DE1110759B

DE1110759B - Electromagnet

Info

Publication number: DE1110759B
Application number: DER23787A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1957-08-16
Filing date: 1958-07-29
Publication date: 1961-07-13

Description

Elektromagnet Die Erfindung bezieht sich auf Elektromagnete und betrifft Verbesserungen in ihrer Bauweise, um die durch die remanente Magnetisierung bedingten Nachteile zu beseitigen.Electromagnet The invention relates to and relates to electromagnets Improvements in their design to reduce those caused by the remanent magnetization Eliminate disadvantages.

Trotz der Sorgfalt, mit der die Elektromagnete hergestellt werden, sind noch in zahlreichen Fällen Versager im Betrieb zu verzeichnen, die darauf zurückzuführen sind, daß der vom Elektromagnet angezogene Teil nach Ausschaltung des Stromes am Magnetkern haften bleibt, anstatt unter der Wirkung der ihn belastenden Kraft, z. B. Feder, Gewicht od. dgl., abzufallen.Despite the care with which the electromagnets are manufactured, In numerous cases there are still failures in operation that can be traced back to this are that the part attracted by the electromagnet after switching off the current on Magnetic core remains stuck instead of under the action of the force loading it, e.g. B. spring, weight or the like. To fall off.

Ist die Rückführkraft bedeutend, dann kann ein Kleben des Ankers kaum vorkommen. Dies trifft für die kräftigen Geräte zu, die zum Bremsen, Verriegeln, Heben von Lasten usw. benutzt werden. Sind dagegen die Rückführkräfte schwach, dann kann die durch den Restmagnetismus erzeugte Anziehungskraft überwiegen und das Kleben des Ankers herbeiführen. Die Folgen dieses Versagens, das eine gesteuerte Bewegung plötzlich unterbricht, können unter Umständen sehr ernst sein, und die gänzliche Beseitigung dieser Gefahr würde für die Benutzung der Elektromagnete eine gesteigerte Sicherheit bedeuten.If the return force is significant, the anchor can hardly stick occurrence. This applies to the powerful devices that are used to brake, lock, Used for lifting loads, etc. On the other hand, if the return forces are weak, then The attraction generated by the residual magnetism can outweigh the sticking of the anchor. The consequences of this failure, that a controlled movement suddenly interrupts, can be very serious, and the whole Eliminating this risk would increase the use of electromagnets Mean security.

Es sind nun bereits verschiedene Mittel versucht worden, diesen Nachteilen abzuhelfen. So wurde vorgeschlagen, Zwischenstücke aus Hartgummi oder starrem Kunstharz zu verwenden, die zwischen den Kernteilen und Ankerteilen bei erregtem Magneten einen Luftspalt aufrechterhalten. Da es sich aber um ein starres Zwischenstück handelt, wird dieses rasch zerstört. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anker nach Abschalten des Elektromagneten nicht zurückgestoßen wird und sich ein Kleben einstellt, wenn ein starker Restmagnetismus vorliegt. Darüber hinaus ist es ebenfalls bekannt, das starre Zwischenstück durch eine elastische Schicht zu ersetzen. Es stellte sich jedoch heraus, daß in manchen Fällen das Kleben nicht verhindert wird, wenn die Schicht zu dünn gewählt wird, und daß anderseits die Anziehungskraft zwischen Anker und Kern verringert wird, wenn ein zu dickes Zwischenstück zur Verwendung kommt. Um diesen letzten Nachteil wenigstens teilweise zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, ferromagnetische Teilchen in das dickere elastische Zwischenstück einzulagern. Einerseits ist aber bei Verwendung eines solchen dicken Zwischenstückes die Anziehungskraft nicht dieselbe, die bei Vorhandensein eines nur sehr dünnen Luftspaltes erreicht wird, und anderseits wird der Restmagnetismus durch die ferromagnetischen Einlagerungen übertragen und kann unter bestimmten Umständen ein Kleben verursachen. Darüber hinaus ist die Verwendung von dicken elastischen Zwischenstücken mit oder ohne ferromagnetische Einlagerungen verhältnismäßig kostspielig.Various means have now been tried to overcome these disadvantages to remedy. It has been proposed to use spacers made of hard rubber or rigid synthetic resin to use that between the core parts and armature parts when the magnet is energized maintain an air gap. But since it is a rigid intermediate piece, this is quickly destroyed. Another disadvantage is that the anchor after Switching off the electromagnet is not pushed back and sticking occurs, when there is strong residual magnetism. In addition, it is also known to replace the rigid intermediate piece with an elastic layer. It turned out however, found that in some cases sticking is not prevented when the Layer is chosen too thin, and that on the other hand, the force of attraction between anchors and core is reduced if too thick a spacer is used. In order to at least partially eliminate this last disadvantage, it has been proposed that store ferromagnetic particles in the thicker elastic intermediate piece. On the one hand but when using such a thick intermediate piece is the force of attraction not the same as that achieved in the presence of a very thin air gap is, and on the other hand the residual magnetism is due to the ferromagnetic inclusions transferred and can cause sticking under certain circumstances. Furthermore is the use of thick elastic spacers with or without ferromagnetic Storage is relatively expensive.

Die Erfindung, die sich auf einen Elektromagneten mit einem festen Kernteil und einem beweglichen Ankerteil bezieht, zwischen denen im erregten Zustand durch wenigstens ein an einer Polfläche des Kernteils und/oder des Ankerteils befestigtes Zwischenstück aus elastischem Material ein geringer Luftspalt aufrechterhalten wird, besteht darin, daß das Zwischenstück von einem dünnen- Belag -aus elastischem Kunststoff oder Gummi mit einem elastischen Wulst gebildet ist, der am Polflächenrand oder auch innerhalb der bzw. den Polflächen liegt und beliebige Gestalt aufweist.The invention focused on an electromagnet with a fixed Core part and a movable armature part refers, between those in the excited state by at least one attached to a pole face of the core part and / or the armature part Intermediate piece made of elastic material a small air gap is maintained, consists in that the intermediate piece of a thin covering made of elastic plastic or rubber is formed with an elastic bead on the edge of the pole face or also lies within the pole face or faces and has any shape.

Vorzugsweise ist der elastische Wulst am Rande des beweglichen Ankers oder des Kernes angebracht. Dieser Umfangwulst wird unter der Wirkung der Anziehungskraft des Elektromagnets zusammengedrückt und dehnt sich bei Unterbrechung des Stromes wieder plötzlich aus, so daß er den beweglichen Teil abschleudert und auf diese Weise das Kleben verhindert.The elastic bead is preferably on the edge of the movable armature or the core attached. This circumferential bead becomes under the action of the attractive force of the electromagnet is compressed and expands when the current is interrupted suddenly off again, so that it hurls the moving part and hits it Way prevents sticking.

Durch die Anwesenheit des Belages vergrößert sich der Luftspalt zwar sehr geringfügig, doch ist dies keineswegs ein Nachteil, denn gegen Ende des Hubes ist die Anziehungskraft des Elektromagnets am größten. Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine namentlich als Ventilmagnet geeignete Sonderausführung des Elektromagnets, die noch näher beschrieben werden soll.The presence of the covering increases the air gap very slightly, but this is by no means a disadvantage, because towards the end of the stroke the force of attraction of the electromagnet is greatest. The invention also extends to a special design that is particularly suitable as a valve solenoid of the electromagnet, which will be described in more detail.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 einen einspuligen Elektromagnet im senkrechten Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht des Elektromagnets gemäß Fig. 1 mit waagerechtem Schnitt durch dessen Weicheisenkern, Fig. 3 einen zweispuligen Elektromagnet im senkrechten Schnitt, Fig. 4. eine Draufsicht des beweglichen Teiles des in Fig. 3 veranschaulichten Elektromagnets, Fig. 5 den von unten gesehenen Elektromagnet gemäß Fig. 3 nach Entfernung des beweglichen Teiles, Fig. 6 einen dreispuligen Elektromagnet im senkrechten Schnitt, Fig. 7 eine Draufsicht auf den beweglichen Teil des in Fig. 6 darggstellten Elektromagnets, Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch einen einspuligen Elektromagnet mit einem beweglichen Teil, der aus einer magnetisch beeinflußbaren Scheibe und einem Führungsschaft aus unmagnetischem, elastischem Kunststoff besteht, Fig. 9 eine Draufsicht auf den Elektromagnet gemäß Fig. B.Further features of the invention emerge from the description of FIG Embodiments illustrated in the drawings. It shows Fig. 1 a single-coil electromagnet in vertical section, Fig. 2 is a plan view of the electromagnet 1 with a horizontal section through its soft iron core, FIG. 3 shows a two-coil electromagnet in vertical section, Fig. 4. A top view of the movable Part of the electromagnet illustrated in FIG. 3, FIG. 5 the one seen from below Electromagnet according to FIG. 3 after removal of the movable part, FIG. 6 a three-coil electromagnet in vertical section, Fig. 7 is a plan view of the movable part of the electromagnet illustrated in FIG. 6, FIG. 8 a vertical one Section through a single-coil electromagnet with a moving part that is made of a magnetically influenceable disc and a guide shaft made of non-magnetic, consists of elastic plastic, Fig. 9 is a plan view of the electromagnet according to Fig. B.

