用於斷路設備的磁性驅動系統的製作方法

2023-06-13 08:46:51

專利名稱：用於斷路設備的磁性驅動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在權利要求1的前序中所述類型的用於斷路設備的磁性驅動系統。
背景技術：
這種雙極的驅動系統，例如從DE19709089A1中已經公知。此處電樞由一種實心的鐵磁性材料組成，所述電樞因而可以比由分層的矽鋼片疊加而成的電樞製造成本更廉價並且常常還具有更持久的穩固性。實心的電樞本身在此具有缺點，即，與由分層的矽鋼片疊加而成的電樞相比，會出現更多的渦流損耗以及存在更強的剩磁，這給在轉接時開關觸點的脫開增加了困難。為了減小渦流損耗，電樞被開設了狹長的空槽，所述空槽由狹長的縫隙組成並且沿電樞的移動方向，以及因此沿磁力線的方向延伸。開設在電樞窄面上的縫隙，此時分別在電樞橫截面寬度的三分之一以及在電樞總長度上削弱了長方體狀的電樞。從電樞的寬面開設多個與之並列的平行的縫隙，所述縫隙當然不是沿電樞的總長延伸，而是在相對於電樞端面具有某個間距處終止。總之，電樞的機械穩固性由於所述縫隙而受到重大的損害。因此規定，在開設了縫隙之後，通過對電樞本身填充絕緣材料，再次提高其穩固性。正因為這些縫隙出於技術上的考慮而應該儘可能狹窄，所以縫隙的填充在技術上也是相當困難的並且顯著地提高了電樞的製造費用。 為了防止電樞更強的剩磁，電樞接觸面和磁軛疊片之間的過渡處，應該可以根據需要適配。接觸面的減少，雖然促使在較短的開關動作時間中動作參數特性的改善，但是必須換來電樞吸附力減小的缺點。但是因為電樞的吸附力太小，將對磁性驅動系統的運行安全產生不利影響，所以公知的驅動系統不能滿足許多使用場合的設計要求。

發明內容
因此本發明所要解決的技術問題是，對在權利要求1前序中所述類型的磁性驅動系統進行如下的進一步的改進，使得電樞的穩固性，不會因為其為了減小渦流損耗而作的結構設計而過度地削弱。 該技術問題通過權利要求1的特徵得以解決。
本發明有利的擴展設計是附屬權利要求的內容。 按照本發明的用於斷路設備的磁性驅動系統包含磁軛，由磁性材料組成的實心電樞，在所述磁軛中的兩個相對置的終端位置之間直線地移動，所述磁性驅動系統還包含至少一個用於產生磁軛中磁通量的永磁鐵和至少一個線圈，通過所述線圈，電樞可在其終端位置之間來回移動，其中為了避免渦流損耗，電樞被開設了狹長的槽，並且電樞中的槽沿其圓周是環形閉合的。 通過在電樞中布設環形閉合的槽(空槽)，簡便地實現了電樞的穩固性幾乎不受損害。因此可以取消對槽進行技術上費事的填充。 開設到電樞中的槽，優選由具有相對較小空心截面的孔組成。這些孔不必絕對是圓形的，也可以具有例如橢圓形的橫截面。但是應該將所述空心截面儘可能地構建成，使得 在與空心截面鄰接的圓周壁上，不存在尖銳的稜角。 在事後開設到電樞塊中的孔上，如果孔是圓形的，是有利的，因為隨即可以廉價地 以螺旋鑽進行製造。 從技術功效以及還有製造工藝來看，如果電樞中的孔是直的通孔，是有利的。作為
替代方式，可以將孔設計成從兩個側面鑽出的盲孔。 如果具有較小間距的多個電樞槽排列成一個或者多個孔列，則可以近似地實現縫 隙在減少渦流損耗方面的技術功效。多個孔列此時可以相宜地相互平行地分別沿直線定向。
如果電樞塊的被電樞導杆貫穿的端面，通過至少一個或者多個孔列，尤其兩個，三 個或者四個平行的通孔列連接，所述通孔平行於電樞的寬面且在電樞導杆孔附近延伸，則 尤其有效。在這些孔列的中心，可以設計至少一個或者多個其它的孔列，尤其兩個，三個或 者四個孔列，它們沿電樞的縱向中心平面，在其窄面之間延伸。 如果電樞塊的寬面，也通過多個儘可能由通孔組成的列被打上一排孔，則實現技 術上的進一步改進。此時，除了電樞導杆的橫向平面外，可以布設兩個包含孔列的孔陣。如 果兩個電樞導杆被固定在電樞的相對置的盲孔中，則剩餘在盲孔之間的具有實心材料的電 樞部分，還可以額外地被用於居中地布設一個通孔。 在所有三個空間方向被孔貫穿的電樞塊，除了減小渦流損耗外，還已被安排用於 明顯地降低剩磁傾向。如果與電樞的止擋面配合作用的對應面，也被打上分別一個或者分 別多個孔列的？L則進一步加劇了剩磁的減少。 總之，磁性系統相對於以縫隙作為空槽的公知系統具有下列優點，S卩，在所有三個 軸向阻止以及因而減小了渦流的形成。運行安全性在此幾乎未被削減，因為在總感應相同 時，吸附力只有些許的減小，並且同時磁路的剩餘磁感應也降低了。後者的功效主要基於， 電樞中的磁感應僅僅被局部地實現增加到飽和區域，以及局部的磁導率因此被降低。由於 電樞中眾多的空槽，電樞的質量因此變小，從而產生總體而言更少的剩磁，兼具電樞或者整 個磁性系統動態性能的改進。 本發明其餘相宜的擴展設計和優點，可以由下面藉助附圖對實施例的說明中得 出，其中相同的構件設有相同的附圖標記。


