CH351336A - Elektromagnet für Schalt- und Steuerzwecke - Google Patents

Description

  Elektromagnet für Schalt- und Steuerzwecke    Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten für  Schalt- und Steuerzwecke mit einem als Rahmen aus  gebildeten Magnetkern, in welchem die Erregerspule  angeordnet ist, und einem zwischen zwei gegenüber  liegenden Rahmenschenkeln hin und her bewegbaren  Anker.  



  Die bekannten Elektromagnete dieser Art weisen  den Nachteil auf, dass ihre Zugkraft während des Ar  beitshubes ausserordentlich stark zunimmt, was  Schläge verursacht, die nicht nur unnötiges Geräusch,  sondern auch eine Herabsetzung der Lebensdauer der  Elektromagnete zur Folge haben.  



  Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nach  teil dadurch, dass der Anker einen Kopf und einen  Schaft aufweist, wobei der wirksame Querschnitt min  destens eines Teiles des Schaftes im Vergleich zum  grössten wirksamen Querschnitt des Kopfes um wenig  stens     -'@5    dieses letzteren Querschnittes verjüngt ist.  



  In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.  Es ist:       Fig.    1 ein Schnitt gemäss der Linie     I-I    von       Fig.    2,       Fig.2    ein Schnitt gemäss der Linie     II-II    von       Fig.    1 und       Fig.    3 ein Schnitt gemäss der Linie     III-III    von       Fig.    1.  



  Der dargestellte Elektromagnet weist einen als  Rahmen ausgebildeten, lamellierten Magnetkern 1  auf, in welchem eine Erregerspule 2 angeordnet ist.  Der Rahmen 1 weist zwei einander gegenüberliegende  Schenkel 3 auf, zwischen denen ein lamellierter Anker  4 hin und her bewegbar ist. Der Anker 4 weist einen  Kopf 5 und einen Schaft 6 auf, welcher sich an seinem  vom Kopf abgekehrten Ende 7 keilförmig erweitert.  In seiner untersten Lage kommt der Ankerkopf 5 auf  einen zentralen Innenvorsprung 8 des Rahmens 1 zu    liegen, in welchem eine     Kurzschlusswindung    9 ein  gebettet ist.  



  Der Schaft 6 hat in seinem Hauptteil einen Quer  schnitt, der nur etwa     11,3    des grössten Querschnittes  des Kopfes 5 beträgt, welcher Querschnitt nahezu  dem freien Querschnitt der Spule 2 entspricht.  



  Die Stirnflächen 10 der Rahmenschenkel 3 sind  zu den Keilflächen des Ankerendes 7 parallel.  



  Der Anker 4 ist mittels eines Bügels 11 an einer  Zugstange 12 befestigt, die an ihrem freien Ende mit  einem Gewinde 13 versehen ist, um die Zugstange  mit einem Schalt- oder Steuerorgan verbinden zu  können. Die Ankerlamellen werden durch Nieten 14  zusammengehalten, von denen die oberste zugleich  auch zur Befestigung des Bügels 11 am Anker 4 dient.  



  Die Zugstange 12 ist in einem Lager 15 ge  führt, das zwischen zwei symmetrischen, ein Gehäuse  bildenden Deckeln 16 und 17 gehalten ist, die ober  halb des Rahmens 1 in der Zeichenebene von     Fig.    1       aufeinanderliegen    und im übrigen diesen Rahmen  zwischen sich festhalten. Die Deckel 16 und 17, die  miteinander und mit dem Rahmen durch Schrauben  18 verbunden sind, weisen Versteifungsrippen 21 und  zur Montage des Elektromagneten dienende Gewinde  bohrungen 20 auf. Mit 19 sind Nieten bezeichnet,  welche die Lamellen des     Magnetkernes    1 zusammen  halten und mit 22 leicht keilförmige Distanzhalter,  über welche die Spule 2 an den     Rahmenschenkel    3 ab  gestützt ist. Die Stromzuführungen der Erregerspule 2  sind nicht dargestellt.  



