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DE1539061C - Folding anchor electromagnetic system - Google Patents

Folding anchor electromagnetic system

Info

Publication number
DE1539061C
DE1539061C DE1539061C DE 1539061 C DE1539061 C DE 1539061C DE 1539061 C DE1539061 C DE 1539061C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
armature
core
axis
pole
anchor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Bons J . Pak Iosif I Pruss Anatoly I Moskau Zhezmer
Original Assignee
Vsesoju7ny nauchno lssledovatelskv Institut elektromekhamki, Moskau
Publication date

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Description

1 21 2

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein achsen enthaltenden Mittelebene und parallel zuThe present invention relates to a median plane containing axes and parallel to

Klappanker-Elektromagnetsystem, wie es insbeson- dieser verlaufendes Joch verbunden ist. Dieses JochHinged armature electromagnetic system, as it is connected in particular to this running yoke. This yoke

dere für Relais, Kontaktgeber, Schaltgeräte, Steuer- dient gleichzeitig als Grundplatte. Seine Enden sindThe other for relays, contactors, switchgear and control also serves as a base plate. Its ends are

gerate oder für sonstige Antriebszwecke Verwendung zur Mittelebene hin abgebogen; an diesen abgeboge-devices or for other drive purposes use bent towards the central plane; at this turned

findet. 5 nen Enden sind die Spulenkerne festgeschraubt.finds. The coil cores are screwed tight at 5 ends.

Elektromagnete mit Klappanker oder Drehanker Der Klappanker bei dieser bekannten AusbildungElectromagnet with hinged armature or swivel armature The hinged armature in this known design

sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. ist in gleicher Weise gestaltet; seine abgebogenenare known in various embodiments. is designed in the same way; its bent

Bei einer bekannten Ausführungsform eines Elek- Enden überdecken die freien Enden der Magnet-In a known embodiment of an elec- ends cover the free ends of the magnet

tromagneten mit Drehanker weist der Magnetkern, kerne und legen sich in der Schließstellung an diese an.tromagnets with a rotating armature, the magnetic core has cores and in the closed position rest against them.

auf den die Spule gewickelt ist, eine U-Form auf, io Sein Mittelteil verläuft auf der dem Joch gegen-on which the coil is wound, a U-shape, io Its middle part runs on the opposite of the yoke.

wobei der Drehanker oberhalb der beiden Schenkel überliegenden Seite der Mittelebene außerhalb der-the pivot anchor above the side of the center plane lying above the two legs outside the

als drehbares Joch ausgebildet ist. Fließt ein Strom, selben.is designed as a rotatable yoke. A stream flows, same.

so versucht der Drehanker sich in Richtung einer Die Drehachse liegt zentral zwischen den beidenso the pivot anchor tries to move in the direction of the axis of rotation is centrally located between the two

Verkleinerung der Luftspalte zu bewegen, d. h., sich Spulen. Zwar gelingt nun mit einer solchen Ausbil-To move the reduction of the air gap, d. i.e., reels. It is true that with such a training

in der Ebene des U-förmigen Kerns auszurichten. 15 dung eine Verbesserung der Drehmomentencharak-align in the plane of the U-shaped core. 15 an improvement in the torque characteristics

Nachteilig ist bei einer solchen Ausbildung zunächst teristik; nachteilig bleibt jedoch, daß die baulicheThe disadvantage of such a training is initially teristics; However, it remains disadvantageous that the structural

ein ungünstiger Verlauf der Zugkraft bzw. des Dreh- Anordnung, bei der der Magnetfluß in Joch undan unfavorable course of the tensile force or the rotary arrangement in which the magnetic flux in the yoke and

moments in Abhängigkeit vom Weg bzw. Drehwinkel. Anker einseitig aus der Mittelebene des Geräts her-moments depending on the path or angle of rotation. Armature on one side from the center plane of the device

Da die Magnetkraft abhängt von der Änderung der ausverlegt ist, eine Empfindlichkeit gegenüber äuße-Since the magnetic force depends on the change in the laid, a sensitivity to external

