DE10309697B3 - Magnetischer Linearantrieb - Google Patents

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Abstract

Ein magnetischer Linearantrieb (1) weist einen Eisenkern (3) sowie eine Spule (11) auf. Einem bewegbaren Anker (7) ist ein Joch (10) sowie ein Permanentmagnet (8) zugeordnet. In einer ersten Endposition des Ankers (7) wird dieser aufgrund der von dem Permanentmagneten (8) erzeugten magnetischen Haltekräfte und dem einen Spalt in dem Eisenkern überbrückenden Joch (10) gehalten.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Linearantrieb mit einem ersten Eisenkern, der eine erste strombeaufschlagbare Spule durchsetzt und wenigstens einen von einem magnetischen Fluss durchsetzbaren magnetischen Spalt aufweist und mit einem einen ersten Permanentmagneten aufweisenden bewegbaren Anker.
  • Ein derartiger magnetischer Linearantrieb ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 867 903 A2 bekannt. Der dortige Linearantrieb dient der Bewegung eines Kontaktstückes eines elektrischen Schalters. Ein bewegbarer Anker weist einen Permanentmagneten auf, welcher sich bei einem Bestromen einer elektrischen Spule aufgrund der zwischen dem Permanentmagneten und der bestromten Spule wirkenden magnetischen Kräfte in Richtung der Spule bewegt. Diese Bewegung dient dem Einschalten einer Unterbrechereinheit des Leistungsschalters. Während der Einschaltbewegung werden Federpakete gespannt. Um den Antrieb in seiner Einschaltstellung auch nach einer Unterbrechung des Stromflusses durch die Spule zu halten, haftet der Permanentmagnet an einem Eisenkern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Linearantrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, dass bei einer vereinfachten Konstruktion eine zuverlässige Positionierung des Ankers in einer Endposition ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe wird bei einem magnetischen Linearantrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einer ersten Endposition des Ankers der erste Permanentmagnet einen Spalt des ersten Eisenkerns zumindest teilweise ausfüllt und ein an dem Anker angeordnetes Joch an einem Rand eines Spaltes des ersten Eisenkerns anliegt.
  • Innerhalb des ersten Eisenkernes ist ein magnetischer Fluss mit einem geringen magnetischen Widerstand lenkbar. Ein Eisenkern kann dabei aus verschiedenen geeigneten Werkstoffen bestehen, welche ferromagnetische Eigenschaften aufweisen (z.B. Eisen, Kobalt, Nickel, Kernbleche aus speziellen Legierungen). Das zumindest teilweise Ausfüllen eines Spaltes in dem ersten Eisenkern mittels eines Permanentmagneten gestattet einen Übergang der von dem Permanentmagneten ausgehenden magnetischen Feldlinien in den ersten Eisenkern mit geringen Verlusten. Durch das Anliegen des Joches am Rand eines Spaltes wird die Führung des magnetischen Flusses verbessert, indem der magnetische Fluss auch innerhalb des Joches geführt ist. Durch die Reluktanz ergibt sich eine Kraftwirkung. Die Kraftwirkung ist besonders groß, wenn der Abstand zwischen Joch und Eisenkern möglichst gering ist. Dabei kann es zum einen vorgesehen sein, dass der Spalt, den der Permanentmagnet ausfüllt, sowie der Spalt, an dessen Rand das Joch anliegt, ein und derselbe Spalt ist oder auch voneinander verschiedene Spalte sind. Der innerhalb des ersten Eisenkernes erzeugte magnetische Fluss ist derart stark, dass der Anker in seiner Endposition gehalten ist. Er kann nur durch eine von außen wirkende Kraft oder durch ein Bestromen der Spule herausbewegt werden.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Eisenkern aus zumindest zwei Abschnitten besteht, zwischen welchen der/die Spalt(e) gebildet ist (sind), welche(r) von einem im ersten Eisenkern erzeugbaren magnetischen Fluss durchsetzbar ist (sind).
