DE1265301C2 - Hubmagnet - Google Patents

Description

konusringförmigen Ansatzes des Ankergegenstiick.es und der zylindrischen Außenfläche des ringförmigen Ansatzes des Ankers andererseits bringt, mit fortschreitendem Hub vereinigt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Hubmagnet mit Sättigungsausnutzung, dessen durchgehend glattzylindrisch ausgebildeter beweglicher Anker an seinem Siirnende einen Ansatz, gebildet durch eine sich gegen den Hub nach innen verjüngende Konusausnehmung, aufweist, der beim Anzug des Ankers über einen entsprechenden, die Ausnehmung ausfüllenden Ansatz eines festen Ankergegenstückes greift, wobei der zylindrische Außenmantel des Ankers umgeben wird von einem ringförmigen Ansatz des festen Ankergegenstückes, welcher sich entgegen der Hubrichtung des Ankers verjüngt. Die Erfindung besteht nun darin, daß die der Außenmantelfiäche des Ankers zugewandte Innenfläche des ringförmigen Ansatzes als Konusschräge ausgebildet ist. Nach einem weiteren wesentlichen Gedanken der Erfindung hat df r sich verjüngende Ansatz des beweglichen Ankers etwa die gleiche Länge wie der massive Ansatz und der konusförmige Ansatz des feststehenden Ankergegenstückes. Die radialen Fußquerschnitte des Ansatzes des beweglichen Ankers und des feststehenden _aJ konusringförmigen Ansatzes sind zweckmäßig etwa gleich gehalten, die radialen Spitzenquerschnitte dieser beiden Ansätze dagegen durch unterschiedliche Neigung von Ankerinnenkonus und konusringförmigem Ansatz verschieden. Beim konusringförmigen Ansatz bleibt deshalb eine ausgeprägte Stirnfläche erhalten, und der Ankeransatz läuft in eine Schneide aus. Durch diese Bemessung wird erreicht, daß sich in dem konusringförmigen Ansatz des Ankers mit zunehmendem Hub eine Zone völliger magnetischer Sättigung ausbreitet, während der konusringförmige Ansatz des Ankergegenstückes bei normaler Erregung und Belastung (100%> ED) noch magnetisch ungesättigt ist.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Danach ist der Anker 1 innerhalb d$s Magnetgehäuses 2 unter dem Einfluß des durch die Eiregerwicklung 3 erzeugten elektromagnetischen Feldes verschiebbar angeordnet. In seinem oberen Teil besitzt der Anker 1 einen konusringförmigen Ansatz 4, der während des Hubes in den Luftspalt 5 zwischen dem zentralen konischen Ansatz 6 und dem konusringförmigen Ansatz 7 des Ankergegenstückes 8 hineinwandert. Der Anker 1 wird im übrigen auf seiner gesamten Länge durch ein Messingrohr 9 geführt. Mit α ist der Fußquerschnitt und mit d die Schneide des konusringförmigen Ankeransatzes 4 bezeichnet. Mit c ist ferner der Fußquerschniü des feststehenden konusringförmigen Ansatzes 7 und mit b die ausgeprägte Stirnfläche desselben angegeben.

Obwohl nach dem Ausführungsbeispiel die Querschnitte des konusringförmigen .Ansatzes 4 und des konusringförmigen Ansatzes 7 nahezu einander gleich sind, ist dennoch die magnetische Sättigung des konusringförmigen Ansatzes 4 etwa doppelt so groiwie die des Ansatzes 7_T da sowohl vom konische;, Ansatz f> als auch vom konusringförmigen Ansatz ~ magnetische Feldlinien in den Ansatz 4 übertreten Durch spezielle Dimensionierung ist nun der Ansatz 4 bei normaler Belastung des Hubmagneten bc reits gesättigt, während der Ansatz 7 des Anker gegenstückes 8 noch weitgehend ungesättigt ist. Du· mit ist die geforderte Überlastbarkeit des Magnete:! gesichert.

