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Die
Erfindung betrifft eine Magnetvorrichtung, insbesondere zum Entriegeln
von Sicherheitsanhängern
an diebstahlgesicherten Waren, mit einer zentralen Magneteinheit
und einer die zentrale Magneteinheit umgebenden radialen Magneteinheit,
wobei die zentrale Magneteinheit ein Magnetfeld entlang einer Achse
erzeugt und wobei die radiale Magneteinheit ein im Wesentlichen
senkrecht zu dem axialen Magnetfeld ausgerichtetes radiales Magnetfeld erzeugt.
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Magnetvorrichtungen
der eingangs genannten Art dienen insbesondere zum Entriegeln von
Sicherheitsanhängern
an diebstahlgesicherten Waren, z. B. hochwertigen Kleidungsstücken, in
Kaufhäusern.
Derartige Sicherheitsanhänger
umfassen in der Regel einen passiven Transponder (RFID), welcher die
von einem am Ausgang des Kaufhauses platzierten Sender ausgesandten
RF-Signale empfängt
und mit einer auf dem Transponderchip gespeicherten Modulationssequenz
moduliert an den Sender zurücksendet.
Dieser kann den Sicherheitsanhänger anhand
der Modulation identifizieren und ein optisches und akustisches
Alarmsignal für
den Fall ausgeben, dass die mit dem Sicherheitsanhänger gesicherte
Ware unerlaubt aus den Verkaufsräumen
entwendet wird.
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Der
Aufbau eines solchen Sicherheitsanhängers und seinem Zusammenwirken
mit einer Magnetvorrichtung der eingangs genannten Art ist in der
US 6,084,498 A im
Detail beschrieben. Für
einen solchen Sicherheitsanhänger
mit gegebener Form, Größe und magnetischen
Eigenschaften des in ihm enthaltenen magnetisierbaren Kerns, welcher
einen externen Verriegelungsstift aufnimmt und durch die Magnetvorrichtung
entriegelbar ist, hängt
die magnetische Entriegelungskraft F ausschließlich von der Stärke und
dem Gradienten des externen Magnetfelds der Magnetvorrichtung am
Ort des Sicherheitsanhängers
ab. Diese Abhängigkeit
lässt sich
formal wie folgt darstellen:
F = f(χ,κForm,V)·B·∇B -
Hierbei
bezeichnet χ die
magnetische Suszeptibilität
des Materials des magnetisierbaren Kerns des Sicherheitsanhängers, κForm einen
geometrischen Formfaktor und V das Volumen des magnetisierbaren
Kerns. Um eine möglichst
hohe magnetische Entriegelungskraft F zu erzeugen, muss daher sowohl
die Stärke
des Magnetfeldes als auch dessen Gradient am Ort des Sicherheitsanhängers maximiert
werden.
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Die
in der
US 6,084,498
A beschriebene Magnetvorrichtung zum Entriegeln von Sicherheitsanhängern umfasst
eine quaderförmige
zentrale Magneteinheit, welche ein axiales Magnetfeld erzeugt, sowie
vier ebenfalls als Quader geformte radiale Magneteinheiten, welche
an den vier Seitenflächen
der zentralen Magneteinheit anliegen und ein senkrecht zu dem axialen
Magnetfeld ausgerichtetes radiales Magnetfeld erzeugen. Auf den
radialen Magneten liegt ein ringförmiger Magnet auf, dessen innere Öffnung die
Oberseite des zentralen Magneten umgibt und der ein zum Magnetfeld
des zentralen Magneten koaxiales Magnetfeld umgekehrter Polarität erzeugt. Der
Ringmagnet, der zentrale Magnet sowie die radialen Magneten sind
oberseitig durch ein becherförmiges
Stahlgehäuse
mit zentraler Öffnung
oberhalb der Oberseite des zentralen Magnets und unterseitig durch
einen Stahl-Grundträger
eingefasst, wobei der Grundträger
gekreuzte Nuten aufweist, welche den zentralen und die radialen
Magneten in einem unteren Bereich formschlüssig umgreifen. Zur Entriegelung
eines Sicherheitsanhängers
wird dieser in die durch den Stahlbecher und den Ringmagneten definierte Öffnung eingeführt, in
der die sich aus der Überlagerung
der Magnetfelder der einzelnen Magneten ergebene Gesamtfeldstärke und
der Gesamtfeldgradient maximal sind.
