CN1020057C - 永久磁铁由罩壳固定的电磁铁 - Google Patents

Abstract

可动磁芯12的极片14a在外极片61和内极片16之间的空气隙25a中移动，该磁芯12的极枢14b在外极片61的30b部分和与外极片61相接触的磁性凸出部36之间的空气隙25b中移动。永久磁铁17置于内极片16和外极片61之间，磁铁17、内极片16和凸出部36安装在一个塑料罩壳60内，罩壳60由卡爪78、80紧扣在外极片61上。三个横向部件75、76、77使罩壳的两个纵向壁彼此连接，适当地隔开不同的磁性元件，磁铁17的吸力阻止极片16、61离开它。

Description

本发明涉及一种极化电磁铁，特别是涉及用于固定永久极化电磁铁和种种与其机械连接的部件的装置。

从FR-A-2    358006可知，有一种极化电磁铁，其中，一个永久磁铁放入距线圈（绕组）相对较近的内极片和距该线圈（绕组）相对较远的外极片之间，一个在线圈（绕组）中可轴向移动的磁芯，磁芯每一端带有极枢，其中至少一个放入分别属于内、外极片的两个极面之间的空气隙中。

按照提供双稳或单稳电磁铁的要求，另一极枢伸入内、外极片之间的另一空气隙，或者相反，仅靠近两极片之一的一个或两个极面，而远离另一极片。

FR-A-2    358006仅涉及基本上能够产生一定功能的磁路，USP4644311揭示了这种结构的一个例子，其中，永久磁铁通过例如胶粘连接到内极片和外极片，然后，所得到的组件由销子定位在两个半壳体合成的壳体中，绕有线圈的骨架也是类似地位于壳体中。但是，实际制作这些磁路还存在许多问题。胶粘连接是不容易精确的，而且引入了附加的空气隙。铆钉方式的机械安装系统要实现精度是花费较大的，并影响到磁通量。

本发明的目的在于，提出简单、有效、精确的装置，在安装所述类型的电磁铁中永久磁铁和两个极片时，易于安装，而且对磁场无有害影响。

本发明提出的电磁铁包括，一个感应线圈（绕组），可彼此相对移动的第一和第二磁性部件，第一部件包括一个周围绕有上述线圈的磁芯，第二部件包括一个距该线圈相对较近的内极片，一个距该 线圈相对较远的外极片，在内外极片之间放有一个永久磁铁，磁芯至少在线圈的一侧带有一个极枢，位于使内、外极片彼此分开的空气隙中。

按照本发明，该电磁铁的特征在于一个扣在外极片上的非磁性罩壳，罩壳中并且有用于永久磁铁和内极片的各个凹槽，这些凹槽由相对于永久磁铁磁轴横向移动的定位和夹持装置所形成。

咯嗒一声就可扣住的这一安装方法确保毫无困难地精确定位，罩壳可以精确地相对于外极片定位，然后可以使内极片精确定位。

罩壳使极片和永久磁铁彼此相对于永久磁铁磁轴的横向位移定位和夹持，按照本发明，磁的方向的移动通过永久磁铁施加在每一极片上的吸力而有效地加以抵销。

在本发明的一个最佳实施例中，相对于内极片离开空气隙的一侧，罩壳具有用于容纳一个磁性凸出部的凹槽，该凸出部与外极片成磁性接触，并与外极片的横向区域一起形成了一个空气隙，其中，外极片和磁芯的第二极枢之间可以作相对移动，即在第二极枢紧靠外极片的位置和第二极枢与上述凸出部相邻的位置之间作相对移动。

这样就成了一种单稳电磁铁，事实上，在可动部件的两个位置中，第二极枢磁性地连接至外极片。永久磁铁趋向于使可动部件保持在永久磁铁的磁路闭合的位置上，即第一极枢与内极片相接触的位置上，磁路然后经过磁芯、第一极枢、内极片、永久磁铁、外极片以及第二极枢。

在该实施例中，罩壳使上述凸出部紧挨外极片的良好的位置上，这就允许用简单的初级材料例如金属板来制造彼此分开的外极片和上述凸出部。相反，FR-A-2    358006建议把外极片和凸出部做成一个单一的部件，或者把它们装配在一起，构成一个单一的部件，从制造的角度看，这是比较复杂的。

本发明的其它特点和优点将下面的描述而变得更为明显。

在下列以非限制性例子的方式给出的附图中：

图1是按照本发明的电磁铁的一半的视图;

图2是外极片的透视图;

图3是两罩壳之一放大了的透视图;

图4是固定磁性部件的轴向横截面图;

图5是图1中v-v'线上的横截面图;