Luftspaltgröße bei einer gegebenen Bewegung, kann 20 ren magnetischen Störfeldern zur Folge hat.The size of the air gap for a given movement can result in 20 ren magnetic interference fields.

bei der beschriebenen Ausführung keine große Die Bauweise ist recht aufwendig; außer demin the embodiment described, no great The construction is quite complex; Besides that

Schließkraft erreicht werden, weil der Vektor des Klappanker sind drei weitere Hauptteile, nämlich dasClosing force can be achieved because the vector of the hinged armature are three other main parts, namely the

magnetischen Flusses im Luftspalt senkrecht auf der Joch und zwei Spulen mit je einem Kern notwendig.magnetic flux in the air gap perpendicular to the yoke and two coils, each with a core.

Bewegungsrichtung der Ankerenden steht und somit Insbesondere führt auch die in bezug auf dieThe direction of movement of the anchor ends is and thus in particular also leads with respect to the

eine Luftspaltänderung nur durch die zu- bzw. ab- 25 Mittenebene unsymmetrische Bauweise zu einer un-a change in the air gap only due to the asymmetrical construction to or from the center plane to an un-

nehmende Überdeckung der Polenden des Kerns günstigen Lagerung des Klappankers. Da die magne-increasing coverage of the pole ends of the core favorable storage of the hinged armature. Since the magnetic

durch den Drehanker gegeben ist. tischen Kräfte in der Mittenebene wirken und dieis given by the swivel anchor. table forces act in the middle plane and the

Es kommt nachteilig hinzu, daß auch in der Schließ- Lagerstelle aus der Mittenebene herausverlegt ist,There is also the disadvantage that it is also moved out of the central plane in the locking bearing,

stellung ein Luftspalt verbleiben muß, da sonst eine können Biegemomente auftreten, die Lager undposition an air gap must remain, otherwise bending moments can occur, the bearings and

Drehbewegung auf Grund der Reibung nicht möglich 30 Lagerzapfen beanspruchen,Rotational movement not possible due to friction.Claim 30 bearing journals,

wäre. Mit Sicherheit treten derartige Beanspruchungenwould. Such stresses certainly occur

Abgesehen von dem magnetischen Widerstand des auf, wenn das Gerät Stößen, Erschütterungen undApart from the magnetic resistance of the on when the device bumps, shocks and

Luftspalts ergibt sich hieraus eine große Kraftwirkung Vibrationen ausgesetzt ist. Die hierbei auftretendenThe air gap results in a large force being exposed to vibrations. The occurring here

zwischen Kern und Anker, deren Richtung mit der dynamischen Reaktionskräfte belasten die Lagerungbetween core and anchor, whose direction with the dynamic reaction forces load the bearing

Drehachse zusammenfällt, also nicht genutzt werden 35 ,und haben damit erhöhten Verschleiß zur Folge und jThe axis of rotation coincides, so cannot be used 35, and thus result in increased wear and j

kann-, sondern im Gegenteil durch ein kräftiges und können zu einem Verkanten oder Verklemmen führen. jcan-, but on the contrary by a powerful and can lead to tilting or jamming. j

damit schweres Lager aufgefangen werden muß. Es ist schließlich ein elektrisches Klappanker- |so that heavy bearings must be caught. It is, after all, an electric folding armature |

Der letztere Nachteil kann vermieden werden,. Magnetsystem bekanntgeworden, bei dem zwei U-för- |The latter disadvantage can be avoided. Magnet system became known in which two U-för- |

wenn der Drehanker nicht oberhalb eines U-förmigen mige Magnetkerne vorhanden sind, die symmetrisch jif the rotating armature is not present above a U-shaped magnetic cores that are symmetrical j

