DE1489975A1

DE1489975A1 - Yoke system for electromagnets

Info

Publication number: DE1489975A1
Application number: DE19651489975
Authority: DE
Inventors: Arno Scholz
Original assignee: Wilhelm Harting Werk fuer Elektrotechnik und Mechanik
Current assignee: Wilhelm Harting Werk fuer Elektrotechnik und Mechanik
Priority date: 1965-09-03
Filing date: 1965-09-03
Publication date: 1969-06-26

Description

Jochsystem für Elektromagnete Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein für vorzugsweise Hubmagnete vorgesehenes Jochsystem mit magnetisch günstig gestalteter Form bei gleichzeitig fertigungsmäßig kostensparender Herstellungsweise.Yoke system for electromagnets is the subject of the present invention a yoke system, preferably provided for lifting magnets, with a magnetically favorable design Form with a cost-saving manufacturing method at the same time.

Es ist leit langem bekanntg das Joch von Elektromagneten, bei denen der Ankerarbeitsraum mit seinem Arbeitsluftspalt innerhalb der Erregerspule angeordnet ist, aus einem U-förmig gebogenen Blech mit einer eingenieteten bzw. versteiamten -oeckplatte für den magnetischen Rückschluß herzustellen, abgesehen von der ebenfalls bekannten, jedoch kostspieligen Art eines 1,11agnetjoches in 1"lassivbauweise als ausgebohrter iierkantkörper.It has long been known as the yoke of electromagnets, in which the armature working space with its working air gap is arranged within the excitation coil is, made of a U-shaped sheet metal with a riveted or stewed -oeckplatte to produce the magnetic yoke, apart from that too known, but expensive type of 1.11 magnetic yoke in 1 "lassivbauweise as Drilled out square body.

Diesen bekannten ".iagnetjochen haften bei Uer erstgenannten Art eine ungünstige Raumausnutzung sowie ein labiler Aufbau des Joches, verbunden mit einer durch Verstemmung von drei 2eiten zu befestigender Deckplatte als Nachteile an, während die letztgenannte Massivbauweise zwar den Vorteil der Stabilität, jedoch den großen Nachteil einer mit hohen Kosten verbundenen zerspanenden Fertigungsweise trägt. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, diese Nachteile an bekannten 1.,lagnetjochen für Elektromagnete zu vermeiden und ein Jochsystem zu schaffen, welches bei magnetisch günstiger Gestaltung und I#-,uter Raumausnutzung einen stabilen Aufbau besitzt und gleichzeitig in der Herstellung aus magnetisch leitendem Blech äußerst kostensparend ist.These well-known ".iagnetjochen" adhere to the first-mentioned type in Uer unfavorable space utilization and an unstable structure of the yoke, combined with a due to caulking of three 2 sides to be fastened cover plate as disadvantages, while the latter solid construction does have the advantage of stability, however the major disadvantage of a high-cost machining production method wearing. The invention has therefore set itself the task of this Disadvantages of the known 1. to avoid magnet yokes for electromagnets and a yoke system to create, which with magnetically favorable design and I #, uter space utilization has a stable structure and at the same time is made from magnetic conductive sheet metal is extremely cost-saving.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei Elektromagneten mit aus magnetisch leitendem Blech gefertigten, an den Längsseiten der Magnetspule befindlichen jochblechen und an den Stirnseiten der Diagnetspule anliegenden, mit den Jochblechen vernieteten Deckplatten erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Jochbleche in Form von entweder vier 1- oder zwei U-Profilen gestaltet sind, die sich mittels der Außenseiten ihrer beiden äußersten Schenkel mit dem der runden oder zumindest an zwei gegenüberliegenden Jitellen runden Magnetspule umschriebenen Quadrat bzw. Rechteck decken und an ihren in Längsrichtung der 1-Jagnetspule befindlichen Enden an oder nahe ihren längskanten mit Zapfen versehen sindt die in seitlich freie Ausbrüche der mit den Außenseiten der 2rofile abschneidenden Deckplatten formschlüssig eingreifen und deren Überstände über der jeweiligen Deckplatte durch einen in Richtung der Magnetspulenlängsachse erfolgenden Verstemmvorgang vernietet sind. Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Länge der Schenkel der aus L- oder U-Frofilen gebildeten Jochbleche derart bemessen ist, daß deren Längskanten an oder nahe dem Umfang der Magnetspule enden, wobei die verlängert gedachten Außenseiten der Schenkel von diesen 2rofilen die Yiagnetepule tangieren.The solution to this problem is achieved in electromagnets with yoke plates made of magnetically conductive sheet metal, located on the longitudinal sides of the magnet coil and cover plates riveted to the yoke plates on the front sides of the diagnet coil, in that the yoke plates are in the form of either four 1 or two U-profiles are designed which, by means of the outer sides of their two outermost legs, cover the square or rectangle circumscribed by the round or at least two opposing Jitellen round magnetic coil and at their ends located in the longitudinal direction of the 1-Jagnetspule at or near their longitudinal edges Spigots are provided which engage in laterally free outbreaks of the cover plates cutting off with the outer sides of the 2rofile and whose protrusions are riveted over the respective cover plate by a caulking process taking place in the direction of the longitudinal axis of the magnet coil. Furthermore, the invention provides that the length of the legs of the yoke plates formed from L- or U-shaped profiles is dimensioned such that their longitudinal edges end at or near the circumference of the magnet coil, the elongated outer sides of the legs of these 2rofilen touching the Yiagne coil .