图6是内极片的立体图。

在所述的例子中，电磁铁包括一个线圈11（绕组11），绕在具有两个端部凸缘11a和11b的骨架11c上。

第一磁性部件，即活动部件，包括一个磁芯12，它在线圈内沿\轴向滑动，磁芯12在线圈凸缘11a以外具有第一极枢14a，在线圈凸缘11b以外具有第二极枢14b。

该电磁铁还包括第二磁性部件，即固定部件，它包括成矩形框架外极片61，它的两个相对面30a和30b具有中心孔62a和62b，其中可滑动地套着磁芯12的端部12a和12b，超出极枢14a和14b之外。外极片61由以90°弯折四次的磁性金属板条制成，这样，其两端可在vv'轴所经过的平面88上互相接触。30a这一部分是由30'a和30″a两半面构成的。30a和30b都垂直于轴vv'，其余两部分29平行于轴vv'，也平行于通过轴vv'的电磁铁对称平面。

外极片61的每一部分29朝vv'的一面与极面之一相邻，例如，与对应的永久磁铁17的南极面相邻，每一磁铁17朝向轴vv'的另一极面与对应的内极片16相邻。

外极片每一部分29朝着轴vv'的一面同时与磁性材料制成的极\凸出部36成磁性接触，凸出部36在磁铁17和外极片61的30b部分之间伸向轴vv'。每一极凸出部36都呈平行六面体形状，平行于30b的平面，在30b和朝着30b的极凸出部36的表面36a之间的 自由间隙等于在30a和端面27a之间，每一内极片16对于30a的距离。每一凸出部36与磁铁17和相邻的内极片16相离开。

磁芯12的极枢14a安装在两个空气隙25a中，每一空气隙25a在极片16之一的端面27a和外极片61的30a部分之间形成。磁芯12的另一极枢14b置于凸出部36之一的表面36a和外极片61的30b部分所形成的空隙内。而且，极枢14a和14b之间的间隔安排成当极枢14a与30a部分相接触时，极枢14b与凸出部36相接触，当极枢14a与内极片16的表面27a相接触时，极枢14b与外极片61的30b相接触。

这样，当线圈通电时，电流流动方向和线圈的绕向使磁芯12趋向第一位置，前面已经说过，该位置（图1中的位置）形成一个闭合或基本闭合的磁路，经过磁芯12、极枢14a、外极片61、凸出部36和极枢14b。该磁路不通过永久磁铁17。由此，当线圈11上的电流中断时，磁铁17使活动部件回转到第二位置，此时第一极枢14a与内极片16相接触，而第二极枢14b与外极片61的30b部分相接触，这样，磁路经永久磁铁17闭合，与内极片类似，这些永久磁铁17的磁性是彼此平行地安装的。

按照本发明，为了确保固定磁性部件的机械结合力，对每一个包括外极片61的30a或30b，磁铁17，内极片16及其凸出部36的装置，都提供一个罩壳60。

每一罩壳60包括两个纵向壁73、74。壁73、74平行于轴vv'而垂直于29的平面，壁73、74之间的自由间隙等于外极片61的29部分的宽度P（图5）。在工作时，壁73、74在29部分的两对面，壁73、74的外缘与29部分的外表面平齐。两侧与壁73、74相连的三个横向部件75、76、77的共平面85、86、87与29部分内表面侧相邻。

两头的两个横向部件75、77分别带有卡爪（钩子）78和80，分别同极片61上的凹槽配合，以把罩壳60扣在29部分内表面如前 所述的位置上。

横向部件75所带的卡爪78是对着壁30a的定位凸块，上述凸块基本与vv'轴横向且无间隙地接合在位于极片61中29部分和30a之间边缘两端的凹槽63内，在离开表面85的一侧，凸块78具有一肩部79，紧靠在30a部分的内表面，以精确地确定罩壳在vv'方向上相对于外极片的位置。

每一卡爪80与载着卡爪80的横向部件77形成一U形结构，U形的开口朝向30a部分，每一卡爪80适于接合在29部分边缘的一个凹槽64内，这样，每一卡爪80的端部扣在29部分的外表面上，而U形结构的中央区域81以其外表面弹性地扣住凹槽64相应的边缘，这样，将罩壳弹性地压紧，使其肩部79扣住（紧压在）30a上。

横向部件75和76之间形成了一个尺寸同永久磁铁17相匹配的凹槽。

而且，中间的横向部件76通过一伸展至每一纵向壁73或74的内边缘的翼（边）76a向vv'轴延伸。内极片16置于该翼（边）76a和两个彼此相对的凸缘82、83之间，凸缘82、83在纵向壁73、74上其对应的内连缘和横向部件75之间。翼（边）76a和凸缘82、83之间的自由空间等于极片16的相应尺寸，但极片16有一突出部27（见图4和图6）朝向部件30a，并接合在凸缘82、83之间，这样，上面提到的外表面27a与凸缘82、83的外表面平齐。

为了更有效地使极片16定位，后者在其纵向边缘上包括两个对置的耳部91、92（图6），安装在横向壁74、73内缘相应的凹槽84、186（图3）内，有了这些横向定位机械，凸缘82、83可省去，内极片16可以其全部宽度延伸至侧壁73和74相应的连缘71的平面。

