WO1997024746A1 - Anker für magnetauslöser - Google Patents

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WO1997024746A1 PCT/AT1996/000252 AT9600252W WO9724746A1 WO 1997024746 A1 WO1997024746 A1 WO 1997024746A1 AT 9600252 W AT9600252 W AT 9600252W WO 9724746 A1 WO9724746 A1 WO 9724746A1
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Adolf Tetik
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Felten & Guilleaume Austria Ag
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2463—Electromagnetic mechanisms with plunger type armatures

Definitions

  • the invention relates to an armature for actuating the trigger plunger of magnetic triggers for circuit breakers, which is a sheet metal strip formed into a sleeve, and has a stop for taking the trigger plunger with it.
  • An anchor of the type mentioned is known from DE 25 31 215 A.
  • this anchor known from DE 25 31 215 the edges of the sheet metal strip rolled to anchor do not abut one another in regions at the joint.
  • the stop for taking the trigger plunger on the armature is formed by a recess into which a shape of the armature plunger engages.
  • a disadvantage of this known armature is that the sheet-metal strip end surfaces extending in the direction of movement of the magnet armature form an armature slot and are arranged at a distance from one another, so that eddy currents are reduced. Experiments have shown that such an armature with the desired air gap is unsatisfactory in magnetic releases.
  • the invention has for its object to provide a simple to manufacture and effective armature for magnetic triggers for circuit breakers.
  • this object is achieved in that the edges of the sheet metal strip which are aligned parallel to the axis of the armature are at least partially close to one another and in that the stop for the trigger plunger has at least one with the Anchor is integrally formed tongue which is oriented transversely to the axis of the anchor.
  • the armature for magnetic releases proposed according to the invention can not only be deformed e.g. in a rolling process from a corresponding sheet metal blank, e.g. a stamped circuit board, but also offers the advantage of a lower mass than the hitherto used armature for magnetic releases produced by machining. Furthermore, it has surprisingly been found that the armature according to the invention is very advantageous in magnetic triggers because there is no air gap which adversely affects the magnetic properties of the armature, since the edges of the sheet metal strip rolled toward the armature lie at least in regions close to one another.
  • the tongue of the anchor according to the invention which serves as a driver for the release plunger, allows a simple construction of the release plunger and, if desired, this can be carried out as usual, since the shape required in the prior art (DE 25 31 215 A) is not is needed.
  • FIG. 3 shows, partly in section and on a larger scale, the structural unit comprising the guide sleeve, the anchor according to the invention and the release plunger and the return spring,
  • FIG 7 shows another embodiment of the anchor according to the invention.
  • Magnetic releases 1 of the known design shown in FIG. 1 are used in circuit breakers. They consist of a yoke 2 made of magnetically conductive material, to which the carrier 4 of the fixed contact 3 of the circuit breaker, which is made of electrically conductive material, is connected. Furthermore, the magnetic release 1 has an excitation winding 5, which is electrically conductively connected to the line to be protected via terminals (not shown). In the interior of the coil 5, a guide sleeve 6, usually made of plastic, is inserted, which is inserted over a sleeve-shaped stop 7 connected to the yoke 2 of the magnetic release 1.
  • this sleeve-shaped stop 7 is connected to the yoke 2 and the carrier 4 made of electrically conductive material by flanging its tapered shoulder 8, whereby at the same time the connection between the electrically conductive carrier 4, which carries the fixed contact 3, and the yoke 2 is achieved.
  • an armature 10 made of magnetically conductive material is slidably displaceably shown in FIG. 3 and has an inwardly projecting stop at its end 11 facing away from the stop sleeve 7, which stop is formed by a tongue 12 in the exemplary embodiment, and on which supports the end 13 of a trigger plunger 14 received in the interior of the armature 10.
  • a return spring 16 is placed over the tapered, front part 15 of the trigger plunger 14, the front end 17 of which rests on the end 18 of the stop sleeve 7 received inside the magnetic trigger 1 and the trigger plunger 14 is shown in FIG. 3 Standby position.
  • the armature 10 used according to the proposal of the invention in the described magnetic release 1 or a magnetic release of a similar design consists, as shown in FIGS. 4, 5 and 6, of a sheet metal (stamped) part with an essentially rectangular outline, which is formed into a ring or sleeve.
  • the stamped sheet metal part is shaped into a ring (sleeve) in such a way that the edges 20 aligned parallel to the axis of the armature 10 are close together and there is no or only a small air gap at the joint 21 of these edges 20.
  • the sheet metal blank can be bent over when the anchor 10 is manufactured, so that the edges 20 of the sheet metal cut extending in the axial direction are also produced Armatures 10 are at least partially close to one another and there is no air gap which adversely affects the magnetic properties of the armature.
  • the (at least one) radially inwardly angled tongue 12 is provided, which is formed in one piece with the sheet metal part which forms the actual armature 10 in the exemplary embodiment.
  • Cutouts 26 are provided on both sides of the root 25 of the tongue 12 bent at right angles, so that the root 25 of the tongue 12 can be bent so that the tongue 12 extending transversely to the axis of the armature 10 does not cross the adjacent end surface 27 of the armature 10 survives.
  • edges 20 are aligned flat against one another. This can be achieved, for example, simply by these edges 20 protruding obliquely to the plane of the (not yet deformed, that is to say planar) sheet metal part during the manufacture (stamping) of the sheet metal part. leads. In this embodiment, there is practically no air gap in the area of the joint 21.
  • the edges 20 are at a small, acute angle to one another and only abut one another in the region of their inner edges 28.
  • the air gap in the region of the joint 20 is also so small here that it does not significantly adversely affect the desired magnetic properties of the armature 10.
  • any magnetically conductive material is suitable as the material for the armature 10.
  • Soft magnetic materials such as are known per se for direct current relays have proven particularly suitable.
  • the preferably used soft magnetic materials have a magnetic saturation of 1.4 to 2.0 T with a field strength of 4000 A / m.
  • a particularly preferred material for the armature 10 according to the invention is the material described in DIN 17 405 (September 1979) with RFe80 (material number 1.1014), which has a magnetic saturation of 1.6 T with a field strength of 4000 A / m.
  • An armature 10 for magnetic triggers 1 for circuit breakers in particular for circuit breakers, consists of a sheet metal strip formed into a sleeve with an annular cross-sectional shape, the edges 20 of which are aligned with the axis of armature 10, at least in regions lying close together.
  • the stop for taking the trigger plunger 14 with it is a tongue 12 formed integrally with the sheet metal strip and oriented transversely to the axis of the armature 10.
  • the edges 20 in Area of the joint 21 of the armature 10 lie flat against one another.

