DE19505798C1 - Elektromagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneten mit ei­ ner Spule, einem sich in der Spule axial erstreckenden beweg­ lichen Anker und einem die Spule umschließenden Joch nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Tauchankermagneten sind beispielsweise aus der Firmenschrift der Fa. Kuhnke GmbH & Co. KG "Impulse für die Automation durch Kuhnke-Magnete" M 044/D91/57324 bekannt und z. B. als Hub-, Halte- oder Drehmagneten ausgebildet, bei denen das Joch aus über den Stirnseiten der Spule angeordneten Stirnwänden und zwischen diesen entlang des Spulenmantels verlaufenden Seitenwänden besteht, wobei zumindest eine der Stirnwände als separate deckelartige Jochplatte ausgebildet ist, die auf die freien Enden der Seitenwände aufgesetzt ist und an zur Basis des Jochbügels parallelen Auflageflächen der Seitenwände unter Vorspannung aufliegt.

In der vorgenannten Firmenschrift auf S. 38 ist ein Magnet dargestellt, bei dem die Seitenwände und die Jochplatte wechselseitige Vorsprünge und Ausnehmungen aufweisen, die in der Art einer Verzahnung ineinandergreifen. Dabei überragen die Vorsprünge der Seitenwände die Jochplatte und drücken diese durch partielles Verquetschen gegen stirn­ seitige Auflageflächen des Jochbügels, was zwischen den bei­ den Teilen einen intensiven magnetischen Kontakt ergibt. Die beim Verstemmen der Vorsprünge erforderlichen hohen Umform­ kräfte können dazu führen, daß der Elektromagnet an anderer Stelle unkontrolliert verformt wird.

Ferner sind auf S.35 der genannten Firmenschrift Magnete be­ schrieben und abgebildet, bei denen der Jochbügel topfartig und die Jochplatte deckelartig ausgebildet ist. Die Jochplat­ te wird in die offene Stirnseite des Jochbügels eingesetzt und z. B. durch Vercrimpen oder Umbördeln des überstehenden Randes des Jochbügels an diesem fixiert. Hierfür sind kompli­ zierte Werkzeuge erforderlich. Die hohen Umformkräfte können die Geometrie des Jochs beeinträchtigen.

Ferner ist z. B. durch das DE-GM 18 25 869 ein Elektromagnet bekannt, bei dem ein den magnetischen Rückschluß bildendes Gehäuse aus einem rohrförmigen Mantel und zwei stirnseitig an diesem anliegenden Endscheiben gebildet wird. Ein U-förmiger Federbügel umgreift eine der Endscheiben und den Mantel und hintergreift mit seinen abgebogenen Enden die andere End­ scheibe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Elektromagneten einfacher und kostengünstiger herstellen und montieren zu können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Die Jochplatte kann nun einfach von Hand auf die Seitenwände des Jochbügels aufgesetzt werden, indem die Federzungen durch die Haltezonen ungefähr um Materialdicke auseinandergespreizt und die Haltezone hinter die Anschlag­ flächen der Seitenschenkel eingerastet werden. Die Auflauf­ schrägen haben bezogen auf die Spulenachse eine Neigung von vorzugsweise 60° von innen nach außen in Richtung der Spule abfallend.

Die Haltezone und die Anschlagfläche sind so gestaltet, daß sie nur im Bereich der Auflaufschräge aufeinandertreffen. Da­ durch entsteht eine Kraftkomponente, die die Jochplatte in der Richtung der Basis des Jochbügels sicher gegen die stirn­ seitigen Auflageflächen der Seitenwände drückt. Dies ergibt einen guten magnetischen Kontakt zwischen der Jochplatte und dem Jochbügel. Damit entfällt das Verquetschen von Vorsprün­ gen der Seitenwände mit Hilfe von Werkzeugen und der dafür erforderliche hohe Kraftaufwand, der zu einer ungewollten bleibenden Verformung des Elektromagneten führen kann. Es entfallen ferner die zu verformenden Vorsprünge, so daß die Einbauhöhe des Elektromagneten verringert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 13:

Durch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 2 und 3 wird die Jochplatte in einfacher Weise an den Seitenwänden befe­ stigt. Die Federzungen können z. B. durch Sägen von Schlitzen in die Seitenwand des z. B. tiefgezogenen Jochbügels freige­ schnitten werden. Es entfällt das aufwendige Vercrimpen des Jochbügels.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 bilden die Seiten­ schenkel selbst die Federzungen, so daß diese entfallen.

