DE1287693B

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Publication number: DE1287693B
Application number: DEB85674A
Authority: DE
Publication date: 1969-01-23

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tauchanker-Hubmagneten mit allseitig geschlossenem äußerem Eisenrückschluß, welcher aus lamellierten Blechen besteht. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hubmagneten nach dem Tauchanker-Prinzip zu schaffen, der bei möglichst kleinen äußeren Abmessungen und geringem Leistungsbedarf eine große Hubarbeit zu leisten vermag und der auch zum Anschluß an druckdichte Flüssigkeits- oder Luftsysteme geeignet ist, bei welchen das Medium den Ankerraum unter Druck ausfüllt. Obzwar der Magnet für Wechselstrom wirtschaftlich arbeitet, kann er ebenso mit Gleichstrom erregt werden.The present invention relates to a plunger lifting magnet with a closed on all sides external iron back yoke, which consists of laminated metal sheets. The object of the invention is to provide a To create lifting magnets based on the plunger principle with the smallest possible external dimensions and low power requirement is able to do a great deal of lifting work and also for connection is suitable for pressure-tight liquid or air systems in which the medium has the armature space fills in under pressure. Although the magnet works economically for alternating current, it can do the same be excited with direct current.

Es sind Wechselstrommagnetsysteme bekannt, die aus lameliierten Dynamoblechen aufgebaut sind und deren Arbeit leistender Anker entweder in Form eines I, T, E oder M ausgebildet ist. Je nach der Form des Eisens sind" diese Magneten mit einer oder zwei Spulen bestückt.AC magnet systems are known which are constructed from laminated dynamo sheets and whose work anchor is designed either in the form of an I, T, E or M. Depending on the Form of iron "these magnets are equipped with one or two coils.

Da die Siliziumeisenbleche im allgemeinen durch Stanzen erzeugt werden, kann man mit den bekannten Methoden flach geschichtete Systeme der vorerwähnten Typen aufbauen. Bei dieser Konstruktion läßt sich eine gewisse magnetische Streuung nicht vermeiden. Insbesondere bei geöffnetem Magnetsystem, also bei großem Luftspalt, mindern die starken Streuungen den Wirkungsgrad außerordentlich. Ferner haben die vorerwähnten Formen den Nachteil, daß die bewegten Massen verhältnismäßig groß sind. Was den Raumbedarf anbetrifft, sind die bis jetzt bekanntgewordenen Hubmagneten ebenfalls nicht besonders günstig, was sich aus der Natur der übereinandergeschichteten Bleche einerseits und der hierfür in Frage kommenden Spulenkörperformen andererseits ergibt. Es entsteht ein Gebilde, das mehrere ungenutzte Räume beinhaltet.Since the silicon iron sheets are generally produced by punching, one can use the known Methods to build flat layered systems of the types mentioned above. With this construction a certain magnetic scattering cannot be avoided. Especially when the magnet system is open, in other words, with a large air gap, the strong variations reduce the efficiency considerably. Furthermore, the aforementioned shapes have the disadvantage that the moving masses are relatively are great. As far as the space requirement is concerned, the lifting magnets that have become known up to now are likewise not particularly favorable, which is evident from the nature of the stacked sheets on the one hand and the on the other hand results in coil form shapes in question for this purpose. A structure emerges that contains several unused rooms.

Es sind andererseits bereits Transformatorenkerne bekannt, deren Eisenbleche die Spule allseitig umgeben und die insbesondere an den Stirnseiten der Spulen evolventenförmig gekrümmt sind. Die bekannten Kerne sind jedoch aus unterteilten Blechpaketen zusammengesetzt, zwischen denen Stoßfugen unvermeidlich sind. Sie haben auch keinen Anker, welcher Hubarbeit abgibt, so daß das Problem der Ankerführung und der Abdichtung des Ankerraumes nicht besteht. Überdies ist die Konstruktion der bekannten Kerne hinsichtlich der Befestigung und des Zusammenhaltens der Bleche aufwendig und teuer.On the other hand, transformer cores are already known whose iron sheets surround the coil on all sides and which are curved in an involute shape, in particular at the end faces of the coils. The known However, cores are composed of subdivided sheet metal stacks with butt joints between them are inevitable. They also do not have an anchor which does lifting work, so that the problem of Anchor guide and the sealing of the anchor space does not exist. Moreover, the construction of the known cores with regard to the attachment and the holding together of the sheets and expensive expensive.

