DE102007041969B3

DE102007041969B3 - Magnetic drive system for a switching device

Info

Publication number: DE102007041969B3
Application number: DE200710041969
Authority: DE
Inventors: Thomas Erk; Jochen Dr. Ermisch; Uwe Hering; Marianne Peter; Ralf-Reiner Volkmar
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-04
Also published as: EP2183759B1; WO2009030664A1; CN101796605B; CN101796605A; DE102007041969C5; HK1145565A1; EP2183759A1; ES2535868T3; PT2183759E

Abstract

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung mit einem Magnetjoch (2, 3), in dem ein massiver Anker (8) aus magnetischem Werkstoff zwischen zwei entgegengesetzten Endlagen linear schiebegeführt ist, mit wenigstens einem Permanentmagneten (6, 7) zur Erzeugung eines magnetischen Flusses in dem Magnetjoch (2, 3) und mit wenigstens einer Spule, durch die der Anker (8) zwischen seinen Endlagen hin- und herbewegbar ist, wobei der Anker (8) zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten mit länglichen Hohlkanälen (11, 12, 13) versehen ist. Für eine weitgehend reibungsarme Führung des Ankers (8) ist vorgesehen, dass zwischen verschiebbarem Anker (8) und einer in Richtung des Ankers (8) weisenden Permanentmagnetoberfläche ein Gleitelement (Gleitfolie 16, Gleitkörper 18) angeordnet ist.The invention relates to a magnetic drive system for a switching device with a magnetic yoke (2, 3), in which a solid armature (8) of magnetic material is linearly slid between two opposite end positions, with at least one permanent magnet (6, 7) for generating a magnetic Flow in the magnetic yoke (2, 3) and with at least one coil, by means of which the armature (8) can be moved back and forth between its end positions, the armature (8) being provided with elongated hollow channels (11, 12, 13) for avoiding eddy current losses ) is provided. For a largely low-friction guidance of the armature (8) is provided that between sliding armature (8) and in the direction of the armature (8) facing permanent magnet surface, a sliding element (sliding film 16, slider 18) is arranged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art.The The invention relates to a magnetic drive system for a switching device specified in the preamble of claim 1 Art.

Eine derartiges bipolares Antriebssystem ist z. B. aus der DE 197 09 089 A1 bereits bekannt. Der Anker besteht hierbei aus einem massiven magnetischen Eisenwerkstoff, wodurch er sich kostengünstiger fertigen lässt als ein aus geschichteten Elektroblechen zusammengesetzter Anker und häufig auch eine größere Langzeitstabilität aufweisen wird. Dafür hat der massive Anker an sich den Nachteil, dass gegenüber Ankern aus geschichtetem Elektroblech mehr Wirbelstromverluste auftreten und eine stärkere Remanenz vorhanden ist, die u. a. das Lösen der Schaltkontakte beim Umschalten erschwert. Um die Wirbelstromverluste zu reduzieren, ist der Anker mit länglichen Hohlkanälen versehen, die aus schmalen Schlitzen bestehen und sich in Vorschubrichtung des Ankers und somit in Richtung der magnetischen Feldlinien erstrecken.Such a bipolar drive system is z. B. from the DE 197 09 089 A1 already known. The anchor here consists of a solid magnetic iron material, which makes it cheaper to manufacture than an assembled from layered electrical sheets anchor and often will have a greater long-term stability. For the massive anchor itself has the disadvantage that compared to anchors made of layered electrical steel more eddy current losses occur and a stronger remanence is present, which, inter alia, the release of the switching contacts difficult when switching. In order to reduce the eddy current losses, the armature is provided with elongated hollow channels, which consist of narrow slots and extend in the feed direction of the armature and thus in the direction of the magnetic field lines.

Aus der Offenlegungsschrift DE 198 05 049 A1 ist ein Elektromagnet bekannt, welcher eine mit Strom beaufschlagbare Spule aufweist, die ein Magnetfeld erzeugt und einen Anker bewegt. Der Anker wird durch ein Tubusrohr geführt. Der Anker läuft hierbei nicht direkt auf der Innenwandung des Tubusrohres, sondern auf der Gleitfläche bzw. Gleitfolie.From the publication DE 198 05 049 A1 For example, an electromagnet is known that has a coil that can be acted upon by current, that generates a magnetic field and moves an armature. The anchor is passed through a Tubusrohr. The armature does not run directly on the inner wall of the Tubusrohres, but on the sliding surface or sliding film.