Durch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 und 6 können die Haltezungen sowie die Stege mittels einfacher Stanzvor­ gänge ohne Schwierigkeiten mit hinreichender Genauigkeit er­ zeugt werden.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 werden an den Halte­ zungen zusätzliche Auflaufschrägen gebildet, die das Eindrüc­ ken der Haltezungen zwischen die Seitenschenkel des Jochbü­ gels erleichtern. Die zusätzlichen Auflaufschrägen bewirken dabei, daß die Seitenschenkel beim Aufsetzen der Jochplatte um das erforderliche Maß auseinandergedrückt werden, bevor die Haltezungen hinter den Stegen verrasten.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 8 liegen die in den Ecken des Jochs angeordneten Haltezungen außerhalb der Stirn­ fläche der Spule, selbst dann, wenn die Seitenschenkel sehr eng an der Spule entlang geführt sind und wenn der Jochbügel mit der Jochplatte nicht oder nur wenig breiter ausgebildet ist, als der Durchmesser der Spule bemißt, wodurch die Außen­ abmessungen des Elektromagneten verringert werden.

Durch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 9 und 10 wird das Hüllvolumen des Elektromagneten gering gehalten.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 11 kann die Federkraft der Seitenschenkel soweit verringert werden, daß die Joch­ platte mit weniger Kraftaufwand auf den Jochbügel aufge­ schnappt werden kann. Die Schenkelbreite kann soweit verrin­ gert werden, daß nach Anspruch 12 die Anschlußelemente am Seitenschenkel vorbeigeführt werden können, ohne in ihrer Breite aus dem Magneten herauszuragen.

Die Anordnung der Anschlußelemente und die Freimachungen nach den Ansprüchen 12 und 13 ermöglichen es, die Anschlußelemente im Spulenkörper zu verankern, ohne daß dafür zusätzliche Bau­ höhe benötigt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines als Hubmagnet dienenden Elektromagneten,

Fig. 2 eine andere Seitenansicht des Elektromagneten nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Elektromagneten nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht des Elektromagneten nach Fig. 1 aus der Richtung des Pfeiles IV,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht eines anderen Hubmagneten mit einem topfartigen Joch.

Nach den Fig. 1 bis 4 ist ein als Hubmagnet ausgebildeter Elektromagnet mit einem axial beweglichen Anker 1, einer Spule 2, einem Spulenkörper 3, Anschlußelementen 4, einem Jochbügel 5 und einer Jochplatte 6 versehen. Der u-förmig ge­ bogene Jochbügel 5 und die im wesentlichen flache Jochplatte 6 bilden zusammen ein Joch, das die Spule 2 rahmenartig um­ schließt.

Die Jochplatte 6 verbindet die freien Enden von als Seiten­ schenkel 7 ausgebildeten Seitenwänden des Jochbügels 5. Die Jochplatte 6 weist zu den Seitenschenkeln 7 hin ragende frei­ geschnittene Haltezungen 8 auf, die um ungefähr 30° zur Basis des Jochbügels 5 hin abgebogen sind und hinter freigeschnit­ tene stirnseitige Stege 9 der Seitenschenkel 7 greifen. Diese bilden mit ihrer der Jochbasis zugewandten Unterseite An­ schlagflächen 9a für die Haltezungen. Die Seitenschenkel 7 sind seitlich federnd auslenkbar. Die Haltezungen 8 und die Stege 9 sind so bemessen, daß die Stege 9 unter der Feder­ spannung der ausgelenkten Seitenschenkel 7 an den der Basis abgewandten Außenseiten der Haltezungen 8 anliegen.

