DE19509195B4

DE19509195B4 - DC magnet system with permanent magnet support

Info

Publication number: DE19509195B4
Application number: DE1995109195
Authority: DE
Inventors: Kurt Held
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: FR2731834A1; FR2731834B1; DE19509195A1

Abstract

Gleichstrom-Magnetsystem mit einer in einem magnetisch leitenden Rahmen (1) angeordneten Spule (2,12), in der axial ein mit einem Kontaktträger (3) in Wirkverbindung stehender Anker (4) angeordnet ist, der an seinem einen Ende mit einer ersten Polplatte (5) versehen ist und der zwischen einer durch eine Haltekraft festgelegten Ausgangsstellung bei stromloser Spule (2,12) und einer angezogenen Stellung bei erregter Spule (2,12) axial verschieblich ist, mit folgenden Merkmalen:
a) Es ist ein gegenüber dem Rahmen (1) festliegender erster Dauermagnet (7) mit einem im wesentlichen quer zur Verschiebungsachse des Ankers gerichteten Magnetfeld vorgesehen,
b) ein mit dem Anker (4) in Verbindung stehender zweiter Dauermagnet (8) ist derart gegenüber dem ersten Dauermagneten (7) gepolt und angeordnet, daß die Haltekraft durch magnetische Abstoßung beider Dauermagnete (7,8) aufgebracht wird, daß bei Verschiebung des Ankers (4) von der Ausgangsstellung in die angezogene Stellung der zweite Dauermagnet (8) eine Position zum ersten Dauermagneten (7) erreicht, in...DC magnet system with a coil (2, 12) arranged in a magnetically conductive frame (1), in which an armature (4) operatively connected to a contact carrier (3) is arranged axially, which has at one end a first pole plate (5) and which is axially displaceable between a starting position determined by a holding force when the coil (2.12) is de-energized and a tightened position when the coil (2.12) is excited, with the following features:
a) there is provided a first permanent magnet (7) which is fixed relative to the frame (1) and has a magnetic field which is essentially transverse to the axis of displacement of the armature,
b) with the armature (4) in connection with the second permanent magnet (8) is polarized and arranged relative to the first permanent magnet (7) in such a way that the holding force is applied by magnetic repulsion of both permanent magnets (7,8) that when the Armature (4) from the starting position to the attracted position the second permanent magnet (8) reaches a position relative to the first permanent magnet (7), in ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleichstrom-Magnetsystem mit einer in einem magnetisch leitenden Rahmen angeordneten Spule, in der axial ein mit einem Kontaktträger in Wirkverbindung stehender Anker angeordnet ist, der an seinem einen Ende mit einer ersten Polplatte versehen ist und der zwischen einer durch eine Haltekraft festgelegten Ausgangsstellung bei stromloser Spule und einer angezogenen Stellung bei erregter Spule axial verschieblich ist.The invention relates to a DC magnet system with one in a magnetically conductive Frame arranged coil, in the axial one with a contact carrier in operative connection standing anchor is arranged at one end with a is provided first pole plate and between one by one Holding force determined starting position with currentless coil and axially displaceable when the coil is energized is.

Ein derartiges Gleichstrom-Magnetsystem ist bei einem Schütz eines Herstellers bekannt. Nach Kenntnis des Anmelders ist dieses Gleichstrom-Magnetsystem druckschriftlich nicht offenbart. Bei diesem sind an den Seitenwänden im Inneren des Rahmens Dauermagnete angebracht, die quer zur Verschiebungsrichtung des Ankers magnetisiert sind und zur Innenseite hin mit einem Abdeckblech aus Eisen versehen sind. Unterhalb dieser Abdeckbleche ist die mit dem Anker verbundene Polplatte angeordnet. Die an den Schmalseiten der Abdeckbleche austretenden stark gebündelten Feldlinien schließen sich über die Polplatte und den Rahmen und bewirken, daß der Anker mit der Polplatte von den Dauermagneten angezogen wird. Diese auf den Anker wirkende magnetische Haltekraft ermöglicht es, die Kraft der Rückdruckfeder, die herkömlicherweise die gesamte Haltekraft übernimmt, zu reduzieren. Die Abstimmung aufeinander muß ausreichende Schockfestigkeit gewährleisten, so daß das Schütz aufgrund von Stößen, die den Beanspruchungen bei etwa zweifacher Erdbeschleunigung entsprechen, nicht auslöst, das heißt unbeabsichtigt schaltet. Üblicherweise wird bei Schützen ohne Dauermagnete die Schockfestigkeit ausschließlich durch die Federkraft der Rückholfeder bestimmt. Bei dem bekannten Schütz leistet die Magnetkraft der Dauermagnete einen wesentlichen Beitrag zur Schockfestigkeit.Such a DC magnet system is with a contactor of a manufacturer known. To the knowledge of the applicant, this is DC magnet system not disclosed in print. With this are on the side walls permanent magnets attached to the inside of the frame, transverse to the direction of displacement of the armature are magnetized and on the inside with a cover plate are made of iron. Below this cover plate is the one with arranged the armature connected pole plate. The on the narrow sides the strongly bundled field lines emerging from the cover plates close over the Pole plate and the frame and cause the anchor to connect to the pole plate is attracted by the permanent magnets. This one acting on the anchor magnetic holding force enables it, the force of the back pressure spring, the traditional takes over the entire holding force, to reduce. The coordination with each other must have sufficient shock resistance guarantee, so that contactor due to bumps that correspond to the stresses at about twice the acceleration due to gravity, does not trigger this means switches unintentionally. Usually is in shooters Without permanent magnets, the shock resistance is solely due to the spring force the return spring determines. With the well-known contactor the magnetic force of the permanent magnets makes a significant contribution for shock resistance.