Bei mono- oder bipolaren magnetischen Antriebssystemen, besonders bei permanentmagnetisch gepolten, wird der Anker meist über eine zentrale Achse oder zwei Achsbolzen im Magnetsystem geführt. Aus der älteren deutschen Patentanmeldung 10 2007 028 203.8 ist ein bipolares magnetisches Antriebssystem für eine Schalteinrichtung bekannt, bei der der Anker über zwei Achsbolzen im Magnetsystem geführt wird. Dabei kann es bei der Führung des Ankers zu einer Verkantung des Ankers im Magnetsystem kommen. Darüber hinaus kann aufgrund des Führungsmaßes und des daraus resultierenden Spieles zwischen Anker und Permanentmagnet der Anker mit zwei seiner Kanten an den Jochflächen anliegen und über Schaltbewegung mechanisch auf diese einwirken. Dies führt zu einem Schaben des Ankers und zu hohen Reibungskräften, welche die spröden Permanentmagneten beschädigen können. Zur Vermeidung des Schabens an den von den Permanentmagneten gebildeten Jochflächen ist es ferner bekannt, Blechlagen anzuordnen. Diese führen aber zu erheblichen Reibungskräften, die sogar zu einem Schaltversagen führen können.In mono- or bipolar magnetic drive systems, especially poled with permanent magnetic poles, the armature is usually guided via a central axis or two axle bolts in the magnet system. From the older one German patent application 10 2007 028 203.8 a bipolar magnetic drive system for a switching device is known in which the armature is guided over two axle bolts in the magnet system. This can lead to a tilting of the armature in the magnet system when guiding the armature. In addition, due to the Führungsmaßes and the resulting game between anchor and permanent magnet, the armature with two of its edges abut the yoke surfaces and mechanically act on switching movement on this. This leads to cockroaches of the armature and to high frictional forces, which can damage the brittle permanent magnets. To avoid the scraping on the yoke surfaces formed by the permanent magnets, it is also known to arrange sheet metal layers. However, these lead to considerable frictional forces, which can even lead to a switching failure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Antriebssystem der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein Verkanten weitgehend verhindert und eine hohe Schaltstabilität ermöglicht ist.Of the The invention is therefore based on the object, a magnetic drive system to further develop the type specified in the preamble of claim 1, that tilting largely prevented and a high switching stability is possible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße magnetische Antriebssystem für eine Schalteinrichtung umfasst ein Magnetjoch, in dem ein massiver Anker aus magnetischem Werkstoff zwischen zwei entgegen gesetzten Endlagen linear schiebegeführt ist, und wenigstens einen Permanentmagneten zur Erzeugung eines magnetischen Flusses in dem Magnetjoch und wenigstens eine Spule, durch die der Anker zwischen seinen Endlagen hin- und her bewegbar ist. Dabei ist der Anker zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten mit länglichen Hohlkanälen versehen ist. Erfindungsgemäß ist zwischen verschiebbarem Anker und einer in Richtung des Ankers weisenden Permanentmagnetoberfläche ein Gleitelement angeordnet.The magnetic according to the invention Drive system for a switching device comprises a magnetic yoke in which a solid Anchor made of magnetic material between two opposite End positions linear sliding guided is, and at least one permanent magnet for generating a magnetic flux in the magnetic yoke and at least one coil, through which the armature can be moved back and forth between its end positions is. The anchor is to avoid eddy current losses with elongated hollow channels is provided. According to the invention is between sliding anchor and pointing in the direction of the anchor Permanent magnet surface arranged a sliding element.

Durch die Anordnung eines Gleitelements zwischen den Führungsflächen ist der Anker weitgehend spaltfrei und reibungsarm geführt. Hierdurch sind stabile Schaltzeiten und hohe Schaltspielzahlen ermöglicht sowie Beschädigungen der spröden Permanentmagneten weitgehend vermieden. Insbesondere kommt es zu keiner abrasiv bedingten Beschädigung der Permanentmagneten. Zudem können sich keine Verschleißpartikel auf der oder den Endflächen des Magnetjochs ablagern, die eine Verminderung des Schalthubes des Ankers bewirken würden. Ferner setzten sich auch im Spalt zwischen Anker und Permanentmagnet keine Verschleißpartikel fest, so dass es zu keiner undefinierbaren Beeinflussung der Schaltzeiten durch Reibung kommen kann. Zusammenfassend wird hierdurch die Langzeitstabilität und Betriebssicherheit des magnetischen Antriebssystems und des über dieses angetriebenen Schaltgerätes erhöht.By the arrangement of a sliding element between the guide surfaces of the anchor is largely guided gap-free and friction. As a result, stable switching times and high switching cycles are possible and damage the brittle one Permanent magnets largely avoided. In particular, it happens no abrasive damage the permanent magnet. In addition, you can no wear particles on the end face (s) of the magnetic yoke, which is a reduction of the switching stroke the anchor would cause. Further There were also no gaps in the gap between the armature and the permanent magnet wear particles fixed, so that there is no indefinable influence on the switching times can come through friction. In summary, this is the long-term stability and reliability of the magnetic drive system and driven by this switching device increases.

Zweckmäßigerweise ist das Gleitelement ankerseitig oder magnetseitig angeordnet, insbesondere fixierbar. Dabei ist das Gleitelement bevorzugt einseitig, d. h. entweder ankerseitig oder magnetseitig, fixiert, wodurch der Anker reibungsarm geführt werden kann.Conveniently, the slider is arranged on the armature side or magnet side, in particular fixable. In this case, the sliding element is preferably one-sided, d. H. either anchor side or magnet side, fixed, causing the armature low-friction can be.

Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, dass das Gleitelement als eine Gleitfolie ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Gleitfolie magnetseitig fixiert, so dass der Anker reibungsarm entlang der Gleitfolie geführt werden kann. Dabei weist die Gleitfolie insbesondere der Oberfläche des zugehörigen Permanentmagneten entsprechende Abmessungen auf. Auch können geringere Abmessungen für die Gleitfolie gewählt werden. An die Oberfläche des Permanentmagnets angepasste Abmessungen für die Gleitfolie ermöglichen ein flächiges und somit stabiles Fixieren der Gleitfolie am Permanentmagneten sowie eine besonders reibungsarme Führung des Ankers entlang der Gleitfolie.One possible embodiment provides that the sliding element is designed as a sliding foil. Preferably, the sliding film is fixed on the magnet side, so that the armature can be guided with low friction along the sliding film. In this case, the sliding film in particular the surface of the associated permanent magnet corresponding dimensions. Also, smaller dimensions for the Gleitfo be selected. Dimensions adapted to the surface of the permanent magnet for the sliding foil enable a flat and therefore stable fixing of the sliding foil to the permanent magnet and a particularly low-friction guidance of the armature along the sliding foil.

Bei einer Ausführungsform eines von zwei Permanentmagneten umgebenen Ankers bzw. eines in einem Hohlraum eines Permanentmagneten geführten Ankers ist vorzugsweise auf jedem der Permanentmagnetoberflächen jeweils eine Gleitfolie fixiert. Dies ermöglicht eine besonders gute Führung bei weitgehend geringen Reibungskräften.at an embodiment one of two permanent magnets surrounded anchor or one in a cavity of a permanent magnet guided anchor is preferably on each of the permanent magnet surfaces in each case a sliding film fixed. this makes possible a particularly good guide largely low frictional forces.

Bevorzugt ist die Gleitfolie aus einem Fluorkunststoff, insbesondere aus Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), Perfluorethylenpropylen-Copolymer (PEP) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet. Eine aus einem derartigen festen und eine gleitende Oberfläche ermöglichenden Material gebildete Gleitfolie ist weitgehend verschleißfrei und als Gleitmittel oder -element zur reibungsarmen Führung des harten Ankers besonders gut geeignet.Prefers is the sliding film of a fluoroplastic, in particular of perfluoroalkoxy copolymer (PFA), perfluoroethylene propylene copolymer (PEP) or polytetrafluoroethylene (PTFE) formed. One made possible from such a solid and a sliding surface Material formed slip film is largely free of wear and as a lubricant or element for low-friction guidance of hard anchor particularly well suited.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Gleitfolie eine Dicke von 0.5 mm auf. Hierdurch kann ein durch Fertigungstoleranzen bedingtes Spiel zwischen Anker und Permanentmagnetoberfläche ausgeglichen werden, so dass der Anker weitgehend spaltfrei geführt werden kann und ein Festsetzen von Verschleißpartikeln im Spalt vermieden ist.In a further embodiment The sliding foil has a thickness of 0.5 mm. This can be a compensated by manufacturing tolerances game between armature and permanent magnet surface so that the anchor are guided largely gap-free can and prevents settling of wear particles in the gap is.

Erfindungsgemäß ist als Gleitelement mindestens ein Gleitkörper vorgesehen. Dabei ist der Gleitkörper ankerseitig, in einer Aussparung des Ankers angeordnet. Auch können mehrere Gleitkörper zur reibungsarmen Führung in einer oder mehreren Aussparungen des Ankers angeordnet sein. Zweckmäßigerweise ist oder sind der oder die Aussparungen seitlich auf den Breitseiten des Ankers in dessen Oberfläche eingebracht, wodurch der Anker weitgehend reibungsarm entlang der Permanentmagnetoberfläche/n geführt werden kann.According to the invention is as Slider provided at least one slider. It is the slider on the armature side, arranged in a recess of the armature. Also, several can Sliding body for low-friction leadership be arranged in one or more recesses of the armature. Conveniently, is or are the or the recesses on the sides of the broadsides of the anchor in its surface introduced, whereby the anchor largely friction along the Permanent magnet surface / n guided can be.

Eine mögliche Ausführungsform für die Aussparung sieht vor, dass diese als eine oder mehrere Rinnen ausgebildet ist. Dabei weist die jeweilige Aussparung eine an die Form, insbesondere an die Außenabmessungen des Gleitkörpers weitgehend angepasste Form, insbesondere Innenabmessungen auf, so dass der Gleitkörper weitgehend formschlüssig in die Aussparung einbracht werden kann und in dieser aus dieser kurz herausragend angeordnet ist. Bevorzugt sind mehrere Gleitkörper parallel neben- und/oder übereinander in jeweils zugehörige Aussparungen angeordnet.A possible embodiment for the Recess provides that these are formed as one or more grooves is. In this case, the respective recess has a shape, in particular to the outside dimensions of the slider largely adapted form, in particular internal dimensions, so that the slider largely positive fit can be brought into the recess and in this from this is arranged briefly outstanding. Preferably, several sliding bodies are parallel next to and / or above each other in each associated Recesses arranged.