Zwischen den Haltezungen 8 ist die Jochplatte 6 mit über die Stirnseiten der Seitenschenkel 7 ragenden Vorsprüngen 10 ver­ sehen. Die Seitenschenkel 7 weisen in diesem Bereich flache Ausklinkungen auf, in die die gleich breiten Vorsprünge 10 seitlich fixiert eingesetzt sind. Die Ausklinkungen bilden entsprechende Auflageflächen 11 für die Vorsprünge 10. Der schräge Verlauf der Haltezungen 8 ergibt für die Stege 9 Auf­ laufschrägen 8a, die die Federkraft der Seitenschenkel soweit umlenken, daß die Jochplatte 6 mit den Vorsprüngen 10 gegen die Auflageflächen 11 der Seitenschenkel 7 gedrückt wird.

Die freien Enden der Haltezungen 8 sind um weitere 90° zur Basis des Jochbügels 5 hin und aufeinander zu gebogen. Sie bilden somit zusätzliche Auflaufschrägen 8b, mittels derer die Seitenschenkel 7 nach dem Aufsetzen der Jochplatte 6 durch manuellen Druck bis zum Einrasten der Haltezungen 8 hinter den Stegen 9 auseinandergespreizt werden können.

Die Breite eines der beiden Seitenschenkel 7 ist zur Basis des Jochbügels 5 hin in der Breite verringert, wodurch die Federkraft des Seitenschenkels 7 und die auf zubringende Ein­ drückkraft für die Jochplatte 6 verringert wird. Dadurch er­ gibt sich ein seitlicher Freiraum für die Anschlußelemente 4, die ungehindert am Seitenschenkel 7 vorbeigeführt werden kön­ nen. Die verringerte Breite des Seitenschenkels (7) setzt sich in die Basis des Jochbügels (5) hinein fort. Dadurch er­ geben sich seitliche Freimachungen (12), die vom Spulenkörper (3) ausgefüllt sind. Die Anschlußelemente (4) sind annähernd in der Ebene der Basis angeordnet. Befestigungszapfen (13) der Anschlußelemente (4) ragen in die Freimachungen (12) hin­ ein und sind im Spulenkörper (3) verankert.

Nach Fig. 5 ist der Hubmagnet als Topfmagnet 15 ausgebildet, bei dem die Seitenwände 16 des Jochs aus einem Rechteckrohr gebildet sind, das von der Jochplatte 6 stirnseitig ver­ schlossen ist. In die Seitenwände 16 sind in den Eckbereichen des Jochs Längsschlitze 17 eingesägt, die Federzungen 18 er­ geben. Diese weisen Durchbrüche 19 auf, die die Stege 9 für die Haltezungen 8 der Jochplatte bilden. Die aus der Joch­ platte 6 freigeschnittenen Haltezungen 8 ragen in gleicher Weise wie nach Fig. 1 hinter die Stege 9, die durch die Feder­ kraft der ausgelenkten Federzungen 18 gegen die Auflaufschrä­ gen 8a der Haltezungen gedrückt sind. Einer der beiden die Federzunge begrenzenden Schlitze 17 ist parallel zur Feder­ zunge 18 in die anschließende senkrecht stehende Seitenwand eingesägt. Dadurch wird erreicht, daß die Federzunge direkt bis an die benachbarte seitliche Außenkante der Seitenwand gesetzt werden kann.

