Elektromagnet für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Schütze

Abstract

 Um einen Elektromagneten zu schaffen, dessen prinzipieller Aufbau eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung, vor allem eine rationelle automatische Herstellung mit geringem Maschinenaufwand gestattet, wird vorgeschlagen, daß Anker (14) und Kern (-T) aus in der Form völlig gleichgestalteten Blechlamellen zusammengesetzt sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneten für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Schütze miteinem Anker und einem Kern, die aus Blechlamellen bestehen und durch Nieten miteinander zu je einem Paket verbunden sind.

[0002] Elektromagnete der vorbezeichneten Gattung werden in der Praxis in sehr großen Stückzahlen benötigt, und zwar für die unterschiedlichsten Schaltgeräte. Diese unterschiedlichsten Schaltgeräte erfordern aufgrund ihrer Konstruktion, Größe, Leistung usw. auch jeweils unterschiedliche Elektromagneten. Dies läßt sich vielfach nicht vermeiden bzw. nicht vereinheitlichen.

[0003] Die Fertigung von Elektromagneten für elektrische Schaltgeräte ist vor allem deshalb mit einem hohen Aufwand verbunden, weil man für die Anker einerseits und die Kerne andererseits jeweils besondere Schnittwerkzeuge bzw. Stanzwerkzeuge benötigt. Bei unterschiedlichen Größen oder Konstruktionen von Elektromagneten muß man demgemäß eine große Lagerhaltung an Werkzeugen betreiben. Es kommt hinzu, daß bisher auch die Nieten, mit denen die aus Blechlamellen bestehenden Anker bzw. Kerne miteinander zu einem Paket verbunden sind, bei Anker und Kern völlig unterschiedlich gesetzt sind, so daß man für Anker und Kern auch entsprechend unterschiedliche Nietstationen bei maschineller Fertigung benötigt.

[0004] Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Elektromagneten zu schaffen, dessen prinzipieller Aufbau eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung, vor allem eine rationelle automatische Herstellung mit geringem Maschinenaufwand gestattet.

[0005] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Anker und Kern aus in der Form völlig gleichgestalteten Blechlamellen zusammengesetzt sind. Auf diese Weise werden anstelle der bisher herkömmlichen vier Schnittwerkzeuge bzw. Stanzwerkzeuge und der dazugehörigen Maschinen nur noch zwei Schnittwerkzeuge bzw. Stanzwerkzeuge benötigt.

[0006] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lage der Nietlöcher und Nieten so gewählt, daß sie für alle Anker und Kerne von Wechselstrom- und Gleichstrom-Magneten gleich ist. Auf diese Weise wird der weitere wesentliche Vorteil erreicht, daß man statt der bisher erforderlichen vier Nietwerkzeuge bzw. Nietmaschinen nur noch ein einziges Nietwerkzeug bzw. eine Niemaschine benötigt.

[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

[0008] In der Zeichnung sind AUsführungsbeispiele der Erfindung im Schema dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Ansicht auf einen Wechselstrom-kern,

Fig. 2 eine Ansicht auf einen Elektromagneten, wobei Anker und Kern gleich sind,

Fig. 3 eine Ansicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel eines Wechselstromkernes,

Fig. 5 eine Draufsicht zu Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht auf einen GLeichstrom-Kern,

Fig. 7 eine Seitenansicht zu Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht aus einem ELektromagneten für Gleichstrom, wobei Anker und Kern gemäß Fig. 6 gleichgestaltet sind,

Fig. 9 eine Ansicht auf eine Bohrschablone sowohl für Anker und Kerne für Wechselstrom-Magnete als auch für Gleichstrom-Magnete,

Fig. 10 eine Ansicht auf eine andere Gestaltung eines Wechselstromkernes,

Fig. 11 eine Ansicht auf einen Elektromagneten, deren Anker und Kern gemäß Fig. 10 gleichgestaltet sind,

Fig. 12 eine Seitenansicht zu Fig. 10,

Fig. 13 eine Ansicht auf eine andere Gestaltung eines GLeichstromkernes bzw. -ankers und

Fig. 14 eine Ansicht auf eine andere Gestaltung eines Elektromagneten für GLeichstrom.

