DE102009008447A1 - Electromagnet i.e. lifting magnet, for opening valve, has pole core axially supported in housing at distance to field coil, and pressure spring is arranged between pole core and field coil, where housing is covered by covers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem Gehäuse, einer Erregerspule, einem gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Polkern und einem Anker gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an electromagnet with a housing, an excitation coil, one opposite the housing movable pole core and an anchor according to the preamble of claim 1
Ein
solcher Elektromagnet ist aus der
Mit solchen beweglichen Polkernteilen wird über den Hubweg bis zum Auftreffen auf eine Polfläche eines verschiebbaren Polkernteils jeweils eine fallende Magnetkraft-Hub-Kennlinie erzeugt. Damit kann beispielsweise eine hohe Anfangskraft bei Auftreffen auf den ersten verschiebbaren Polkernteil erzeugt werden, beispielsweise zum Abheben eines Ventiltellers an einem Ventil. Da nachfolgend nur noch eine geringere Kraft zum endgültigen Öffnen des Ventils erforderlich ist, reicht es aus, den Anker auf dem verbleibenden Hubweg gegen den feststehenden Polkern auftreffen zu lassen.With such movable pole core parts is about the stroke until hitting a pole surface of a sliding Polkernteils each generates a falling magnetic force-stroke characteristic. This can, for example, a high initial force at impact be generated on the first displaceable Polkernteil, for example for lifting a valve disk on a valve. As below only a smaller force for the final opening of the Valve is required, it suffices to anchor on the remaining Stroke to strike against the fixed pole core.
Der Aufbau dieses bekannten Elektromagneten mit den verschieb baren Polkernteilen ist sehr aufwendig, störanfällig und somit sehr teuer in dessen Herstellung.Of the Structure of this known electromagnet with the displaceable ble pole core parts is very expensive, prone to failure and therefore very expensive in its production.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten anzugeben, bei dem der Anker bereits vor seiner Endposition eine Hubkraft erreicht, die annähernd der Hubendkraft entspricht und der gegenüber dem bekannten Elektromagneten einen einfacheren Aufbau aufweist und damit kostengünstiger herstellbar ist.Of the Invention is therefore the object of an electromagnet indicate that the anchor is already in front of its end position Lifting force achieved, which corresponds approximately to the Hubendkraft and compared to the known electromagnet a simpler Has structure and thus less expensive to produce.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.These Task is solved by an electromagnet with the Features of claim 1.
Ein solcher Elektromagnet mit einem verschiebbaren Polkern und einer zwischen der Erregerspule und diesem Polkern angeordneten Druckfeder hat die Eigenschaft, dass bei einer Bestromung der Erregerspule sich zunächst hauptsächlich der Polkern aus seiner von der Druckfeder gehaltenen Endposition gegen die Federkraft auf den Anker zubewegt, da dieser von dem Anker angezogen wird. Durch den kleiner werdenden Arbeitsspalt zwischen dem Anker und dem Polkern steigt die Hubkraft am Anker an, bis die angeforderte Hubanfangskraft des Ankers erreicht ist und dadurch der Anker und der Polkern sich in Richtung der Hubendstellung bewegen. Da die angeforderte Hubkraft durch den Anker und den Polkern überwunden ist, drückt gleichzeitig die Druckfeder den Polkern wieder in die Hubendstellung. In Summe stellt sich eine Magnetkraft-Hub-Kennlinie ein, die annähernd der Federkraft-Kennlinie der Druckfeder entspricht. In der Hubendstellung liegen die Polflächen des Polkernes und des Ankers aneinander.One Such electromagnet with a movable pole core and a between the exciter coil and this pole core arranged compression spring has the property that when energizing the excitation coil itself initially mainly the Polkern from his held by the compression spring end position against the spring force moves the anchor as it is attracted by the anchor. By the smaller working gap between the anchor and the pole core increases the lifting force at the anchor until the requested Hubanfangskraft of the armature is reached and thereby the armature and the pole core themselves move in the direction of the stroke end position. Because the requested lifting capacity is overcome by the anchor and the pole core presses at the same time the compression spring the pole core back to the stroke end position. In sum, a magnetic force-stroke characteristic sets in, which approximates the spring force characteristic of the compression spring corresponds. In the stroke end position are the pole faces of the pole core and the armature to each other.
Damit ist es möglich, die hohe Hubendkraft eines Elektromagneten bereits annähernd in der Hubanfangsstellung des Ankers be reitzustellen, weshalb der erfindungsgemäße Elektromagnet ein hubunabhängiges Magnetsystem darstellt und speziell für Entriegelungsaufgaben mit hoher Auslösekraft geeignet ist.In order to It is possible to use the high stroke end force of an electromagnet Already almost in the Hubanfangsstellung of the anchor be provide, why the inventive Electromagnet represents a stroke-independent magnet system and especially for unlocking tasks with high release force suitable is.