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Die
vorstehend beschriebene Magnetvorrichtung zeichnet sich zwar durch
einen einfachen Aufbau aus, erfordert jedoch ein Verkleben der einzelnen
sich wechselseitig abstoßenden
Magnete. Ferner werden mit der vorliegenden Magnetkonfiguration
für bestimmte
Anwendungen keine ausreichenden Gesamtmagnetfeldstärken bzw.
-gradienten erreicht.
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In
der
NL 101 96 60 C ist
eine weitere Magnetvorrichtung zum Entriegeln von Sicherheitsanhängern dargestellt.
Diese umfasst wiederum einen quaderförmigen zentralen Magneten mit
quadratischer Grundfläche
sowie vier umgebende, an dem zentralen Magneten anliegende radiale
Magneten. Auf der Oberseite des zentralen Magneten ist ein aus einem Permanentmagneten
oder einem weichmagnetischen Material gefertigtes Kernelement in
Form eines Pyramidenstumpfes mit quadratischer Grundfläche angeordnet.
Die radialen Magnete sind dabei derart ausgebildet, dass sie durch
entsprechende radial nach innen weisende Vorsprünge formschlüssig sowohl
an dem zentralen Magneten als auch an dem darüber angeordneten Kernelement
anliegen. Auf dem Radialmagneten ist ein Ringmagnet angeordnet,
dessen Magnetfeld wiederum koaxial zu dem des zentralen Magneten
ausgerichtet ist, jedoch umgekehrte Polarität aufweist. Die aus zentralen
Magneten, radialen Magneten, Kernelement sowie Ringmagnet gebildete
Magnetanordnung ist wiederum durch ein topfförmiges Gehäuse mit oberseitiger, oberhalb
des Ringmagneten angeordnete Öffnung und
unterseitig durch eine Grundplatte eingehaust.
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Diese
Magnetanordnung hat wiederum den Vorteil eines einfachen Aufbaus.
Nachteilig ist jedoch auch hierbei, dass durch die vorgeschlagene
Anordnung der einzelnen Magneten ein zu schwaches Magnetfeld bzw.
ein zu geringer Feldgradient oberhalb des Kernelementes erzeugt
wird.
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Aus
der
DE 1 037 611 A ist
eine dauermagnetische Entriegelungsvorrichtung für Magnetverschlüsse von
Grubenlampen bekannt, die aus einem in axialer Richtung magnetisierten
Dauermagnet und einem den Gegenpol bildenden weichmagnetischen Rückschlusskörper besteht.
Dabei umgibt der weichmagnetische Rückschlusskörper den am Arbeitsluftspalt
befindlichen Pol des Dauermagnets bis auf eine für das zu entriegelnde Schloss
passende Einführöffnung vollständig.
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Die
DE 1 757 697 U beschreibt
ein dauermagnetisches Entriegelungswerkzeug, insbesondere an Grubenlampen,
mit einem sich am Ende konisch verjüngenden Magnetkern und einem
den Magnetkern umgebenden nichtmagnetischen Gehäuse.
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Aus
der
FR 1 321 274 A ist
schließlich
eine nichtrotationssymmetrische Magnetvorrichtung mit einem äußeren und
einem mittleren Teil bekannt, bei der das Magnetfeld des äußeren Teils
senkrecht zum mittleren steht.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe
zugrunde, eine Magnetvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben,
welche einfach aufgebaut ist und mit welcher sich ein Magnetfeld
und ein Feldgradient höchster
Stärke
erzielen lässt,
so dass sich insbesondere magnetische Sicherheitsanhänger durch
die Magnetvorrichtung einfach entriegeln lassen, jedoch einer unberechtigten
Entriegelung durch einfache starke Permanentmagnete sicher widerstehen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Magnetvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass die zentrale Magneteinheit
rotationssymmetrisch um die Achse des axialen Magnetfeldes geformt
ist und wenigstens ein sich konisch verjüngendes Ende aufweist, und dass
die radiale Magneteinheit eine zentrale Durchgangsöffnung mit
einem an einem Ende der Durchgangsöffnung angeordneten, sich zum Ende
der Durchgangsöffnung
hin verjüngenden
konischen Abschnitt aufweist, wobei die radiale Magneteinheit die zentrale
Magneteinheit in der Durchgangsöffnung aufnimmt
und wobei zumindest das wenigstens eine sich konisch verjüngende Ende
der zentralen Magneteinheit an dem konischen Abschnitt der radialen Magneteinheit
formschlüssig
anliegt.