Wie dem aufgezeigten Lösungsweg zu entnehmen ist, wird durch die erfindungegemäßen Maßnahmen ein zusammengefügter Magnetkörper von hoher Stabilität erzielt, der bei kürzeren Magnetspulen zweckmäßigerweise aus vier L-Profilen mit den beiden Deckplatten hergestellt wird und bei günstigem magnetischem Flußverlauf die beste Raumausnutzung gestattetg weil sich der Lagnetkörper, im Querschnitt gesehen, nur innerhalb des der 1..,agnetspule umschriebenen Quadrates bzw. R'echteckes erstreckt. Bei längeren Magnetspulen wird zweckmäßigerweise die noch stabilere Ausführung mit zwei die Jochbleche bildenden U-Profilen einschließlich entsprechender Deckplatten vorgenommen. Hierbei ist die haumausnutzung relativ gut, denn an zwei gegenüberliegenden Seiten kann bei Bedarf von eng uneinander in einer Reihe anzuordnenden 7-vl-agneten für besondere Anwendungsfälle immer noch eine i#agnetspule direkt an die nächste montiert werden. An Hand der Zeichnung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Jochsystem mit Magnetspule im Querschnitt gemäß der Linie A-B der Fig. 39 Fig. la eine Variante des Jochsystems nach Fig. 1 im Querschnitt gemäß der Linie C-D der Fig. 3a, Fig. 2 daß Jochsystem der Fig. 1 in Draufsicht mit durchgesteckten bzw. vernieteten Zapfen, Fig. 2a die Variante des Jochsystems der Fig. 2 in Draufsicht mit durchgesteckten bzw. vernieteten Zapfen, Fig. 3 das Jochsystem mit Magnetepule in Seitenansicht, Fig. 3a ein Teilstück der Variante des Jochbystems nach Fig. 3 in Seitenansicht, Fig. 4 ein Teilstück der Deckplatte des Jochsysteme in Perspektive, Fig. 5 ein Teilstück eines der als 1-Profil ausgelSildeten Jochbleche in Perspektive, Fig. 6 ein anderes Ausführungebeispiel eines Jochsysteme mit Magnete'pule im Querschnitt gemäß der Linie E-P der Fig. 89 Fig. 6a eine Variante des Jochsystems nach Fig. 6 im Querschnitt gemäß der Linie G-H der Fig. 8a, Fig. 7 das Jochoystem der Fig. 6-in Draufsicht mit durchgesteckten bzw. vernieteten Zapfeng Fig. 7a die Variante des Jocheyoteme der Fig. 7 in Draufsicht mit durchgesteckten bzw. vernieteten Zapfen, Fig. 8 das Jochsystem mit Magnetepule der Fig. 6 in Seitenansicht, Fig. 8a eine durchbrochene Seitenansicht der Variante des JochBysteme nach Fig. 8, Fig. 9 ein Teilstück der Deckplatte des Jochsysteme nach Fig. 7 bzw. Fig. 7a in Perspektive, Fig. lo ein Teilstück eines der als U-2rofil ausgebildeten Jochbleche nach Fig. 8 bzw. Fig . 8a in Perspektive.As can be seen from the approach shown, the measures according to the invention achieve an assembled magnetic body of high stability, which is expediently made of four L-profiles with the two cover plates in the case of shorter magnetic coils and, with a favorable magnetic flux, allows the best use of space because the Lagnetkörper is , seen in cross section, extends only within the square or rectangle circumscribed by the 1st. In the case of longer magnet coils, it is expedient to use the even more stable design with two U-profiles forming the yoke plates, including corresponding cover plates. The space utilization is relatively good here, because on two opposite sides of 7-vl-agnets, which are to be arranged closely in a row, one coil can be mounted directly to the next for special applications. Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows a yoke system with a magnetic coil in cross section according to line AB in FIG. 39 FIG. 1 a a variant of the yoke system according to FIG. 1 in cross section according to line CD in FIG. 1 in plan view with inserted or riveted pins, FIG. 2a the variant of the yoke system of FIG. 2 in plan view with inserted or riveted pins, FIG. 3 the yoke system with magnet coil in side view, FIG. 3a a section of the variant of the yoke system 3 in side view, FIG. 4 a part of the cover plate of the yoke system in perspective, FIG. 5 a part of one of the yoke plates designed as a 1-profile in perspective, FIG. 6 another embodiment example of a yoke system with magnet coil in cross section according to FIG Line EP of FIG. 89, FIG. 6a, a variant of the yoke system according to FIG. 6 in cross section according to line GH in FIG. 8a, FIG. 7 the yoke system of FIG e variant of the yoke yoteme of FIG. 7 in plan view with inserted or riveted pegs, FIG. 8 the yoke system with magnet coil of FIG. 6 in side view, FIG. 8a a broken side view of the variant of the yoke system according to FIG. 8, FIG. 9 portion of the cover plate of the Jochsysteme 7a of FIG. 7 or FIG. in perspective, Fig. lo a portion of one of the designed as a U-yoke plates 2rofil of FIG. 8 or FIG. 8a in perspective.