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Abstract

Ein Anker (10) für Magnetauslöser (1) für Schutzschalter, insbesondere für Leitungsschutzschalter, besteht aus einem zu einer Hülse mit kreisringförmiger Querschnittsform geformten Blechstreifen, dessen zur Achse des Ankers (10) ausgerichteten Ränder (20) wenigstens bereichsweise dicht aneinander liegen. Der Anschlag für das Mitnehmen des Auslösestößels (14) ist eine mit dem Blechstreifen einstückig ausgebildete, quer zur Achse des Ankers (10) ausgerichtete Zunge (12). Um den Luftspalt im Bereich der Stoßstelle (21) der Hülse so klein wie möglich zu halten, können die Kanten (20) im Bereich der Stoßstelle (21) des Ankers (10) flächig aneinander anliegen.

Description

Anker für Magnetauslöser
Die Erfindung betrifft einen Anker zum Betätigen des Auslöse¬ stößels von Magnetauslösern für Schutzschalter, der ein zu einer Hülse geformter Blechstreifen ist, und einen Anschlag für das Mitnehmen des Auslösestößels aufweist.
Derzeit werden in Magnetauslösern für Schutzschalter verwende¬ te Anker vorwiegend spanabhebend hergestellt. Dies ist nicht nur eine zeit- und kostenaufwendige Herstellungsweise, die mit nicht unerheblichen Materialverlusten verbunden ist, sondern die so hergestellten Anker für Magnetauslöser haben eine ver- gleichsweise hohe Masse, die das Ansprechverhalten des mit einem solchen Anker bestückten Magnetauslösers nachteilig beeinflußt.
Ein Anker der eingangs genannten Gattung ist aus der DE 25 31 215 A bekannt. Bei diesem aus der DE 25 31 215 bekannten Anker liegen die Ränder des zum Anker gerollten Blechstreifens an der Stoßstelle auch nicht bereichsweise aneinander an. Über¬ dies ist der Anschlag für das Mitnehmen des Auslösestößels am Anker durch eine Aussparung gebildet, in die eine Ausformung des Ankerstößels eingreift. Nachteilig bei diesem bekannten Anker ist es, daß die in Bewegungsrichtung des Magnetankers verlaufenden Blechstreifenendflächen einen Ankerschlitz bilden und im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß Wirbelströ¬ me verringert sind. Ein derartiger Anker mit dem gewollten Luftspalt ist, wie Versuche gezeigt haben, in Magnetauslösern nicht zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfacher herstellbaren und wirksamen Anker für Magnetauslöser für Schutzschalter zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die parallel zur Achse des Ankers ausgerichteten Ränder des Blech¬ streifens wenigstens bereichsweise dicht aneinander liegen und daß der Anschlag für den Auslösestößel wenigstens eine mit dem Anker einstückig ausgebildete, quer zur Achse des Ankers aus¬ gerichtete Zunge ist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungs- gemäßen Ankers für Magnetauslöser sind Gegenstand der Unter¬ ansprüche.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Anker für Magnetauslöser läßt sich nicht nur durch Verformen z.B. in einem Rollvorgang aus einem entsprechenden Blechzuschnitt, z.B. einer gestanzten Platine, herstellen, sondern bietet auch den Vorteil einer geringeren Masse als die bisher verwendeten, durch spanabhe¬ bende Bearbeitung hergestellten Anker für Magnetauslöser. Überdies hat sich überraschend gezeigt, daß der erfindungs- gemäße Anker in Magnetauslösern sehr vorteilhaft ist, weil kein die magnetischen Eigenschaften des Ankers nachteilig beeinflussender Luftspalt vorliegt, da die Ränder des zum Anker gerollten Blechstreifens wenigstens bereichsweise dicht aneinanderliegen.