Die vorgenannten Mängel und Schwierigkeiten bei den bekannten Magnet- und Kernsystemen werden durch die Erfindung vermieden. Dies geschieht bei einem Tauchanker-Hubmagneten der eingangs genannten Art in einfacher Weise dadurch, daß erfindungsgemäß die äußeren, einstückig in ..U-Form ausgestanzten Blechlamellen als ebene Lamellen radial ausgerichtet oder im wesentlichen in den U-Schenkeln evolventenförmig gebogen sind und, die Magnetspule umschließend, um ein den Ankerraum abdichtendes Rohr, an diesem fest anliegend, angeordnet sind und daß auch der in dem Rohr geführte Anker aus evolventenförmig gekrümmten Blechlamellen oder aus radialen, keilförmigen Segmenten zusammengesetzt ist. Zweckmäßigerweise besteht auch der mit dem Eisenrückschluß fest verbundene Ankergegenpol aus evolventenförmig gekrümmten Blechlamellen oder radialen, keilförmigen Segmenten.The aforementioned shortcomings and difficulties with the known magnet and core systems are avoided by the invention. This happens with a plunger lifting magnet of the above mentioned type in a simple manner in that, according to the invention, the outer, in one piece in ..U-shape punched sheet metal lamellae aligned radially as flat lamellae or essentially in the U-legs are bent involute and, surrounding the magnet coil, around the armature space sealing tube, firmly resting on this, are arranged and that also the one guided in the tube Anchors made of involute curved sheet metal lamellas or radial, wedge-shaped Segments is composed. Expediently, there is also the one firmly connected to the iron back yoke Counter pole armature made of involute-shaped curved sheet metal lamellas or radial, wedge-shaped Segments.

Eine weitere besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Blechlamellen des äußeren Eisenrückschlusses, der Spulenkörper, die Wicklung und der feste Gegenpol zu einem kompakten Körper durch Vergießen, Verpressen, Verkleben od. dgl. verbunden sind. Es kann ferner vorteilhaft sein, den gesamten magnetischen Eisenrückschluß mit Gegenpol und Rohr in eine Metallkappe einzusetzen und mit dieser zu vergießen, zu verpressen oder zu verkleben. Um den Tauchanker-Hubmagneten im Uberlastungsfall vor dem Durchbrennen der Wicklung zu schützen, ist in einer besonderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, den Anker mit einer durchgehenden Bohrung zu versehen, in welcher der Betätigungsstößel des Magneten verschiebbar gegen die Kraft einer vorgespannten Feder gehaltert ist, wobei die Federspannung nahezu der Hubkraft des Magneten entspricht. Another special embodiment of the invention is that the sheet metal lamellae of the external iron back yoke, the bobbin, the winding and the fixed opposite pole into a compact one Body by potting, pressing, gluing or the like. Are connected. It can also be beneficial be the entire magnetic yoke with opposite pole and tube in a metal cap to be used and to be potted, pressed or glued with this. Around the plunger lifting magnet Protecting the winding from burning out in the event of an overload is a special one Further development of the invention provided to provide the anchor with a through hole, in which the actuating plunger of the magnet is displaceable against the force of a preloaded Spring is held, the spring tension almost corresponds to the lifting force of the magnet.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße System;
F i g. 2 ist ein Grundriß,
F i g. 3 der Längsschnitt und
F i g. 4 ein Querschnitt einer praktischen Konstruktion des erfindungsgemäßen Gegenstandes.F i g. 1 shows a longitudinal section through the system according to the invention;
F i g. 2 is a floor plan,
F i g. 3 the longitudinal section and
F i g. Figure 4 is a cross-section of a practical construction of the article according to the invention.

