DE1295085B

DE1295085B - E-shaped magnetic core for highly stressed switchgear

Info

Publication number: DE1295085B
Application number: DE1961V0020765
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eckehard; Gebauer
Original assignee: Elektro Apparate Werke VEB
Current assignee: Elektro Apparate Werke VEB
Priority date: 1961-06-08
Filing date: 1961-06-08
Publication date: 1969-05-14

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein E-förmiger Magnetkern für hochbeanspruchte Schaltgeräte mit großer Schaltzahl, bei dem normalerweise der Mittelschenkel aus magnetischen Gründen einen etwa doppelt so großen Querschnitt aufweist wie die Außenschenkel, dessen Remanenzluftspalt im Eisenweg des Magneten angeordnet ist und bei dem alle unterschiedlich beanspruchten Polflächen zur Auflage kommen und den Einschaltschlag auffangen.The invention relates to an E-shaped magnetic core for highly stressed Switching devices with a large number of operations, in which the middle limb is normally off magnetic reasons has a cross-section about twice as large as the outer legs, whose remanence air gap is arranged in the iron path of the magnet and where all differently stressed pole faces come to rest and the switch-on blow catch.

Bisher war es üblich, den Remanenzluftspalt durch Verkürzen des Mittelschenkels zu bilden. Daraus ergibt sich der wesentliche Nachteil dieser Ausbildung, daß die vom Einschaltvorgang herrührende kinetische Energie des beweglichen Magnetankers beim Schließen des Magneten nur von den beiden äußeren, von vornherein schwächeren Magnetschenkeln aufgenommen werden muß. Die spezifische Beanspruchung dieser Magnetschenkel ist dann zu groß, so daß diese Polflächen frühzeitig zerschlagen bzw. zu weit gestaucht und damit kürzer werden. Hierdurch wird der im Mittelschenkel vorhandene Remanenzluftspalt kleiner bzw. verschwindet ganz. Die Folge ist, daß der Magnetanker durch die immer vorhandene Remanenz der Magnetbleche klebenbleibt und nicht mehr öffnet.Up until now it was common practice to reduce the remanence air gap by shortening the center leg to build. This results in the main disadvantage of this training that the Kinetic energy of the movable magnet armature resulting from the switch-on process when closing the magnet only from the two outer ones, which are weaker from the start Magnetic legs must be included. The specific stress on these magnetic legs is then too large, so that these pole faces are broken up prematurely or compressed too far and thus become shorter. This creates the residual air gap in the middle leg smaller or disappears completely. The result is that the armature through the always existing remanence of the magnetic sheets sticks and no longer opens.

Es sind Magnetanordnungen bekanntgeworden, die die zu starke spezifische Beanspruchung der Magnetaußenschenkel zu mindern suchen, indem der Einschaltschlag mittels auf den Polflächen aufgebrachten Öles gedämpft werden soll. Dies setzt einmal voraus, daß über die gesamte Lebensdauer genügend Öl vorhanden ist. Ein anderer sehr wesentlicher Nachteil besteht darin, daß der immer vorhandene Staub mit dem Öl eine Paste bildet oder aber das Öl verharzt, ; so daß der Magnet unter Umständen mechanisch zusammenklebt.There are known magnet arrangements that are too strong specific Try to reduce the stress on the outer legs of the magnet by activating the switch is to be dampened by means of oil applied to the pole faces. This sets once assumes that there is sufficient oil for the entire service life. Another A very significant disadvantage is that the dust that is always present with the Oil forms a paste or the oil becomes resinous, so that the magnet may mechanically stuck together.