Gemäß der Fig. 1 bis 3 ist ein Jochsystem mit rundem Kern 1 und entsprechend runder Magnetspule 2 dargestellt, deren Stirnseiten 3, 3' von Deckplatten 4, 41 in der Größe des der Stirnseite der Magnetspule umschriebenen Quadrates flankiert sind, die von den den magnetischen Rückschluß bewirkenden Jochblechen in Form von vier an den Ecken der Deckplatten angeordneten, sich längs der blagnetspule erstreckenden gleichschenkligen L-2rofilen 5 gebildet werden. Die Länge der Schenkel 7 dieser L-Profile 5 ist derart bemessen, daß die Magnetepule in ihrer Wirkungsweise nicht behindert wird. Die Außenseiten 6 der L-Profile 5 bzw. deren Schenkel 7 fluchten dabei mit den Seitenkanten der Deckplatten 49 4t, welches auch aus den ein vergrößert dargestelltes Teilstück einer Deckplatte und eines Ir-Profiles in Perspektive zeigenden Fig. 4 und 5 entnommen werden kann. Die Deckplatten 4, 41 sind nahe an ihren Ecken mit seitlich freien Ausbrüchen 8 versehen, die zur formschlüssigen Aufnahme von aus den ßnden 9 der 1-Profile 5 an ihren Längskanten lo gebildeten Zapfen 11 vorgesehen sind. Diese Zapfen 11 sind etwas länger als die Dicke einer Deckplatte und greifen somit derart in deren Ausbrüche 8 ein, daß bei Auflage der Endkanten 17 des übrigen 1-Profilendes an der jeweiligen Deckplatte ein freier Überstand 12 bestehen bleibt. Diese freien Überstände 12 werden nach dem Einbringen der Magnetspule in das Jochsystem durch einen Verstemmvorgang, der vorteilhafterweise nur in der Längsrichtung der Spule, beispielsweise zwischen entsprechenden Backen eines *derkzeuges erfolgt, vernietet. gie unschwer einzusehen istg entsteht hierdurch eine nach allen Richtungen wirksame feste Zusammenfügung des Jochsystems.According to FIGS. 1 to 3 , a yoke system with a round core 1 and a correspondingly round magnet coil 2 is shown, the end faces 3, 3 ' of which are flanked by cover plates 4, 41 in the size of the square circumscribed by the end face of the magnet coil, which are flanked by the magnetic Yoke plates causing inference in the form of four isosceles L-2rofiles 5 arranged at the corners of the cover plates and extending along the magnetic coil are formed. The length of the legs 7 of these L-profiles 5 is dimensioned such that the magnet coil is not hindered in its operation. The outer sides 6 of the L-profiles 5 or their legs 7 are aligned with the side edges of the cover plates 49 4t, which can also be seen in FIGS. 4 and 5 , which show an enlarged section of a cover plate and an Ir-profile. The cover plates 4, 41 are provided with laterally free openings 8 near their corners, which are provided for the form-fitting reception of pins 11 formed from the ßnds 9 of the 1-profiles 5 on their longitudinal edges lo. These pegs 11 are slightly longer than the thickness of a cover plate and thus engage in their cutouts 8 in such a way that when the end edges 17 of the remaining 1-profile end rest on the respective cover plate, a free protrusion 12 remains. After the magnet coil has been introduced into the yoke system, these free protrusions 12 are riveted by a caulking process which advantageously only takes place in the longitudinal direction of the coil, for example between corresponding jaws of a tool. As it is not difficult to see, this results in a firm joining of the yoke system which is effective in all directions.

