte-Gehäuses zugewandten Fläche einen Auflagestrei¬ fen aufweist, dessen Enden als Magnet-Auflagebereiche dienen, wobei ein erster Magnet-Auflagebereich an dem einen Ende aus¬ schließlich von Magnetkammer-Boden gehalten ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteran¬ sprüchen zu entnehmen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der zweite Magnet-Auflage- bereich mit geschlossenen Rahmenprofilen verrippt ist, da hiermit in einfacher Weise ein hart federnder Magnet-Auflage- bereich realisiert wird. Wenn zwischen dem Magnetjoch und dem Auflagestreifen ein Emlagegummi eingelegt ist, läßt sich hiermit abhängig von der Höhe des Auflagestreifens besonders die Federeigenschaft des weichen Magnet-Auflagebereichs be¬ einflussen.
Probleme mit Kriech- und Luftstrecken zwischen dem Magnet- system und der als Montage dienenden Unterseite des Schalt¬ geräte-Gehäuses werden dadurch ausgeschlossen, daß der Magnetkammer-Boden geschlossen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an¬ hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine Explosionsdarstellung eines Magnetsystems in einem Schützgehäuse, FIG 2 eine Unteransicht eines perspektivisch darge¬ stellten Schützgehäuses mit einem Magnetkammer- Boden, FIG 3 eine Innenansicht des Schutzgehauses nach FIG 2 mit dem Magnetkammer-Boden m perspektivischer Darstellung,
FIG 4 eine prinzipielle Darstellung der Federkennlinie des Magnetkammer-Bodens und FIG 5, 6, 7 Queransichten von unterschiedlich ausgeführten Auflagestreifen.
FIG 1 zeigt ein Schaltgeräte-Gehäuse 1 mit einem Wechsel- strom-Magnetsystem für ein elektromagnetisches Schaltgerät. Im vorliegenden Fall handelt es sich um das Gehäuse 1 eines Schützes 2, in dessen Magnetkammer 3 das Magnetsystem unter- gebracht ist. Dieses besteht im wesentlichen aus einem Mag¬ netjoch 4, einem Magnetanker 5, einer Spule 6 mit Spulenan¬ schlüssen, einem Kontaktträger 7 und einer Kegelfeder 8. Das Magnetsystem ist mit seinem Magnetjoch 4 am Magnetkammer- Boden 9 des Schützgehäuses 1 unter Zwischenlage eines Einla- gegummis 10 gelagert. Der Magnetkammer-Boden 9 ist dabei mit zwei hier nicht dargestellten, unterschiedlich stark federn- den Magnet-Auflagebereichen 11,12 ausgebildet. Der eine Mag¬ net-Auflagebereich 11 weist eine weiche, der andere 12 eine relativ harte Federung auf (siehe FIG 3) .
In FIG 2 ist die Unterseite des Schützgehäuses 1 mit dem ge- schlossenen Magnetkammer-Boden 9 und Rahmenprofilen 15 ge¬ zeigt. FIG 3 zeigt eine Innenansicht des Schützgehäuses 1 mit dem Magnetkammer-Boden 9. Die Magnet-Auflagebereiche 11,12 sind an der Innenseite des Magnetkammer-Bodens 9 als Auflage¬ streifen ausgebildet, dessen eines Ende allseitig vom Magnet- kammer-Boden 9 umschlossen ist und dessen anderes Ende in einen breiten, verstärkten Bereich 13 übergeht. Diese beiden Enden dienen als Magnet-Auflagebereiche 11,12 mit der bereits erwähnten weichen und harten Federung. Vier am Magnetkammer- Boden 9 hervorstehende Rippen 14 dienen zur seitlichen Füh- rung des Magnetjochs 4. Der Magnetkammer-Boden 9 ist relativ dünnwandig ausgeführt. Der weiche Magnet-Auflagebereich 11 des Auflagestreifens ist allseitig vom Magnetkammer-Boden 9 umgeben, der andererseits mit möglichst großen Abstand an den Wänden des Schützgehäuses 1 angebunden ist. Der andere, harte Magnet-Auflagebereich 12 ist mit geschlossenen Rahmenprofilen 15 gemäß FIG 2 verrippt . Durch den breiten Bereich 13 ist auf der harten Auflageseite für das Magnetjoch 4 eine breite Mag¬ netauflage gegeben, während auf der weichen Auflageseite eine schmale nicht ganz durchgängige Magnetauflage vorhanden ist.
Das oben beschriebene Schützgehäuse 1 ist durch die besondere Ausbildung des Magnetkammer-Bodens 9 rückpralloptimiert. Dies bedeutet, daß die Stoßschwingprozesse, die sich aufgrund der relativ hohen Schließgeschwindigkeit beim Schließen eines Wechselstrom-Magneten ergeben, außerordentlich gut abgefedert werden, ohne daß dabei der Magnetanker 5 mit dem Kontaktträ- ger 7 (siehe FIG 1) nennenswert in die Stellung "AUS" zurück¬ prallt .
