DE3730975A1

DE3730975A1 - Magnetic spring and a method for adjustment

Info

Publication number: DE3730975A1
Application number: DE19873730975
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Solleder; Reinhard Dipl Ing Schmid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-09-15
Filing date: 1987-09-15
Publication date: 1989-03-23

Abstract

A magnetic spring consisting of permanent magnets which are clamped in such a way that they can move with respect to one another is adjusted by demagnetisation. During use in appliances where it is necessary to adjust the spring force, mechanical adjusting means and access openings are thus obviated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magentische Feder aus zu einander beweglich eingespannten Magneten. Federn mit zuge höriger Einstellvorrichtung zum Justieren werden in der Fein werktechnik sowie in der Elektrotechnik bei Schaltgeräten und Schutzschaltgeräten vielfältig eingesetzt.The invention relates to a magnetic spring mutually clamped magnets. Feathers with audible adjustment device for adjustment are in the fine plant technology as well as in electrical engineering for switchgear and Circuit breakers used in a variety of ways.

Bei elektrischen Schaltgeräten und Schutzschaltgeräten werden zu justierende Federn für viele Funktionen benötigt. So für Schaltschlösser, beispielsweise von Leitungsschutzschaltern, für Auslösesysteme, beispielsweise von Fehlerstromschutzschal tern. Eine einstellbare Federkraft ist auch als Energiespeicher für die Trennung von Kontaktsystemen erforderlich.With electrical switching devices and protective switching devices springs to be adjusted required for many functions. So for Switch locks, for example circuit breakers, for release systems, for example residual current protection scarf tern. An adjustable spring force is also used as an energy store required for the separation of contact systems.

In den geschilderten Funktionsgruppen werden die verschieden artigsten Bauformen von Federn eingesetzt, die durch mechani sche Einstellvorrichtungen in ihrer Federkraft justiert werden können. Da die Einstellvorrichtung derartiger Feder bis zum Justieren im Gerät, in dem sie eingesetzt sind, für Werkzeuge und Vorrichtungen zum Justieren zugänglich bleiben müssen, er gibt sich mitunter ein konstruktiver Aufbau der Geräte, der hinsichtlich der Gerätefunktion nicht der günstigste ist.They are different in the function groups described kindest designs of springs used by mechani cal adjusting devices are adjusted in their spring force can. Since the adjusting device of such a spring to Adjustment in the device in which they are used for tools and adjustment devices must remain accessible, he is sometimes a constructive structure of the devices, the is not the cheapest in terms of device function.

Mechanische Federn gehören zu den "biegeschlaffen Teilen" und weisen den Nachteil auf, daß sie in automatischen Fertigungsein richtungen als vibrierende und herumschwingende Teile schwer automatisch zu greifen sind. In Montageeinrichtungen, insbeson dere in Fördereinrichtungen, stellen Federn Wirrteile dar, die nur schwer automatisch zu handhaben sind.Mechanical springs belong to the "limp parts" and have the disadvantage that they are in automatic production directions as vibrating and swinging parts difficult are to be gripped automatically. In assembly facilities, in particular in conveyor systems, springs represent tangled parts that are difficult to handle automatically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feder zu ent wickeln, die in ihrer Federkraft justierbar ist, ohne die Mon tage und das Gerät, in dem sie eingesetzt werden soll, mit den Problemen der gängigen Federn zu belasten. The invention has for its object to ent a spring wrap that is adjustable in its spring force without the Mon days and the device in which it is to be used with the Problems with common springs.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht darin, daß eine Feder aus Permanentmagneten für den Einsatz in hinsichtlich der Federkraft justierungsbedürftigen Geräten keine mechanischen Justiermittel oder zur Feder führende Zugangsöffnungen für Justiermittel aufweist. Bei der Erfindung wird von der Erkennt nis ausgegangen, daß Permanentmagnete in ihrer magnetischen Feldstärke sehr genau dadurch eingestellt werden können, daß sie zunächst aufmagnetisiert und danach kontrolliert abmagnetisiert werden. So ist es bekannt (DE-A-22 45 151), bei einem einstell baren Relais nach Art eines Haltemagnetauslösers den Permanent magneten in seiner Feldstärke auf einen Sollwert zur Erzielung eines bestimmten Ansprechstromes einzustellen. Bei dieser Strom stärke wird das Magnetfeld des Permanentmagneten gerade durch ein elektrisch erzeugtes Magnetfeld kompensiert.The solution to the problem is that a Spring made of permanent magnets for use in terms of Devices that require adjustment are not mechanical Adjustment means or spring access openings for Has adjusting means. In the invention is recognized by the nis assumed that permanent magnets in their magnetic Field strength can be set very precisely in that they first magnetized and then demagnetized in a controlled manner will. So it is known (DE-A-22 45 151), with a setting releasable permanent magnet-type relays magnets in their field strength to a target value to achieve of a certain response current. At this current The magnetic field of the permanent magnet is strengthened by compensates for an electrically generated magnetic field.