[0009] Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen ein AUsführungsbeispiel eines ELektromagneten für Wechselstrom, bei welchem der Kern 1 und der Anker 14 völlig gleichgestaltet sind. Dies ist vor allem aus Fig. 2 ersichtlich. Der Kern lund demgemäß auch der Anker 14 weisen drei Schenkel 2, 3 und 4 auf. Kern und Anker bestehen aus einem Paket von dicht aufeinander liegenden Blechlamellen 15. Die Paketdicke kann unterschiedlich sein, es können trotzdem immer die gleichen Schnittwerkzeuge und Nietwerkzeuge wie zu Anfang erläutert wurde, benutzt werden. Die Blechlamellen 15 werden durch Nieten 5, 6, 7, 8 und 9 miteinander verbunden, wobei wesentlich ist, daß die Lage der Nietlöcher und demgemäß auch der Nieten für Anker und Kern an der gleichen Stelle gewählt ist. An dem Schenkel 2 sind noch Nuten 10 und 11 eingestanzt, in welchen ein Kurzschlußring 12 angeordnet werden kann. Fig. 2 veranschaulicht gerade durch die Lage der Kurzschlußringe, daß Kern 1 und Anker 14 bei gleicher Gestaltung zueinander verschwenkt sind. Eine Ausnehmung 13 dient bei dem Kern zur Befestigung mit dem Gehäuse des elektrischen Schaltgerätes oder einem anderen entsprechenden feststehenden Bauteil, während die Ausnehmung im Anker zur Befestigung an einem beweglichen Bauteil des Schaltgerätes dient. Wie Flg. 2 noch verdeutlicht, verbleibt zwischen den beiden mittleren Schenkeln 3 von Kern 1 und Anker 14 ein Luftspalt 16.

[0010] Die Figuren 4 und 5 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kernes bzw. Ankers, welches im wesentlichen mit dem AUsführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 übereinstimmt, so daß für die gleichen Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind. Es sind wiederum drei Schenkel 2, 3 und 4 vorgesehen. Die beiden äußeren Schenkel 2 und 4 weisen je eine nach innen gerichtete Verbreiterung 17, 18, in deren Stirnseiten Nuten 19 und 20 zur Aufnahme von Kurzschlußringen eingestanzt sind. Statt der Ausnehmung 13 (Fig. 1) ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein senkrecht zur Bildebene nach Fig. 4 verlaufenden Lock 21 eingestanzt, welches zur Aufnahme eines Befestigungsstiftes oder dergleichen dient.

[0011] Die Figuren 6 bis 8 veranschaulichen ein anderes Ausführungsbeispiel eines Elektromagneten, und zwar wiederum mit völlig gleichgestaltetem Kern 28 bzw. Anker. Es sind wiederum drei Schenkel 2, 3 und 4 vorhanden. An dem freien Ende des einen äußeren Schenkels 2 ist eine Schrägfläche 22 derart vorgesehen, daß eine schmale Stirnfläche 23 verbleibt. An dem freien Ende des anderen äußeren Schenkels 4 sind ebenfalls eine Schrägfläche 24 sowie ein Absatz 25 vorgesehen. Wie insbesondere Fig. 8 veranschaulicht, sind die Schrägflächen 22 und 24 sowie die Stirnfläche 21 und der Absatz 25 derart gestaltet und bemessen, daß sie bei Gegenüberliegen des Ankers und des Kernes zusammenpassen. Es versteht sich, wie auch Fig. 8 zeigt, daß das eine der beiden Teile gegenüber dem anderen einmal um die waagerechte und einmal um die senkrechte Achse jeweils um 180° gedreht wird. Der mittlere Schenkel 3 weist ebenfalls eine Schrägfläche 26 auf, die ao ausgestanzt wird, daß zwischen den beiden Schrägflächen 26 von Anker und Kern ein Luftspalt 27 verbleibt (Fig. 8).

[0012] Fig. 9 soll veranschaulichen, daß die Lage der Nietlöcher und Nieten 5, 6, 7, 8 und 9 so gewählt ist, daß sie für alle Anker und Kerne sowohl von Wechselstrom- als auch Gleichstrom-Magneten gleich ist. In Fig. 9 sind zu dieser Veranschaulichung gewissermaßen ein Wechselstrom-Kern und ein Gleichstrom-Kern übereinander gezeichnet, und zwar ist der Wechselstromkern ausgezogen gezeichnet und entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5. Der Gleichstromkern mit seinen konstruktiven Änderungen ist dagegen strichpunktiert eingezeichnet und entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6. Da nach den obigen Erläuterungen Kern und Anker jeweils gleich gestaltet sind, ergibt sich eine für alle Kerne und Anker gleiche Lage der Nietlöcher bzw. Nieten, so daß auch nur ein Nietwerkzeug bzw. eine Nietmaschine benötigt wird.