  • Die Aufteilung des Eisenkerns in zumindest zwei Abschnitte gestattet eine vorteilhafte Führung des magnetischen Flusses im Innern des ersten Eisenkerns. Beispielsweise kann der Eisenkern einstückig ausgestaltet sein, wobei durch eine entsprechende Anordnung von Einschnitten der Eisenkern selbst in mehrere Abschnitte unterteilt wird. Die Einschnitte sind dann als Spalte anzusehen, in welchen beispielsweise der erste Permanentmagnet mit dem Anker bewegt wird. Durch die Unterteilung in mehrere Abschnitte sind gezielt besondere Bereiche an dem Eisenkern gestaltbar, an welchen der magnetische Fluss in bevorzugten Richtungen verläuft, beispielsweise um senkrecht zu einer Oberfläche ein- bzw. austreten zu können.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Eisenkern zumindest zweiteilig ausgebildet ist und an einem ersten Kernkörper und an einem zweiten Kernkörper des ersten Eisenkerns jeweils Polflächen angeordnet sind, zwischen denen ein erster und ein zweiter Spalt ausgebildet sind.
  • Eine Aufteilung des ersten Eisenkerns in mehrere Kernkörper gestattet ein modulares Zusammensetzen des ersten Eisenkernes. Je nach Anforderungen sind so aus einer geringen Anzahl von Kernkörpern verschiedene Eisenkerne ausbildbar. Es können beispielsweise zwei identische Kernkörper Verwendung finden, zwischen denen ein erster und ein zweiter Spalt ausgebildet sind. In einem einfachen Fall sind die beiden Kernkörper als U-Kerne ausgestaltet, wobei die freien Enden der Schenkel stirnseitig gegenüberliegend angeordnet sind. Die Stirnseiten der Schenkel bilden dann die Polflächen aus. Zwischen den Polflächen ist jeweils ein erster und ein zweiter Spalt ausgebildet. Ein solcher Eisenkern ist äußerst robust und lässt sich kostengünstig herstellen. Die Schenkel der u-förmigen Kernkörper sind dazu geeignet, die erste strombeaufschlagbare Spule aufzunehmen sowie als Anschlagpunkte des Joches zu dienen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in der ersten Endposition des Ankers das Joch durch einen von dem ersten Permanentmagneten ausgehenden magnetischen Fluss gehalten ist.
  • Die Nutzung des magnetischen Flusses zum Halten des Ankers macht den Einsatz von mechanischen Verklinkungen überflüssig. Diese magnetische "Verklinkung" ist nahezu frei von einem mechanischen Verschleiß. Aufgrund der Verwendung eines Permanentmagneten sind auch keinerlei Hilfsenergien notwendig, um die erste Endposition des Ankers dauerhaft zu halten.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass in der ersten Endposition eine durch den magnetischen Fluss bewirkte Magnetkraft gegen eine von einem zusätzlichen Element ausgehende Kraft wirkt.
  • Ein zusätzliches Element kann beispielsweise ein elastisches Element sein, welches während einer Bewegung des Ankers in die erste Endposition gespannt wird. Elastische Elemente sind beispielsweise Federn, Hydrauliken, Pneumatiken usw. Die von dem magnetischen Fluss bewirkte Haltekraft des Ankers ist dabei größer als die von dem elastischen Element ausgehende Kraft. Die durch das elastische Element vorgehaltene Kraft steht nunmehr zur Verfügung, um den Anker aus der ersten Endposition herauszubewegen. Die zum Anstoß einer Herausbewegung des Ankers aus der ersten Endposition benötigte äußere Kraft muss dabei nur noch einen Betrag aufweisen, der größer ist als die Differenz der Magnetkraft und der von dem elastischen Element ausgehenden Kraft. Die äußere Kraft kann beispielsweise durch ein Bestromen der elektrischen Spule erzeugt werden. Durch eine derartige Konstruktion ist es unabhängig von den Beträgen der Magnetkraft bzw. der von dem elastischen Element ausgehenden Kraft möglich, eine Bewegung des Ankers aus der ersten Endposition mit einer relativ kleinen, nur von der Kraftdifferenz abhängenden äußeren Kraft zu bewirken. Die zur vollständigen Bewegung des Ankers notwendige Kraft wird von dem elastischen Element zur Verfügung gestellt. So sind selbst für magnetische Linearantriebe sehr großer Leistung nur geringe äußere Ausschaltkräfte notwendig.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mit der ersten Spule ein magnetisches Feld erzeugbar ist, welches den Spalt quer zur Bewegungsrichtung des Ankers durchsetzt.