Zur Einstellung des Führungsmaßes und weitgehenden Reduzierung eines Spiels zwischen verschiebbarem Anker und Permanentmagnetoberfläche ist mindestens ein Distanzelement vorgesehen. Das Distanzelement ist bevorzugt unterhalb des Gleitkörpers in der Aussparung angeordnet, so dass der Gleitkörper aus der Aussparung hinausragt und eine reibungsarme Führung des Ankers an der Permanentmagnetoberfläche ermöglicht.to Attitude of the leadership measure and extensive Reduction of a game between sliding armature and permanent magnet surface is provided at least one spacer element. The spacer element is preferably below the slider arranged in the recess, so that the slider protrudes from the recess and a low-friction guide allows the armature to the permanent magnet surface.

Bei einer Ausbildung des Distanzelementes als Distanzblech ist dieses unterhalb des Gleitkörpers in die jeweilige Aussparung für den Gleitkörper angeordnet, wodurch der Gleitkörper an die Permanentmagnetoberfläche gedrückt wird. Bei einer alternativen Ausbildung des Distanzelementes als Schraubendruckfeder ist diese in eine Bohrung unterhalb der jeweiligen Aussparung angeordnet, insbesondere in diese geschraubt. Dabei drückt die Schraubendruckfeder den Gleitkörper an die Permanentmagnetoberfläche.at an education of the spacer element as a spacer plate is this below the slider in the respective recess for arranged the slider, causing the slider to the permanent magnet surface depressed becomes. In an alternative embodiment of the spacer element as a helical compression spring this is arranged in a bore below the respective recess, especially screwed into this. The helical compression spring presses the slider to the permanent magnet surface.

Von der technischen Wirkung her und auch fertigungstechnisch günstig ist der Gleitkörper bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Thermoplast, insbesondere aus einem Fluorkunststoff, z. B. Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), Perfluorethylenpropylen-Copolymer (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), oder Polyoxymethylen oder Polyacetal (= POM) gebildet.From the technical effect and also manufacturing technology is favorable the slider preferably from a glass fiber reinforced thermoplastic, in particular from a fluoroplastic, z. B. perfluoroalkoxy copolymer (PFA), Perfluoroethylene propylene copolymer (FEP), polytetrafluoroethylene (PTFE), or Polyoxymethylene or polyacetal (= POM) formed.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung zu entnehmen, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.Further expedient embodiments and advantages of the invention are the following description of a embodiment with reference to the figures of the drawing, wherein each other corresponding components are provided with the same reference numerals.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1 eine Tragstruktur eines magnetischen Antriebssystems in perspektivischer Schrägansicht, 1 a support structure of a magnetic drive system in perspective oblique view,

2 einen Anker der Tragstruktur mit mehreren in die Oberfläche der Breitseite eingebrachten Aussparungen zur Aufnahme von Gleitkörpern in perspektivischer Einzelansicht schräg von rechts, 2 An anchor of the support structure with several introduced into the surface of the broad side recesses for receiving sliding bodies in perspective single view obliquely from the right,

3 mehrere in Aussparungen des Anker gemäß 2 einsetzbare Distanzelemente und Gleitkörper in perspektivischer Einzelansicht schräg von rechts, 3 several in recesses of the anchor according to 2 usable spacers and sliding body in perspective single view obliquely from the right,

4 eine Frontalansicht einer Breitseite des Ankerblocks in 2 mit in gestrichelter Darstellung angedeutetem Verlauf der Lochreihen, 4 a frontal view of a broadside of the anchor block in 2 with indicated in dashed line course of the rows of holes,

5 eine weitere mögliche Ausführungsform für einen Anker der Tragstruktur mit mehreren in die Oberfläche der Breitseite eingebrachten Aussparungen zur Aufnahme von Gleitkörpern in perspektivischer Einzelansicht schräg von rechts, und 5 Another possible embodiment for an anchor of the support structure with a plurality of introduced into the surface of the broad side recesses for receiving sliding bodies in a perspective single view obliquely from the right, and

6 eine Frontalansicht einer Breitseite des Ankerblocks in 5 mit in gestrichelter Darstellung angedeutetem Verlauf der Lochreihen. 6 a frontal view of a broadside of the anchor block in 5 with indicated in dashed line course of the rows of holes.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