Die in den Fig. la bis 3a dargestellte Variante der vorstehend beschriebenen Ausführungeform besitzt einen flacheng beispielsweise aus Blech gestanzten Magnetkern 13, bei dem naturgemäß die um diesen gewickelte Magnetepule 14 einen länglichen Querschnitt mit an zwei gegenüberliegenden Stellen ausgebildeten Rundungen aufweist. Die Deckplatten 159 15t dieses Jochsystems haben die Größe des der Magnetepule umschriebenen Rechtecks und sind nahe ihrer Beken ebenfalls mit seitlich freien Ausbrüchen 16 gemäß Fig. 4 und 5 versehen, in die die Zapfen 11 der gleichen L-Profile 5 formachlüssig hineinpassen, so daß diese mit den Außenseiten 6 ihrer Schenkel 7 mit den Seitenkanten der Deckplatten fluchten.' Die nach dem Einbringen der Magnetepule 14 erfolgende Vernietung der Überstände 12 an den Zapfen 11 der L-Profile 5 mit den Deckplatten 15, 151 ergibt auch bei dieser Variante ein nach allen Richtungen festes und verwindungsfreies Jochsystem. Die Fig. 2 und 2a zeigen oberhalb ihrer Mittellinien die in die Ausbrüche 89 16 der Deckplatten 41, 15t eingefügten Zapfen 11 der L-Profile 5 in Draufsicht vor dem Nietvorgangt während unterhalb ihrer blittellinien die Zapfen 11 nach dem Nietvorgang dargestellt sind.The variant of the above-described embodiment shown in FIGS. 1 a to 3 a has a flat magnet core 13, punched from sheet metal, for example, in which the magnet coil 14 wound around this naturally has an elongated cross section with curves formed at two opposite points. The cover plates 159 15t this Jochsystems have the size of the Magnetepule circumscribed rectangle and are near their Beken also with laterally free outbreaks 16 according to FIGS. 4 and 5 is provided, into which the pins 11 fit formachlüssig the same L-shaped profiles 5, so that these with the outer sides 6 of their legs 7 are aligned with the side edges of the cover plates. ' The riveting of the protrusions 12 to the pegs 11 of the L-profiles 5 with the cover plates 15, 151 after the magnet coil 14 has been inserted also results in a yoke system that is firm and torsion-free in all directions in this variant. 2 and 2a show above their center lines the pegs 11 of the L-profiles 5 inserted into the cutouts 89, 16 of the cover plates 41, 15t in a top view before the riveting process, while the pegs 11 are shown below their center lines after the riveting process.