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Die
erfindungsgemäße Magnetvorrichtung umfasst
in ihrer Grundform lediglich eine rotationssymmetrisch ausgebildete
zentrale Magneteinheit und eine radiale Magneteinheit, welche die
zentrale Magneteinheit in ihrer Durchgangsöffnung aufnimmt, und ist somit
sehr einfach aufgebaut und kostengünstig zu fertigen. Durch die
formschlüssige
Anlage des sich konisch verjüngenden
Endes der zentralen Magneteinheit an dem konischen Abschnitt der
Durchgangsöffnung
der radialen Magneteinheit wird zuverlässig ein Herausgleiten der
zentralen Magneteinheit aus der Durchgangsöffnung infolge magnetischer Abstoßungskräfte verhindert,
ohne dass es erforderlich ist, die Magneteinheiten durch ein Klebemittel miteinander
zu verbinden, wodurch ebenfalls Fertigungskosten eingespart werden.
Durch die rotationssymmetrische Auslegung der zentralen Magneteinheit
und ihrer Anordnung in einer Durchgangsöffnung der radialen Magneteinheit
wird oberhalb des konischen Endes der zentralen Magneteinheit ein überlagertes
Magnetfeld sehr hoher Stärke
und mit einem sehr hohen Feldgradienten erzeugt, welches in jedem
Falle ausreichend stark ist, um gängige magnetisch verriegelte
Sicherheitsanhänger
zu öffnen.
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Die
Konizität
des einen Endes der zentralen Magneteinheit führt zu einem teilweise außeraxialen Verlauf
der Magnetfeldlinien an diesem Ende, was das Magnetfeld oberhalb
des konischen Endes durch entsprechende Streuverluste schwächt. Durch
die erfindungsgemäß vorgesehene
formschlüssige
Anlage des konischen Endes der zentralen Magneteinheit an dem konischen
Abschnitt der radialen Magneteinheit werden die Streuverluste minimiert,
so dass sich oberhalb des konischen Endes der zentralen Magneteinheit
ein Magnetfeld mit sehr hoher Feldstärke und sehr hohem Feldgradienten
als Überlagerung des
axialen Magnetfeldes der zentralen Magneteinheit und des radialen
Magnetfeldes der radialen Magneteinheit ausbildet.
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Die
rotationssymmetrisch geformte zentrale Magneteinheit ist bevorzugt
zylinderförmig
mit wenigstens einem sich konisch verjüngenden Ende ausgebildet, wobei
das wenigstens eine konische Ende vorzugsweise als Kegelstumpf geformt
ist. Ferner ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
dass die zentrale Magneteinheit wenigstens einen Permanentmagneten,
insbesondere einen NdFeB-Permanentmagneten, umfasst. Insbesondere
durch Permanetmagneten der vorstehend genannten Legierung lassen
sich sehr hohe statische Magnetfelder erzeugen. Hierzu weist der
wenigstens eine Permanentmagnet bevorzugt eine Koerzitivfeldstärke von
ca. 14 kOe auf.