Der Magnetkammer-Boden 9 ist nach unten vollkommen geschlos- sen, womit eventuelle Probleme mit Kriech- und Luftstrecken zwischen der Spule 6 und der als Montageebene verwendeten Un¬ terseite des Schützgehauses 1 von vornherein ausgeschlossen werden.
Die Wirkung des vorbeschriebenen Schützgehauses 1 beruht auf folgenden technischen Maßnahmen. Der sehr dünne, allseitig angebundene Magnetkammer-Boden 9 hat mit dem weichen Auflage- bereich 11 eine progressive Federkennlinie zur Folge. Hier¬ durch ist der durch das Schύtzgehäuse 1 bedingte Dampfungs- anteil nicht so stark temperatur- und feuchtigkeitsabhängig wie z.B. ein federnder Freiträger mit linearer Kennlinie. Vor allem liegt dies an der von der Temperatur und dem Feuchtig¬ keitsgehalt abhängigen Elastizitätseigenschaft des hierbei verwendeten Kunststoffs. Der Emlagegummi 10 hat folgenden Einfluß auf die dämpfende Wirkung. Er liegt im ruhenden Zu¬ stand, d.h. auf dem weichen Auflagebereich 11 auf und kommt nach dessen Durchfederung großflächig auf dem Magnetkammer- Boden 9 zur Auflage. In FIG 4 sind Federkennlmien 16, 17 zur Wiedergabe der Federeigenschaften des Magnetkammer-Bodens 9 dargestellt. Die unten liegenden Federkennlmien 16 zeigen prinzipiell die Wirkung bei Einlage eines Emlagegummis 10, die oberen Federkennlinien 17 bei Verzicht einer solchen Einlage. Die Federkennlmien 16, 17 haben zunächst einen relativ flachen Verlauf und steigen dann progressiv an, d.h. mit zunehmendem Federweg bzw. größerer Auslenkung wachst der Kraftbedarf überproportional .
Die im progressiven Bereich der Federkennlmien überpropor¬ tional steigenden Dämpfungsanteile ergeben em Dämpfungs- system, das den von der Betriebsspannung, dem Phasenwinkel, der Temperatur und weiteren Einflußparametern abhängigen Schließgeschwmdigkeitsbereich sehr gut abdeckt. Durch unterschiedliche Ausbildung des Auflagestreifens hin¬ sichtlich seiner Länge a, seiner Breite b und seiner Absatz¬ höhe h läßt sich die Federwirkung an die gewünschte Dämpfung anpassen. FIG 5, 6 und 7 zeigen unterschiedliche Ausbildungs- möglichkeiten. FIG 5 und 6 zeigen Ausführungen des Auflage¬ streifens mit unterschiedlicher Breite b. In FIG 7 ist der Auflagestreifen mit einem 'schrägen Übergang versehen.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsform erläu¬ tert ist, sollte berücksichtigt werden, daß damit nicht beab¬ sichtigt ist, die Erfindung nur auf die dargestellte Ausfüh- rungsform zu beschränken, sondern alle möglichen Änderungen, Modifizierungen und äquivalente Anordnungen, soweit sie vom Inhalt der Patentansprüche gedeckt sind, einzuschließen.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltgeräte-Gehäuse (1) für ein elektromagnetisches Schaltgerät (2), das eine Magnetkammer (3) mit einem Magnet- joch (4) und einem Magnetanker (5) aufweist, wobei am Magnet- kammer-Boden (9) des Schaltgeräte-Gehäuses (1) zwei Magnet- Auflagebereiche (11,12) mit unterschiedlicher elastischer Federung zur Lagerung des Magnetjochs (4) vorhanden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnet- kammer-Boden (9) schwingfähig ausgebildet ist und auf seiner dem Innenraum des Schaltgeräte-Gehäuses (1) zugewandten Fläche einen Auflagestreifen aufweist, dessen Enden als Magnet-Auflagebereiche (11,12) dienen, wobei ein erster Magnet-Auflagebereich (11) an dem einen Ende ausschließlich über den Magnetkammer-Boden (9) gehalten ist.
2. Schaltgeräte-Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das andere Ende des Auflage¬ streifens einen zweiten Magnet-Auflagebereich (12) mit gegen- über dem übrigen Teil des Auflagestreifens erhöhter Steifig¬ keit aufweist.
3. Schaltgeräte-Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Magnet-Auflagebereich (12) mit geschlossenen Rahmenprofilen (15) verrippt ist.
4. Schaltgeräte-Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Magnetjoch (4) und dem Auflagestreifen ein Einlagegummi (10) eingelegt ist.
5. Schaltgeräte-Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetkammer-Boden (9) geschlossen ist.
6. Schaltgeräte-Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da du r ch g e k enn z e i c hn e t , daß der weiche Auf lagebereich (11) eine progressive Federkennlinie aufweist.
7. Schaltgeräte-Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da du r c h g e k en n z e i c hn e t , daß die Dämpfungseigenschaft des Magnetkammer-Bodens (9) durch die Länge, Breite und Höhe des Auflagestreifens abstimmbar ist.
8. Schaltgeräte-Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, da du r c h g e k enn z e i c hn e t , daß die Feinabstimmung auch durch eine spezielle Formgebung erreicht wird, z.B. durch einen schrägen Übergang.
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