Kerns angeordnet wird, sondern derart zwischen 40 bezüglich der Ankerdrehachse liegen und wobei ICore is arranged, but are so between 40 with respect to the armature axis of rotation and where I

die freien Schenkelenden des Kerns verlegt wird, daß jedem dieser U-Kerne ein Arm des Ankers als Joch |the free leg ends of the core is laid so that each of these U-cores has an arm of the armature as a yoke |

der Magnetfluß an den Stirnseiten des etwa stab- zugeordnet ist. Bei einer solchen Ausbildung ent-the magnetic flux is assigned to the end faces of the roughly rod-shaped. In such a training

förmigen Ankers ein- bzw. austritt und die magne- stehen zwei voneinander unabhängige Magnetflüsseshaped armature enters or exits and the magnet are two independent magnetic fluxes

tischen Kräfte somit in Längsrichtung des Ankers in jedem Kern und der dazugehörigen Ankerhälfte. Itable forces thus in the longitudinal direction of the anchor in each core and the associated anchor half. I.

wirken. Eine solche Ausbildung ist leicht durch 45 Jeder dieser Magnetflüsse muß zwei Luftspalte über- jworks. Such a design is easy by 45. Each of these magnetic fluxes must be two air gaps over- j

Anordnung von kurzen, einwärts gerichteten Pol- winden; das gesamte System weist also vier Luft- !Arrangement of short, inward polar winds; the entire system thus has four air!

schuhen an den freien Enden des Kerns zu schaffen. spalte auf. Damit herrschen auch bei einer solchento create shoes at the free ends of the core. split open. Thus also prevail with such

Nachteilig bleibt jedoch auch bei dieser Anord- Ausbildung die oben ausgeführten Nachteile bezüglichHowever, the disadvantages outlined above with regard to this arrangement also remain disadvantageous

nung die ungünstige Charakteristik des Zugkraft- magnetischer Streufelder und des magnetischen IThe unfavorable characteristics of the tensile force - magnetic stray fields and the magnetic I.

bzw. Drehmomentenverlaufs und die unvermeidbaren 50 Widerstands vor.or torque curve and the unavoidable 50 resistance.

Luftspalte, die keine Ausnutzung der Streufelder Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vermei-Air gaps that do not utilize the stray fields. The present invention aims to avoid

gestatten. dung der vorerwähnten Nachteile, d. h. die Schaffungallow. application of the aforementioned disadvantages, d. H. the creation

Eine Verbesserung der Charakteristik des Zug- eines gegenüber Stößen, Vibrationen u. dgl. betriebs-An improvement in the characteristics of the pulling device against shocks, vibrations and the like.

kraft-.bzw. Drehmomentenverlaufs läßt sich nur er- sicheren Elektromagneten mit Klappanker von einreichen, wenn der Luftspalt in der Schließstellung 55 fächern, robustem Aufbau, der eine gute Abschir-force or Torque curve can only be submitted to secure electromagnets with hinged armatures, if the air gap fans in the closed position 55, robust construction, which provides good shielding

gan/. geschlossen wird und hierbei wenigstens eine mung gegenüber Störfeldern gewährleistet und ohnegan /. is closed and here at least one protection against interference fields is guaranteed and without

Komponente des magnetischen Flusses in Richtung ungenutzte Streufelder.Component of the magnetic flux in the direction of unused stray fields.

der Schließbewegung fällt. Bei solchen Magnetsystc- Ausgegangen ist hierbei von einem Antriebsmagne-the closing movement falls. With such magnet systems it is assumed that a drive magnet

men ist der Anker insofern nur noch begrenzt ten der oben beschriebenen bekannten Ausbildung, schwenkbar, als er an den Polansätzen anschlägt, 60 bei dem der magnetische Fluß in der Projektion aufmen is the anchor only limited th of the known training described above, pivotable when it strikes the pole lugs, 60 in which the magnetic flux in the projection

und somit als Klappanker zu bezeichnen. eine zur Drehachse des Ankers senkrechte Ebene denand thus to be referred to as a hinged anchor. a plane perpendicular to the axis of rotation of the armature

Auch ein die vorgenannte Bedingung erfüllender Verlauf einer 8 aufweist.A course of an 8 that fulfills the aforementioned condition also has.

Elektromagnet mit Klappanker ist bereits bekannt. Erfindungsgemäß ist der Anker in seinem MittelteilElectromagnet with a hinged armature is already known. According to the invention, the anchor is in its central part

Dieser bekannte Elektromagnet weist zwei parallel als ein den Kern mit der Wicklung umfassender viernebeneinanderliegende Spulen auf, wobei das untere 65 seitiger, rechtwinkliger Rahmen ausgebildet, vonThis known electromagnet has two parallel to one another as one which encompasses the core with the winding Spools on, with the lower 65-sided, rectangular frame formed by

Ende des einen Spulenkerns mit dem oberen Ende dessen achsparallelen Rahmenseiten zwei zentral-End of one coil core with the upper end of the axially parallel frame sides two central

des anderen Spulenkerns durch ein schräg zur Längs- symmetrisch zur Ankerachse angeordnete, die Pol- jof the other coil core by an oblique to the longitudinal symmetry to the armature axis, the pole j

achse der Spulen außerhalb der die beiden Spulen- ansätze des Kerns überdeckende Ankerarme aus- \ axis of the coils outside of the two coil approaches the core covering anchor arms off \

gehen, derart, daß der im Anker verlaufende magnetische Fluß sich über die Rahmenseiten in zwei Teilwege verzweigt und um den Kern herumgeleitet ist.go in such a way that the magnetic flux running in the armature splits over the frame sides in two Partial routes are branched and diverted around the core.

Es ist besonders zweckmäßig, den Kern stabförmig auszubilden und an den Enden je einen rechtwinklig zur Stabachse abstehenden Polansatz in zentralsymmstrischer Anordnung vorzusehen.It is particularly useful to make the core rod-shaped and one at each end at right angles Pole attachment protruding to the rod axis in a centrally symmetrical Arrangement to be provided.

Es ist weiterhin zweckmäßig, den Anker im mittleren Teil der nicht Ankerarme tragenden Rahmen-Seiten zu lagern.It is also useful to place the anchor in the middle part of the frame sides that do not carry anchor arms to store.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die zusammenwirkenden, den Luftspalt begrenzenden Oberflächen der Polansätze und der Ankerarme je in einer durch die Ankerachse gehenden Ebene liegen. Durch die letztgenannte Ausbildung wird eine günstige Zugkraftcharakteristik mit großer Schließkraft erreicht.Finally, it is useful if the interacting surfaces delimiting the air gap the pole approaches and the armature arms each lie in a plane passing through the armature axis. Through the The latter training achieves a favorable tensile force characteristic with a large closing force.

Nachfolgend werden an Hand eines Ausführungsbeispiels weitere Einzelheiten erläutert. Further details are explained below using an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Elektromagneten;Fig. 1 shows the side view of an inventive Electromagnets;

Fig. 2 stellt den Schnitt nach Linie H-II aus F i g. 1 dar;FIG. 2 shows the section along line H-II from FIG. 1 represents;

F i g. 3 zeigt eine Ausbildung mit abgeschrägten Polen.F i g. 3 shows a training with sloping poles.

Auf den Magnetkern 1 ist die Spule 3 aufgewickelt. Von beiden Enden gehen Polschuhe 4 und 5 derart aus, daß Kern 1 und Polschuhe 4 und 5 zusammen etwa Z-Form bilden. Der Magnetanker 2 weist ein den Kern 1 umfassendes Mittelteil auf, von dem an gegenüberliegenden Seiten Enden in verschiedenen Richtungen ausgehen, die mit den freien Flächen der Polschuhe 4 und 5 zusammenwirken.The coil 3 is wound onto the magnetic core 1. Pole shoes 4 and 5 go from both ends in this way from that core 1 and pole pieces 4 and 5 together form an approximately Z-shape. The armature 2 has a Core 1 encompassing middle part, from which ends on opposite sides in different directions go out, which interact with the free surfaces of the pole pieces 4 and 5.

Der Anker 2 ist zu beiden Seiten der in F i g. 2 strichpunktiert dargestellten Mittenebene bei 6 gelagert. The anchor 2 is on both sides of the in F i g. 2 center plane shown in dash-dotted lines at 6.

Die ganze Anordnung ist zentralsymmetrisch zur Lagerachse.The whole arrangement is centrally symmetrical to the bearing axis.