Der äußere Eisenrückschluß besteht aus den Blechen 1, welche den Spulenkörper 2 radial umgeben. Von der oberen Seite bildet ein Stopfen 3 den festen Anker-Gegenpol. Dieser kann entweder aus flachen lameliierten Blechen, die vernietet, verklebt und überdreht oder in anderer geeigneter Weise zusammengesetzt sind, bestehen. Eine besonders gute Raumausnutzung und Befestigung der Blechelemente ergibt sich, wenn die Blechlamellen evolventenförmig gekrümmt sind oder aus radialen, keilförmigen Segmenten bestehen. Der bewegliche Anker 4 ist in gleicher Weise aufgebaut. Er verschiebt sich in einer dünnwandigen Röhre 5, die entweder aus Kunststoff oder aus Metall besteht. Je nach dem Anwendungsfall kann es zweckmäßig sein, wenn die Röhre zur Vermeidung der Wirbelstromverluste unterbrochen ist. Der äußere Eisenrückschluß, bestehend aus den Blechen 1, dem Spulenkörper 2, der Wicklung 6, dem Stopfen 3 und der Röhre 5, ist mittels Gießharzes oder anderen geeigneten Materials zu einem kompakten Körper zusammengefügt. Das Harz füllt die Zwischenräume aus, die sich aus der Aneinanderreihung der radial verlaufenden Bleche 1 ergeben. Letztere schließen am Stopfen 3 bzw. im unteren Bereich der Röhre 5 dicht an, klaffen aber am äußeren Rand entsprechend auseinander.The outer iron back yoke consists of the metal sheets 1, which radially surround the coil body 2. From the upper side, a plug 3 forms the fixed armature opposite pole. This can either be from flat laminated metal sheets that are riveted, glued and twisted or put together in any other suitable way are exist. A particularly good use of space and fastening of the sheet metal elements results when the sheet metal lamellas are involute-shaped or curved from radial, wedge-shaped Segments exist. The movable armature 4 is constructed in the same way. He shifts in one thin-walled tube 5, which is either made of plastic or metal. Depending on the application, it can be useful if the tube to Avoidance of eddy current losses is interrupted. The external iron back yoke, consisting of the Sheet metal 1, the bobbin 2, the winding 6, the plug 3 and the tube 5, is by means of casting resin or other suitable material combined into a compact body. The resin fills the Interstices resulting from the stringing together of the radially extending metal sheets 1. The latter close tightly to the stopper 3 or in the lower area of the tube 5, but gape at the outer edge accordingly apart.

In dem System nach F i g. 3 sind die Bleche 11 oben und unten mit je einer Stufe 12 und 13 versehen, über welche Ringe 14 und 15 gepreßt sind. Ferner sind die Blecheil an ihrem unteren Ende mit einer Verzahnung 16 versehen, welche in entsprechende Nuten des festen Pols 17 so eingreifen, daß dieser längsverschieblich gesichert ist. Der feste Pol zeigt einen Kurzschlußring 18, der in an sich bekannter Weise einen phasenverschobenen Fluß erzeugt. Die Röhre 19 trägt den Spulenkörper 20, der seinerseits mit einer Wicklung 21 versehen ist. Gleichzeitig bildet die Röhre 19 die Führung für den beweglichen Arbeitskern 22, der durchbohrt ist und eine Feder 23 enthält. Letztere stützt sich an ihrem oberen Ende gegen einen Sprengring 24 ab, der in einer Nut im Arbeitskern 22 verankert ist. Mit ihremIn the system of FIG. 3, the sheets 11 are provided with a step 12 and 13 each at the top and bottom, over which rings 14 and 15 are pressed. Furthermore, the sheet metal parts are at their lower end provided with a toothing 16, which engage in corresponding grooves of the fixed pole 17 so, that this is secured longitudinally displaceable. The fixed pole shows a short-circuit ring 18, which in itself known way produces a phase-shifted flux. The tube 19 carries the bobbin 20, the is in turn provided with a winding 21. At the same time, the tube 19 forms the guide for the movable working core 22, which is pierced and a spring 23 contains. The latter is based on hers upper end against a snap ring 24 which is anchored in a groove in the working core 22. With your

unteren Ende liegt die Feder 23 gegen eine Druckplatte 25, die sich auf einer Stufe 26 des Arbeitskernes 22 abstützt. At the lower end, the spring 23 rests against a pressure plate 25 which is supported on a step 26 of the working core 22.

Zur Kraftübertragung dient ein Stößel 27, der die Hubarbeit nach außen vermittelt. Er erfährt seine Führung in einer Bohrung des festen Gegenpols 17, die entweder entsprechend präpariert oder mit einer nicht dargestellten Führungsbuchse versehen ist. Ferner können eine oder mehrere Druckfedern 28 in dem Arbeitskern oder im festen Pol eingefügt sein, welche die Aufgabe haben, eventuell auftretende remanente magnetische Kräfte bei Polanlage zu beseitigen. A plunger 27 is used to transmit the force and mediates the lifting work to the outside. He experiences his Guide in a bore of the fixed opposite pole 17, which is either prepared accordingly or with a guide bushing, not shown, is provided. Furthermore, one or more compression springs 28 in be inserted in the working core or in the fixed pole, which have the task of possibly occurring Eliminate remanent magnetic forces in the case of pole contact.