Die Zunge des erfindungsgemäßen Ankers, die als Mitnehmer für den Auslösestößel dient, erlaubt eine einfache Konstruktion des Auslösestößels und dieser kann, falls gewünscht, wie ge¬ wohnt ausgeführt sein, da die im Stand der Technik (DE 25 31 215 A) erforderliche Ausformung nicht benötigt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in welcher auf die angeschlossenen Zeichnungen Bezug genommen wird.
Es zeigen: Fig. 1 einen Magnetauslöser in Ansicht,
Fig. 2 teilweise im Schnitt den Magnetauslöser ohne Führungs¬ hülse, Anker und Auslösestößel,
Fig. 3 teilweise im Schnitt und in größerem Maßstab die Bau¬ einheit aus Führungshülse, erfindungsgemäßem Anker und Aus¬ lösestößel sowie Rückstellfeder,
die Fig. 4, 5 und 6 teilweise geschnitten einen erfindungs- gemäßen Anker und
Fig. 7 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen An¬ kers.
Magnetauslöser 1 der in Fig. 1 gezeigten, bekannten Bauform werden in Leitungsschutzschaltern verwendet. Sie bestehen aus einem Joch 2 aus magnetisch leitendem Werkstoff, mit dem der aus elektrisch leitendem Werkstoff bestehende Träger 4 des ortsfesten Kontaktes 3 des Schutzschalters verbunden ist. Weiters besitzt der Magnetauslöser 1 eine Erregerwicklung 5, die elektrisch leitend über (nicht gezeigte) Klemmen mit der zu schützenden Leitung verbunden ist. Im Inneren der Spule 5 ist eine Führungshülse 6, meist aus Kunststoff, eingesetzt, die über eine mit dem Joch 2 des Magnetauslösers 1 verbunde¬ nen, hülsenförmigen Anschlag 7 gesteckt ist. Beispielsweise ist dieser hülsenförmige Anschlag 7 durch Umbördeln seines verjüngten Ansatzes 8 mit dem Joch 2 und dem Träger 4 aus elektrisch leitendem Werkstoff verbunden, wodurch gleichzeitig die Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Träger 4, der den Festkontakt 3 trägt, und dem Joch 2 erreicht wird.
In der Führungshülse 6 ist ausweislich Fig. 3 gleitend ver¬ schiebbar ein Anker 10 aus magnetisch leitendem Werkstoff angeordnet, der an seinem der Anschlaghülse 7 abgekehrten Ende 11 einen nach innen vorspringenden Anschlag aufweist, der im Ausführungsbeispiel von einer Zunge 12 gebildet wird, und an dem sich das im Inneren des Ankers 10 aufgenommene Ende 13 eines Auslösestößels 14 abstützt. Über den verjüngten, vor- deren Teil 15 des Auslösestößels 14 ist eine Rückholfeder 16 gesteckt, die mit ihrem vorderen Ende 17 am im Inneren des Magnetauslösers 1 aufgenommenen Ende 18 der Anschlaghülse 7 anliegt und den Auslösestößel 14 in seiner in Fig. 3 darge¬ stellten Bereitschaftslage hält.
Im Auslösefall, wenn das durch die Wicklung 5 erzeugte Magnet¬ feld hinreichend groß ist, wird der Anker 10 nach rechts der Fig. 1 gezogen und nimmt dabei über seine Zunge 12 den Aus¬ lösestößel 14 mit, so daß dieser mit seinem vorderen Ende 19 eine Auslösemechanik (nicht gezeigt) betätigt, durch welche, auf beispielsweise an sich bekannte Art und Weise, ein beweg¬ licher Kontakt vom Festkontakt 3 abgehoben wird, also der Schutzschalter den Stromkreis unterbricht.