圖1示出磁性驅動系統的支承結構的立體斜視圖， 圖2示出支承結構的電樞的單獨的從左側觀察的立體斜視圖， 圖3示出支承結構的電樞的單獨的從右側觀察的立體斜視圖， 圖4示出單獨的電樞塊的窄面的正視圖， 圖5示出單獨的電樞塊的寬面的正視圖， 圖6示出按照圖5中的VI-VI剖切線剖開示出的電樞塊的剖面圖，以及 圖7示出單獨的電樞塊的端面的正視圖。
具體實施例方式
在圖1中可以看到未以總圖示出的用於操縱斷路設備的永磁性驅動系統的支承結構1。所述結構1包含長方體狀的框架，所述框架在中間填裝兩個支承板4和5的情況下 由兩個磁軛2和3組合而成。兩個所述磁軛2和3構造成鏡像對稱的，並且在兩端分別具 有成90°彎折的磁軛腿，兩個磁軛2和3在基本形狀上因而被構造為約呈U形。磁軛2和 3的彼此相對定向的磁軛腿的平面端面，上部平面地緊貼在所面對的支承板4的側面上，以 及下部緊貼所面對的支承板5的側面上，其中對應的磁軛腿通過支承板4或者5互相連接。 在磁軛腿之間的中間區域，從磁軛2和3分別伸出一個向外突出的凸極，在這種情況下相對 置的凸極，與磁軛腿相同地彼此相對定向。板狀的永磁鐵6或7，被固定在凸極的彼此間隔 距離地相對置的端部上。 在平面平行的永磁鐵6和7之間，與兩者具有很小間距的長方體狀的電樞8，位於 磁軛框架中，所述電樞8在圖示的位置中，被安放在支承板5旁。電樞8還包含兩個電樞導 杆9，所述電樞導杆9居中地突出於電樞塊的頂面或底面，並且被布設得在幾何形狀上互相 同軸。電樞導杆9以少量的圓週遊隙穿過與它們對應配設的支承板4或5上的支承孔10， 並且以端部區段從其支承板4或5的支承孔10中突出，從而使電樞8能夠藉助於導杆9垂 直地直線地移動。在組裝磁軛框架時，還給凸極和磁軛腿配備了兩個線圈，通過所述線圈的 磁場，電樞8在相應的極向上在克服了與支承板5的吸附力後，被移動到其上終端位置，在 所述上終端位置，電樞8的移動被止擋體限制在支承板4的底面上。在磁場的極向轉換之 後，電樞8在克服了吸附力後，通過磁力被再次向下按壓到支承板5上的圖示終端位置並且 被保持在支承位置上。這種磁性驅動設備的作用原理是眾所周知的，所以在此不再贅述。
磁軛2和3在此由大量薄的磁軛疊片組成，所述磁軛疊片被疊加成圖示的厚的磁 軛疊片組。電樞8以及支承板4和5，與之相反地由公知類型的鐵磁性材料塊組成，尤其由 相應的鐵合金組成。 為了減小電樞8以及支承板4和5的渦流損耗和剩磁，在實心的電樞塊8中集成 了大量的槽(空槽)11， 12和13，所述槽在此具有相一致的介於2mm至3mm之間的直徑，所 有的槽都被設計成通孔並且只在其長度上是不同的，因為它們沿不同的方向貫穿電樞塊8。 作為備選方案，也可以將槽11， 12和13設計成從兩個側面鑽出的盲孔。
正如結合圖2和圖3可清楚地看出的那樣，槽11從電樞8的上端面出發，平行於 電樞導杆9的縱向中心軸地延伸，因而垂直於平面端面地一直通往相對置的端面。在此存 在兩個分別包含六個槽11的列，其中所述槽11在兩個列中的每一個中，分別相對於相鄰的 槽11具有約4mm的間距。所述列平行於端面的長的側稜邊地延伸，並且在相對置的側面 上，居中地安置布設在端面上的包含內螺紋的盲孔14，電樞導杆9被旋入所述內螺孔中。槽 12垂直於所述槽11地布置，所述槽12從電樞8的窄面出發且通往電樞8的相對置的窄面。 總共五條槽12構成一個居中地布設在電樞8窄面的長的側稜邊之間的直線行，正如結合圖 4可明顯看到的那樣。所述槽12因而也是在包含槽11的兩行之間的中心延伸，並且還穿 過電樞導杆9的安裝面。如果不想減弱盲孔14的孔壁，作為備選方案，也可以因此將槽12 設計成盲孔並且在距離盲孔14之前的的某個距離處終止。這種被當作槽12的盲孔，應該 儘可能以相對於盲孔14相同的間距，如與電樞8端面上的空槽11的側向間距一樣地終止。 在按照圖7的正視圖上可以清楚地看出該間距。在這種情況下，槽12必須從相互對置的端 面上鑽出，這將導致在製造電樞8時相應的更多的花費。 同樣垂直於空槽11並且以明顯更多的數量開設槽13，所述槽13全部垂直於電樞8的縱向中心平面地延伸。其中槽13從電樞8的寬面出發且通往與之對置的寬面。寬面上 的孔組在此包含兩個矩形的孔陣，它們由三個平行的分別包含六個空槽13的行組成，其中 所述空槽13在行中以及在側向，彼此具有相一致的間距。