  • Ein quer zur Bewegungsrichtung des Ankers ausgerichtetes Magnetfeld ist beispielsweise erzeugbar, indem die Spule auf einen Schenkel eines u-förmigen Kernkörpers aufgewickelt wird. Dadurch ist es sehr leicht möglich, die Spule selbst auszustauschen und die Wirkung des durch die erste Spule erzeugten Magnetfeldes wird unmittelbar durch den Eisenkern verstärkt. Dabei kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass sich die Spule auf zwei gegenüberliegenden Seiten eines Spaltes des Eisenkernes erstreckt. So wird eine symmetrische Kraftwirkung an dem Spalt bzw. auf den Permanentmagneten erzeugt. Bevorzugt kann dabei das magnetische Feld im Spalt senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers verlaufen.
  • Eine weitere Ausgestaltung kann vorteilhafterweise vorsehen, dass der Anker einen zweiten Permanentmagneten aufweist, welcher mit einem zweiten eine zweite strombeaufschlagbare Spule durchsetzten Eisenkern zusammenwirkt, der zumindest einen von einem magnetischen Fluss durchsetzbaren magnetischen Spalt aufweist, wobei ein magnetischer Spalt des zweiten Eisenkerns in einer zweiten Endposition des Ankers von dem zweiten Permanentmagneten zumindest teilweise ausgefüllt ist und das Joch an einem Rand eines magnetischen Spaltes des zweiten Eisenkerns anliegt.
  • Durch die Verwendung eines Ankers mit zwei Permanentmagneten und einem Joch ist es möglich, den Anker in zwei Endpositionen sicher zu halten. Dabei kann der von dem ersten oder von dem zweiten Permanentmagneten erzeugte magnetische Fluss zur Bereitstellung der Haltekräfte genutzt werden. Weiterhin ist durch die Verwendung der ersten und der zweiten Spule eine Verstärkung der zum Bewegen des Ankers zur Verfügung stehenden Kräfte in einfacher Art ermöglicht. Je nach Wickelsinn und Bestromungsrichtung der beiden Spulen können eine oder beide Spulen eine Kraftwirkung auf den Anker erzeugen. Je nach Konstruktion ist es dadurch möglich, die Antriebsleistung zu erhöhen oder mit zwei geringer dimensionierten Spulen dieselbe Antriebsleistung zu erzeugen wie mit einer einzigen Spule. Weiterhin ist es möglich, auf die elastischen Elemente zu verzichten, welche eine Rückstellkraft bereitstellen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass weiterhin elastische Elemente zum Einsatz kommen, um beispielsweise ein Notschaltvermögen oder ein Abbremsen oder zusätzliches Beschleunigen des Ankers zu bewirken.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Joch in der ersten Endposition an einem Rand eines Spalts des ersten Eisenkerns und in der zweiten Endposition an einem Rand eines Spalts des zweiten Eisenkerns anliegt.
  • Neben der Erzeugung der Haltekräfte in der ersten Endposition und in der zweiten Endposition dient das Joch an dem ersten Eisenkern und an dem zweiten Eisenkern als mechanischer Anschlag. Dadurch ist die Wegstrecke des Ankers begrenzt. Das Joch ist mit einer ausreichenden mechanischen Stabilität ausgestaltbar, um die Anschlag- und Anstoßkräfte aufzunehmen. Die Eisenkerne sowie das Joch sind als tragende Elemente mechanisch stabil und halten Erschütterungen von den Spulen fern.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein die Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweisender Antrieb zu einer Spiegelachse spiegelsymmetrisch aufgebaut ist.