Der gemäß dem Vorschlag der Erfindung in dem beschriebenen Magnetauslöser 1 oder einem Magnetauslöser ähnlicher Bauart verwendete Anker 10 besteht, wie in den Fig. 4, 5 und 6 ge¬ zeigt ist, aus einem Blech(stanz)teil mit im wesentlichen rechteckiger Umrißform, der zu einem Ring oder Hülse geformt ist. Dabei wird der Blechstanzteil so zu einem Ring (Hülse) geformt, daß die parallel zur Achse des Ankers 10 ausgerichte¬ ten Kanten 20 dicht aneinander liegen und an der Stoßstelle 21 dieser Kanten 20 kein oder nur ein kleiner Luftspalt vorliegt. Um sicherzustellen, daß die parallel zur Achse liegenden Kan¬ ten 20 des zum Anker 10 verformten Blechstreifens dicht anein¬ ander liegen, kann beim Herstellen des Ankers 10 aus dem Blechzuschnitt überbogen werden, so daß die in Achsrichtung verlaufenden Kanten 20 des Blechzuschnitts auch im fertigen Anker 10 wenigstens bereichsweise dicht aneinander liegen und kein die magnetischen Eigenschaften des Ankers nachteilig beeinflussender Luftspalt vorliegt.
Um den im Inneren des Ankers 10 aufgenommenen Auslösestößel 14 im Auslösefall bei der Bewegung des Ankers 10 mitzunehmen, ist die (wenigstens eine) radial nach innen abgewinkelte Zunge 12 vorgesehen, die mit dem den eigentlichen Anker 10 bildenden Blechteil im Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet ist.
Beiderseits der Wurzel 25 der rechtwinklig abgebogenen Zunge 12 sind Ausschnitte 26 vorgesehen, so daß die Wurzel 25 der Zunge 12 so abgebogen werden kann, daß die quer zur Achse des Ankers 10 verlaufende Zunge 12 über die ihr benachbarte End¬ fläche 27 des Ankers 10 nicht übersteht.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform des Ankers 10 sind die Kanten 20 flächig aneinanderliegend ausgerichtet. Dies kann z.B. dadurch einfach erreicht werden, daß diese Kanten 20 beim Herstellen (Stanzen) des Blechteils zur Ebene des (noch nicht verformten, also ebenen) Blechteils schrägstehend ausge- führt werden. Bei dieser Ausführungsform ist ein Luftspalt im Bereich der Stoßstelle 21 praktisch nicht vorhanden.
Bei der Ausführungsform des Ankers 10 nach Fig. 7 stehen die Kanten 20 in einem kleinen, spitzen Winkel zueinander und liegen nur im Bereich ihrer Innenkanten 28 aneinander an. Der Luftspalt im Bereich der Stoßstelle 20 ist aber auch hier so klein, daß er die gewünschten magnetischen Eigenschaften des Ankers 10 nicht wesentlich nachteilig beeinflußt.
Als Werkstoff für den Anker 10 ist im Prinzip jeder magnetisch leitende Werkstoff geeignet.
Als besonders geeignet haben sich weichmagnetische Werkstoffe erwiesen, wie sie für Gleichstromrelais an sich bekannt sind. Die bevorzugt verwendeten weichmagnetischen Werkstoffe haben eine magnetische Sättigung von 1,4 bis 2,0 T bei einer Feld¬ stärke von 4000 A/m. Ein besonders bevorzugter Werkstoff für den erfindungsgemäßen Anker 10 ist der in DIN 17 405 (Septem- ber 1979) mit RFe80 (Werkstoffnummer 1.1014) beschriebene Werkstoff, der eine magnetische Sättigung von 1,6 T bei einer Feldstärke von 4000 A/m besitzt.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden:
Ein Anker 10 für Magnetauslöser 1 für Schutzschalter, insbe¬ sondere für Leitungsschutzschalter, besteht aus einem zu einer Hülse mit kreisringförmiger Querschnittsform geformten Blech- streifen, dessen zur Achse des Ankers 10 ausgerichteten Ränder 20 wenigstens bereichsweise dicht aneinander liegen. Der An¬ schlag für das Mitnehmen des Auslösestößels 14 ist eine mit dem Blechstreifen einstückig ausgebildete, quer zur Achse des Ankers 10 ausgerichtete Zunge 12. Um den Luftspalt im Bereich der Stoßstelle 21 der Hülse so klein wie möglich zu halten, können die Kanten 20 im Bereich der Stoßstelle 21 des Ankers 10 flächig aneinander anliegen.