Andererseits sind magnetische Federn im weitesten Sinne durch technische Großprojekte, wie dem der Magnetschwebebahn, bekannt.On the other hand, magnetic springs are in the broadest sense major technical projects, such as that of the magnetic levitation railway, are known.

Die magnetische Feder nach der Erfindung läßt sich dadurch ju stieren, daß zumindest einer ihrer Permanentmagnete auf einen erforderlichen Wert magnetisch eingestellt wird, insbesondere durch das Abmagnetisieren. Eine derartige magnetische Feder kommt also ohne mechanische Justiermittel aus und kann dennoch genau justiert werden. Dadurch ist es auch möglich, eine der artige Feder in einem Gerät zu montieren und die Feder und so mit die Funktionen des Gerätes nach Zusammenbau nachträglich zu justieren, ohne hierfür eigene Justieröffnungen oder konstruk tive Rücksichten zu erfordern. Außerdem können noch nicht magne tisierte "Permanentmagnete" montiert werden, so daß während der Montage nicht mit zu spannenden Federn zu arbeiten ist.The magnetic spring according to the invention can be ju bull that at least one of their permanent magnets on one required value is set magnetically, in particular by demagnetizing. Such a magnetic spring does not need any mechanical adjustment means and can still be adjusted precisely. This also makes it possible to use one of the to mount like spring in one device and the spring and so with the functions of the device after assembly adjust without the need for special adjustment openings or construct tive considerations. Besides, can not yet magne tized "permanent magnets" are mounted so that during the Assembly is not to work with springs that are too tensioned.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum Justieren der magnetischen Fe der besteht darin, daß die Permanentmagneten durch Aufmagneti sieren mit einem Impuls gleicher magnetischer Feldrichtung und nachträglichem Abmagnetisieren in einem Impuls aus einem Wechselmagnetfeld mit fallender Amplitude erfolgt, dessen Anfangsamplitude schwächer als die des Gleichmagnetfeldes ist. Ein derzeitig magnetisierter Magnet ist besonders beständig und läßt sich in seiner Feldstärke und Polarisierung besonders genau einstellen.An advantageous method for adjusting the magnetic Fe is that the permanent magnets by Aufmagneti sieren with a pulse of the same magnetic field direction and subsequent demagnetization in one pulse from one Alternating magnetic field with falling amplitude takes place Initial amplitude is weaker than that of the DC magnetic field. A magnet that is currently magnetized is particularly durable and can be special in its field strength and polarization adjust exactly.

Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schema tisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert wer den:The invention will now be based on roughly in the drawing scheme table illustrated embodiment who explained the:

In FIG 1 ist eine unbelastete magnetische Druckfeder, teilweise geschnitten, wiedergegeben.In Figure 1 , an unloaded magnetic compression spring, partially cut, is shown.

In FIG 2 ist eine belastete magnetische Zugfeder veranschau licht.In Figure 2 , a loaded magnetic tension spring is light.

Die magnetische Feder nach FIG 1, die als Druckfeder ausgebildet ist, besteht aus beweglich eingesapnnten Permanentmagneten 1 und 2, die quer zueinander so angeordnet sind, daß ihre Nordpole N und ihre Südpole S übereinander liegen. Die Permanentmagnete 1, 2 sind im Ausführungsbeispiel dadurch zueinander beweglich einge spannt, daß sie in einem Führungsrohr 3 mit den Federweg be grenzenden Anschlägen 4 angeordnet sind.The magnetic spring according to FIG 1 , which is designed as a compression spring, consists of movable permanent magnets 1 and 2 , which are arranged transversely to one another so that their north poles N and their south poles S lie one above the other. The permanent magnets 1, 2 are in the exemplary embodiment movably clamped to one another in that they are arranged in a guide tube 3 with the spring travel limit stops 4 .