Eine Metallkappe 29 umgibt das gesamte Magnetsystem. Am oberen Ende ist ein Stopfen 30 mittels Gewindes 31 eingeschraubt. Ein Puffer 32 aus elastischem Werkstoff, der mit einer progressiv wirkenden verzahnten und nach unten gerichteten Oberfläche versehen ist, nimmt die Wucht des Arbeitskernes 22 bei seinem Rückhub auf. Ein Ring 33, der ebenfalls ao von dem Stopfen 30 gehalten wird, dient dem Arbeitskern 22 als Führung. Das gesamte Magnetsystem ist in das beispielsweise quadratische, rechteckige oder runde Gehäuse eingefügt und mit Kunststoff geeigneter Zusammensetzung so kompakt vergössen, daß es einerseits nicht vibrieren kann und andererseits die durch Verluste entstehende Wärme günstig an die Oberfläche abgeführt wird. Der Einguß kann ferner so vorgenommen werden, daß am unteren Ende eine geeignete Aufnahme für eine Dichtungsmanschette 34 entsteht. Sie ist durch einen Ring 35 in geeigneter Weise befestigt.A metal cap 29 surrounds the entire magnet system. At the upper end is a plug 30 by means of Thread 31 screwed in. A buffer 32 made of elastic material, which acts with a progressive toothed and downwardly directed surface, the force of the working core 22 increases on its return stroke. A ring 33, which is also ao held by the plug 30, is used Working core 22 as leadership. The entire magnet system is in the square, rectangular, for example or round housings inserted and potted so compactly with plastic of a suitable composition, that on the one hand it cannot vibrate and on the other hand the heat generated by losses is conveniently discharged to the surface. The casting can also be made so that on A suitable receptacle for a sealing collar 34 is created at the lower end. She is through one Ring 35 attached in a suitable manner.

Sämtliche verbleibenden Hohlräume, insbesondere der Zwischenraum zwischen dem festen Kern 17 und dem Arbeitskern 22, können mit einer geeigneten Dämpfungsflüssigkeit, beispielsweise einem mineralischen oder synthetischen Öl, angefüllt sein. Dadurch werden die Anzugsschläge des Magneten stark gedämpft bzw. gemindert und die Lebensdauer verlängert. All remaining cavities, in particular the space between the fixed core 17 and the working core 22, can with a suitable damping liquid, for example a mineral or synthetic oil. This strongly dampens the pull-in blows of the magnet or reduced and the service life extended.

Es kann ferner vorteilhaft sein, die in der Fig. 1 bzw. F i g. 2 dargestellten Bleche an ihrem äußeren Umfang gemäß F i g. 4 um soviel schräg abzubiegen, daß sie ebenso wie an ihrer inneren Anlage dicht aneinander liegen, wodurch sich der Außendurchmesser verringert. Auf ähnliche Weise können der feststehende Kern 17 und der Arbeit leistende Kern 22 aufgebaut sein. Durch geeignete, in der Zeichnung (F i g. 4) dargestellte Formgebung von ausgeschnittsnen Dynamoblechen gleichbleibender Stärke ist es möglich, den gesamten Raum zwischen Bohrung und Außendurchmesser mit wirksamem Eisen anzufüllen. Die Bleche sind durch Kleben, Schweißen, Nieten od. dgl. miteinander verbunden.It can furthermore be advantageous that the steps shown in FIG. 1 and F i g. 2 sheets shown on their outer circumference according to FIG. 4 to turn so much diagonally, that they lie close to each other as well as on their inner system, whereby the outer diameter decreased. Similarly, the fixed core 17 and the working core 22 be constructed. By suitable shaping of cutouts, shown in the drawing (FIG. 4) Dynamo sheets of constant thickness, it is possible to use the entire space between the hole and Fill the outer diameter with effective iron. The sheets are made by gluing, welding, riveting or the like. Interconnected.

Die einzelnen Segmente, ob keilförmig oder flach, der Arbeitskerne 4 oder 22 können durch ferritische Ringe, die von beiden Enden her auf abgedrehte Stufen der Arbeitskerne aufgepreßt sind, zusätzlich zu Klebe- oder Schweißverbindungen gesichert werden.The individual segments, whether wedge-shaped or flat, of the working cores 4 or 22 can be made by ferritic Rings that are pressed from both ends onto turned steps of the working cores, in addition to be secured to adhesive or welded connections.