Für die Herstellung sehr langer 1--lagnete ist das Ausführungebeiapiel der Fig. 6 bis lo geeigneter, da es im Hinblick auf die Länge den Jocheyeteme eine größere Festigkeit und Verwindungesteifigkeit besitzt# gleichzeitig verbunden mit einem bei gleicher Blechstärke der Profile größeren Querschnitt des magnetischen Rückschlusses zur Verminderung der Streuung.For the production of very long 1-magnets, the embodiment of FIGS. 6 to 10 is more suitable, since it has greater strength and torsional stiffness with regard to the length of the yoke elements # at the same time combined with a larger cross-section of the magnetic yoke with the same sheet thickness of the profiles to reduce the spread.

Die die Jochbleche bildenden Teile sind gemäß den Querschnittadarstellungen dieses Ausführungsbeispieles eines Jochsystems nach Fig. 6 und seiner Variante nach Fig. 6a aus zwei U-Profilen 2o gebildet, deren Schenkel 21 sich mittels ihrer Außenseiten 22 mit dem der runden, dem runden Kern 23 zugeordneten Magnetepule 24 bzw. der länglichen, an mindestens zwei gegenüberliegenden Stellen runden, dem flachen gestanzten Kern 25 zugehörigen Magnetspule 26 umschriebenen quadrat bzw. Rechteck decken, wobei die Stege 27 der U-Profile mit ihren Innenseiten 28 der Magnetspule mit Abstand oder direkt anliegend zugekehrt sind, während die Länge der Schenkel so bemessen ist, daß die Spule bzw. ihre Isolation nicht behindert wird. Die Stirnseiten 29, 291 der runden und 3o', 3o' der länglichen Magnetepule werden auch hier von Deckplatten 31, 31t bzw. 329 321 flankiert, deren Größe der von den Außenseiten 22 der Schenkel 21 und von den Außenseiten 33 der Stege 27 dieser U-Profile 2o umfaßten Fläche entsprie ht. An beiden in Spulenlängerichtung befindlichen Enden 34 der U-Profile sind an ihren Schenkeln 21 mit den Längskanten 35 fluchtende Zapfen 36 angeordnet, die in nahe den Ecken der Deckplatten 31, 311 bzw. 32, 321 befindlichen, sich gegenüberliegenden seitlich offenen Ausbrüchen 37, 38 formschlüssig eingreifen, wie es in den Fig. 9 und lo in Perspektive vergrößert dargestellt ist. Die durch die gegenüber der Deckplattendicke längeren Zapfen 36 gebildeten Überstände 39 werden gemäß Fig. 8 und 8a durch einen Verstemmvorgang nach Einbringen der Magnetspule in das Jochsystem mit den Deckplatten in Spulenlänge- bzw. U-Profillängsrichtung vernietet.The yoke plates forming parts of a Jochsystems of Fig. 6 and its variant according to FIG. 6a consists of two U-sections 2o formed according to the Querschnittadarstellungen this embodiment, the legs of the associated 21 by means of their outer sides 22 with the round, the round core 23 Magnet coil 24 or the elongated, at least two opposite points round magnet coil 26 associated with the flat punched core 25 cover a circumscribed square or rectangle, the webs 27 of the U-profiles with their inner sides 28 facing the magnet coil at a distance or directly adjacent , while the length of the legs is such that the coil or its insulation is not hindered. The end faces 29, 291 of the round and 3o ', 3o' of the elongated magnet coil are also flanked here by cover plates 31, 31t and 329 321 , the size of which corresponds to that of the outsides 22 of the legs 21 and of the outsides 33 of the webs 27 of these U. -Profile 2o covered area corresponds. At both ends 34 of the U-profiles located in the longitudinal direction of the coil are arranged on their legs 21 with the longitudinal edges 35 aligned pins 36 , which are located near the corners of the cover plates 31, 311 and 32, 321 , opposite laterally open recesses 37, 38 intervene positively, as shown enlarged in perspective in FIGS. 9 and lo. The protrusions 39 formed by the opposite of the cover plate thickness longer pins 36 are shown in FIG. 8 and 8a riveted by a caulking after insertion of the magnetic coil in the Jochsystem with the cover plates in Spulenlänge- or U-profile longitudinal direction.