In 1 ist eine tragende Struktur 1 eines nicht in der Gesamtheit dargestellten permanentmagnetischen Antriebssystems zur Betätigung einer Schalteinrichtung zu sehen. Diese Struktur 1 umfasst einen quaderförmigen Rahmen, der aus zwei Magnetjochen 2 und 3 unter Zwischenfügung von zwei Lagerplatten 4 und 5 zusammengesetzt ist. Beide Magnetjoche 2 und 3 sind spiegelsymmetrisch gestaltet und besitzen an den beiden Enden jeweils um 90 Grad abgewinkelte Jochschenkel, so dass sie hinsichtlich ihrer Grundform etwa U-förmig gestaltet sind. Die planen Endflächen der gegeneinander gerichteten Jochschenkel der Magnetjoche 2 und 3 liegen oben flächig an der zugewandten Seitenfläche der Lagerplatte 4 und unten an der zugewandten Seitenfläche der Lagerplatte 5 an, wobei die korrespondierenden Jochschenkel über die Lagerplatten 4 bzw. 5 miteinander verbunden sind. Im Mittelbereich zwischen den Jochschenkeln ragt von den Magnetjochen 2 und 3 jeweils ein vorspringender Polschenkel ab, wobei die einander gegenüberliegenden Polschenkel entsprechend den Jochschenkeln gegeneinander gerichtet sind. Auf den einander mit Abstand gegenüberliegenden Enden der Polschenkel sind plattenförmige Permanentmagnete 6 bzw. 7 befestigt.In 1 is a supporting structure 1 a not shown in the entirety permanent magnetic drive system to operate a switching device to see. This structure 1 includes a cuboid frame, which consists of two magnetic yokes 2 and 3 with the interposition of two bearing plates 4 and 5 is composed. Both magnetic yokes 2 and 3 are designed mirror-symmetrically and have at both ends in each case angled by 90 degrees yoke legs, so that they are designed approximately U-shaped with respect to their basic shape. The plane end faces of the opposing yoke legs of the magnetic yokes 2 and 3 lie flat above the facing side surface of the bearing plate 4 and at the bottom of the facing side surface of the bearing plate 5 on, with the corresponding yoke legs on the bearing plates 4 respectively. 5 connected to each other. In the middle area between the yoke legs protrudes from the magnetic yokes 2 and 3 in each case from a projecting pole leg, wherein the opposite pole legs are directed in accordance with the yoke legs against each other. On the mutually spaced opposite ends of the pole legs are plate-shaped permanent magnets 6 respectively. 7 attached.

Zwischen den planparallelen Permanentmagneten 6 und 7 liegt mit geringem Abstand zu diesen ein quaderförmiger Anker 8 im Jochrahmen, der in der gezeichneten Position an der Lagerplatte 5 aufliegt. Der Anker 8 umfasst auch zwei Ankerführungsstangen 9 die mittig von der Oberseite bzw. der Unterseite des Ankerblocks abstehen und geometrisch koaxial zueinander angeordnet sind. Die Ankerführungsstangen 9 durchsetzen eine Lagerbohrung 10 in der ihnen zugeordneten Lagerplatte 4 bzw. 5 mit wenig Umfangsspiel und stehen mit einem Endbereich aus der Lagerbohrung 10 ihrer Lagerplatte 4 bzw. 5 heraus, so dass der Anker 8 mittels der Führungsstangen 9 vertikal linear schiebegeführt ist. Der Magnetrahmen wäre im Zusammenbau noch mit zwei Spulen den Polschenkeln und den Jochschenkeln versehen, durch deren Magnetfeld der Anker 8 bei entsprechender Polrichtung nach Überwindung seiner Anhaftung an der Lagerplatte 5 in seine obere Endlage verschoben würde, in der sein Vorschub durch Anschlagen an der Unterseite der Lagerplatte 4 begrenzt würde. Nach Umkehrung der Polrichtung des Magnetfeldes würde er nach Überwindung der Anhaftung durch Magnetkräfte wieder nach unten in die gezeigte Endlage auf die Lagerplatte 5 niedergedrückt und in der Anlagestellung gehalten. Die Wirkungsweise solcher Magnetantriebe ist als solche bekannt, so dass hier auf weitergehende Erläuterungen verzichtet wird.Between the plane-parallel permanent magnets 6 and 7 is at a short distance to this a cuboid anchor 8th in the yoke frame, in the position shown on the bearing plate 5 rests. The anchor 8th also includes two anchor guide rods 9 which project centrally from the top or the bottom of the anchor block and are arranged geometrically coaxial with each other. The anchor guide rods 9 enforce a bearing bore 10 in their assigned bearing plate 4 respectively. 5 with little circumferential play and stand with one end area out of the bearing bore 10 their bearing plate 4 respectively. 5 out, leaving the anchor 8th by means of the guide rods 9 vertically linearly guided. The magnetic frame would be in the assembly still with two coils Polschenkeln and yoke legs provided by the magnetic field of the anchor 8th with corresponding polar direction after overcoming its adhesion to the bearing plate 5 would be moved to its upper end position, in which its feed by hitting the bottom of the bearing plate 4 would be limited. After reversing the polarity of the magnetic field he would overcome the adhesion by magnetic forces back down to the end position shown on the bearing plate 5 depressed and held in the investment position. The mode of action of such magnetic drives is known as such, so that no further explanation is provided here.

Die Magnetjoche 2 und 3 bestehen hier aus einer Vielzahl dünner Jochbleche, die zu dem gezeigten, dicken Jochblechstapel gefügt sind. Demgegenüber bestehen der Anker 8 sowie die Lagerplatten 4 und 5 aus Blöcken ferromagnetischen Materials bekannter Art, insbesondere aus einer entsprechenden Eisenlegierung.The magnet yokes 2 and 3 here consist of a variety of thin yoke plates, which are joined to the shown, thick Jochblechstapel. In contrast, the anchor exist 8th as well as the bearing plates 4 and 5 from blocks of ferromagnetic material of known type, in particular from a corresponding iron alloy.