29部分、磁铁17和内极片16的宽度都与壁73、74之间的自由距离相等，它们简单地迭在这些壁之间，壁73和74以及横向部件75和76并不使29部分、磁铁17和极片16彼此相对定位，只是相 对于垂直于磁铁17磁轴的位移定位，亦即，平行于电磁铁的对称平面。因此，磁铁17依靠其吸力阻止极片29和16离开磁铁17。壁73和74的高度安排得使其内纵向边缘与极片16工作时极片16的内表面平齐。

而且，罩壳在横向部件76和横向部件77之间有一个在工作时容纳凸出部36的凹槽72，凹槽72中容纳突出部36，它只是一个用能磁化的材料构成的平行六面体。凸出部36对轴vv'提供在工作时处于翼76a内边缘的延长线和极片16内表面的延长线上的一个面。为了把凸出部36保持在其朝着29部分的一面紧贴着后者的位置上，每一纵向壁73和74沿其内缘带有一个紧扣住突出部36的紧扣件286。横向部件76及其翼76a形成一个分隔壁，分隔壁的一面是凸出部36，另一面是磁铁17和内极片16。

为了减小尺寸，罩壳60固定着凸出部36，使其空气隙面36a基\本上处于凸缘11b（图1）的平面BB'（图4）上，罩壳60也固定着内极片16，使其空气隙面27a基本上处于另一凸缘11a（图1）的平面AA'（图4）上。这样，电磁铁中仅剩的空着的空间就是为极枢14a和14b移动所必需的那些空间。

罩壳60最好由单块成型的塑料材料制成，可是，也可以设想制作至少其一部分是非磁性金属的罩壳，特别是用非磁性金属板制成。

当然，本发明并不限于上面所描述的实施例。

本发明特别适用于不具有如36那种凸出部的电磁铁，以及其内极片16具有两个相对的空气面、一个象27a那样面对部件30a而另一个面对部件30b的那种电磁铁。在这种情形下一罩壳可具有同样的右侧部件（如图中所示）和相对于垂直于vv'的平面与右侧部件成对称的左侧部件，但卡爪装置仍保留在图1至6的例子中所述的结构中。

如果磁铁17的吸力不足以确保平行于磁铁磁轴的移动的结合力，诸如286之类紧扣突起件可沿壁73、74的内边缘延伸，以夹持住内极片16。

Claims (10)

1、一种电磁铁，包括感应线圈和可彼此相对移动的第一和第二磁性部件，第一磁性部件包括一个由该线圈围绕住的磁芯，第二磁性部件包括一个距线圈较近的内极片，一个距线圈较远的外极片，一个置于内外极片之间的永久磁铁，磁芯至少在线圈一侧上有一个极枢，该极枢置于在内外极片之间所形成的空气隙中，本发明的特征在于，一个非磁性罩壳紧扣在外极片上，并包括用于永久磁铁和内极片的凹槽，这些凹槽由用于相对于永久磁铁磁轴的横向位移定位和夹持的装置形成，所述用于定位和夹持的装置包括两个纵向壁，其间安放着极片和永久磁铁，每一纵向壁有一凹槽，其中安有内极片的耳部。

2、按照权利要求1的电磁铁，其特征在于，罩壳作为紧扣装置包括安装在外极片的凹槽中的卡爪。

3、按照权利要求1或2的电磁铁，其特征在于，罩壳包括两个横向部件，置于永久磁铁相对两侧的极片之间，并使永久磁铁固定。

4、按照权利要求1或2的电磁铁，其特征在于，对于平行于永久磁铁磁轴的位移，极片和永久磁铁都由于永久磁铁的吸力而固定不动。

5、按照权利要求1或2的电磁铁，其特征在于，在空气隙一侧，罩壳具有两个相向伸出的凸缘，使内极片相对于空气隙变窄方向的位移定位。

6、按照权利要求1或2的电磁铁，其特征在于，在内极片离开空气隙的一侧，罩壳限定了一个用于磁性凸出部的凹槽，该凸出部与外极片成磁性接触，并与外极片的横向区域限定一个空气隙，磁芯的第二极枢和外极片可在此相对移动，即在第二极枢紧靠外极片的位置和第二极枢邻接所述凸出部的位置之间移动。

7、按照权利要求6的电磁铁，其特征在于，罩壳包括一个置于所述凸出部与磁铁和内极片之间的分隔壁。

8、按照权利要求6的电磁铁，其特征在于，罩壳包括使所述凸出部与外极片保持紧密接触的紧扣装置。

9、按照权利要求6的电磁铁，其中，感应线圈包括在两个线圈端部凸缘之间绕成的线圈匝，其特征在于，罩壳固定着上述凸出部，使其空气隙面基本上处于线圈端部凸缘之一所在的平面内，罩壳还固定着内极片，使其空气隙基本上处于另一线圈端部凸缘所在的平面内。

10、按照权利要求1或2的电磁铁，其特征在于，罩壳由塑料材料制成。

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