Die die Draufsicht wiedergebenden Fig. 7 und 7a zeigen oberhalb ihrer Mittellinie die in den Ausbrüchen 37 bzw. 38 der Deckplatte 311 bzw. 321 eingreifenden Zapfen 36 vor der Vernietung, während unterhalb ihrer Mittellinie die bereits vernieteten Zapfen dargestellt sind. Durch das mittels der Vernietung erfolgte feste Aufliegen der Deckplatten 31, 31' bzw. 32, 321 auf den zwischen den Zapfen 36 befindlichen i#ndkanten 4o der U-Profile 2o wird ein besonders fester und gegen Verwindungen stabiler Aufbau eines Jochsysteins nach der Erfindung erzielt. 7 and 7a showing the top view show above their center line the pegs 36 engaging in the cutouts 37 and 38 of the cover plate 311 and 321 before riveting, while the pegs that have already been riveted are shown below their center line. By means of riveting the cover plates 31, 31 ' or 32, 321 firmly resting on the i # ndkanten 4o of the U-profiles 2o located between the pegs 36 , a particularly strong and torsion-resistant structure of a yoke system according to the invention is achieved .

Claims

Claims 1) Jochsystem for electromagnets of magnetically conductive sheet manufactured, applied to the end faces of the magnet coil, with the yoke plates riveted cover plates, characterized in that the yoke plates in the form of either four 1- (5) or two U-profiles (2o) are designed, which by means of the outer sides (6, 22) of their two outermost legs (7, 21) with that of the round or at least two opposite points round magnet coil (2, 14, 24, 26) circumscribed _'Zuadrat or rectangle cover and at their ends (99 34) located in the longitudinal direction of the magnetic coil at or near their longitudinal edges (lo, 35) with pins (11, 36) are provided in laterally free outbreaks (8, 169 379 38) of the with the outer sides of the Profile-cutting cover plates (4, 411 159 15 '; 319 31'9 32, 321) engage in a form-fitting manner and their protrusions (12) over the respective cover plate by a caulking process taking place in the direction of the 1st longitudinal axis of the coil iet6t are.

2) yoke system for electromagnets according to claim 1, characterized in that the length of the legs (7, 21) of the yoke plates formed from L or U profiles (5, 2o) is dimensioned such that their longitudinal edges (10, 35) or close to the circumference of the magnet coil (2, 14t 249 26), whereby the imaginary elongated outer sides (6, 22) of the legs of these profiles are tangent to the magnet coil. %