Wird die Spule des Gleichstrom-Magnetsystems erregt, so löst sich, bedingt durch die sehr viel höhere Magnetkraft der stromdurchflossenen Spule, die Polplatte mit dem Anker von den Dauermagneten und bewegt sich unter Überwindung des Arbeitsluftspaltes bis zum Anschlag der Polplatte an einem Antiremanenzblech. In dieser Stellung, die wegen der Erregung der Spule auch als "EIN"-Stellung bezeichnet wird, werden zum Beispiel an dem Kontaktträger angebrachte Kontakte mit Festkontakten kontaktiert.Becomes the coil of the DC magnet system excited, so solve due to the much higher magnetic force of the current-carrying Coil, the pole plate with the armature from the permanent magnet and moves overcoming itself the working air gap up to the stop of the pole plate on an anti-retardant plate. In this position, also referred to as the "ON" position due to the excitation of the coil contacts attached to the contact carrier Fixed contacts contacted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleichstrom-Magnetsystem der oben genannten Art bereitzustellen, das mit einer gegenüber der bekannten Anwendung von Dauermagneten verbesserten Unterstützung durch Dauermagnete ausgestattet ist. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gleichstrom-Magnetsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Die darin verwendeten Dauermagnete sind auf gegenseitige Abstoßung gepolt und übernehmen nicht nur einen Anteil der Haltekraft, sondern wirken sich auch positiv bei der "EIN"-Schaltung, das heißt bei Erregung der Spule aus, da sie zumindest anfänglich auch die Magnetkraft durch die Spule unterstützen.The invention is based on the object DC magnetic system of the type mentioned above, which with a compared to the known application of permanent magnets improved support through Permanent magnet is equipped. The task is solved by a DC magnet system with the features of claim 1. The permanent magnets used are polarized to repel each other and don't take over only a part of the holding force, but also have a positive effect with the "ON" switch, that is, with excitation the coil, since at least initially it also has the magnetic force support through the coil.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist gegeben, wenn der erste Dauermagnet an einem Durchgangsloch im Rahmen zur Durchführung des Ankers liegt, der in diesem Bereich an seinem Umfang mit einem, zum Beispiel als Ringmagneten ausgeführten zweiten Dauermagneten versehen ist.A particularly advantageous embodiment is given when the first permanent magnet on a through hole as part of the implementation of the Ankers lies in this area with a for example, a second permanent magnet designed as a ring magnet is provided.

Ist die Spule aus einem Spulenflansch mit Spulenwicklung gebildet und mit dem Anker festverbunden und sind weiterhin an dem Spulenflansch auf verschiedenen Seiten zweite Dauermagnete symmetrisch angeordnet, die mit gegenüber fest liegenden ersten Dauermagneten ein magnetisches Polster bilden, durch das die den Anker mit Spule und Kontaktträger umfassende Einheit bei Verschiebung reibungslos führbar ist, so kann auf besondere Führungsmittel für den Anker verzichtet werden, und sonst herkömmlicherweise auftretende Reibungskräfte bei der Verschiebung des Ankers treten nicht auf.Is the coil from a coil flange formed with coil winding and firmly connected to the armature and are still second to the coil flange on different sides Permanent magnets arranged symmetrically with fixed opposite lying first permanent magnets form a magnetic cushion, through the unit comprising the armature with coil and contact carrier Shift can be carried out smoothly is, so can special guidance for the Anchor are dispensed with, and otherwise conventionally occurring frictional forces the displacement of the anchor does not occur.