Die Vorzugsrichtung der magnetischen Polarisierung der Dauerma gneten 1, 2 ist durch einen Doppelpfeil veranschaulicht. Einzel pfeile veranschaulichen die Kraftwirkung, die die Permanentmagne te aufeinander ausüben. Obwohl die magnetische Feder für Geräte bestimmt ist, die Federn mit justierbarer Federkraft erfordern, kommt diese Feder ohne mechanische Justiermittel aus. Die magne tische Feder kann auch nachträglich, also im eingebauten Zu stand, durch ein von außen angelegtes Magnetfeld eingestellt werden. Hierzu eignet sich beispielsweise ein Magnetfeld, des sen Feldstärke in Vorzugsrichtung der magnetischen Polarisierung der Dauermagneten ausgerichtet ist. Bereits aufmagnetisierte Magnete oder durch einen Impuls aufzumagnetisierende Magnete werden vorteilhafterweise nachträglich durch einen Impuls aus einem Wechselmagnetfeld mit fallender Amplitude abmagnetisiert. Es eignen sich jedoch grundsätzlich alle einschlägigen Verfah rensweisen, einen Permanentmagneten in seiner Feldstärke einzustellen, beispielweise auch magnetische Drehfelder, wie sie zum Einstellen bekannt sind (EP-B1-01 17 250). Um einen Permanentmagneten in seiner Feldstärke auf einen Sollwert einzu stellen, ist es auch bekannt, ihn anfangs maximal zu magnetisie ren und dann durch Annäherung an eine stromdurchflossene Ent magnetisierungsspule bis zur gewünschten Feldsträke abzumagne tisieren (DE-A-22 45 151).The preferred direction of magnetic polarization of permanent magnet 1 , 2 is illustrated by a double arrow. Single arrows illustrate the force that the permanent magnets exert on one another. Although the magnetic spring is intended for devices that require springs with adjustable spring force, this spring does not require any mechanical adjustment means. The magnetic spring can also be adjusted retrospectively, i.e. when installed, by means of an external magnetic field. A magnetic field is suitable for this purpose, the field strength of which is oriented in the preferred direction of the magnetic polarization of the permanent magnets. Magnets already magnetized or magnets to be magnetized by a pulse are advantageously subsequently demagnetized by a pulse from an alternating magnetic field with a falling amplitude. In principle, however, all relevant procedures are suitable for setting a permanent magnet in its field strength, for example also magnetic rotating fields as are known for setting (EP-B1-01 17 250). In order to set a permanent magnet in its field strength to a desired value, it is also known to magnetize it initially to a maximum and then to magnetize it by approaching a current-carrying demagnetizing coil to the desired field strength (DE-A-22 45 151).

Da es hiernach möglich ist, die magnetische Feder nach ihrer Montage in ihrer Federkraft zu justieren, kann man hierdurch zugleich das Gerät, in dem die Feder eingebaut ist, in seiner Funktion justieren, indem für erforderliche Gerätewerte die Permanentmagnete der magnetischen Feder in ihrer Feldstärke entsprechend eingestellt werden.Since it is possible hereafter, the magnetic spring according to your You can adjust assembly in their spring force at the same time the device in which the spring is installed in its Adjust the function by using the Permanent magnets of the magnetic spring in their field strength be set accordingly.

Die magnetische Feder läßt sich in Geräten mit bis zu drei justierbaren Federsystemen einsetzen, wenn die Vorzugsrichtun gen der magnetischen Polarisierung der Permanentmagnete von Feder zu Feder zueinander senkrecht stehen. Zum Justieren ei gnet sich dann besonders ein Verfahren nach Patentanspruch 2.The magnetic spring can be used in devices with up to three adjustable spring systems if the preferred direction against the magnetic polarization of the permanent magnets of Stand spring to spring perpendicular to each other. To adjust egg A method according to claim 2 is particularly suitable.

In FIG 2 ist eine als Zugfeder ausgebildete magentische Feder mit den Permanentmagneten 1, 2 dargestellt, die unter Belastung durch Zugkräfte 5 stehen. Die Permanentmagnete sind im Ausfüh rungsbeispiel wieder in einem Führungsrohr 3 mit Anschlägen 4 beweglich eingespannt. Die Anschläge 4 zwischen den Permanent magneten können auch lediglich als Dämpfungsring ausgeführt sein, um zu vermeiden, daß die entlastete Zugfeder prellt. Durch eine mechanische Dämpfung vermeidet man auch, daß unter Er schütterung der Permanentmagnete diese an Feldstärke und somit die Feder an Federkraft verlieren könnte.FIG. 2 shows a magnetic spring designed as a tension spring with the permanent magnets 1 , 2 , which are under load due to tensile forces 5 . The permanent magnets are in the exemplary embodiment again clamped movably in a guide tube 3 with stops 4 . The stops 4 between the permanent magnets can also be designed only as a damping ring to avoid that the relieved tension spring bounces. A mechanical damping also avoids that shaking the permanent magnets, he could lose the field strength and thus the spring spring force.

Claims

1. Magnetic spring made of mutually movably clamped magnets, characterized in that a spring made of permanent magnets ( 1 , 2 ) for use in devices requiring adjustment with regard to the spring force has no mechanical adjustment means or spring-leading access openings for adjustment means.

2. Procedure for adjusting a magnetic spring according to An saying 1, characterized in that the permanent magnets by magnetizing them with a pulse same magnetic field direction and subsequent magnification in a pulse falling from an alternating magnetic field Amplitude occurs, whose initial amplitude is weaker than that of the same magnetic field.

3. Use of a magnetic spring according to claim 1 in Gerä with up to three adjustable springs, the preferred direction the magnetic polarization of the permanent magnets of Stand spring to spring perpendicular to each other.