所述孔陣位於電樞8中心區域的 兩側，電樞導杆9被布設在所述電樞8的中心區域中。 在由空槽13組成的兩個孔陣之間，附加地居中布設一個單獨的槽13'，所述槽13' 同樣構成連接寬面的通孔。如從按照圖5的正視圖並結合按照圖6的剖視圖可看出的那樣， 空槽13'此時穿過兩個盲孔14端部之間剩餘的電樞塊的實心材料部分。因此電樞8的穩 固性，沒有因為槽13'而受到重大的損害。 除了電樞8中的槽外，在支承板4和5中也存在著相對於槽11軸向平行地延伸的 槽15。具有兩個分別包含六個槽15的槽(空槽)列，它們優選被布設得與電樞8中的槽
11完全-一致。附圖標記清單
1結構2磁軛3磁軛4支承板5支承板6永磁鐵7永磁鐵8電樞9電樞導杆10支承孔11電樞的槽(空槽)12電樞的槽(空槽)13電樞的槽(空槽)13，電樞的槽(空槽)14盲孔15支承板的槽(空槽
權利要求
一種用於斷路設備的磁性驅動系統，其具有磁軛(2，3)，由磁性材料組成的實心的電樞(8)，在所述磁軛(2，3)中在兩個相對的終端位置之間直線地移動，所述磁性驅動系統還具有至少一個用於產生磁軛(2，3)中磁通量的永磁鐵(6，7)以及至少一個線圈，電樞(8)通過所述線圈可在其終端位置之間來回移動，其中電樞(8)為了避免渦流損耗被開設了狹長的槽(11，12，13，13』)，其特徵在於，所述電樞(8)中的槽(11，12，13，13』)沿其圓周是環形閉合的。
2. 按照權利要求l所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述電樞(8)的槽(11， 12， 13， 13')由孔組成。
3. 按照權利要求2所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述電樞(8)的槽(11， 12， 13， 13')是通孔或盲孔。
4. 按照權利要求1所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述驅動系統的多個環形閉合 的槽(11， 12， 13， 13')排列成孔列。
5. 按照權利要求4所述的磁性驅動系統，其特徵在於，由多個槽(11， 12， 13， 15)構成的 孔列互相平行地延伸。
6. 按照權利要求5所述的磁性驅動系統，其特徵在於，被電樞導杆(9)貫穿的長方體狀 電樞(8)的端面，設有至少一個由槽(11)組成的孔列。
7. 按照權利要求2所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述電樞(8)被垂直於其移動方 向的槽陣列貫穿。
8.按照權利要求7所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述槽陣列具有至少一列沿電樞 (8)的窄面居中地延伸的槽(12)。
9. 按照權利要求7所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述槽陣列包括兩個側向地相 互間隔距離地布設在電樞(8)寬面上的孔陣，所述孔陣分別通過由多個槽(13)構成的孔列 組合而成。
10. 按照權利要求7所述的磁性驅動系統，其特徵在於，所述電樞(8)的寬面，通過中 間的槽(13')居中地互相連接，所述槽(13')在電樞(8)的用於容納電樞導杆(9)的盲孔 (14)之間的實心材料中延伸。
11. 按照權利要求l所述的磁性驅動系統，其特徵在於，與電樞(8)的止擋面配合作用 的磁軛框中的對應面，具有至少一個以槽(15)組成的孔列。
全文摘要
本發明涉及一種用於斷路設備的磁性驅動系統，其具有磁軛(2，3)，由磁性材料組成的實心的電樞(8)，在所述磁軛(2，3)中的兩個相對置的終端位置之間直線地移動，所述磁性驅動系統還具有至少一個用於產生磁軛(2，3)中磁通量的永磁鐵(6，7)以及至少一個線圈，電樞(8)通過所述線圈可在其終端位置之間來回移動，其中電樞(8)為了避免渦流損耗被開設了狹長的空槽(11，12，13)。為了確保電樞(8)的堅固性沒有因為開設槽(11，12，13，13』)而過度減小，而規定，電樞(8)中的槽(11，12，13，13』)被設計成沿其圓周是閉合的。
文檔編號H01H51/22GK101772820SQ200880101812
公開日2010年7月7日 申請日期2008年6月2日 優先權日2007年6月15日
發明者拉爾夫-雷納·沃爾克瑪 申請人:西門子公司