Gemäß Fig. 1 sind 1 und 2 die beiden Bestandteile des feststehenden Magnetkerns, die in diesem Beispiel miteinander verschraubt, sonst aber auch durch einfache Verschachtelung mit glatten Stoßfugen zusammenfügbar sind. Die Spule 3 ist im rohrförmigen Kunststoffträger 4 zwischen dessen Endflanschen 4' isoliert eingebaut. Im Spulenträger 4 ist ein Loch 5 für die Durchführung der Stromführungsdrähte der Spule vorgesehen. Der Weicheisenanker 6 des Elektromagnets ist in der Bohrung 7 des Magnetkerns und im rohrförmigen Teil des Spulenträgers 4 gleitbar geführt. In den Weicheisenanker 6 sind aus Kunststoff hergestellte Längsrippen eingepaßt, die die Führung dieses Weicheisenankers und zugleich dessen Isolierung gegenüber dem Magnetkern gewährleisten. Ein elastischer Belag 9 hüllt den Weicheisenanker 6 ein und verbindet die Rippen 8 zu einem zusammenhängenden Ganzen. Der Weicheisenanker 6 hat an seinem in den Elektromagnet hineinreichenden Ende einen Belag 10, der sich aus einem dünnen elastischen Häutchen und einem Randwulst 101 zusammensetzt, der mit dem Boden 11 des Magnetkerns oder Mantels in Berührung kommt. Der Randwulst 101 ist mit Quereinschnitten versehen, die jegliche Saugnapfwirkung verhindern. Bei vom Boden 11 des Magnetkerns abgerücktem Weicheisenanker 6 (in Fig. 1 dargestellte Stellung) hat das Einschalten des Stromes in der Spule 3 zur Folge, daß der Weicheisenanker in den Magnetkern oder Mantel so weit eingezogen wird, bis dessen Belag 10 durch seinen Wulst 101 mit dem Mantelboden 11 in Berührung gelangt.According to FIG. 1, 1 and 2 are the two components of the stationary magnetic core, which in this example are screwed together, but otherwise can also be joined together by simple nesting with smooth butt joints. The coil 3 is installed insulated in the tubular plastic carrier 4 between its end flanges 4 '. In the coil carrier 4, a hole 5 is provided for the passage of the current carrying wires of the coil. The soft iron armature 6 of the electromagnet is slidably guided in the bore 7 of the magnet core and in the tubular part of the coil support 4. In the soft iron armature 6 made of plastic longitudinal ribs are fitted, which ensure the guidance of this soft iron armature and at the same time its insulation from the magnetic core. An elastic covering 9 envelops the soft iron anchor 6 and connects the ribs 8 to form a coherent whole. The soft iron armature 6 has at its end reaching into the electromagnet a covering 10 which is composed of a thin elastic membrane and a bead 101 which comes into contact with the bottom 11 of the magnetic core or jacket. The edge bead 101 is provided with transverse incisions which prevent any suction cup action. With the soft iron armature 6 moved away from the bottom 11 of the magnet core (position shown in FIG. 1), the switching on of the current in the coil 3 has the consequence that the soft iron armature is drawn into the magnet core or jacket until its covering 10 is penetrated by its bead 101 comes into contact with the jacket bottom 11.

Infolge des Vorhandenseins des Belages 10 und des Wulstes 101 bleibt ein gewisser Luftspalt bestehen und beschränkt den Wert der Magnetisierung.Due to the presence of the lining 10 and the bead 101 remains a certain air gap exists and limits the value of the magnetization.