Zur Reduzierung der Wirbelstromverluste und der Remanenz des Ankers 8 sowie der Lagerplatten 4 und 5 sind in den massiven Block des Ankers 8 eine Vielzahl von Hohlkanälen 11, 12 und 13 integriert, die hier einen übereinstimmenden Durchmesser von beispielsweise 4 mm aufweisen, alle als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind und sich nur hinsichtlich ihrer Länge unterscheiden, da sie den Block des Ankers 8 in unterschiedlichen Richtungen durchsetzen. Die Hohlkanäle 11, 12 und 13 können alternativ auch als Sacklochbohrungen ausgebildet sein, die von beiden Seitenflächen aus gebohrt werden.To reduce the eddy current losses and the remanence of the armature 8th as well as the bearing plates 4 and 5 are in the massive block of the anchor 8th a variety of hollow channels 11 . 12 and 13 integrated, here have a matching diameter of, for example, 4 mm, all formed as through holes and differ only in their length, since they are the block of the armature 8th enforce in different directions. The hollow channels 11 . 12 and 13 may alternatively be formed as blind holes, which are drilled from both side surfaces.

Wie in Verbindung mit der 2 deutlicher zu erkennen ist, gehen die Hohlkanäle 11 von der oberen Stirnseite des Ankers 8 aus, verlaufen parallel zur Mittellängsachse der Ankerführungsstangen 9 und somit rechtwinklig zur planen Stirnseite bis sie auf der gegenüberliegenden Stirnseite münden. Dabei sind zwei Reihen mit jeweils sechs Hohlkanälen 11 vorhanden, wobei die Hohlkanäle 11 in jeder der beiden Reihen jeweils einen vorgebbaren Abstand von beispielsweise ca. 10 mm zum benachbarten Hohlkanal 11 aufweisen. Diese Reihen verlaufen parallel zu den langen Seitenkanten der Stirnseiten und auf entgegen gesetzten Seiten einer mittig in auf der Stirnseite angeordnete Sacklochbohrung 14 mit Innengewinde, in welche die Ankerführungsstange 9 oder ober- und unterseitig zwei Ankerführungsbolzen hineingedreht ist bzw. sind. Quer zu diesen Hohlkanälen 11 sind die Hohlkanäle 12 angeordnet, die von einer Schmalseite des Ankers 8 ausgehen und auf der gegenüberliegenden Schmalseite des Ankers 8 münden. Diese insgesamt fünf Hohlkanäle 12 bilden eine gerade Reihe, die mittig zwischen den langen Seitenkanten der Schmalseite angeordnet ist, wie in Verbindung mit 2 und 4 zweifelsfrei zu sehen ist. Diese Hohlkanäle 12 verlaufen dadurch aber auch mittig zwischen den beiden Reihen mit den Hohlkanälen 11 und durchdringen auch die Anordnungsebene der Ankerführungsstangen 9. Falls keine Schwächung der Bohrungswand der Sacklochbohrungen 14 erfolgen soll, können die Hohlkanäle 12 deshalb alternativ auch als Sacklochbohrun gen ausgebildet sein und in einem Abstand vor der Sacklochbohrung 14 enden. Solche Sacklochbohrungen als Hohlkanäle 12 sollten dann möglichst im gleichen Abstand von der Sacklochbohrung 14 enden wie der seitliche Abstand der Hohlkanäle 11 auf der Stirnseite des Ankers 8. Dieser Abstand ist in der frontalen Draufsicht gemäß 2 gut zu erkennen. In diesem Fall müssten die Hohlkanäle 12 aber von den entgegen gesetzten Stirnseiten aus gebohrt werden, was einen entsprechenden Mehraufwand bei der Herstellung des Ankers 8 zur Folge hätte.As in connection with the 2 can be seen more clearly, the hollow channels go 11 from the upper end of the anchor 8th out, parallel to the central longitudinal axis of the armature guide rods 9 and thus at right angles to the flat end face until they open on the opposite end face. There are two rows each with six hollow channels 11 present, with the hollow channels 11 in each of the two rows each have a predeterminable distance of, for example, about 10 mm to the adjacent hollow channel 11 exhibit. These rows are parallel to the long side edges of the end faces and on opposite sides of a centrally located on the front side blind hole 14 with female thread into which the anchor guide rod 9 or on top and bottom two anchor guide bolts is screwed or are. Transverse to these hollow channels 11 are the hollow channels 12 Arranged by a narrow side of the anchor 8th go out and on the opposite narrow side of the anchor 8th lead. These five channels in total 12 form a straight row, which is arranged centrally between the long side edges of the narrow side, as in connection with 2 and 4 beyond doubt. These hollow channels 12 But thereby also run centrally between the two rows with the hollow channels 11 and also penetrate the assembly plane of the armature guide rods 9 , If no weakening of the bore wall of the blind holes 14 should be done, the hollow channels 12 Therefore, alternatively be designed as Sacklochbohrun gene and at a distance in front of the blind hole 14 end up. Such blind holes as hollow channels 12 should then be possible in the same way Distance from the blind hole 14 ends like the lateral distance of the hollow channels 11 on the front of the anchor 8th , This distance is according to the frontal plan view 2 clearly visible. In this case, the hollow channels would have to 12 but be drilled from the opposite ends, resulting in a corresponding overhead in the manufacture of the anchor 8th would result.