Claims (13)

1. Elektromagnet mit einer Spule (2), einem sich in der Spule axial erstreckenden beweglichen Anker (1) und einem die Spule (2) umschließenden Joch, das aus über den Stirnseiten der Spule angeordneten Stirnwänden und zwischen diesen entlang des Spulenmantels verlaufenden Seitenwänden (16, 7) be­ steht, wobei zumindest eine der Stirnwände als separate dec­ kelartige Jochplatte (6) ausgebildet ist, die auf die freien Enden der Seitenwände (16, 7) aufgesetzt ist und an zur Basis des Jochbügels (5) parallelen Auflageflächen (11) der Seitenwände (16, 7) unter Vorspannung aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ wände (16, 7) quer zur Spulenachse gerichtete Anschlag­ flächen (9a) aufweisen, die Haltezonen der Jochplatte (6) hintergreifen, daß zumindest eine der Anschlagflächen (9a) senkrecht zur Seitenwand (7) federnd auslenkbar gelagert ist, daß an den Anschlagflächen (9a) oder den Haltezonen Auf­ laufschrägen (8a) vorgesehen sind, an denen die Haltezonen bzw. Anschlagflächen (9a) unter Vorspannung anliegen, und daß die Auflaufschrägen (8a) von innen nach außen in Richtung der Spule abfallend derart geneigt sind, daß die Jochplatte (6) gegen die Auflageflächen (11) der Seitenwände (16, 7) gedrückt ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlagfläche an einer aus der Seitenwand (16) freigeschnitte­ nen Federzunge (18) ausgebildet ist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elek­ tromagnet als Topfmagnet (15) ausgebildet ist, bei dem die Seitenwände (16) zu einem Rechteckrohr zusammengefaßt sind, aus dem die Federzungen (18) freigeschnitten sind.

4. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ wände freiragende Seitenschenkel (7) eines u-förmig gebogenen einstückigen Jochbügels sind und daß zumindest einer der Sei­ tenschenkel (7) seitlich federnd auslenkbar ist.

5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ zone der Jochplatte (6) als freigeschnittene Haltezunge (8) ausgebildet ist, die in die Richtung der Seitenschenkel (7) ragt, daß die Haltezunge (8) schräg zur Basis des Jochbügels (5) hin abgebogen ist und daß die der Spule (2) abgewandte Außenseite der Haltezunge (8) die Auflaufschräge (8a) für die Anschlagflächen (9a) bildet.

6. Elektromagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ wände (7) an ihren freien Enden durch Ausnehmungen frei­ geschnittene, sich parallel zur Jochplatte (6) erstreckende Stege (9) aufweisen, deren zur Basis des Jochbügels gerich­ tete Unterseiten die Anschlagflächen (9a) bilden, die die Haltezungen (8) hintergreifen, daß zumindest einer der Sei­ tenschenkel (7) vom anderen weg federnd ausgelenkt ist und daß die stirnseitigen Stege (9) unter Vorspannung gegen die der Basis des Jochbügels (5) abgewandten Außenseiten der Hal­ tezungen (8) der Jochplatte (6) gedrückt sind.

7. Elektromagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Haltezungen (8) von den Auflaufschrägen (8a) aus um ungefähr 90° zur Basis des Jochbügels hin abgebogen sind.

8. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ zungen (8) der Jochplatte (6) und die Ausnehmungen in den Seitenschenkeln (7) des Jochbügels (5) in den Eckbereichen der Jochplatte (6) angeordnet sind und daß die Stege (9) seitlich freiragend ausgebildet sind.

9. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Stirnseiten der Seitenschenkel (7) nicht über die Außenseite der Jochplatte (6) hinausragen.

10. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ zungen (8) nicht über die Außenseiten der Seitenschenkel (7) hinaus ragen.

11. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite zumindest eines der Seitenschenkel (7) zur Basis des Jochbü­ gels (5) hin verringert ist.

12. Elektromagnet nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Anschlußelemente (4) für die Spule (2) am Seitenschenkel (7) vorbeigeführt sind.

13. Elektromagnet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlußelemente (4) annähernd in der Ebene der Basis des Joch­ bügels (5) angeordnet sind, daß die Basis in der Fortsetzung des in der Breite verringerten Seitenschenkels (7) seitliche Freimachungen (12) aufweist, die vom Spulenkörper (3) ausge­ füllt sind, und daß in die Freimachungen (12) Befestigungs­ zapfen (13) der Anschlußelemente (4) hineinragen und im Spu­ lenkörper (3) verankert sind.