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Die
zentrale Magneteinheit kann einstückig aus einem Permanentmagneten
gebildet sein. Alternativ hierzu umfasst die zentrale Magneteinheit
nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ferner
wenigstens ein magnetisierbares Element, wobei das magnetisierbare
Element vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Werkstoff, insbesondere
einem kohlenstoffarmen Stahl oder einer Eisen-Kobalt-Legierung,
besteht. Dieser weist bevorzugt eine hohe magnetische Sättigungsinduktion
sowie eine hohe magnetische Suszeptibilität bzw. magnetische Permeabilität auf. Durch
Einsatz eines magnetisierbaren Elements, welches bevorzugt das wenigstens
eine konische Ende der zentralen Magneteinheit ausbildet, kann der
Einsatz von Permanentmagneten in der erfindungsgemäßen Magnetvorrichtung,
welcher mit erhöhten
Materialkosten verbunden ist, reduziert werden, ohne dass sich hierdurch
ein Nachteil hinsichtlich der Gebrauchsfähigkeit der Magnetvorrichtung
ergibt. Speziell durch ein aus einem weichmagnetischen Werkstoff
gebildetes magnetisierbares Element, welches das sich konisch verjüngende Ende
der zentralen Magneteinheit ausbildet, kann der magnetische Fluss
oberhalb der zentralen Magneteinheit wirkungsvoll gebündelt werden,
so dass dort ein Magnetfeld sehr hoher Stärke vorliegt. Ferner ergibt
sich eine höhere
Flexibilität
bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Magneteinheit, wenn das
konische Ende der zentralen Magneteinheit ausschließlich durch
das magnetisierbare Element gebildet wird.
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Die
die zentrale Magneteinheit umgebende radiale Magneteinheit kann
auf unterschiedliche Weise geformt sein. Besonders bevorzugt ist
sie als Hohlzylinder ausgebildet, wobei die zentrale Durchgangsöffnung des
Hohlzylinders die zentrale Magneteinheit aufnimmt. Hierbei wird
bevorzugt ein vollständiger
Formschluss zwischen zentraler und radialer Magneteinheit hergestellt.
Durch die Ausbildung der radialen Magneteinheit als Hohlzylinder
wird insgesamt eine rotationssymmetrische Geometrie der gesamten
Magnetvorrichtung erreicht, wodurch sich in dem Bereich oberhalb
des konischen Endes der zentralen Magneteinheit, wo beispielsweise
der zu entriegelnde Sicherheitsanhänger positioniert wird, ein besonders
starkes Magnetfeld mit hohem Feldgradienten ausbildet.
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Die
radiale Magneteinheit ist zweckmäßigerweise
als wenigstens ein Permanentmagnet ausgebildet. Aufgrund einer gewünschten
hohen Koerzitivfeldstärke
von beispielsweise ca. 14 kOe eignen sich hier wiederum Permanentmagnete
auf Basis einer NdFeB-Legierung.
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Entlang
der axialen Erstreckung der radialen Magneteinheit kann diese einstückig ausgebildet sein
oder alternativ mehrere Axialabschnitte umfassen. Bevorzugt umfasst
die radiale Magneteinheit einen ersten Axialabschnitt und wenigstens
einen zweiten Axialabschnitt, wobei der erste Axialabschnitt den
sich zum Ende der zentralen Durchgangsöffnung hin verjüngenden
konischen Abschnitt der Durchgangsöffnung umschließt. Während eine einstückige Ausbildung
der radialen Magneteinheit aus physikalisch-technischer Sicht optimal ist, hat eine
aus mehreren Axialabschnitten bestehende radiale Magneteinheit insbesondere
fertigungstechnische Vorteile. So können der den konischen Abschnitt
der Durchgangsöffnung
umschließende
erste Axialabschnitt einerseits und der wenigstens eine zweite Axialabschnitt
andererseits getrennt gefertigt und anschließend beispielsweise durch Verkleben zusammengefügt werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Lehre der Erfindung ist die radiale
Magneteinheit aus einer Anzahl von Sektorelementen gebildet, wobei
die Sektorelemente wiederum als Permantenmagnete, insbesondere als
NdFeB-Permanentmagnete
ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die die zentrale Magneteinheit
umgebende radiale Magneteinheit, welche erfindungsgemäß ein senkrecht
zu dem Axialmagnetfeld der zentralen Magneteinheit ausgerichtetes radiales
Magnetfeld erzeugt, aus einzelnen Elementen mit für sich genommen
linearem Feldlinienverlauf innerhalb der Segmente zusammengesetzt
werden kann. Hierdurch ergibt sich aus fertigungstechnischer Sicht
wiederum eine erhebliche Vereinfachung. Da sich die einzelnen aus
Permanentmagneten gefertigten Sektorelemente gegenseitig abstoßen, ist
es erforderlich, sie beispielsweise auf mechanischem Wege in der
gewünschten
Position zu fixieren. Hierbei bietet es sich an, die Sektorelemente
mit einem sie umgebenden Rohrabschnitt einzufassen. Dieser kann
beispielsweise aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, insbesondere
Messing oder Aluminium, gefertigt sein. Im Falle eines nichtmagnetischen Werkstoffes
wie Messing oder Aluminium, können die
einzelnen Sektorelemente sehr einfach zusammen mit der zentralen
Magneteinheit in den Rohrabschnitt eingesetzt werden, jedoch wird
infolge des nichtmagnetischen Werkstoffes das Magnetfeld radial
nach außen
nicht abgeschirmt, so dass ein seitliches Streufeld existiert.
