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EP0369111A1 - Magnetsystem für Schnellabschaltung - Google Patents

Magnetsystem für Schnellabschaltung Download PDF

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Publication number
EP0369111A1
EP0369111A1 EP89112814A EP89112814A EP0369111A1 EP 0369111 A1 EP0369111 A1 EP 0369111A1 EP 89112814 A EP89112814 A EP 89112814A EP 89112814 A EP89112814 A EP 89112814A EP 0369111 A1 EP0369111 A1 EP 0369111A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
bearing
magnet system
leaf spring
pole piece
Prior art date
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Granted
Application number
EP89112814A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0369111B1 (de
Inventor
Johannes Dipl.-Ing. Becker
Wolfgang Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Original Assignee
Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Felten and Guilleaume Energietechnik AG filed Critical Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Publication of EP0369111A1 publication Critical patent/EP0369111A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0369111B1 publication Critical patent/EP0369111B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • H01H50/24—Parts rotatable or rockable outside coil
    • H01H50/28—Parts movable due to bending of a blade spring or reed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements
    • H01H71/323—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements with rotatable armature

Definitions

  • the invention relates to a magnet system for quick shutdown according to the preamble of claim 1.
  • Such a magnet system is already known (DE-PS 20 29 607).
  • the magnet system housed in a plastic housing for relays, has a hinged armature that uses an armature bracket in the form of a leaf spring.
  • This leaf spring is attached to the coil body of the magnet system, which is connected with a relatively extensive suspension.
  • the result is a sliding anchor movement in the longitudinal direction and there is a strong abrasion on the rear cutting edge of a first leg of the pole piece in question. Since the bobbin pushed onto the second leg of the pole piece has a certain amount of play, the dimensional relationships cannot be fixed properly.
  • the tension spring which is important for the interaction with the leaf spring and plays a large role in the folding anchor movement, is relatively difficult to assemble because of its fastening with an eyelet device of the base plate which is mounted perpendicular to the axis of the spring.
  • the anchor bracket is designed as a leaf spring, which is attached to a pole piece on the one hand and is connected to a hinged anchor on the other.
  • a helical spring separates the magnetic circuit by tilting the hinged anchor.
  • the interaction of the hinged anchor with the Leaf spring and the coil spring is, however, relatively complicated for constructional reasons and requires a complex adjustment.
  • the magnet systems described above are very sensitive to changes in the magnetic circuit, especially to changes in the air gap values between the pole piece and the hinged armature.
  • the air gap widths between the two parts of the magnetic circuit depend on the surfaces at the contact points and on particles that are located between the surfaces. Changes in the position of the parts of the magnetic circuit relative to one another can also cause an air gap change, which is due to different support points.
  • the invention is based on the object of further developing a magnet system of the type described above with the aim of ensuring response values which are as constant as possible even after a high number of switching cycles, the primary aim being to achieve improved armature mounting.
  • the individual parts required for this should be easy to manufacture and enable precise installation positions with simple assembly technology.
  • the leaf spring is designed as an easy to manufacture part, which serves almost exclusively the anchor guide, in which only longitudinal forces are exerted on the hinged anchor.
  • Advantageous embodiments of the subject matter according to claim 1 can be found in the subclaims.
  • the supporting part of the magnet system is a pole piece 1, of which a first leg can be seen in a small section.
  • a bobbin 2 On a second leg of this pole piece, which is not visible, a bobbin 2 is attached, which carries a winding 3.
  • the magnetic circuit is closed by a hinged armature 4, which rests on both legs of the pole piece in the idle state.
  • a bearing edge 9 of the armature bearing 7 is designed such that a very small gap is formed with the hinged armature 4 when the magnetic circuit is closed.
  • the hinged anchor 4 tilts it reaches the bearing edge 9 after a very short distance, which, since the entire anchor bearing 7 is made of plastic, has favorable bearing properties and thus slides allows movement with very little abrasion.
  • the armature bearing 7 has two webs on the narrow sides and on the side facing the hinged armature 4, which serve to position the armature bearing 7 on the first leg of the pole piece 1. This ensures that the bearing edge 9 can be positioned very precisely in relation to the pole face of the first leg of the pole piece 1. This always ensures an optimal position of the bearing edge 9 in the finished system.
  • a relatively large amount of abrasion occurs when parts made of soft magnetic material slide against one another. If this abrasion gets into the air gap, the magnetic properties and thus the response values change.
  • the above-described storage almost completely prevents the metal parts from sliding on one another.
  • connection of the leaf spring 5 to the armature bearing 7 takes place on a support 10 which is connected in one piece to the armature bearing 7. These two parts are connected by means of spot welding at the fastening points 11.
  • a tension spring 12 has the task of causing the hinged anchor 4 to tilt when triggered. This is done in that the magnetic field of a permanent magnet 13 is canceled by an opposing electromagnetic field in the winding 3. Due to the movement of the hinged armature 4, a release pin 14 is pushed outwards through a cap 16 in order to actuate a switching lock (not shown). The entire arrangement of the magnet system is accommodated on a lower housing part 15, which is closed with the cap 16.
  • Fig. 2 details of the anchor bracket are shown.
  • the leaf spring 5 is essentially U-shaped, the two leg ends 6 being connected to the armature bearing 7 via the support 10.
  • the anchor bracket which consists of the leaf spring 5 and the anchor bearing 7, is a metal-plastic composite part.
  • the support 10 is used to connect the water two parts, with 11, the attachment points for spot welding are indicated.
  • the two webs 8 of the anchor bearing 7 ensure a perfect fit of the anchor holder on the first leg of the pole piece 1.
  • the bearing edge 9 is decisive for the point of tilting of the hinged armature 4 together with the leaf spring 5 fastened with the hinged armature 4.
  • Both the point of Tilting of the hinged armature 4 and the fastening points 11 lie directly on the first leg of the pole piece. This ensures a permanently uniform positioning of the hinged armature 4 relative to the pole piece 1.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Magnetsysteme für Schnellabschaltung reagieren sehr empfindlich auf Änderungen des magnetischen Kreises, speziell auf Änderungen der Luftspaltwerte zwischen Polstück und Klappanker. Es bleibt daher ein vorrangiges Ziel, die Ankerlagerung eines derartigen Magnetsystems zu verbessern. Die Erfindung zeigt ein Magnetsystem für Schnellabschaltung auf, bei welcher die Ankerhalterung aus einer U-förmigen Blattfeder 5 und einem kastenförmigen auf einen Schenkel des Polstücks 1 des Magnetsystems aufsteckbaren Ankerlager 7 besteht, und die Schenkelenden 6 der Blattfeder 5 derart mit dem Ankerlager 7 verbunden sind, daß die Befestigungspunkte 11 der Blattfeder 5 mit dem Ankerlager 7 und der Punkt des Abkippens des Klappankers 4 an einer Lagerkante 9 des Ankerlagers 7 unmittelbar am zuvor erwähnten Schenkel des Polstücks 1 liegen. Ein derartiges Magnetsystem für Schnellabschaltung läßt sich in allen Schaltungen einsetzen, bei denen eine Schnellabschaltung erforderlich ist. Dies sind vor allem Geräte, wie Vielfachinstrumente, die vor Überströmen und Überspannungen geschützt werden müssen. Auch zählen hierzu Schutzschalter, die nachgeschaltete Geräte vor Überströmen und Überspannungen schützen sollen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetsystem für Schnellab­schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiges Magnetsystem ist bereits bekannt (DE-PS 20 29 607). Das in einem Kunststoffgehäuse für Relais untergebrachte Magnetsystem besitzt einen Klappanker, der eine Ankerhalterung in Form einer Blattfeder verwendet. Diese Blattfeder ist am Spulen­körper des Magnetsystems befestigt, was mit einer verhältnismäßig ausgedehnten Aufhängung verbunden ist. Eine schiebende Ankerbewe­gung in Längsrichtung ist die Folge und es kommt zu einem starken Abrieb an der hinteren Schneidkante eines ersten Schenkels des betreffenden Polstücks. Da der auf dem zweiten Schenkel des Pol­stücks aufgeschobene Spulenkörper ein gewisses Spiel hat, lassen sich zudem die Maßverhältnisse nicht einwandfrei fixieren. Die für das Zusammenspiel mit der Blattfeder wichtige Zugfeder, die bei der Klappankerbewegung eine große Rolle spielt, ist wegen ihrer Befestigung mit einer senkrecht zur Achse der Feder ange­brachten Öseneinrichtung der Bodenplatte verhältnismäßig schwie­rig zu montieren.
  • Ein ähnliches Magnetsystem ist ferner aus der DE-PS 20 00 138 be­kannt. Auch hier ist die Ankerhalterung als Blattfeder ausge­führt, die einerseits auf einem Polschuh befestigt ist und an­dererseits mit einem Klappanker verbunden ist. Eine Schraubfeder sorgt durch Kippen des Klappankers für die Auftrennung des magne­tischen Kreises. Das Zusammenwirken des Klappankers mit der Blattfeder und der Schraubenfeder ist aus konstruktiven Gründen jedoch verhältnismäßig kompliziert und verlangt eine aufwendige Justage.
  • Es ist ferner ein Magnetsystem für Schnellabschaltung bekannt, das als Ankerhalterung eine Blattfeder verwendet, die mit einer kastenförmigen, auf dem freien Polstück aufsteckbaren Verlänge­rung versehen ist (DE-OS 36 43 510). Ein abgebogener Teil der Blattfeder ist mit dem Ende des über dem freien Polstück heraus­ragenden Klappankers verbunden. Die Herstellung der Blattfeder ist aufwendig und verlangt ein kompliziertes Biegewerkzeug.
  • Die zuvor beschriebenen Magnetsysteme reagieren sehr empfindlich auf Änderungen des magnetischen Kreises, speziell auf Änderungen der Luftspaltwerte zwischen dem Polstück und dem Klappanker. Die Luftspaltweiten zwischen den beiden Teilen des magnetischen Krei­ses sind abhängig von den Oberflächen an den Berührungsstellen sowie von Partikeln, die sich zwischen den Flächen befinden. Än­derungen der Lage der Teile des magnetischen Kreises zueinander können ebenfalls eine Luftspaltänderung hervorrufen, was durch unterschiedliche Auflagepunkte bedingt ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Magnetsystem der zuvor geschilderten Art mit dem Ziel weiter zu entwickeln, auch nach hoher Schaltspielanzahl möglichst gleichbleibende Ansprechwerte zu gewährleisten, wobei vorrangig eine verbesserte Ankerlagerung erreicht werden soll. Daneben sollen die hierfür benötigten Einzelteile einfach herzustellen sein und genaue Einbaupositionen mit einfacher Montagetechnik ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Kombination von konstruktiven Merkmalen gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Blattfeder als ein einfach herzustellendes Teil ausgeführt ist, welches fast ausschließlich der Ankerführung dient, bei welcher nur Kräfte in Längsrichtung auf dem Klappanker ausgeübt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen darge­stellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 ein Magnetsystem für Schnellabschaltung in perspektivi­scher Darstellung
    • Fig. 2 eine Ankerhalterung für den Klappanker dieses Magnetsy­stems in perspektivischer Darstellung.
  • Nach Fig. 1 ist das tragende Teil des Magnetsystems ein Polstück 1, von dem ein erster Schenkel in einem kleinen Ausschnitt er­kennbar ist. Auf einem zweiten Schenkel dieses Polstücks, das nicht sichtbar ist, ist ein Spulenkörper 2 aufgesteckt, der eine Wicklung 3 trägt. Der Magnetkreis wird durch einen Klappanker 4 geschlossen, der auf beiden Schenkeln des Polstücks im Ruhezu­stand aufliegt. Als Halterung für den Klappanker 4 dient eine U-förmig gestaltete Blattfeder 5, deren Schenkelenden 6 mit einem Ankerlager 7 verbunden sind, das kastenförmig gestaltet ist. Bei der gleichbleibenden Belastungsrichtung der Ankerhalterung ist es ausreichend, wenn diese lediglich mit leichter Vorspannung auf den ersten Schenkel des Polstücks 1 aufgesteckt wird. Eine Ver­schiebung kann nicht eintreten. Hierdurch wird gewährleistet, das nach jedem Lastspiel Polstück 1 und Klappanker 4 sich an genau den gleichen Stellen wieder berühren und der Magnetkreis jeweils wieder identische Werte erreicht.
  • Da die Teile des Magnetkreises aus weichmagnetischem Material bestehen, welche schlechte mechanische Eigenschaften haben, ist für ein zuverlässiges Magnetsystem eine gute Ankerlagerung er­forderlich. Hierbei ist eine Lagerkante 9 des Ankerlagers 7 so gestaltet, daß sich bei geschlossenem Magnetkreis mit dem Klapp­anker 4 ein sehr kleiner Spalt bildet. Beim Abkippen des Klapp­ankers 4 erreicht dieser bereits nach sehr kurzem Weg die Lager­kante 9, welche, da das ganze Ankerlager 7 aus Kunststoff herge­stellt ist, günstige Lagereigenschaften hat und somit eine Gleit­ bewegung mit nur sehr wenig Abrieb ermöglicht.
  • Ferner besitzt das Ankerlager 7 an den Schmalseiten und an der zum Klappanker 4 gewandten Seite zwei Stege, die der Positionie­rung des Ankerlagers 7 auf dem ersten Schenkel des Polstücks 1 dienen. Damit ist gewährleistet, daß die Lagerkante 9 werkzeug­mäßig sehr genau zur Polfläche des ersten Schenkels des Polstücks 1 positionierbar ist. Hierdurch ist im fertigen System immer eine optimale Lage der Lagerkante 9 gewährleistet. Bei einer gleiten­den Bewegung von Teilen aus weichmagnetischem Material aufeinan­der entsteht relativ viel Abrieb. Gerät dieser Abrieb in den Luftspalt, ändern sich die magnetischen Eigenschaften und somit auch die Ansprechwerte. Durch die zuvor beschriebene Lagerung wird ein Gleiten der Metallteile aufeinander fast vollständig vermieden.
  • Die Verbindung der Blattfeder 5 mit dem Ankerlager 7 erfolgt auf einem Auflager 10, das mit dem Ankerlager 7 einstückig verbunden ist. Die Verbindung dieser beiden Teile erfolgt mittels einer Punktschweißung an den Befestigungspunkten 11.
  • Eine Zugfeder 12 hat die Aufgabe, den Klappanker 4 im Auslösefall zum Kippen zu bringen. Dies geschieht dadurch, daß das Magnetfeld eines Pernamentmagneten 13 durch ein elektromagnetisches Gegen­feld in der Wicklung 3 aufgehoben wird. Durch die Bewegung des Klappankers 4 wird ein Auslösestift 14 durch eine Kappe 16 nach außen gestoßen, um ein nicht dargestelltes Schaltschloß zu betä­tigen. Die gesamte Anordnung des Magnetsystems ist auf einem Ge­häuseunterteil 15 untergebracht, das mit der Kappe 16 verschlos­sen wird.
  • In Fig. 2 sind Einzelheiten der Ankerhalterung dargestellt. Die Blattfeder 5 ist im wesentlichen U-förmig gestaltet, wobei die beiden Schenkelenden 6 mit dem Ankerlager 7 über das Auflager 10 verbunden sind. Bei der Ankerhalterung, die aus der Blattfeder 5 und dem Ankerlager 7 besteht, handelt es sich um ein Metall-­Kunststoffverbundteil. Das Auflager 10 dient der Verbindung die­ ser beiden Teile, wobei mit 11 die Befestigungspunkte für eine Punktschweißung angegeben sind. Die beiden Stege 8 des Ankerla­gers 7 sorgen für einen einwandfreien Sitz der Ankerhalterung auf dem ersten Schenkel des Polstücks 1. Die Lagerkante 9 ist bestim­mend für den Punkt des Abkippens des Klappankers 4 zusammen mit der mit dem Klappanker 4 befestigten Blattfeder 5. Sowohl der Punkt des Abkippens des Klappankers 4 als auch die Befestigungs­punkte 11 liegen unmittelbar am ersten Schenkel des Polstücks. Damit wird eine dauerhaft gleichmäßige Positionierung des Klapp­ankers 4 zum Polstück 1 gewährleistet.

Claims (6)

1. Magnetsystem für Schnellabschaltung, mit einem U-förmigen und im Querschitt rechteckigen Polstück, mit einem Klappanker und einer dazugehörigen Ankerhalterung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerhalterung aus einer U-förmigen Blattfeder (5) und einem kastenförmigen, auf einen ersten Schenkel des Polstücks (1) auf­steckbaren Ankerlager (7) besteht, daß die Schenkelenden (6) der Blattfeder (5) derart mit dem Ankerlager (7) verbunden sind, daß die Befestigungspunkte (11) der Blattfeder (5) mit dem Ankerlager (7) und der Punkt des Abkippens des Klappankers (4) an einer La­gerkante (9) des Ankerlagers (7) unmittelbar am ersten Schenkel des Polstücks (1) liegen.
2. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (5) aus einem Federstahlband besteht, das mit dem Ankerlager (7) aus Kunststoff verbunden ist.
3. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Ankerhalterung (5,7) ein Metall-Kunststoffver­bundteil ist.
4. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Blattfeder (5) mit dem Klappanker (4) einer­seits und mit dem Ankerlager (7) andererseits durch Punktschwei­ßung miteinander verbunden sind.
5. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Ankerlager (7) an der zum Klappanker (4) ge­wandten Seite mit Stegen (8) für die Positionierung auf dem Pol­stück (1) ausgebildet ist, wobei die Stege (8) einen derartigen Abstand voneinander aufweisen, daß der Klappanker (4) im ge­schlossenen Zustand auf den beiden Schenkeln des Polstücks (1) aufliegt und im Auslösefall berührungsfrei zwischen den Stegen (8) bewegbar ist.
6. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schenkel (6) der Blattfeder (5) an den schmalen Seiten des Ankerlagers (7) berührungsfrei vorbeigeführt sind und jeweils mit einem Auflager (10) verbunden sind, das einstückig mit dem Ankerlager (7) ausgeführt ist.
EP89112814A 1988-11-12 1989-07-13 Magnetsystem für Schnellabschaltung Expired - Lifetime EP0369111B1 (de)

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DE3838444A DE3838444A1 (de) 1988-11-12 1988-11-12 Magnetsystem fuer schnellabschaltung
DE3838444 1988-11-12
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Publications (2)

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EP0369111B1 EP0369111B1 (de) 1993-01-27

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CN (1) CN1020021C (de)
AR (1) AR241972A1 (de)
BR (1) BR8905198A (de)
DE (3) DE3838444A1 (de)
ES (1) ES2037342T3 (de)
GR (1) GR3007176T3 (de)
HK (1) HK67894A (de)
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CN1020021C (zh) 1993-03-03
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