Beim Unterbrechen des Stromes hört die Anziehung sofort auf, und der Weicheisenanker 6 fällt ab. Dieses Abfallen wird durch die Federkraft des Belages 10 und des Wulstes 101 begünstigt und beschleunigt, da sich der beim Anziehen vom Weicheisenanker 6 zusammengedrückte Wulst plötzlich entspannt und den Weicheisenanker zurückstößt, so daß auf diese Weise jede Gefahr eines Klebens des Ankers beseitigt ist.When the current is interrupted, the attraction stops immediately, and the Soft iron anchor 6 falls off. This falling off is caused by the spring force of the covering 10 and the bead 101 favored and accelerated, as the when tightening from Soft iron anchor 6 compressed bead suddenly relaxed and the soft iron anchor pushes back, so that in this way eliminates any risk of sticking of the anchor is.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen einen Elektromagnet mit zwei Spulen 3, 31. Der bewegliche Teil 12 ist erfindungsgemäß mit dem Belag 13 versehen, dessen Wulst 131 am Umfang der Fläche 14 verläuft.3, 4 and 5 show an electromagnet with two coils 3, 31. The movable part 12 is provided according to the invention with the covering 13, whose Bead 131 runs on the circumference of the surface 14.

Auf diese Weise wird wie im Falle der Fig. 1 ein Luftspalt gebildet, der die Magnetisierung auf einen vorbestimmten Wert beschränkt, und der Randwulst 131 des Belages begünstigt und beschleunigt das Abfallen des Teiles 12 vom Ende 15, sobald der Erregerstrom unterbrochen wird.In this way, as in the case of FIG. 1, an air gap is formed, which limits the magnetization to a predetermined value, and the edge bead 131 of the covering promotes and accelerates the fall of the part 12 from the end 15 as soon as the excitation current is interrupted.

Aus Fig. 4 sind die Einschnitte 16 im Wulst des Belages 13 zu ersehen, die wie im vorigen Falle die Saugnapfwirkung ausschalten, die sonst beim Zusammendrücken des Belages eintreten und das Abfallen des beweglichen Teiles verhindern würde.From Fig. 4, the incisions 16 in the bead of the covering 13 can be seen, which, as in the previous case, switch off the suction cup effect that otherwise occurs when squeezing the covering would occur and prevent the moving part from falling off.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.6 und 7 hat der Elektromagnet drei Spulen 3, 31, 3", und seine Wirkungsweise ist in jeder Beziehung dieselbe wie im Falle der Fig. 3.In the embodiment according to FIGS. 6 and 7, the electromagnet three coils 3, 31, 3 ", and its operation is in all respects the same as in the case of FIG. 3.

Auch hier ist der bewegliche Teil 17 mit seinen Berührungsflächen 18 und dem den Luftspalt bildenden Belag 19 vorhanden, dessen Wulst mit Einschnitten 20 versehen ist.Here, too, is the movable part 17 with its contact surfaces 18 and the covering 19 forming the air gap, the bead of which is provided with incisions 20 is provided.

Die Fig.8 und 9 veranschaulichen eine Ausführung des Elektromagnets in Topfform bekannter Art, an dem die Erfindung vorgesehen ist.8 and 9 illustrate an embodiment of the electromagnet in the form of a pot of a known type, on which the invention is provided.

21 ist der Spulenkörper mit der im Kunststoffträger 23 eingebauten Spule 22 von ähnlichem Aufbau wie die Spulen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele. Der bewegliche Teil besteht hier aus einer magnetisch erregbaren Scheibe 24. Diese ist an einem Schaft 25 aus elastischem Kunststoff befestigt, der der Scheibe 24 anvulkanisiert oder mit ihr verklebt ist. Der Schaft 25 ist in der Bohrung 26 des Spulenkörpers oder Eisenmantels 21 mittels Rippen 27 geführt. Auch hier ist die den Magnetpolen zugekehrte Seite der Scheibe 24 mit dem elastisch verformbaren überzug versehen, der aus dem dünnen Belag 28 und dem Ringwulst 29 besteht. Desgleichen sind auch die Einschnitte 30 im Wulst 29 vorhanden, um die Saugnapfwirkung zu verhüten.21, the coil body with the coil 22 built into the plastic carrier 23 is of a construction similar to that of the coils of the exemplary embodiments described above. The movable part here consists of a magnetically excitable disk 24. This is attached to a shaft 25 made of elastic plastic, which is vulcanized onto the disk 24 or glued to it. The shaft 25 is guided in the bore 26 of the bobbin or iron jacket 21 by means of ribs 27. Here, too, the side of the disk 24 facing the magnetic poles is provided with the elastically deformable coating, which consists of the thin coating 28 and the annular bead 29. Likewise, the incisions 30 are also present in the bead 29 in order to prevent the suction cup effect.