  • Ein spiegelsymmetrischer Aufbau gestattet es, den Antrieb modular aufzubauen und dabei gleichartige Baugruppen zu verwenden. Die Spiegelachse kann beispielsweise parallel oder deckungsgleich mit der Bewegungsachse des linear verschiebbaren Ankers liegen. Eine weitere vorteilhafte Spiegelachse kann beispielsweise eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers liegende Achse sein. Bei einer derartigen Gestalt ist es möglich, den ersten und den zweiten Eisenkern in einer gleichen Art auszugestalten. Somit ist es ermöglicht, Antriebe verschiedener Formen mit wenigen Komponenten herzustellen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
  • Dabei zeigt die
  • 1 eine erste Variante eines magnetischen Linearantriebes in einer ersten Schaltstellung, die
  • 2 die erste Variante eines magnetischen Linearantriebes in einer zweiten Schaltstellung, die
  • 3 eine Abwandlung der ersten Variante eines magnetischen Linearantriebes, die
  • 4 einen magnetischen Linearantrieb in einer zweiten Variante in einer ersten Schaltstellung, die
  • 5 die zweite Variante eines magnetischen Linearantriebes zu Beginn der Überführung von der ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung und die
  • 6 eine Abwandlung der ersten Variante eines magnetischen Linearantriebes mit einem weiteren Joch.
  • Die 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsvariante eines magnetischen Linearantriebes 1. Der magnetische Linearantrieb 1 dient der Bewegung eines Schaltkontaktes eines elektrischen Schaltgerätes 2. Das elektrische Schaltgerät 2 kann beispielsweise ein mehrpoliger Leistungsschalter sein, welcher Vakuumschaltröhren aufweist. Der magnetische Linearantrieb 1 weist einen ersten Eisenkern 3 auf. Der erste Eisenkern 3 weist einen ersten Kernkörper 3a sowie einen zweiten Kernkörper 3b auf. Der erste Kernkörper 3a sowie der zweite Kernkörper 3b sind gleichartig ausgestaltet. Die Kernkörper 3a, 3b sind als u-förmige Kernkörper ausgeführt und derartig zu einander angeordnet, dass die freien Schenkel der Kernkörper 3a, 3b stirnseitig gegenüberliegend angeordnet sind. Der erste Kernkörper 3a weist einen ersten Schenkel 4a sowie einen zweiten Schenkel 4b auf. Der zweite Kernkörper 3b weist einen ersten Schenkel 4c und einen zweiten Schenkel 4d auf. Die Stirnseiten der ersten Schenkel 4a, 4c sind als Polflächen ausgebildet und begrenzen einen ersten Spalt 5. An den Stirnseiten der zweiten Schenkel 4b, 4d ist zwischen deren Polflächen ein zweiter Spalt 6 ausgebildet. Zwischen dem ersten Spalt 5 und dem zweiten Spalt 6 ist ein Anker 7 bewegbar. Der Anker 7 weist einen ersten Permanentmagneten 8 auf. Nord- und Südpol (NS) des ersten Permanentmagneten 8 sind dabei so angeordnet, dass die im Innern des ersten Permanentmagneten 8 verlaufenden Feldlinien 9 nahezu senkrecht in die Polflächen der ersten Schenkel 4a, 4c bzw. der zweiten Schenkel 4b, 4d übertreten können. Der Anker 7 weist weiterhin ein Joch 10 auf. Das Joch 10 ist beabstandet von dem ersten Permanentmagneten 8 auf einer von dem Schaltgerät 2 abgewandten Seite des Ankers 7 befestigt. Die Verbindung des ersten Permanentmagneten 8 mit dem Joch 10 ist aus einem nichtmagnetischen Material gebildet. Die zweiten Schenkel 4b, 4d dienen als Wickelkern für eine erste Spule 11. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die erste Spule 11 auf den ersten Schenkeln 4a, 4c aufgewickelt ist. Die erste Spule 11 erstreckt sich beiderseits der Bewegungsachse des Ankers 7. Als elastisches Element ist ein Federpaket 12a, b an dem ersten Eisenkern 3 angeordnet, welches bei einer Bewegung des Ankers 7 komprimierbar ist.