Weiterhin erweist es sich als vorteihaft, wenn der Spulenflansch nach außen vorstehende Arme aufweist, an denen der bzw. die zweiten Dauermagnete befestigt sind. Die den Anker beschleunigende Magnetkraft wird verstärkt, wenn der Anker an seinem im Rahmen liegenden Ende die erste Polplatte und an seinem außerhalb des Rahmens liegenden Ende eine zweite Polplatte aufweist, die in einer Ebene quer zur Verschiebungsachse und außerdem parallel und im Abstand zu einer Begrenzungswand des Rahmens liegt.Furthermore, it proves advantageous, when the coil flange is facing out has projecting arms on which the second permanent magnet or magnets are attached. The magnetic force accelerating the armature is increased if the anchor at its end lying in the frame, the first pole plate and at its outside of the frame end has a second pole plate, which in a plane transverse to the axis of displacement and also parallel and at a distance to a boundary wall of the frame.

Um bei der Verschiebung des Ankers auftretende Schwingungen abzudämpfen ist es zweckmäßig, wenn auf den Anker im Bereich zwischen der Spule und der zweiten Polplatte ein elastisches Dämpfungsrohr aufgebracht ist.To move the anchor dampen vibrations it is useful if on the anchor in the area between the coil and the second pole plate an elastic damping tube is applied.

Ist an der zweiten Polplatte ein das Magnetfeld der erregten Spule verstärkender dritter Dauermagnet angebracht, so wird hierdurch auf einfache Weise die den Anker beschleunigende Kraft erhöht.Is on at the second pole plate third permanent magnet reinforcing the magnetic field of the excited coil attached, this is a simple way of accelerating the anchor Strength increased.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Dauermagneten besteht, wenn die Konturen der einander zugewandten Flächen der paarweise angeordneten ersten und zweiten Dauermagneten derart ausgebildet sind, daß sich bei Verschiebung des zweiten Dauermagneten in Richtung der Verschiebungsachse eine großflächige Annäherung zum ersten Dauermagneten ergibt.An advantageous embodiment The permanent magnet exists when the contours face each other surfaces the paired first and second permanent magnets are trained that when the second permanent magnet is displaced in the direction of the displacement axis a large-scale approach to first permanent magnet results.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Konturen der einander zugewandten Flächen der paarweise angeordneten ersten und zweiten Dauermagneten derart ausgebildet sind, daß sie eine Führung der den Anker, die Spule und den Kontaktträger umfassenden Einheit bei Verschiebung in Richtung der Verschiebungsachse bewirken.It is also advantageous if the contours of the mutually facing surfaces of the pair arranged first and second permanent magnets are designed such that they cause a guide of the armature, the coil and the contact carrier unit upon displacement in the direction of the displacement axis.

Eine geradlinige Führung des Ankers über den gesamten Ankerweg wird erreicht, wenn die ersten und zweiten Dauermagnete in ihrer in Richtung der Verschiebungsachse sich erstreckenden Breite auf die Verschiebelänge des Ankers abgestimmt sind, so daß in jeder Lage des Ankers die Pole der gegenüberliegend paarweise angeordneten ersten und zweiten Dauermagneten sich zumindest teilweise in Überdeckung befinden.A straightforward guide of the Anchor over the Entire anchor path is achieved when the first and second permanent magnets in its width extending in the direction of the axis of displacement the shift length of the anchor are matched so that in any position of the anchor the poles of the opposite paired first and second permanent magnets at least partially covered are located.

Eine besonders günstige Gestaltung der Dauermagnete erhält man, wenn die ersten, zweiten und dritten Dauermagnete U-förmig mit zwei durch einen Steg verbundenen Schenkeln ausgebildet sind, von denen der eine Schenkel an seiner vom Steg wegweisenden Außenfläche eine durch schräge Flächen gebildete Erhöhung und der andere Schenkel an der entsprechenden Außenfläche eine durch schräge Flächen gebildete Vertiefung aufweist.A particularly favorable design of the permanent magnets receives one if the first, second and third permanent magnets are U-shaped two legs connected by a web are formed by which one leg on its outer surface facing away from the web one through oblique surfaces formed increase and the other leg on the corresponding outer surface is formed by inclined surfaces Has deepening.