Man erkennt an dem dargestellten Ausführung^ beispiel, daß die durchgehend zy!^:ndrische Form de· Ankers eine gute Führung desselben auf seiner gi samten Länge durch das Messingrohr 9 ermöglicht. Dennoch braucht auf die Konuswirkung nich! verzichtet zu werden, weil die Innenfläche des Ansatzes 7 eine entsprechende Neigung besitzt. Der Verlust an Amperewindungen, der durch das bereits gesättigte dünnwandige Ende des Ansatzes 4 bedingt wird, wird durch den in Hubrichtung kleiner werdenden Luftspalt 5 weitgehend kompensiert, der euien Nutzfluß aus den noch ungesättigten Querschnitten des Ansatzes 7 begünstigt. Dies ist der besondere Vorteil des Hubmagneten. Die Zugkraft kann noch dadurch wesentlich erhöht werden, daß der Anker aus einem magne'.isierbaren Material mit scharf geknickter Sättigungskennlinie hergestellt wird. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß die in den Anker eintretenden Kraftlinien auf ein der gegenüberliegenden Zone des Ankergegenstückes engbenachbartes Gebiet des Ankers zusammengedrängt sind, wodurch sich der mittlere Luftweg der einzelnen Kraftlinien verkürzt.

Hierzu 1 Blatt Zeirhßungen

Claims (3)

oberen Teil des Ankers bzw. h.i kreisringförmigen Patentansprüche: Ansatz des Ankergegenstückes einstellt, die mit fort schreitendem Hub in den dickwandigeren Teilen der

1. Hubmagnet mit Sättigungsausautzuna, des- Konusringe übergeht, weil zwischen der Ankerringsen durcheeht.id alattzyiindrisch ausgebildeter 5 ^{wand und dem} Kreisringansatz des Ankergegenstükbeweglicher Anker" an seinem Stimende einen kes am Gegenende des Hubes ein Luftspalt mit über Ansatz. gebiW.et durch eine sich gegen den Hub ^die Länge konstantem kleinem Querschnitt vorhannach innen »..jungende Konusausnehiiung, auf- ^den ist. Das hat jedoch den Nachteil, daß nit der weist, der beim Anzug des Ankers über einen vollständigen Sättigung des Eisenquerschnittes auch entsprechenden, die Ausnehmung ausfüllenden _Io ^d>e obere Grenze der Kraft des Hubmagneten geAnsatz eines festen Ankereegenstückes greift. geben ist und eine wenn auch nur kurzzeitige Überwobei der zylindrische Außenmantel des Ankers lastung des Hubmagneten durch Erhöhung des Erumgeben wird von einem ringförmigen Ansatz rejerstromes nicht mehr mögUch ist. Daraus ergibt des festen Ankergegenstückes, welcher sich ent- ^sici- ^eine starke Einschränkung des Anwendungsgegen der Hubrichtung des Ankers verjüngt, d a - 15 bereiches dieser Hubmagneten. Ein weiterer Nachteil durch gekennzeichnet, daß die der ergibt sich durch die Abschrägung im ringförmigen Außenmantelnäche des Ankers (1) zuaewandte Ankergegenstück dadurch, daß es nicht oder nur um-Innenfiäche d." ringförmigen Ansatzes (7) als ständlich möglich ist. den Anker in seiner ganzen Konusschräge ausgebildet ist. Länge und während seines gesamten Hubes gleich-

2. Hubmagnet nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 mäßig zu führen. Dadurch wird der Verschleiß des kennzeichnet daß der sich verjüngende Ansau Ankern erhöht, und es besteht die Gefahr, daß dieser (4) des beweglichen Ankers (1) etwa die gleiche Kippbewegungen Ausführt und festklemmt.

Länge hat wie der massive Ansatz (6) und der ^{Es Lst} weiterhin eine Ausführungsform eines Hub-

konusringförmige Ansatz (7) des feststehenden magneten bekannt, bei dem der ringförmige Ansatz Ankergegenstückes (8). 95 ^des Ankersiückes den Anker eine zusätzliche Füh-