  • Die 1 zeigt den magnetischen Linearantrieb 1 in der Aus-Stellung, das heißt das elektrische Schaltgerät 2 weist geöffnete Kontakte auf. Über das vorgespannte Federpaket 12a, b ist der Anker 7 stabil in seiner Aus-Position gehalten. Die Aus- Position definiert eine zweite Endposition des Ankers 7. Der erste Permanentmagnet 8 überbrückt den zweiten Spalt 6 und füllt ihn aus. Bei einer Bestromung der ersten Spule 11 in einer ersten Richtung (13) mit Gleichstrom erfolgt aufgrund der Kraftwirkung zwischen dem Magnetfeld des ersten Permanentmagneten 8 und des Magnetfeldes der ersten Spule 11 eine Bewegung des Ankers 7 in Richtung des ersten Spaltes 5. Eine zusätzliche Kraftwirkung wird während der Bewegung durch die Verringerung des Abstandes des Joches 10 und des ersten Eisenkernes 3 erzeugt.
  • Die 2 zeigt die erste Endposition des Ankers 7, in welcher der erste Permanentmagnet 8 den ersten Spalt 5 überbrückt. Die Kontakte des elektrischen Schaltgerätes 2 sind nun geschlossen. Das Federpaket 12a, b ist gespannt. Das Joch 10 liegt flächig am Rand des zweiten Spaltes 6 an. Das Joch 10 überbrückt den zweiten Spalt 6. Der von dem ersten Permanentmagneten 8 ausgehende magnetische Fluss 15 wird nunmehr in dem ersten Kernkörper 3a sowie dem zweiten Kernkörper 3b geleitet und ist über das Joch 10 geschlossen. Die von dem ersten Permanentmagnet 8 bewirkte Magnetkraft hält den Anker 7 stabil in der ersten Endposition. Der magnetische Linearantrieb 1 wirkt als Antrieb, der von einem Permanentmagneten gespeist ist.
  • Für eine Bewegung des Ankers 7 von der ersten Endposition (2) in eine zweite Endposition (1) ist eine Bestromung der ersten Spule in einer zweiten Richtung 14 notwendig. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Spüle zur Bewirkung einer Ausschaltbewegung Verwendung findet. So kann beispielsweise ein spezieller Bewegungsablauf des Ankers 7 während eines Ausschaltvorganges bewirkt werden. Unterstützt von dem gespannten Federpaket 12a, b wird der erste Permanentmagnet 8 aus der ersten Endposition herausbewegt. Mit ihm bewegen sich auch der Anker 7 sowie das Joch 10.
  • In der ersten Endposition (2) wird der Anker 7 durch den von dem ersten Permanentmagneten 8 ausgehenden magnetischen Fluss stabil gehalten. In der zweiten Endposition (1) wird der Anker 7 durch das Federpaket 12a, b stabil gehalten.
  • In der 3 ist eine Abwandlung der in den 1 und 2 dargestellten Variante eines magnetischen Linearantriebes dargestellt. Die 3 zeigt einen magnetischen Linearantrieb 1a, welcher einen einstückigen ersten Eisenkern 3 aufweist. Der erste Eisenkern 3 ist u-förmig gestaltet. Auf einem der Schenkel ist eine erste Spule 11 aufgewickelt. Zwischen den stirnseitig an dem ersten Schenkel 4a und dem zweiten Schwenkel 4b befindlichen Polflächen ist ein erster Spalt 5 ausgebildet. Innerhalb des ersten Spaltes 5 ist ein erster Permanentmagnet 8 bewegbar. Der erste Permanentmagnet 8 ist an einem Anker 7 angeordnet. Weiterhin ist dem Anker 7 ein Joch 10 zugeordnet. Nach einer Bewegung des Ankers 7 in eine erste Endposition (nicht dargestellt) stützt sich das Joch 10 an dem zweiten Schenkel 4b ab. Der zweite Schenkel 4b bildet einen Rand des ersten Spaltes 5. Durch das flächige Anliegen des Joches 10 ist der Weg der von dem ersten Permanentmagnet 8 ausgehenden Feldlinien über den ersten Eisenkern 3 und das Joch 10 verkürzt, so dass der Anker 7 aufgrund der magnetischen Kraftwirkung des Permanentmagneten 8, in der ersten Endposition stabil gehalten ist. Zur Überführung des Ankers 7 von der zweiten Endposition in die erste Endposition und umgekehrt ist jeweils die erste Spule 11 mit entgegengesetzten Stromrichtungen zu bestromen.