Der die Scheibe deckende elastische Belag bietet wie bei den Ausführungen der Elektromagneten nach Fig. 1 bis 7 den Vorteil seiner doppelten Wirksamkeit; denn er hemmt einmal durch die Aufrechterhaltung eines dünnen Luftspaltes die Anziehungskraft des Elektromagnets, wenn sich die Scheibe 24 dem Ende ihres Hubes nähert, und er stößt zum anderen durch die Federkraft des Wulstes die Scheibe rasch zurück, sobald der Strom unterbrochen wird.The elastic covering covering the pane offers the same as in the designs the electromagnet of Figures 1 to 7 the advantage of its double effectiveness; because it inhibits the force of attraction by maintaining a thin air gap of the electromagnet when the disc 24 approaches the end of its stroke, and he On the other hand, the spring force of the bead pushes the disk back quickly as soon as it is the power is interrupted.

Der Wulst der elastischen Beläge, der eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung darstellt, ist in den einzelnen Figuren der Zeichnung am Umfang des beweglichen Teiles vorgesehen. Dieser Wulst könnte eine andere, z. B. gerade oder kreuzförmige Gestalt oder auch anders gelegen oder auch an den Kernen des Elektromagnets bzw. an diesen und dem beweglichen Teil angeordnet sein.The bead of the elastic coverings, which is one of the essential characteristics represents the invention is in the individual figures of the drawing on the periphery of movable part provided. This bead could be another, e.g. B. straight or cruciform shape or located differently or on the cores of the electromagnet or be arranged on these and the movable part.

Bei der Ausführung des Elektromagnets nach Fig. 8 ist der Anker 24 Teil eines Ventils, dessen Kegel bei 31 zu sehen ist. Dieses Kegelventil schließt bzw. öffnet alsdann die Durchlaßöffnung eines nicht weiter dargestellten Ventilsitzes, auf den sich die Erfindung nicht bezieht.In the embodiment of the electromagnet according to FIG. 8, the armature is 24 Part of a valve, the cone of which can be seen at 31. This cone valve closes or then opens the passage opening of a valve seat, not shown, to which the invention does not relate.

Claims

CLAIMS: 1. electromagnet with a solid core part and a movable armature part, between which a small air gap is maintained in the energized state by at least one fixed to a pole face of the core part and / or the anchor portion intermediate piece of elastic material, characterized in that the intermediate piece of a thin covering made of elastic plastic with an elastic bead is formed, which lies on the edge of the pole face or also within the pole face or faces and has any shape.

2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the coil carrier is the same Tubular designed and with flanges (4 ') or. The like. Are provided and for receiving of the soft iron core (6), which is surrounded by a thin plastic coating (9) is and carries guide ribs (8), which are also made of plastic.

3. Electromagnet according to claim 1 or 2, characterized in that the end of the soft iron core (6) reaching into the magnetic core (1-2) has a plastic coating or covering (10), the bead (101 or 131) of which has incisions (16) is provided, which exclude the suction cup effect when this end comes into contact with the bottom (11) of the magnetic core or casing (1-2).

4. Electromagnet in the form of a pot according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (25 in Fig. 8) in a known manner made of plastic or rubber and with a Disc (24) made of a paramagnetic material to form a coherent part is vulcanized and that this disc forms the movable armature part, which is with the elastic covering is provided with the edge bead (29), and, if the electromagnet is to be used as a valve drive, carries a valve cone (31). Into consideration Drawn publications: German Patent Nos. 509178, 873 588, 950 391; German interpretation L 18557 VIII c / 21 g (published on December 27, 1956); German Patent application V 3150 VIIIb / 21c (published on July 26, 1951); Swiss U.S. Patent No. 289,527; British Patent No. 457 540; U.S. Patents No. 1226 748, 1389 056; General Electric prospectus: Catalog GEA-606E Supersedes GEA-606D from August 1936, p. 76.