Andere Einrichtungen vergrößern den Remanenzluftspalt und füllen ihn mit einem elastischen Material mit eingelegten ferromagnetischen Teilchen aus. , Dadurch wirkt sich ein Zerschlagen der tragenden Polschenkel nicht so stark aus. Der wesentliche Nachteil dieser Anordnungen, daß nicht alle Magnetschenkel den Einschaltschlag aufnehmen und daß damit eine Überbeanspruchung der tragenden äußeren Magnetschenkel eintritt, kann vermieden werden, wenn der Remanenzluftspalt in den Eisenweg des Magneten verlegt und z. B. durch Zwischenlegen von nichtmagnetischem Material gebildet wird. Somit tragen alle drei Polflächen, bzw. der Einschaltschlag verteilt sich auf alle drei Polflächen. Wird in erster Näherung ein gleichmäßiges lineares Aufteilen der frei werdenden kinetischen Energie des Magnetankers auf alle Polflächen angenommen, so würde jedoch die Beanspruchung der äußeren Schenkel etwa um 3311/o sinken.Other devices enlarge the remanence air gap and fill it with an elastic material with inlaid ferromagnetic particles. , As a result, breaking the load-bearing pole legs does not have such a strong impact. The main disadvantage of these arrangements is that not all magnet legs have the switch-on blow record and that thus an overstressing of the load-bearing outer magnet legs occurs can be avoided if the remanence air gap is in the iron path of the Magnet relocated and z. B. formed by interposing non-magnetic material will. Thus, all three pole faces wear, or the switch-on impact is distributed on all three pole faces. As a first approximation, this will be an even, linear division the released kinetic energy of the armature assumed on all pole faces, however, this would reduce the stress on the outer legs by about 3311 / o.

Damit allein jedoch wäre ebenfalls noch kein störungsfreies Arbeiten des Magnetantriebes gewährleistet. Am Mittelschenkel mit seinem aus magnetischen Gründen etwa doppelt so großen Querschnitt wäre die spezifische Beanspruchung kleiner, bei einer anzunehmenden linearen Aufteilung nur etwa 50 %, als die der Außenschenkel. Eine ungleichmäßige Deformation und ein Kippen des Magnetankers in seiner Längsachse wäre die Folge. Dies kann gleichermaßen bei Hub-, Gleit- oder Klappankermagneten eintreten.But that alone would not be a problem-free operation either of the magnetic drive guaranteed. On the middle leg with its made of magnetic For reasons of a cross-section that is about twice as large, the specific stress would be lower, with an assumed linear division only about 50% than that of the outer thighs. Uneven deformation and tilting of the armature in its longitudinal axis would be the result. This can apply equally to lifting, sliding or hinged armature magnets enter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu beseitigen; indem der Widerstand des Mittelschenkels gegenübel dem an den Polflächen üblichen Deformieren bzw. Stauchen bzw. Abbiegen der einzelnen Magnetbleche dem der äußeren Schenkel angepaßt bzw. verringert wird, ohne daß die magnetischen Eigenschaften eine bemerkbare Änderung erfahren.The invention is based on the disadvantages of the known To remove orders; by the resistance of the middle leg against the deforming or compressing or bending the individual poles that are common on the pole faces Magnetic sheets that the outer leg is adapted or reduced without the magnetic properties experience a noticeable change.

Dies wird bei einem Magnetkern der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Polfläche des spezifisch am geringsten beanspruchten Mittelschenkels eine- oder mehrere in Richtung der Magnetbleche liegende Nuten aufweist, die derart angeordnet sind, daß der - ohne Vorhandensein der Nut wesentlich größere - Widerstand des Mittelschenkels gegen die Deformation der Polfläche durch den aufschlagenden Anker dem geringeren Widerstand der Polflächen der Außenschenkel angepaßt ist.In the case of a magnetic core of the type mentioned at the outset, this is the result achieved that according to the invention the pole face of the specifically least stressed Center leg has one or more grooves lying in the direction of the magnetic sheets, which are arranged in such a way that the - without the presence of the groove is much larger - Resistance of the middle leg against the deformation of the pole face by the impacting one Armature is adapted to the lower resistance of the pole faces of the outer legs.