  • Die Wirkungsweise der in der 3 dargestellten Anordnung entspricht der Wirkungsweise des in den 1 und 2 dargestellten und voranstehend beschriebenen magnetischen Linearantriebs.
  • Die 6 zeigt einen magnetischen Linearantrieb wie er prinzipiell aus der 3 bekannt ist. Der Anker 7 weist neben dem Joch 10 ein weiteres Joch 10a auf. Die Joche 10, 10a dienen der stabilen Lagerung des Ankers 7 in den Endpositionen.
  • Die 4 und 5 zeigen eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Linearantriebes. Ein in den 4 und 5 dargestellter doppelter magnetischer Linearantrieb 20 weist einen ersten Eisenkern 21 sowie einen zweiten Eisenkern 22 mit je zwei Kernkörpern auf. Die Ausgestaltung des ersten Eisenkernes 21 und des zweiten Eisenkernes 22 entspricht der Ausgestaltung des in den 1 und 2 dargestellten Eisenkernes. Dem ersten Eisenkern 21 ist eine erste Spule 23 zugeordnet. Dem zweiten Eisenkern 22 ist eine zweite Spule 24 zugeordnet. Die erste Spule 23 sowie die zweite Spule 24 sind auf freien Schenkeln der Eisenkerne angeordnet. Der doppelte magnetische Linearantrieb 20 weist einen Anker 25 auf. An dem Anker 25 mittig ist ein Joch 26 befestigt. Der Anker 25 ist linienhaft gestreckt ausgestaltet und weist an seinen Enden einen ersten Permanentmagneten 27 sowie einen zweiten Permanentmagneten 28 auf. Der erste Eisenkern 21, die erste Spule 23 sowie der erste Permanentmagnet 27 wirken ebenso wie der zweite Eisenkern 22, die zweite Spule 24 sowie der zweite Permanentmagnet 28 zusammen (wie oben stehend zu den 1 und 2 beschrieben). Aufgrund der bezüglich seiner Symmetrieachse 29 spiegelbildlichen Ausgestaltung sowie der Gestalt des Ankers 25 ist zur Überführung des Ankers 25 von einer ersten Endposition eine zweite Endposition und umgekehrt sowohl die erste als auch die zweite Spule 23, 24 einsetzbar. Ebenso wie zu der 1 und der 2 beschrieben, wirkt das Joch 26 jeweils als Brücke zu einem Spalt des ersten Eisenkerns 21 oder des zweiten Eisenkernes 22 und positioniert den Anker 25 in seinen Endlagen unter Nutzung der von dem jeweiligen Permanentmagneten 27, 28 bewirkten magnetischen Haltekräfte. Vereinfacht ausgedrückt wurde das in den 1 und 2 zur Erzeugung einer Rückstellbewegung vorgesehene Federpaket 12a, b durch einer Anordnung mit einem zweiten Eisenkern 22, einer zweiten Spulen und einem zweiten Permanentmagneten 28 ersetzt.

Claims (9)

  1. Magnetischer Linearantrieb (1, 20) mit einem ersten Eisenkern (3, 21), der eine erste strombeaufschlagbare Spule (11, 23) durchsetzt und wenigstens einen von einem magnetischen Fluss durchsetzbaren magnetischen Spalt (5) aufweist und mit einem einen ersten Permanentmagneten (8, 27) aufweisenden bewegbaren Anker (7, 25), wobei in einer ersten Endposition des Ankers (7, 25) der erste Permanentmagnet (8, 27) einen Spalt des ersten Eisenkerns (3, 21) zumindest teilweise ausfüllt und ein an dem Anker (7, 25) angeordnetes Joch (10, 26) an einem Rand eines Spaltes des ersten Eisenkerns (3, 21) anliegt.