[0013] Die Figuren 10 bis 12 veranschaulichen schließlich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gleichstrom-Kernes 29 bzw. -Ankers, welches im wesentlichen mit dem nach den Figuren 6 bis 8 übereinstimmt, jedoch sind hier die drei Schenkel 30, 31 und 32 wesentlich länger ausgeführt, wenn eine große Spule benötigt wird. Die Schrägflächen 33 und 37 sowie die Stirnfläche 34 und der Absatz 36 sind aber so wie zur Fig. 6 beschrieben ausgeführt. Dasgleiche gilt auch für die weitere Schrägfläche 35 des mittleren Schenkels 31. Zwischen den beiden Schrägfiächen 35 von Kern und Anker wird gemäß Fig. 11 wieder ein Luftspalt 38 gebildet.

[0014] Vorteilhafterweise sind die oben erläuterten Blechlamellen 15 in ihrer Gesamtkontur derart ausgestanzt, daß eine mechanische Nachbearbeitung, insbesondere auch an den einander gegenüberliegenden Flächen von Kern und Anker, entfällt.

[0015] Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kernes bzw. Ankers für einen Gleichstrom-Elektromagneten, wobei für die gleichen oder gleichwirkenden Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwendet worden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der mittlere Schenkel 3 zwei dreieckige oder wie gezeichnet trapezförmige Vorsprünge 45 und 46 auf, deren Länge so bemesen ist, daß die an den Vorsprüngen befindlichen äußeren Schrägflächen 40 und 41 zusammen die gleiche Größe besitzen wie die mittlere Schrägfläche 39. Die Schrägflächen 39, 40 und 41 verlaufen vorzugsweise unter einem Winkel von 20° zur Bewegungsrichtung des Ankers, also unter einem spitzen Winkel. Auf diese Weise erhält man eine sehr große wirksame Magnetfläche im Verhältnis zur Größe des Kernes bzw. des Ankers, was besonders bei räumlich kleinen Gleichstrom-Kleinschützen von Vorteil ist. Seitlich des Vorsprunges 45 ist ein kleiner Absatz 42 vorgesehen und trapezförmiger Ausbildung der Vorsprünge 45 und 46 sind an diesen ebene Stirnflächen 43 und 44 vorhanden. Dies Gesamtgestaltung des mittleren Schenkels 3 mit den vorbeschriebenen Flächen ist so getroffen, daß beim Zusammenfügen von Kern und Anker zwischen den betreffenden Flächen ein kleiner gleichmäßiger Luftspalt verbleibt. Durch die Konstruktion des mittleren Schenkels 3 wird erreicht, daß der Zug bzw. die Magnetkraft des Elektromagneten genau in der Mittelachse, d.h. in Bewegungsrichtung des Ankers verläuft. Damit erhält der Anker während seines Hubs eine gute zentrale Führung, womit die Reibung der beweglichen Teile, insbesondere des Ankers an den Wänden oder Führungen auf ein sehr geringes Maß herabgesetzt wird. Die beiden äußeren Schenkel 2 und 4 besitzen trapezförmige Vorsprünge 47 und 51 mit Stirnflächen 50 und Schrägflächen 48 und 63, wobei die letzteren wieder unter einem Winkel von vorzugsweise 20° zur Bewegungsrichtung des Ankers verlaufen. Seitlich der Vorsprünge 47 und 51 sind wie dargestellt Absätze 49 und 64 vorgesehen.

[0016] Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gleichstrom-Elektromagneten mit völlig gleichgestalteten Anker und Kern, wobei die mittleren Schenkel 3 im wesentlichen wie der mittlere Schenkel nach Fig.13 ausgebildet sind, so daß hier die gleichen Wirkungen und Vorteile, wie zuvor beschrieben wurde, eintreten. Der jeweilige Vorsprung 58 ist hier nahezu dreieckig und der seitliche Vorsprung 59 trapezförmig ausgebildet. Außerhalb des Vorsprunges 58 ist ein Absatz 60 und an dem Vorsprung 59 eine Stirnfläche 61 gebildet. Der zickzackförmige Luftspalt 42 ist in Fig. 14 der Deutlichkeit halber vergrößert gezeichnet bzw. Kern und Anker sind hier nicht in der Endstellung, sondern mit einem gewissen Abstand voneinander dargestellt.