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Dies
wird gemäß einer
alternativen Ausgestaltung durch einen Rohrabschnitt vermieden,
welcher aus einem magnetisierbaren Werkstoff, insbesondere Stahl,
gefertigt ist. Hierbei verlaufen die seitlich aus der radialen Magneteinheit
austretenden Feldlinien zum größten Teil
in dem umgebenden Rohrabschnitt und werden in die Magnetvorrichtung zurückgeführt, so
dass das seitliche Streufeld eine verschwindend geringe Magnetfeldstärke aufweist.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die radiale Magneteinheit und/oder die zentrale Magneteinheit an
einer dem konischen Ende der zentralen Magneteinheit gegenüber angeordneten
Grundplatte abgestützt
ist. Hieraus ergibt sich eine besonders stabile und mechanisch widerstandsfähige Konstruktion.
Ist die radiale Magneteinheit aus einer Anzahl von Sektorelementen
gebildet, die ihrerseits von einem Rohrabschnitt eingefasst sind,
so sind die Grundplatte und der die Sektorelemente umgebende Rohrabschnitt bevorzugt
lösbar
miteinander verbunden.
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Eine
besonders hohe Magnetfeldstärke
und ein hoher Feldgradient oberhalb der zentralen Magneteinheit
wird zusätzlich
dadurch erreicht, dass die Magnetvorrichtung ein ringförmiges Magnetelement mit
bezogen auf die zentrale Magneteinheit entgegengesetzter Polarität umfasst,
wobei das ringförmige
Magnetelement koaxial zu der zentralen Magneteinheit derart angeordnet
ist, dass es einen Bereich oberhalb des konischen Endes der zentralen
Magneteinheit umgibt. Wiederum ist das ringförmige Magnetelement bevorzugt
als ringförmiger
Permanentmagnet, insbesondere auf Basis einer NdFeB-Legierung ausgebildet.
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Der
Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Diebstahlschutzvorrichtung
zur Sicherung von Waren in Verkaufsräumen anzugeben, welche einen
wirkungsvollen Schutz gegen unerlaubtes Entfernen der Waren aus
den Verkaufsräumen
ermöglicht
und gleichzeitig von dem Verkaufspersonal einfach zu bedienen ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Diebstahlschutzvorrichtung
umfassend einen Sicherheitsanhänger
mit einem magnetisierbaren Kern, welcher zur Verriegelung des Sicherheitsanhängers an
der zu sichernden Waren einen externen Stift aufnimmt, und eine
Magnetvorrichtung zur Entriegelung des Sicherheitsanhängers gelöst, wobei
die Magnetvorrichtung gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 18 ausgebildet ist.
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In
Bezug auf die Vorteile der erfindungsgemäßen Diebstahlschutzvorrichtung
gilt das Vorstehende analog. Insbesondere ist es bei der erfindungsgemäßen Diebstahlschutzvorrichtung
nicht möglich,
den Sicherheitsanhänger
durch einen einfachen Dauermagneten unbefugt zu öffnen, da die geforderten Flussdichten
von beispielsweise > 2
T nur mit der erfindungsgemäßen Magnetvorrichtung
erreicht werden können.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden
Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Magnetvorrichtung
zum Entriegeln von Sicherheitsanhängern an diebstahlgesicherten
Waren in seitlicher Schnittansicht,
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2 die
Magnetvorrichtung aus 1 in Draufsicht,
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3 die
Magnetvorrichtung aus 1 im Horizontalschnitt entlang
der Linie III-III und
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4a,
b den Feldlinienverlauf bei der in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen
schematisiert dargestellten Magnetvorrichtung aus 1.