  Es sei angenommen, dass auf die Zugstange 12  eine im Schalt- oder Steuerorgan enthaltene Feder  wirkt, welche den Anker 4 bei     unerregter    Spule 2 in  der Lage nach     Fig.    1 hält. Wird die Erregerspule an  Spannung, z. B. Wechselspannung, gelegt, so wird  der Anker 4 nach unten gegen den einen Magnetpol  bildenden Vorsprung 8 des Rahmens 1 gezogen. Da      der magnetische Widerstand im Luftspalt zwischen Pol  8 und Ankerkopf 5 wesentlich grösser ist als der       magnetische    Widerstand im Anker 4, ist die Anzugs  kraft zunächst praktisch genau so gross, wie wenn  der Anker 4 überall denselben Querschnitt hätte wie  der unterste Teil des Ankerkopfes 5, welcher Teil  den grössten Querschnitt hat.

   Wenn der Anker 4 sich  seiner Endstellung nähert, nimmt sein magnetischer  Widerstand stark zu, weil der zwischen den Schen  keln 3 und dem Ankerkopf 5 befindliche Teil des  Ankerschaftes 6 länger wird, in welchem Schaft die  Induktion viel höher ist als im Ankerkopf.  



  Infolgedessen wächst die Induktion im Luftspalt  zwischen Pol 8 und Ankerkopf 5 nicht so rasch, wie  dies der Verkleinerung des Luftspaltes entspricht,  sondern wesentlich langsamer. Die Zugkraft nimmt  daher lange nicht so rasch zu wie bei den bekannten  Elektromagneten mit Ankern von konstantem Quer  schnitt.  



  Die     Kurzschlusswindung    9 wirkt in bekannter  Weise ebenfalls einer zu raschen Zunahme der Zug  kraft entgegen.  



  Ganz am Schluss des Arbeitshubes kommen die       Keilflächen    des Schaftendes 7 in die Nähe der Stirn  flächen 10 der Rahmenschenkel 3, was ein allzu star  kes Anwachsen des magnetischen Widerstandes des  Schaftes 6 verhindert.  



  Während bei bekannten Elektromagneten die Zug  kraft am Ende des Arbeitshubes etwa das 20fache  der Anfangskraft beträgt, ist beim beschriebenen Elek  tromagneten die     Schlusskraft    nur etwa 3mal so gross  wie die Anfangskraft. Infolgedessen ist der am       Schlusse    des Arbeitshubes stattfindende Schlag viel  kleiner, was eine Verminderung des Lärmes und eine  Erhöhung der Lebensdauer des Elektromagneten etwa  um den Faktor 5 zur Folge hat. Der beschriebene  Elektromagnet kann auch mit Gleichstrom betrieben  werden.

   Selbstverständlich kommt es im vorstehenden       Zusammenhange    auf das Verhältnis zwischen dem    wirksamen Querschnitt des Ankerkopfes und dem  jenigen des Ankerschaftes an, also auf die Quer  schnitte des     ferromagnetischen    Materials, als welches  in der Praxis fast ausschliesslich Eisen verwendet wird.  



  Das zwischen den Eisenlamellen befindliche Pa  pier oder dergleichen spielt dagegen keine Rolle. Man  könnte den wirksamen Querschnitt des Schaftes auch  um weniger als 2j3 kleiner wählen als denjenigen des  Ankerkopfes, um den gewünschten Effekt in genü  gendem Masse zu erzielen, muss die Verjüngung des  wirksamen Querschnittes aber mindestens<B>215</B> des  grössten wirksamen     Ankerkopfquerschnittes    aus  machen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektromagnet für Schalt- und Steuerzwecke mit einem als Rahmen ausgebildeten Magnetkern, in wel chem die Erregerspule angeordnet ist und einem zwi schen zwei gegenüberliegenden Rahmenschenkeln hin und her bewegbaren Anker, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) einen Kopf (5) und einen Schaft (6) aufweist, wobei der wirksame Querschnitt min destens eines Teiles des Schaftes im Vergleich zum grössten wirksamen Querschnitt des Kopfes um wenig stens<B>215</B> dieses letzteren Querschnittes verjüngt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektromagnet nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der grösste Querschnitt des An kerkopfes (5) nahezu dem freien Querschnitt der Erregerspule (2) entspricht. 2.

   Elektromagnet nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (1) sich zwischen zwei Deckeln (16, 17) befindet, die mit ihm ver schraubt sind und den Anker (4) umschliessen. 3. Elektromagnet nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Ankerkopf (5) abge kehrte Ende (7) des Ankerschaftes (6) sich keilförmig erweitert.