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Flach-Elektromagnet mit E-förmigem Magnetkern und Flachanker Die Erfindung
betrifft einen Flach-Elektromagnet für Relais, Steuereinrichtungen u. dgl., bestehend
aus einem E-förmigen Magnetkem mit einer auf dem Mittelschenkel angeordneten Erregerwicklung
und einem an dem Kern beweglich gelagerten U-förmigen, flachen Klappanker, dessen
Arme sich über die Länge der Außenschenkel des Kerns erstrecken und dessen Verbindungsstück
zwischen den Armen die drei Enden der Kernschenkel überdeckt.
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Es sind vielfältige Arten und Formen von Elektromagneten bekannt,
bei denen der Anker bei seiner Betätigung durch eine geeignete, z. B. hebelartig
wirkende Anordnung mechanische Arbeit leistet oder Relaiskontakte schaltet. Dabei
hat die Entfernung der Ankerlagerung von der Angriffsfläche der magnetischen Kräfte
entscheidenden Einfluß auf den Verlauf der Betätigungskraft in Abhängigkeit vom
Ankerweg.
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Die Empfindlichkeit des Elektromagneten wird dadurch vergrößert, daß
man den Ankerhebelarm im Verhältnis zur Längsrichtung des Kernes sehr kurz ausführt,
so daß in der Ruhestellung der Abstand zwischen der dem Drehpunkt benachbarten Ankerfläche
und der anziehenden Polfläche sehr klein ist und zu dem äußeren Ende der Ankerfläche
hin stark zunimmt. Eine solche Ausführung ist beispielsweise für Relais wünschenswert.
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Wird jedoch eine längs des Ankerweges stark ansteigende Betätigungskraft
benötigt, beispielsweise für den Antrieb einer Membranpumpe, s@ empfiehlt es sich,
den Ankerdrehpunkt weiter von der anziehenden Fläche entfernt zu legen.
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Durch die USA.-Patentschrift 2 693 554 wurde eine elektromagnetische
Betätigungsvorrichtung bekannt, bei der ein E-föriniger Magnetkern mit einer um
dessen Mittelschenkel angebrachten Erregerwicklung und einem an dem Kein in Aussparungen
gelagerten und mittels Winkelstücken festgehaltenen U-förmigen flachen Anker vorgesehen
ist. Als Rückstellfeder für den Anker dient dabei eine bügelförmige Drahtfeder.
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Bei dieser bekannten Einrichtung wird das in Richtung der Kernschenkel
verlaufende Lagerspiel durch die bügelförinige Drahtfeder beseitigt, nicht aber
das in der Betätigungsrichtung vorhandene. Eine Änderung des einmal eingerichteten
Abhängigkeitsverlaufs der Kraft vom Ankerweg ist nur durch grundsätzliche Änderung
der Abmessungen der Kernschenkel, des Ankers und der Rückstellfeder möglich. Der
Elektromagnet gemäß der Erfindung weist demgegenüber den Vorteil auf, daß er den
zu betätigenden Einrichtungen nicht nur wegen seiner flachen Bauweise, sondern insbesondere
bezüglich der Antriebskraft durch Wahl der Ankerbreite und Ankerlänge angepaßt werden
kann. Durch die vorteilhafte Lagerung des Ankers werden zusätzliche Lagerungsteile
vermieden. Lagerspiel ist nicht vorhanden, da ständig Kraftschluß zwischen Federn
und Anker besteht. Die Abhängigkeit der Betätigungskraft und der Rückstellkraft
vom Ankerweg läßt sich in weiten Grenzen durch einfache Maßnahmen, wie Verlagerung
von Vorsprüngen und Änderung von Federn ändern. Die Ankerlage läßt sich alleine
schon durch Verschieben von Federn unter ihren Befestigungsschrauben in gewissen
Grenzen ändern.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen
je einem Außenschenkel und einem Ankerarm angeordneten, am Außenschenkel
befestigten Ankerfedern als Blattfedern ausgebildet und in ihren federnden Teilen
mit Ausnehmungen versehen sind, daß ferner die Ankerarme mit ausgestanzten und abgewinkelten
Lappen, welche - unter Abstützung gegen die Fläche der Außenschenkel
- als schneidenartige Lagerteile für die Schwenkbewegung des Ankers dienen,
versehen sind, und daß Ankerarme und Federn einander derart zugeordnet sind, daß
die Enden der Ankerarme von Ausnehmungen der Blattfedern lose umschlossen sind und
daß die Lagerlappen der Ankerarme in Ausnehmungen der Blattfedern gegen Verschiebung
gesichert sind.
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In der technischen Weiterbildung der Erfindung stützt sich der Anker
in der Ruhelage unter der Wirkung der Rückstellfeder gegen einen an der Erregerspule
ausgebildeten Anschlag ab und ist somit form-und kraftschlüssig gehaltert.
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Der Flach-Elektromagnet gemäß der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
Von
dem E-förmigen Kern auf magnetisierbareiü Material sind nur das Joch 1 und
die Schenkel 2 und 3 sichtbar. Der Mittelschenke12 trägt die Erregerspule
4. Der bewegliche Anker besteht aus dem Joch 5 und den beiden Armen
6 und 7. Er braucht nicht aus magnetisierbarem Material zu bestehen,
wenn ein Ankerschuh 8 aus magnetisierbarem Material auf der Unterseite von
5 befestigt ist. Außerdem kann dort noch ein Plättehen aus nichtmagnetischem
Material vorhanden sein, um das Haften des Ankers an den Polschienen zu verhindern.
Die Arme 6 und 7
des Ankers weisen jeder einen herausgestanzten und
um 90' herausgebogenen Lappen 9 auf, der sich gegen die Außenschenkel
3 des Kernes abstätzt und dort eine Lagerstelle für die Drehbewegung des
Ankers bildet. Diese Lappen 9 greifen dabei durch Löcher der zwischen Kein
und Anker befindlichen Blattfeder 10 hindurch, so daß die Lappen
9 an diesen Stellen festgehalten werden. Die Blattfedern 10
sind ihrerseits
an den Stellen 11 mit Schrauben an den Kernschenkeln bzw. mit diesen zusammen
durch längere Schrauben an dem zu betätigenden Gerät befestigt. Wie bereits eingangs
erklärt wurde, kann die Ankerlagerung hierbei in Richtung der Außenschenkel beliebig
angebracht werden, dadurch, daß die Lappen weiter nach hinten oder weiter nach vorn
angebracht werden. Sie können auch selbstverständlich vor den Befestigungssehrauben
vorhanden sein. Das hintere Ende der Blattfedern ist abgewinkelt und durchbrochen.
Durch diesen Durchbruch greifen die Zungen 12 des Ankers hindurch und werden in
Richtung auf das Kernjoch 1 herabgedrückt, so daß das vordere Joch des Ankers
von den Kernschenkeln 2 und 3 fortbewegt wird und sich gegen den'nasenförmigen
Anschlag 13 des Spulenkörpers legt.
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Bei Erregung der Spule 4 wird der mit dem Anker 5 verbundene
Ankerschuh 8 von den Kernschenkeln angezogen. Bei der Abwärtsbewegung werden
die Blattfedern 10 gespannt. Die Lappen 9 können, da sie von den Durchbrüchen
der Blattfedern gehalten werden, sich nicht seitlich verschieben, und der Anker
ist in seiner Lage und Bewegungsrichtung gesichert. Die abgewinkelte Kante 14 des
Ankers kann beispielsweise zur Kraftübertragung auf das anzutreibende Organ dienen.