3. Hubmagnet nach den Ansprüchen 1 und 2 ^mn£ ^{ertellt und} trotzdem noch Kraftwtrkungsdadurch gekennzeichnet, daß bei etwa Gleichheit erhöhung durch Konuswirkung erzielbar ist. Bei dieder radialen Fußquerschnitte (α und c) des An- ^ser Ausführungsform wird der zylindrische Außensatzes (4) des b-.wegüch.en Ankers und des fest- mantel des Ankers von einem ringförmigen Ansatz stehenden konusringföniigen Ansatzes (7) die 30 des festen Ankergegenstückes umgeben, wobei der radialen Spitzenquerschnif.e (d und b) diener bei- Ansatz an der inneren, dem Anker zugewandten den Ansätze (4 und 7) durch nterschiedliche ^Seite zylindrisch und nach außen konisch entgegen Neigung von Ankerinnenkonus und konusring- der Hubrichtung des Ankers gehalten ist (deutsches förmigem Ansatz (7) derart verschieden sind daß Gebrauchsmuster 1 683 707). Zwischen letztgenannbeim konusringförmigen Ansatz (7) eine ausee- 35 ^{ten Teilen sind} infolge des radialen Kraft'.inienprägte Stirnfläche (b) erhalten bleibt, dagegen der Verlaufs (Kraftrichtung senkrecht zu den Äquipoten-Ankeransatz (4) in eine Schneide (S) auslauft. tialflächen) keine oder nur unwesentliche Kraftwirkungen ausnutzbar.

Weiterhin ist es bekannt, bestimmte vergleich-

_4<3 mäßigte Zugkraftverläufe durch in Zugkraftrichtung

divergierende Luftspalte zu erreichen, sei es durch

geeignete Kombination von zylindrischen Aussparungen im Anker und Konusformen des Ankergegenstückes oder umgekehrt durch konusförmige Ausspa-₄j rungen im Anker und Zylinderansätze am Anker-

Die Erfindung betrifft einen Hubmagneten mit Sät- gegenstück (deutsche Patentschrift 847 465). Auch tigungsausnutzung. eine Kombination der erstgenannten Maßnahme

Bekanntlich hat man bereits versucht, durch be- (konusförmige Aussparung im Anker, die das Ankersondere Gestaltung derjenigen Teile von Anker und gegenstück umfaßt) mit der zuletzt genannten (diver-Ankergegenstück, die während des Hubes ineinander- ₅„ gierende Luftspalte) wird durch eine Ausführungsgreifen, eine Vergleichmäßigung der Zugkraftcharak- form nach dieser Patentschrift erfaßt. Bei dieser Austeristik tines Hubmagneten zu erzielen. Dabei wer- führungsform wird jedoch der anfänglich reinen Koden entweder die Wirkungen von im Verlauf des nuswirkung (Zunahme des wirksamen Eisenquer-Hubes veränderlichen Luftspalten oder von Quer- schnittes in Hubrichtung) zwischen den Außenschniltsänderungen des Eisens auf die Abhängigkeit _J5 schneiden des Ankers und dem festen Ankergegendes magnetischen Flusses vom Hub oder aber reine stück mit dem zunehmenden Ankerhub durch die be-Konuswirkungen ausgenutzt. sondere Formgebung eines inneren Ankerkernes (di-

So ist es für Hubmagnete bekannt, den beweg- vergierende Luftspalte) eine bremsende Kraft entlichen Anker mit einer sich gegen den Hub nach in- gegengese>tzt. Hier setzt nun die Erfindung eh. Durch nen verjüngenden Konusausnehmung zu versehen, J₀ sie werden die vorgenannten Mangel der behandelten die beim Anzug des Ankers über einen die Ausneh- Konstruktion restlos beseitigt und ein Hubmagnet gemung ausfüllenden Ansatz des festen Ankergegen- schaffen, der die Vorteile kombinierter Konuswirstückes greift. Der Anker wird darüber hinaus von kung von Ankerringwand, massivem Ankergegeneinem ringförmigen Ansatz des festen Ankergegen- stück und Kreisringansatz als auch die Vorteile, die Stückes umgeben, wa* zur Erhöhung der Zugkraft _6s eine Veränderung der Luftspalte zwischen dem zenbeiträgt (USA.-PatenUohrift 2 407 960). Mit dieser tralen konischen Ansatz des Ankergegenstückes und bekannten Ausführung wird erreicht, daß sich bein» d#r Innenfläche des konusringförmigen Amatzes de· Hub eine starke Sättigung zuerst im dünnwandigen Ankers einerseits sowie zwischen der Innenfläche dw