Ebenfalls quer zu den Hohlkanälen 11 und in erheblich größerer Anzahl sind die Hohlkanäle 13 eingebracht, die sich alle rechtwinklig zur Längsmittelebene des Ankers 8 erstrecken. Dabei gehen die Hohlkanäle 13 von einer Breitseite des Ankers 8 aus und münden in die gegenüberliegende Breitseite ein. Das Lochbild auf der Breitseite umfasst dabei zwei rechteckige Lochfelder, die aus drei parallelen Reihen mit jeweils sieben bzw. fünf Hohlkanälen 13 bestehen, wobei die Hohlkanäle 13 in der Reihe und seitlich einen übereinstimmenden Abstand voneinander aufweisen. Dabei weisen die jeweils drei parallelen Reihen sieben Hohlkanäle 13 auf. Diese Lochfelder liegen beidseitig eines Mittelbereichs des Ankers 8, in dem die Ankerführungsstangen 9 angeordnet sind.Also transverse to the hollow channels 11 and in considerably greater numbers are the hollow channels 13 introduced, all at right angles to the median longitudinal plane of the anchor 8th extend. The hollow channels go 13 from a broadside of the anchor 8th off and open into the opposite broadside. The hole pattern on the broad side comprises two rectangular hole fields, which consist of three parallel rows, each with seven or five hollow channels 13 exist, wherein the hollow channels 13 in the row and laterally have a matching distance from each other. The three parallel rows each have seven hollow channels 13 on. These hole fields are on both sides of a central region of the anchor 8th in which the anchor guide rods 9 are arranged.

Zwischen den beiden Lochfeldern aus Hohlkanälen 13 ist zusätzlich zentral ein einzelner Hohlkanal 13' angeordnet, der ebenfalls eine die Breitseiten verbindende Durchgangsbohrung bildet. Wie aus der Frontalansicht nach 5 in Verbindung mit der Schnittdarstellung nach 6 zu ersehen ist, passiert der Hohlkanal 13' hierbei einen Vollmaterialbereich des Ankerblocks, der zwischen den Enden der beiden Sacklochbohrungen 14 verblieben ist. Somit wird die Stabilität des An kers 8 durch den Hohlkanal 13' nicht nennenswert beeinträchtigt.Between the two hole fields of hollow channels 13 is additionally centrally a single hollow channel 13 ' arranged, which also forms a connecting the broad sides through hole. As seen from the frontal view 5 in conjunction with the sectional view to 6 can be seen, the hollow channel happens 13 ' in this case, a solid material region of the anchor block, between the ends of the two blind holes 14 remained. Thus, the stability of the An kers 8th through the hollow channel 13 ' not appreciably affected.

Neben den Hohlkanälen im Anker 8 befinden sich auch in den Lagerplatten 4 und 5 Hohlkanäle 15, die sich achsparallel zu den Hohlkanälen 11 erstrecken. Von den Hohlkanälen 15 sind zwei Reihen mit jeweils sechs Hohlkanälen 15 vorhanden, die vorzugsweise kongruent zu den Hohlkanälen 11 im Anker 8 angeordnet sind.In addition to the hollow channels in the anchor 8th are also in the bearing plates 4 and 5 hollow channels 15 , which are axially parallel to the hollow channels 11 extend. From the hollow channels 15 are two rows, each with six channels 15 present, which is preferably congruent to the hollow channels 11 in the anchor 8th are arranged.

Zur reibungsarmen Führung des Ankers 8 zwischen den Permanentmagneten 6 und 7 ist zwischen dem Anker 8 und der jeweiligen Permanentmagnetoberfläche ein als Gleitfolie 16 ausgebildetes Gleitelement angeordnet. Die Gleitfolie 16 ist magnetseitig am jeweiligen Permanentmagneten 6, 7 fixiert, z. B. geklebt. Die Abmessungen der Gleitfolie 16 entsprechen in etwa der Oberfläche der Permanentmagneten 6, 7. Die Gleitfolie 16 ist etwa 0.5 mm dick. Dabei hängt die Dicke der Gleitfolie 16 insbesondere vom Spiel zwischen Anker 8 und Permanentmagneten 6, 7 ab.For low-friction guidance of the anchor 8th between the permanent magnets 6 and 7 is between the anchor 8th and the respective permanent magnet surface as a sliding film 16 designed sliding element arranged. The sliding foil 16 is magnetically on the respective permanent magnet 6 . 7 fixed, z. B. glued. The dimensions of the sliding foil 16 correspond approximately to the surface of the permanent magnets 6 . 7 , The sliding foil 16 is about 0.5 mm thick. The thickness of the sliding film depends on this 16 especially from the game between anchor 8th and permanent magnets 6 . 7 from.