Die Feder 23 ist so stark vorgespannt, daß sie von der Magnetkraft in jeder Hubstellung gerade noch überwunden werden kann. Sie bildet dadurch einen Schutz gegen die Überlastung des Systems und das Verbrennen der Spule. Da sie sich im Inneren des Arbeitskernes 22 befindet, nimmt sie wenig nutzbaren Querschnitt in Anspruch. Außerdem kann bei der keilförmigen Form der Segmente des Arbeitskernes der Arbeitskern ohnedies nicht voll ausgefüllt werden.The spring 23 is so strongly biased that it is just barely affected by the magnetic force in every stroke position can be overcome. It thus forms a protection against overloading the system and that Burning the coil. Since it is located inside the working core 22, it takes up little usable Cross-section to complete. In addition, given the wedge-shaped shape of the segments of the working core, the working core cannot be completely filled in anyway will.

An Stelle des stoßenden Systems kann dieses selbstverständlich auch für zugwirkend gebaut werden. In diesem Falle müßte der feste Kern 17 oben unter dem Verschlußstopfen 30 angeordnet sein, während der bewegliche, mit einer Zugstange verbundene von unten nach oben arbeitet. Die schützende Feder würde in diesem Falle auf eine Zugstange mit Kopf wirken. Die Stange selbst wäre ebenfalls nach unten herausgeführt.Instead of the pushing system, this can of course also be built for pulling action. In this case, the fixed core 17 would have to be arranged above under the sealing plug 30, while the movable one, connected to a tie rod, works from bottom to top. the protective spring would act in this case on a pull rod with a head. The rod itself would be also led out downwards.

Das System kann nicht nur mit rundem Arbeitskern, sondern auch mit quadratischem oder rechteckigem ausgerüstet sein. Sinngemäß sind der feste Pol und die umgebenden Bleche gestaltet.The system can be used not only with a round working core, but also with a square or rectangular one be equipped. The fixed pole and the surrounding metal sheets are designed accordingly.

Claims

Patent claims:

1. Plunger solenoid with an external iron yoke that is closed on all sides, which consists of laminated metal sheets, characterized in that the outer, one-piece sheet metal lamellas punched out in a U shape as flat lamellas, radially aligned or essentially are involute-shaped in the U-legs and, surrounding the solenoid, around a pipe sealing the armature space, firmly resting against it, and that also the armature guided in the tube made of involute-shaped curved sheet metal lamellas or from radial, wedge-shaped segments is composed.

2. plunger lifting magnet according to claim 1, characterized in that also with the Iron back yoke firmly connected armature counter pole made of involute-shaped curved sheet metal lamellas or radial wedge-shaped segments.

3. plunger lifting magnet according to claim 1 and 2, characterized in that the sheet metal lamellas or segments of the armature and / or the opposite pole connected to one another by welding are.

4. plunger lifting magnet according to claim 1 and 2, characterized in that the sheet metal lamellas or segments glued together and pressed over at the two outer ends Rings are additionally secured.

5. plunger lifting magnet according to claim 1, characterized in that the sheet metal lamellas the external iron yoke, the coil formers, the winding and the fixed opposite pole a compact body by potting, pressing, gluing or the like. Are connected.

6. plunger lifting magnet according to claim 1, characterized in that the entire magnetic Iron back yoke with opposite pole and tube inserted into a metal cap and encapsulated with this, is pressed, glued or held in it.

7. plunger lifting magnet according to claim 1 to 6, characterized in that the armature has a through hole in which the actuating plunger of the magnet - for the purpose of overload protection - Is supported displaceably against the force of a pretensioned spring, and that the spring tension almost corresponds to the lifting force of the magnet.

8. plunger lifting magnet according to claim 1 to 7, characterized in that the armature space is filled with oil and sealed.

9. plunger lifting magnet according to claim 1 to 8, characterized in that the sheet metal lamellas of the outer iron back yoke in the U-legs and arranged radially around the tube are and that the outer surface parts of the slats only opposite the legs Are angled in such a way that the diameter of the iron back yoke as small as possible and the cylindrical space is filled.

10. plunger lifting magnet according to claim 1 to 9, characterized in that the armature and the fixed armature opposite pole have a square or rectangular cross-section and that the external magnetic iron yoke is adapted to this shape.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings