DE1295085B

DE1295085B - E-foermiger Magnetkern fuer hochbeanspruchte Schaltgeraete

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Patentanspruch: E-förmiger Magnetkern für hochbeanspruchte Schaltgeräte mit großer Schaltzahl, bei dem normalerweise der Mittelschenkel aus magnetischen Gründen einen doppelt so großen Querschnitt aufweist wie die Außenschenkel, bei dem ferner der Remanenzluftspalt im Eisenweg des Magneten angeordnet ist und bei dem sämtliche, unterschiedlich beanspruchten Polflächen zur Auflage kommen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche des spezifisch am geringsten beanspruchten Mittelschenkels (1) eine oder mehrere in Richtung der Magnetbleche liegende Nuten (2) aufweist, die derart angeordnet ist bzw. 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.