Im Oberflächenbereich der mittleren Lochreihe mit sieben Hohlkanälen 13 der jeweils drei parallelen Lochreihen des Ankers 8 sind Aussparungen 17 in die Oberfläche des Ankers 8 eingebracht, in welche die in 3 gezeigten, als Gleitkörper 18 ausgebildeten alternativen Gleitelemente und gegebenenfalls Distanzelemente 19 anordbar sind. Unterhalb der Aussparungen 17 ist jeweils ein Hohlkanal 13 in den Anker 8 eingebracht. Die Anzahl der Distanzelemente 19, welche beispielsweise als Distanzbleche ausgebildet sind, hängt dabei maßgeblich vom Führungsmaß und dem Spiel zwischen Anker 8 und Permanentmagneten 6, 7 ab. In einer alternativen, nicht näher dargestellten Ausführungsform kann anstelle der als Distanzbleche ausgebildeten Distanzelemente 19 eine Schraubendruckfeder vorgesehen sein, die in eine nicht dargestellte Bohrung, insbesondere einen Hohlkanal 13 unterhalb der Aussparung 17 eingesetzt, z. B. eingeschraubt wird und die den Gleitkörper 18 gegen die Permanentmagnetoberfläche des betreffenden Permanentmagneten 6 bzw. 7 drückt.In the surface area of the middle row of holes with seven hollow channels 13 each of three parallel rows of holes of the anchor 8th are recesses 17 in the surface of the anchor 8th introduced into which the in 3 shown as a slider 18 trained alternative sliding elements and optionally spacers 19 can be arranged. Below the recesses 17 is in each case a hollow channel 13 in the anchor 8th brought in. The number of spacers 19 , which are formed for example as spacers, depends largely on the Führungsmaß and the game between anchor 8th and permanent magnets 6 . 7 from. In an alternative, not shown embodiment, instead of spacers formed as spacers 19 a helical compression spring may be provided which in a bore, not shown, in particular a hollow channel 13 below the recess 17 used, for. B. is screwed and the slider 18 against the permanent magnet surface of the respective permanent magnet 6 respectively. 7 suppressed.

5 und 6 zeigen eine alternative Ausführungsform für einen Anker 6 mit unterschiedlich ausgeprägten Lochfeldern und ohne seitliche Hohlkanäle 12. Die Aussparungen 17 zur Aufnahme von Gleitkörpern 18 und gegebenenfalls Distanzelementen 19 sind hier als längliche Rinnen in die Oberfläche des Ankers 8 eingebracht. 5 and 6 show an alternative embodiment for an anchor 6 with differently pronounced perforated fields and without lateral hollow channels 12 , The recesses 17 for receiving sliding bodies 18 and optionally spacers 19 are here as elongated grooves in the surface of the anchor 8th brought in.

11: Strukturstructure
2, 32, 3: Magnetjochenyokes
4, 54, 5: Lagerplattebearing plate
6, 76 7: Permanentmagnetepermanent magnets
88th: Ankeranchor
99: Führungsstangenguide rods
1010: Lagerbohrungbearing bore
11, 12, 13, 13', 1511 12, 13, 13 ', 15: Hohlkanälehollow channels
1414: SacklochbohrungBlind hole
1616: Gleitfolieslip sheet
1717: Aussparungenrecesses
1818: Gleitkörpersliding
1919: Distanzelementespacers

Claims

Magnetic drive system for a switching device with a magnetic yoke ( 2 . 3 ), in which a massive anchor ( 8th ) is magnetically slidably guided between two opposite end positions of magnetic material, with at least one permanent magnet ( 6 . 7 ) for generating a magnetic flux in the magnetic yoke ( 2 . 3 ) and at least one coil through which the armature ( 8th ) is movable back and forth between its end positions, the armature ( 8th ) to avoid eddy current losses with elongated channels ( 11 . 12 . 13 . 13 ' ) is provided, characterized in that move between bar anchor ( 8th ) and one in the direction of the anchor ( 8th ) pointing permanent magnet surface as a sliding element at least one sliding body ( 18 ), wherein the sliding body or bodies ( 18 ) in one or more recesses ( 17 ) of the anchor ( 8th ) is arranged or are.

Magnetic drive system according to claim 1, characterized in that the one or more recesses ( 17 ) laterally on the broad sides of the anchor ( 8th ) is introduced in the surface or are.

Magnetic drive system according to claim 1 or 2, characterized in that the one or more recesses ( 17 ) is formed as one or more grooves or are.

Magnetic drive system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sliding body ( 18 ) is formed from a glass fiber reinforced thermoplastic, in particular from a fluoroplastic or polyoxymethylene or polyacetal (= POM).

Magnetic drive system according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one spacer element ( 19 ) for setting a guide dimension between displaceable armature ( 8th ) and permanent magnet surface are provided.

Magnetic drive system according to claim 5, characterized in that in a design of the spacer element ( 19 ) as a spacer plate this in the respective recess ( 17 ) below the slider ( 18 ), whereby the sliding body ( 18 ) is pressed against the permanent magnet surface.

Magnetic drive system according to claim 5, characterized in that in a design of the spacer element ( 19 ) as a helical compression spring this in a bore, in particular a hollow channel ( 13 ) below the respective recess ( 17 ) is arranged and the sliding body ( 18 ) presses against the permanent magnet surface.