DE3135360A1 - Elektromagnetisches schaltgeraet - Google Patents

Description

• Elektromagnetisches Schaltgerät
• Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltgerät mit sich überlagernder Dauermagnet- und Elektromagneterregung und einem beweglich gelagerten Anker und einem mit diesem zusammenwirkenden, feststehenden Magnetterl.
• Bei einem bekannten Schaltgerät der obengenannten Art (DE-AS 1 019 383, einem polarisierten Relais) findet eine Uberlagerung von Dauer- und Steuerfluß, und zwar in den Polflächen und-dem Anker, statt, und zwar werden Je nach Richtung des Steuerflusses entweder beide Flüsse addiert oder voneinander subtrahiert. Der daraus resultierende Fluß bestimmt die mechanische Bewegung des Ankers. Hierdurch soll eine verhliltnismäßig hohe Empfindlichkeit für ein polarisiertes Relais geschaffen werden, dessen Aufbau aber hinsichtlich Gewicht und Volumen im Vergleich zu den bisher bekannten polarisierten Relais günstiger gestaltet sein soll.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bei polarisierten Relais bekannte Uberlagerungssystem bei unpolarisierten elektromagnetischen Schaltgeräten anzuwenden, um hierdurch bei ebenfalls kleinerem Bauvolumen eine Energieeinsparung bei Dauerbetrieb des elektromagnetischen Schaltgerätes zu erreichen. Dies wird auf einfache Weise bei einem elektromagnetischen Schaltgerät der obengenannten Art dadurch erreicht, daß die Dauermagnetkraft im angezogenen Zustand des Ankers kleiner als die RUckdruckkraft einer Rückdruckfeder für den Anker ist. Hierdurch ist es möglich, die Zugkraftkennlinie des Magneten der KraftbedarSskurve möglichst intensiv anzupassen. Dies wird weiterhin noch besser möglich sein, wenn der Dauermagnet im Magnetkreis unter Bildung eines festlegbaren Isthmusses angeordnet ist, da die Form des Isthmus die Charakteristik der Permanentmagnetkraftkennlinie in bezug auf das Schaltgerät wesenlich beeinflußt. Hierzu ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Dauermagnet an der Trennstelle zwischen feststehendem Magnetteil und Anker angeordnet ist. Hier kann der Magnet in gewissen Grenzen in einer Ausnehmung des feststehenden Magnetteils zurückgesetzt gegenüber der Trennstelle liegen, so daß die Schläge des Ankers auf den feststehenden Magnetteil nicht direkt auf den Dauermagnet ausgeübt werden. Als besonders vorteilhaftes Dauermagnetmaterial hat sich Co Sm bewährt.
• Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise näher erlautert.
• Es zeigen: Fig. 1 eine prinzipmäßige Darstellung des elektromagnetischen Schaltgerätes, im vorliegenden Fall als Klappanker, Fig. 2 ein Schaubild über die Zusammensetzung der Zugkraftkurven in bezug auf die Kraftbedarf skurve.
• Das in der Fig. 1 dargestellte Schaltgerät, im vorliegenden Fall ein Klappankermagnet, der in äquivalenter Weise auch als U- oder E-Magnet ausgebildet sein kann, besteht aus dem Anker 1, dem magnetischen Rückschluß 2, der Spule 3, die auf den Kern 4 des Rückschlusses 2 aufgeschoben ist. In dem Kern 4 ist der Permanentmagnet 5 eingelassen, und zwar in einer Aussparung 6 eingeführt, so daß sich ein Isthmus 7 bildet, der über den Magnet 5 hinaussteht und so die Schläge des Ankers 1 auffängt und vom Permanentmagnet 5 fernhält. Eine Rückdruckfeder 8 bringt den Anker 1 in die Ruhestellung. Der Anker 1 ist mit dem Kontaktapparat 9 in üblicher Weise verbunden. Er besteht aus dem Kontaktbrückenträger 10, der Kontaktbrücke 11, den feststehenden Kontaktteilen 12 sowie der Kontaktdruckfeder 13, die bei der Kraftbemessung der Rückdruckfeder 8 zuzumessen ist. In der Betriebsstellung liegt der Anker 1 am Isthmus 7 und dem Außenbügel des magnetischen Rückschlusses 2 an, spannt hierbei die Rückdruckfeder 8 und die Kontaktdruckfeder 13 und bringt die Kontaktbrücke 11 zur Auflage auf den feststehenden Kontaktteilen 12. Der hierzu erforderliche Kraftbedarf ist in der Fig. 2 durch die Kurve 14 dargestellt, die den Kraftbedarf in Abhängigkeit vom Weg des Ankers 1 darstellt. Es sind hier die beiden Stufen - zuerst der Anstieg der Rückdruckfeder und dann zusätzlich der Anstieg der Kontaktdruckfeder - zu erkennen. Die mit 15 bezeichnete Kurve stellt die Kraftkurve des Dauermagneten 5 dar. Die Kraft auf den Anker 1 wird mit zunehmender Annäherung des Ankers an den Isthmus 7 größer, Die Kurve 16 zeigt die durch den Elektromagnet - die Spule 3 -erzeugte Kraft in Abhängigkeit von der Stellung des Ankers 1. Da sich die beiden Kurven überlagern, ergibt sich im Endeffekt die Gesamtkurve 17, die dem Anziehen des Ankers 1 zur VerfUgung steht. Durch Verlagerung des Schnittpunktes 18 der beiden Kurven und auch durch Änderung der Steilheit läßt sich die Gesamtkurve 17 sehr günstig der Kraftbedarf skurve 14 anpassen. Dies ist insbesondere durch die Form des Isthmus 7 möglich geworden.
• Gegenüber den üblichen nichtpolarisierten elektromagnetischen Schaltgeräten mit reiner Stromerregung hat die erfindungsgemäße Ausführung den Vorteil der Energieeinsparung, da nur noch ein Teil der Erregung durch Stromfluß und den damit verbundenen Verlusten, nämlich Ummagnetisierung und Kupferverluste, aufgebracht werden muß. Durch die Verwendung von CoSm-Magneten ist eine relativ hohe Energiedichte für die Erzeugung eines bestimmten Magnetfeldes erreichbar, so daß gegenüber dem Wickelvolumen eines Elektromagneten eine Einsparung von Bauvolumen erzielbar ist. Eine weitere Energieeinsparung bringt die Verwendung des erfindungsgemäßen Prinzips in Verbindung mit der sogenannten Sparschaltung, d.h.
• Ubererregung beim Einschalten und Umschalten auf kleinere Erregung im eingeschalteten Zustand.
• 2 Figuren 4 Patentansprüche Leerseite

Claims (4)

1. Patentansrüche S Blektromagnetisches Schaitgerät mit sich überlagernder Dauermagnet- und Elektromagneterregung und einem beweglich gelagerten Anker und einem mit diesem zusammen wirkenden, feststehenden Magnetteil, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dauermagnetkraft (15) im angezogenen Zustand des Ankers (1) kleiner als die Rückdruckkraft einer Rückdruckf eder (8) für den Anker (1) ist.
2. 2. Schaitgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Dauermagnet (5) im Magnetkreis unter Bildung eines festlegbaren Isthmusges (7) angeordnet ist.
3. 3. Schaitgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dauermagnet (5) an der Trennstelle zwischen feststehendem Magnetteil (2) und Anker (1) angeordnet ißt.
4. 4. Schaltgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dauermagnet (5) aus Co Sm (Kobalt Samarium)besteht.