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Die
in 1 dargestellte Magnetvorrichtung zum Entriegeln
von Sicherheitsanhängern
an diebstahlgesicherten Waren umfasst eine zentrale Magneteinheit 1 und
eine die zentrale Magneteinheit 1 umgebene radiale Magneteinheit 2,
wobei die zentrale Magneteinheit 1 ein Magnetfeld entlang
einer Achse X (vgl. 4a, b) erzeugt und wobei die
radiale Magneteinheit 2 ein im Wesentlichen senkrecht zu dem
axialen Magnetfeld ausgerichtetes radiales Magnetfeld erzeugt (vgl.
Position der Magnetpole in 1 und Pfeile
in 4a). Erfindungsgemäß ist die zentrale Magneteinheit 1 rotationssymmetrisch
um die Achse X des axialen Magnetfeldes geformt und weist ein sich
konisch verjüngendes
Ende 1* auf. Vorliegend ist die zentrale Magneteinheit 1 als
ein zylinderförmiger
Permanentmagnet, vorzugsweise als NdFeB-Permanentmagnet, ausgebildet,
wobei das konische Ende 1* als Kegelstumpf geformt ist.
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Nach
einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die zentrale
Magneteinheit 1 neben einem Permanentmagneten ein magnetisierbares
Element umfassen, welches bevorzugt aus einem weichmagnetischen
Werkstoff, insbesondere einem kohlenstoffarmen Stahl oder einer
Eisen-Kobalt-Legierung, besteht. In diesem Fall bildet das magnetisierbare
Element bevorzugt das konische Ende 1* der zentralen Magneteinheit 1 aus.
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Wie
den 1 bis 3 zu entnehmen, ist die radiale
Magneteinheit 2 vorliegend als Hohlzylinder mit einer zentralen
Durchgangsöffnung 2a ausgebildet,
wobei die Durchgangsöffnung 2a einen
an ihrem einen Ende vorgesehenen, sich zum Ende der Durchgangsöffnung 2a hin
verjüngenden
konischen Abschnitt 3* aufweist. Erfindungsgemäß nimmt
die radiale Magneteinheit 2 die zentrale Magneteinheit 1 in
der Durchgangsöffnung 2a auf,
wobei das sich konisch verjüngende
Ende 1* der zentralen Magneteinheit 1 an dem konischen
Abschnitt 3* der radialen Magneteinheit 2 formschlüssig anliegt.
Hierdurch wird zuverlässig
ein Herausgleiten der zentralen Magneteinheit 1 aus der
Durchgangsöffnung 2a der
radialen Magneteinheit 2 infolge magnetischer Abstoßungskräfte vermieden.
Wie bereits erwähnt,
ist die radiale Magneteinheit 2 vorliegend als Hohlzylinder ausgebildet,
wobei der Innendurchmesser der entsprechend ebenfalls zylindrisch
geformten Durchgangsöffnung 2a derart
bemessen ist, dass ein vollständiger
Formschluss zwischen der zentralen und der radialen Magneteinheit 1, 2 hergestellt
ist.
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Die
radiale Magneteinheit 2 kann einstückig ausgebildet sein, vorliegend
ist sie jedoch in zwei Axialabschnitte, nämlich einen ersten Axialabschnitt 3 und
einen zweiten Axialabschnitt 4, unterteilt, wobei der erste
Axialabschnitt 3 den sich zum Ende der zentralen Durchgangsöffnung 2a hin
verjüngenden konischen
Abschnitt 3* der Durchgangsöffnung 2a umschließt. Beide
Axialabschnitte 3, 4 der radialen Magneteinheit 2 sind
vorliegend als Permanentmagnete auf Basis einer NdFeB-Legierung ausgebildet.
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Die
Axialabschnitte 3, 4 der radialen Magneteinheit 2 können ihrerseits
einstückig
ausgebildet sein. Vorliegend sind sie jedoch, wie aus den 2 und 3 hervorgeht,
aus einer Anzahl von Sektorelementen 3a, 4a gebildet,
wobei die Sektorelemente 3a, 4a wiederum als Permanentmagnete
ausgebildet sind. Um die einzelnen Sektorelemente 3a, 4a trotz der
zwischen ihnen wirkenden magnetischen Abstoßungskräfte in der gewünschten
Position zu fixieren, sind die Sektorelemente 3a, 4a von
einem umgebenden Rohrabschnitt 6 eingefasst. Dieser ist
bevorzugt aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, vorliegend Aluminium,
gefertigt. Ebenso ist jedoch auch der Einsatz magnetisierbarer Werkstoffe,
beispielsweise Stahl, möglich.