Am Magneten wird allgemein ein Abbiegen der Magnetbleche an der Polfläche beobachtet. Daraus kann geschlossen werden, daß der Einschaltschlag sich unter anderem auch in einer Biegebeanspruchung der Magnetbleche äußert. Unter vereinfachenden Annahmen kann der Magnetschenkel in unmittelbarer Nähe der Polfläche als ein auf Biegung beanspruchter Körper angesehen werden, dessen Widerstandsmoment sich zu errechnen läßt, wobei b die Dicke des Blechpaketes darstellt. Bei Anordnung z. B. eines Nut würde dieses Widerstandsmoment etwa auf die Hälfte herabgesetzt werden. Die Magnetbleche an der Polfläche können sich dadurch in den durch die Nuten gebildeten freien Raum abbiegen. Dadurch kann durch eine geeignete Bemessung und Anzahl der Nuten die Belastung der unterschiedlich beanspruchten Magnetschenkel einander angepaßt werden.A bending of the magnetic sheets at the pole face is generally observed on the magnet. From this it can be concluded that the switch-on impact is also expressed, among other things, in bending stress on the magnetic sheets. Under simplified assumptions, the magnet leg in the immediate vicinity of the pole face can be viewed as a body subject to bending stress, the moment of resistance of which increases can be calculated, where b represents the thickness of the laminated core. When arranging z. B. a groove, this section modulus would be reduced by about half. The magnetic sheets on the pole face can thereby bend into the free space formed by the grooves. As a result, the loading of the differently stressed magnet legs can be matched to one another by a suitable dimensioning and number of grooves.

Ein Teil des magnetischen Flusses geht jetzt als Streufluß durch diese Nuten. Die Induktion und der magnetische Widerstand werden dabei jedoch nur unwesentlich verändert, da die Breite und Tiefe der Nut im allgemeinen 1 bis 2 mm nicht zu überschreiten braucht. Die Nuten können durch den Einbau von vornherein kürzerer Magnetbleche oder auch durch nachträgliches Ausfräsen hergestellt werden. Durch die Anzahl, Anordnung (im allgemeinen wird eine symmetrische Lage vorteilhaft sein) und zum Teil durch Variieren der Nuttiefe kann das Widerstandsmoment der Polfläche des Mittelschenkels in gewünschter Weise angepaßt werden. Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung liegen neben dem damit erreichten gleichmäßigen Aufliegen aller Polflächen durch eingleichmäßiges Deformieren noch darin, daß eben durch die Auflage aller Polflächen dieses Deformieren gegenüber den bekannten Ausbildungen wesentlich herabgesetzt ist. Gleichzeitig sinkt die Beanspruchung der den Polflächen unmittelbar benachbarten Niete beträchtlich, die sonst durch ein übermäßig starkes Abbiegen bzw. Aufblättern der Magnetbleche als Folge einer zu großen Belastung der bekannten Magnetanordnungen besonders stark belastet werden.Part of the magnetic flux now passes through them as leakage flux Grooves. The induction and the magnetic resistance are only insignificant changed, since the width and depth of the groove generally do not exceed 1 to 2 mm needs. The grooves can be made by installing shorter magnetic sheets from the start or can also be produced by subsequent milling. By number, arrangement (in general a symmetrical location will be advantageous) and partly through The section modulus of the pole face of the center leg can vary the depth of the groove be adapted as desired. The particular advantages of the invention Arrangement lie next to the uniform contact achieved by all pole faces by uniform deformation still in the fact that just by the support of all Pole faces of this deformation are significantly reduced compared to the known designs is. At the same time, the stress on those immediately adjacent to the pole faces is reduced The rivets are considerable, otherwise caused by excessive bending or peeling the magnetic sheets as a result of excessive loading of the known magnet arrangements are particularly heavily burdened.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der erfindungsgemäßen Ausbildung eines E-förmigen Magnetkernes dargestellt. Mit 1 ist der spezifisch weniger beanspruchte Mittelschenkel des Magnetkernes bezeichnet, dessen Widerstandsmoment durch Anbringen der Nuten 2 in gewünschter Weise geschwächt wird.In the drawing is an example of the training according to the invention an E-shaped magnetic core shown. With 1 is the specifically less stressed The center leg of the magnetic core denotes its section modulus by attaching it the grooves 2 is weakened in the desired manner.

Claims

Claim: E-shaped magnetic core for highly stressed switching devices with a large number of switching operations, in which the middle limb for magnetic reasons normally has a cross-section twice as large as the outer limb, in which the remanence air gap is also arranged in the iron path of the magnet and in which all the differently stressed pole faces come to rest, characterized in that the pole face of the specifically least stressed central leg (1) has one or more grooves (2) lying in the direction of the magnetic sheets, which is or are arranged in such a way that the - without the presence of the groove is significantly larger - Resistance of the center leg to the deformation of the pole face by the impacting armature is adapted to the lower resistance of the pole faces of the outer legs.