[0017] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ist von besonderer Bedeutung, daß an dem Stirnende des einen äußeren Schenkels 2 eine trapezförmige Ausnehmung 52 mit symmetrisch zueinander verlaufenden Schrägflächen 65 und 66 und an dem Stirnende des anderen äußeren Schenkels 4 ein trapezförmiger angepaßter Vorsprung 55 vorgsehen sind. Die Schrägflächen 65 und 66 der Ausnehmung und die des jeweiligen Vorsprunges 55 verlaufen wiederum vorteilhafterweise unter einem spitzen Winkel von bevorzugt 20° zur Bewegungsrichtung des Ankers. Seitlich des Vorsprunges 55 sind Absätze 56 und 57 und seitlich der Ausnehmung 52 kleine Stirnflächen 53 und 54 angeformt. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die beschriebenen Schrägflächen an den äußeren Schenkeln 2 und 4 symmetrisch ausgebildet sind, kann bei großen wirksamen Magnetflächen auch im Bereich der seitlichen Schenkel keine Kraftkomponente quer zur Bewegungsrichtung des Ankers entstehen, so daß die zentrale Führung des Ankers noch weiterhin verbessert ist und die Reibung herabgesetzt ist.

[0018] Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Anker und Kerne mit je drei Schenkeln. Die Erfindung ist aber auch sinngemäß auf Elektromagnete anwendbar, deren Anker und Kerne jeweils zwei Schenkel aufweisen.

Ansprüche

1. Elektromagnet für elektrische Schaltgeräte, insbesondere Schütze mit einem Anker und einem Kern, die aus Blechlamellen bestehen und durch Nieten miteinander zu je einem Paket verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß Anker (14) und Kern(1; 28; 29) aus in der Form völlig gleichgestalteten Blechlamellen (15) zusammengesetzt sind.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, für Wechselstrom, wobei Anker und Kern je drei Schenkel aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden äußeren Schenkel (2, 4) je eine nach innen gerichtete Verbreiterung (17, 18) aufweisen, in deren Stirnseiten Nuten (19, 20) zur Aufnahme von Kurzschlußringen vorgesehen sind.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1, für Gleichstrom, wobei Anker und Kern je drei Schenkel aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem freien Ende des einen äußeren Schenkels (2; 30) eine Schrägfläche (22; 33; 48) vorgesehen ist, so daß eine schmale Stirnfläche (23; 34; 50) verbleibt, daß an dem freien Ende des anderen äußeren Schenkels (4; 32) eine Schrägfläche (24; 37; 63) und ein Absatz (25; 36; 64) vorgesehen sind, die mit der entsprechenden Schrägfläche (22; 33; 48) und Stirnfläche (23; 34; 50) des gegenüberliegenden Ankers oder Kernes zusammenpassen, und daß der mittlere Schenkel (3; 31) eine Schrägfläche (26; 35; 39) aufweist, so daß zwischen diesen Schrägflächen (26; 35; 39) von Anker und Kern ein Luftspalt (27; 38) verbleibt.

4. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage der Nietlöcher und Nieten (5, 6, 7, 8, 9) so gewählt ist, daß sie für alle Anker und Kerne von Wechselstrom- und Gleichstrom-Magneten gleich ist.

5. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechlamellen (15) in ihrer Gesamtkontur derart ausgestanzt sind, daß eine mechanische Nachbearbeitung entfällt.

6. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mittlere Schenkel (3) zwei dreieckige oder trapezförmige Vorsprünge (45, 46) aufweist, deren Länge so bemessen ist, daß die an den Vorsprüngen befindlichen äußeren Schrägflächen (40, 41) zusammen die gleiche Größe besitzen wie die mittlere Schrägfläche (39).

7. Elektromagnet nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Stirnende des einen äußeren Schenkels (2) eine trapezförmige Ausnehmung (52) mit symmetrisch zueinander verlaufenden Schrägflächen (65, 66) ond an dem Stirnende des anderen äußeren Schenkels (4) ein trapezförmiger, angepaßter Vorsprung (55) vorgesehen sind.

8. Elektromagnet nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu beiden Seiten der Ausnehmung (52) und des Vorsprunges (55) schmale Stirnflächen (53, 54) bzw. Absätze (56, 57) vorgesehen sind.

Zeichnung