Idealerweise sind die Polflächen des Polkernes und des Ankers derart geformt, dass sich bei der Bewegung des Polkerns auf den Anker ein bestimmter Verlauf der Magnetkraft-Hub-Kennlinie eingestellt. Vorzugsweise kann hierzu ein Steuerkonus vorgesehen werden, der als Außenkonus an der Polfläche des Polkerns angeformt ist, wobei gegengleich die Polfläche des Ankers einen entsprechenden Innenkonus aufweist. Umgekehrt kann auch die Polfläche des Ankers einen Außenkonus aufweisen und die Polfläche des Polkerns einen entsprechenden Innenkonus.Ideally are the pole faces of the pole core and the anchor such formed, that in the movement of the pole core on the anchor determined course of the magnetic force-stroke characteristic set. Preferably For this purpose, a control cone can be provided, which serves as an outer cone is integrally formed on the pole face of the pole core, wherein gegengleich same the pole face of the anchor a corresponding inner cone having. Conversely, the pole face of the anchor have an outer cone and the pole face of Polkerns a corresponding inner cone.
In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung liegt die Druckfeder teilweise in einer um den Außenkonus oder den Innenkonus angeordneten kreisförmigen Nut, wobei vorzugsweise sich die Druckfeder gegen einen Nutgrund in der kreisförmigen Nut abstützt. Ferner stützt die Druckfeder mit ihrem anderen Ende sich bevorzugt gegen einen die Erregerspule tragenden Spulenkörper ab.In preferred embodiments of the invention, the compression spring is partially in an arranged around the outer cone or the inner cone circular Groove, wherein preferably the compression spring against a groove bottom supported in the circular groove. It also supports the compression spring with its other end is preferred to one the bobbin carrying the exciting coil.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine im Gehäuse zentral gelagerte Schubstange vorgesehen, die mit dem Anker fest verbunden ist und auf der der Polkern verschiebbar geführt ist. Damit kann in vorteilhafter Weise die Hubkraft des Ankers beispielsweise auf ein außerhalb des Elektromagneten liegendes Betätigungsmittel übertragen werden.In a development of the invention is a central in the housing mounted push rod provided, which is firmly connected to the anchor is and on which the pole core is slidably guided. In order to can advantageously the lifting force of the armature, for example transferred to a lying outside of the solenoid actuator become.
Weiterhin kann in einer Weiterbildung der Erfindung ein rohrförmiges weichmagnetisches Gehäuse verwendet werden, wobei der Polkern scheibenförmig mit einem an den Innendurchmesser des Gehäuses angepassten Durchmesser ausgebildet ist. Bevorzugt wird ein solches rohrförmiges Gehäuse an seinen Enden mit jeweils von einem Deckel verschlossen. Dies führt zu einem sehr einfachen und wenig funktionsanfälligen Aufbau des erfindungsgemäßen Elektromagneten.Furthermore, in a development of the invention, a tubular soft magnetic housing can be used, wherein the pole core is disc-shaped with a diameter adapted to the inner diameter of the housing. Such a tubular housing is preferred its ends each closed by a lid. This leads to a very simple and less susceptible structure of the electromagnet according to the invention.
Schließlich kann in einer Weiterbildung der Erfindung anstelle eines rohrförmigen Gehäuses ein topfförmiges weichmagnetisches Gehäuse verwendet werden, das an seinem offenen Ende, an dem der Polkern angeordnet ist, von einem Deckel verschlossen wird. Ein solches Gehäuse bietet den Vorteil einer einfacheren Montage des Elektromagneten.After all can in a further development of the invention instead of a tubular Housing a cup-shaped soft magnetic housing used at its open end, where the pole core is arranged, is closed by a lid. Such Housing offers the advantage of easier installation of the Electromagnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to embodiments in detail with reference to the attached figures described. Show it:
Der
Elektromagnet
Die
bei Bestromung der Erregerspule
Die
Die
beiden gegenüberliegenden Polflächen des Polkerns
Alternativ
kann gemäß
Das
Gehäuse
Durch
die Bewegung des Polkerns
Der
Polkern
Dadurch
dass der Polkern
Die
Hubendlage des Ankers
Schließlich
findet bei dem erfindungsgemäße Elektromagneten
ein Toleranzausgleich hinsichtlich der zu erreichenden Hubanfangskraft
statt, da der Polkern
Der
erfindungsgemäße Elektromagnet ist besonders für
Entriegelungsaufgaben mit hoher Auslösekraft geeignet.
Der in den Figuren erläuterte Elektromagnet
- 11
- Elektromagnetelectromagnet
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Erregerspuleexcitation coil
- 44
- Polkernpole core
- 55
- Ankeranchor
- 66
- Druckfedercompression spring
- 77
- ringförmige Nutannular groove
- 88th
- Außenkonusouter cone
- 99
- Innenkonusinner cone
- 1010
- Nutgrundgroove base
- 1111
- Deckelcover
- 1212
- Deckelcover
- 1313
- Schubstangepushrod
- 1414
- Spulenkörperbobbins
- 1515
-
Gleitlager
für Deckel
11 Slide bearing for cover11 - 1616
-
Gleitlager
für Polkern
4 Sliding bearing for pole core4 - 1717
-
Gleitlager
für Deckel
12 Slide bearing for cover12 - 1818
- Richtungspfeilarrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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