Der Drehmomentenverlauf kann durch Abschrägen' der Polenden, wie in Fig. 3 dargestellt, verändert und einem erwünschten Verlauf angepaßt werden. In Fig. 3 liegen beide Luftspalte in einer durch die Drehachse 6 gehenden Ebene. Dabei ergibt sich ein maximales Schließmoment, weil hier der Vektor der magnetischen Kraft im Schließspalt in einem maximalen Abstand von der Drehachse 6 verläuft.The torque curve can by chamfering 'of the pole ends, as shown in Fig. 3, and changed to a desired course be adapted. In FIG. 3, both air gaps lie in a plane passing through the axis of rotation 6. This results in a maximum closing torque, because here the vector of the magnetic force in the closing gap runs at a maximum distance from the axis of rotation 6.

Der beschriebene Elektromagnet mit Klappanker wird von äußeren Magnetfeldern, wie sie in Elektrogeräten auftreten, wegen des den Kern umfassenden und abschirmenden Ankers nicht beeinflußt. Trotz seines sehr einfachen Aufbaus ist er sehr robust, besonders hinsichtlich der Lagerung, und damit auch gegenüber Stoßen, Rütteln und Vibrationen betriebssicher.The described electromagnet with hinged armature is activated by external magnetic fields such as those in electrical appliances occur, because of the core encompassing and shielding armature is not affected. In spite of its very simple structure, it is very robust, especially in terms of storage, and thus also reliable against knocks, shaking and vibrations.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Klappanker-Elektromagnetsystem mit zweiarmigem Anker und einem S- bzw. Z-förmigen Kernteil, bei welchem der Flußverlauf in dem geschlossenen magnetischen Kreis in der Projektion auf eine senkrecht zur Ankerachse stehende Ebene die Form einer 8 hat und bei welchem zwischen dem die Wicklung tragenden Kern und den Ankerenden zwei Nutzluftspalte zentralsymmetrisch zur Ankerachse angeordnet sind, dadurchgekennzeichnet, daß der Anker in seinem Mittelteil als ein den Kern mit der Wicklung umfassender vierseitiger, rechtwinkliger Rahmen ausgebildet ist, von dessen achsparallelen Rahmenseiten zwei zentralsymmetrisch zur Ankerachse angeordnete, die Polansätze des Kernes überdeckende Ankerarme ausgehen, derart, daß der im Anker verlaufende magnetische Fluß sich über die Rahmenseiten in zwei Teilwege verzweigt und um den Kern herumgeleitet ist.1. Hinged armature electromagnetic system with two-armed armature and an S- or Z-shaped armature Core part in which the flow of flux in the closed magnetic circuit in the projection on a plane perpendicular to the armature axis has the shape of an 8 and in which between the core carrying the winding and the armature ends, two useful air gaps are arranged symmetrically to the armature axis, characterized in that the anchor in its central part as a core with the Winding comprehensive four-sided, right-angled frame is formed from its axially parallel Frame sides two symmetrically arranged to the armature axis, the pole approaches of the core overlapping armature arms go out in such a way that the magnetic flux running in the armature branches into two partial paths via the frame sides and is routed around the core. 2. Elektromagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern stabförmig ausgebildet ist und an den Enden je einen rechtwinklig zur Stabachse abstehenden Polansatz in zentralsymmetrischer Anordnung hat.2. Electromagnet system according to claim 1, characterized in that the core is rod-shaped is formed and at each end a pole extension protruding at right angles to the rod axis in has a centrally symmetrical arrangement. 3. Elektromagnetsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker am mittleren Teil der nicht Ankerarme tragenden Rahmenseiten gelagert ist.3. Electromagnet system according to claims 1 and 2, characterized in that the armature is mounted on the middle part of the frame sides not bearing anchor arms. 4. Elektromagnetsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden, den Luftspalt begrenzenden Oberflächen der Polansätze und der Ankerarme je in einer durch die Ankerachse gehenden Ebene liegen.4. Electromagnet system according to claims 1 to 3, characterized in that the cooperating, the air gap delimiting surfaces of the pole attachments and the armature arms each in a plane passing through the armature axis lie. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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