  2. Magnetischer Linearantrieb (1, 20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eisenkern (3, 21) aus zumindest zwei Abschnitten besteht, zwischen welchen der/die Spalt(e) gebildet ist (sind), welche(r) von einem im ersten Eisenkern (3, 21) erzeugbaren magnetischen Fluss durchsetzbar ist (sind).
  3. Magnetischer Linearantrieb (1, 20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eisenkern (3, 21) zumindest zweiteilig ausgebildet ist und an einem ersten Kernkörper (3a) und an einem zweiten Kernkörper (3b) des ersten Eisenkerns (3) jeweils Polflächen angeordnet sind zwischen denen ein erster und ein zweiter Spalt (5, ) ausgebildet sind.
  4. Magnetischer Linearantrieb (1, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Endposition des Ankers (7, 25) das Joch (10, 26) durch einen von dem ersten Permanentmagneten (8, 27) ausgehenden magnetischen Fluss gehalten ist.
  5. Magnetischer Linearantrieb (1, 20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Endposition eine durch den magnetischen Fluss bewirkte Magnetkraft gegen eine von einem zusätzlichen Element (12a, b) ausgehende Kraft wirkt.
  6. Magnetischer Linearantrieb (1, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der ersten Spule (11, 23) ein magnetisches Feld erzeugbar ist, welches den Spalt (5, 6) quer zur Bewegungsrichtung des Ankers (7, 25) durchsetzt.
  7. Magnetischer Linearantrieb (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (25) einen zweiten Permanentmagneten (28) aufweist, welcher mit einem zweiten eine zweite strombeaufschlagbare Spule (24) durchsetzten Eisenkern (22) zusammenwirkt, der zumindest einen von einem magnetischen Fluss durchsetzbaren magnetischen Spalt aufweist, wobei ein magnetischer Spalt des zweiten Eisenkerns (22) in einer zweiten Endposition des Ankers (25) von dem zweiten Permanentmagneten (28) zumindest teilweise ausgefüllt ist und das Joch (26) an einem Rand eines magnetischen Spaltes des zweiten Eisenkerns (22) anliegt.
  8. Magnetischer Linearantrieb (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (26) in der ersten Endposition an einem Rand eines Spalts des ersten Eisenkerns (21) und in der zweiten Endposition an einem Rand eines Spalts des zweiten Eisenkerns (22) anliegt.
  9. Magnetischer Linearantrieb (20) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweisender Antrieb zu einer Spiegelachse spiegelsymmetrisch aufgebaut ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006097452A1 (de) 2005-03-16 2006-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Magnetische betätigungsvorrichtung
DE102005013196A1 (de) * 2005-03-16 2006-09-28 Siemens Ag Elektrische Versorgungsschaltung, Schalterbetätigungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Schalterbetätigungsvorrichtung
US7482902B2 (en) 2003-02-26 2009-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Linear magnetic drive
CN105280433A (zh) * 2015-08-05 2016-01-27 杨斌堂 自开合真空断路器装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1892739A1 (de) * 2006-08-25 2008-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Elektromagnetische Antriebseinheit und elektromechanisches Schaltgerät
DE102006052454B3 (de) * 2006-11-07 2008-05-29 Siemens Ag Bestückkopf mit Rückstelleinrichtung und Bestückautomat
DE102008000534A1 (de) * 2008-03-06 2009-09-10 Zf Friedrichshafen Ag Elektromagnetische Stellvorrichtung
US20110146681A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Nellcor Puritan Bennett Llc Adaptive Flow Sensor Model
DE102010035395B4 (de) * 2010-08-25 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Untersuchungs- oder Behandlungseinrichtung
EP2501023B1 (de) * 2011-03-15 2021-01-27 Etel S. A.. Vertikaler Stellantrieb mit Schwerkraftkompensation