Claims

Patentansprüche:
1. Anker (10) zum Betätigen des Auslösestößels (14) von Ma¬ gnetauslösern (1) für Schutzschalter, der ein zu einer Hülse geformter Blechstreifen ist, und einen Anschlag (11) für das Mitnehmen des Auslösestößels (14) aufweist, da¬ durch gekennzeichnet, daß die parallel zur Achse des An¬ kers (10) ausgerichteten Ränder (20) des Blechstreifens wenigstens bereichsweise dicht aneinander liegen und daß der Anschlag für den Auslösestößel (14) wenigstens eine mit dem Anker (10) einstückig ausgebildete, quer zur Achse des Ankers (10) ausgerichtete Zunge (12) ist.
2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen zu einer Hülse mit kreisringförmiger Quer- schnittsform gerollt ist.
3. Anker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (12) mit der Wand des Ankers (1) einen rechten Winkel einschließt und nach innen abgebogen ist.
4. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die in der Wand des Ankers (10) liegende Wurzel (25) der Zunge (12) durch Ausschnitte (26) beid¬ seitig freigeschnitten ist.
5. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Zunge (12) innerhalb der der Zunge (12) benachbarten Endfläche (27) der den Anker (10) bildenden Hülse angeordnet ist.
6. Anker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Au¬ ßenfläche der Zunge (12) mit der ihr benachbarten Endflä¬ che (27) des Ankers (10) fluchtet.
7. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ränder (20) des zum Anker (10) geformten Blechstreifens im Bereich der Stoßstelle (21) des Ankers (10) flächig aneinanderliegen (Fig. 6).
8. Anker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalflächen des Blechstreifens im Bereich der Ränder (20) bei noch ebenem Blechstreifen zur Ebene des Blech¬ streifens schräg ausgerichtet sind.
9. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ränder (20) des zum Anker (10) geformten Blechstreifens im Bereich der Stoßstelle (21) des Ankers (10) mit ihren Innenkanten (28) aneinander anliegen (Fig. 7).
10. Anker nach Anspsruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalflächen des Blechstreifens im Bereich der Ränder (20) bei noch ebenem Blechstreifen zur Ebene des Blech- Streifens normal ausgerichtet sind.
11. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Anker (10) aus einem weichmagnetischen Werkstoff mit einer magnetischen Sättigung von 1,64 bis 2,0 T, vorzugsweise 1,6 T, bei einer Feldstärke von 4000 A/m besteht.
12. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Anker (10) aus dem Werkstoff RFe 80 gemäß DIN 17 405 besteht.
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