Die Wahl des Werkstoffs beeinflusst, wie in den 4a und 4b gezeigt
und untenstehend noch näher
erläutert,
in erheblichem Maße
die Stärke
eines seitlichen Streufeldes.
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Ferner
sind bei der in den 1 bis 3 gezeigten
erfindungsgemäßen Magnetvorrichtung die
zentrale Magneteinheit 1 und die aus einzelnen Sektorelementen 3a, 4a gebildete
radiale Magneteinheit 2 an einer dem konischen Ende 1* der
zentralen Magneteinheit 1 gegenüber angeordneten Grundplatte 7 abgestützt, wodurch
sich eine besonders stabile und mechanisch widerstandsfähige Konstruktion ergibt.
Dabei sind die Grundplatte 7 und der die Sektorelemente 3a, 4a der
radialen Magneteinheit 2 umgebende Rohrabschnitt 6 bevorzugt
lösbar über mehrere
Schraubverbindungen 6a miteinander verbunden.
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Um
eine besonders hohe Magnetfeldstärke und
einen hohen Feldgradienten oberhalb der zentralen Magneteinheit 1 zu
erreichen, ist bei der in den 1 bis 4 dargestellten Magnetvorrichtung zusätzlich ein
ringförmiges
Magnetelement 5 mit bezogen auf die zentrale Magneteinheit 1 entgegengesetzter Polarität vorgesehen,
wobei das ringförmige
Magnetelement 5, welches wiederum bevorzugt aus einem NdFeB-Permanentmagneten
gebildet ist, auf den Sektorelementen 3a des ersten Axialabschnitts 3 der radialen
Magneteinheit 2 aufliegt. Hierdurch umgibt es einen Bereich 8 oberhalb
des konischen Endes 1* der zentralen Magneteinheit 1,
in welchen der zu entriegelnde Sicherheitsanhänger eingeführt werden kann. Das Magnetfeld
in dem von dem ringförmigen Magnetelement 5 umgebenen
Bereich 8 weist eine extrem hohe Feldstärke und einen stark ausgeprägten Feldgradienten
auf.
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Simulationsrechnungen
der Anmelderin haben ergeben, dass die Feldstärke im Bereich der ringförmigen Oberkante
des konischen Endes 1* der zentralen Magneteinheit 1 einen
Wert von ca. 2,5 T erreicht.
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In
den 4a und 4b ist
der typische Feldlinienverlauf bei der vorstehend beschriebenen Magnetvorrichtung
gezeigt, wobei durch die in 4a dargestellten
Pfeile die jeweilige Polarität
der einzelnen magnetischen Komponenten der Magnetvorrichtung dargestellt
ist.
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Bei
der Magnetvorrichtung gemäß 4a sind
die Sektorelemente 3a, 4a der radialen Magneteinheit 2 durch
einen umgebenden Rohrabschnitt 6 eingefasst, welcher aus
einem nichtmagnetischen Werkstoff, bevorzugt Aluminium oder Messing,
hergestellt ist. Ein nichtmagnetischer Werkstoff erleichtert die
Montage der Magnetvorrichtung erheblich, bietet jedoch keine radiale
Abschirmung des Magnetfeldes, so dass ein messbares seitliches Streufeld existiert.
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Bei
der in 4b dargestellten Magnetvorrichtung
ist der umgebende Rohrabschnitt 6 aus einem magnetisierbaren
Werkstoff, vorzugsweise Stahl, gefertigt. Hierbei verlaufen die
aus der radialen Magneteinheit 2 radial nach außen hin
verlaufenden Feldlinien innerhalb des Rohrabschnitts 6 und
werden annährend
vollständig
in die Magnetvorrichtung zurückgeführt, so
dass das seitliche Streufeld eine verschwindend geringe Magnetfeldstärke aufweist. Die
Verwendung eines Rohrabschnitts 6 aus Stahl erschwert jedoch
das Einsetzen der Sektorelemente 3a, 4a.