KR101449736B1 (ko) * 2012-12-27 2014-10-08 주식회사 효성 컨버터의 바이패스 장치
WO2014118875A1 (ja) * 2013-01-29 2014-08-07 株式会社日立製作所 開閉装置
CN108962687B (zh) * 2018-09-17 2024-05-07 浙江天正电气股份有限公司 一种交流接触器
CN110524533B (zh) * 2019-09-05 2021-07-23 华北电力大学 一种串并联继电器替代生物肌肉功能的装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0867903A2 (de) * 1997-03-25 1998-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Betätigungsvorrichtung für Schalter
DE19929572A1 (de) * 1999-06-22 2001-01-04 Siemens Ag Magnetischer Linearantrieb

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2466844A1 (fr) 1979-09-28 1981-04-10 Telemecanique Electrique Electro-aimant comportant un noyau-plongeur muni d'un aimant monostable ou bistable
JPS5829754U (ja) * 1981-08-21 1983-02-26 日立金属株式会社 ドアロツク用アクチユエ−タ
US4870306A (en) * 1981-10-08 1989-09-26 Polaroid Corporation Method and apparatus for precisely moving a motor armature
US4533890A (en) * 1984-12-24 1985-08-06 General Motors Corporation Permanent magnet bistable solenoid actuator
US4928028A (en) * 1989-02-23 1990-05-22 Hydraulic Units, Inc. Proportional permanent magnet force actuator
DE3942542A1 (de) 1989-12-22 1991-06-27 Lungu Cornelius Bistabiler magnetantrieb mit permanentmagnetischem hubanker
DE19509195B4 (de) 1995-03-14 2004-07-22 Siemens Ag Gleichstrom-Magnetsystem mit Dauermagnetunterstützung
NL1006087C2 (nl) * 1997-05-20 1998-11-23 Bogey Venlo B V Actuatormechanisme.
JP2000164059A (ja) 1998-11-27 2000-06-16 Matsushita Electric Works Ltd リセット機能付スイッチ
JP4126787B2 (ja) * 1998-12-07 2008-07-30 トヨタ自動車株式会社 電磁駆動装置
JP2000268683A (ja) 1999-01-14 2000-09-29 Toshiba Corp 開閉器の操作装置
JP3492228B2 (ja) * 1999-02-09 2004-02-03 株式会社テクノ高槻 鉄心および該鉄心を用いる電磁駆動機構
JP3899941B2 (ja) 2000-07-28 2007-03-28 富士電機機器制御株式会社 電磁式リニアアクチュエータおよび回路しゃ断器のリモート操作装置
US6512435B2 (en) * 2001-04-25 2003-01-28 Charles Willard Bistable electro-magnetic mechanical actuator
DE10132553A1 (de) * 2001-07-04 2003-01-23 Siemens Ag Elektrodynamischer Linearantrieb
US20050046531A1 (en) * 2002-10-09 2005-03-03 David Moyer Electromagnetic valve system
DE10309697B3 (de) 2003-02-26 2004-09-02 Siemens Ag Magnetischer Linearantrieb

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0867903A2 (de) * 1997-03-25 1998-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Betätigungsvorrichtung für Schalter
DE19929572A1 (de) * 1999-06-22 2001-01-04 Siemens Ag Magnetischer Linearantrieb

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7482902B2 (en) 2003-02-26 2009-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Linear magnetic drive
WO2006097452A1 (de) 2005-03-16 2006-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Magnetische betätigungsvorrichtung
DE102005013196A1 (de) * 2005-03-16 2006-09-28 Siemens Ag Elektrische Versorgungsschaltung, Schalterbetätigungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Schalterbetätigungsvorrichtung
DE102005013197A1 (de) * 2005-03-16 2006-09-28 Siemens Ag Magnetische Betätigungsvorrichtung
US7612977B2 (en) 2005-03-16 2009-11-03 Siemens Aktiengesellschaft Electrical supply circuit, switch activating apparatus and method for operating a switch activating apparatus
US7746202B2 (en) 2005-03-16 2010-06-29 Siemens Aktiengesellschaft Magnetic actuating device
CN105280433A (zh) * 2015-08-05 2016-01-27 杨斌堂 自开合真空断路器装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006520517A (ja) 2006-09-07
CN1754241A (zh) 2006-03-29
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EP1597743B1 (de) 2006-10-04
CN100369173C (zh) 2008-02-13
WO2004077477A1 (de) 2004-09-10
DE502004001671D1 (de) 2006-11-16
US20060139135A1 (en) 2006-06-29
US7482902B2 (en) 2009-01-27

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