Besonders einfache Halterungsmittel erhält man, wenn die ersten, zweiten und dritten Dauermagnete an der den Schenkeln abgewandten Rückseite des Steges Nuten zur Halterung aufweisen. Als günstig erweist es sich, wenn die schrägen Flächen an den Außenseiten der Schenkel einen Neigungswinkel im Bereich von 15° bis 45° aufweisen.Particularly simple holding means you get, when the first, second and third permanent magnets on the legs facing back of the Have web grooves for mounting. It turns out to be cheap if the weird ones surfaces on the outside the leg has an angle of inclination in the range of 15 ° to 45 °.

Um eine besonders großflächige Annäherung der beiden Dauermagnete zu erhalten und die Fertigung der Dauermagnete zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn die ersten und die zweiten Dauermagnete gleich gestaltet sind, so daß die Erhöhung vom einen Schenkel des ersten Dauermagneten formschlüssig in die Vertiefung vom Schenkel des zweiten Dauermagneten paßt und die Vertiefung am Schenkel des ersten Dauermagneten formschlüssig die Erhöhung am Schenkel des zweiten Dauermagneten aufnimmt.In order to bring the Obtain two permanent magnets and the manufacture of the permanent magnets To simplify, it is advantageous if the first and the second Permanent magnets are designed the same, so that the increase of one leg of the first permanent magnet with a positive fit fits into the recess of the leg of the second permanent magnet and the Indentation on the leg of the first permanent magnet increase on the leg of the second permanent magnet.

Außerdem ist als besonders einfache Weiterbildung der Erfindung anzusehen, wenn die ersten Dauermagnete an seitlichen Innenwänden des Rahmens über nach innen vorstehende in die Nuten greifende Noppen und die zweiten Dauermagnete über die in die Nuten greifende Noppen und die zweiten Dauermagnete über die in die Nuten greifende Arme des Spulenflansches gehalten sind.It is also particularly easy To see further development of the invention when the first permanent magnets on the inner side walls of the frame over inwardly protruding nubs and the second Permanent magnets over the knobs reaching into the grooves and the second permanent magnets over the arms of the coil flange are held in the grooves.

Eine kostengünstige Fertigung des Rahmens wird erreicht, wenn diese aus zwei völlig gleich ausgebildeten, gestanzten, gebogenen magnetisch leitenden Blechen aufgebaut ist, die über eine Schwalbenschwanz-Nut-Verbindung zusammengefügt sind. Die Befestigung des Kontaktträgers ist auf einfache Weise ausgeführt, wenn die zweite Polplatte mit ihren Randbereichen in Schlitzen des Kontaktträgers mittels einer Blattfeder gehalten ist.An inexpensive manufacture of the frame is achieved if it consists of two completely identical, stamped, bent magnetically conductive sheets is constructed, the above a dovetail-groove connection are assembled. The attachment of the contact support is done in a simple way if the second pole plate with its edge areas in slots of contact support is held by means of a leaf spring.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of a drawing. Show it

1 Ein erfindungsgemäßes Gleichstrom-Magnetsystem mit ringförmigen Dauermagneten im Schnitt, 1 A DC magnet system according to the invention with ring-shaped permanent magnets in section,

2 eine Draufsicht auf einen Rahmen des Gleichstrom-Magnetsystems nach 1, 2 a plan view of a frame of the DC magnet system according to 1 .

3 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Gleichstrom-Magnetsystems mit an den inneren Seitenwänden des Rahmens befestigten Dauermagneten, 3 an embodiment of a DC magnet system according to the invention with permanent magnets attached to the inner side walls of the frame,

4,5 perspektivische Ansichten der Dauermagnete gemäß 3, 4 . 5 perspective views of the permanent magnets according to 3 .

6 einen Querschnitt der Spule gemäß 3 mit einem Anker und seitlich angeordneten Dauermagneten, 6 a cross section of the coil 3 with an armature and permanent magnets on the side,

7,8 einen Ausschnitt der gegenüberliegenden Pole der Dauermagnete gemäß 3 in unterschiedlichen Stellungen des Ankers, 7 . 8th a section of the opposite poles of the permanent magnets 3 in different positions of the anchor,

9 ein Stanzblech zur Herstellung des Rahmens gemäß 3, 9 a stamped sheet for the manufacture of the frame according to 3 .

10 einen Querschnitt durch das Gleichstrom-Magnetsystem mit an der Polplatte angekoppeltem Kontaktträger und 10 a cross section through the DC magnet system with coupled to the pole plate contact carrier and

11 einen Ausschnitt des Kontaktträgers in Verbindung mit einer Polplatte und dem Rahmen in der "EIN"-Stellung. 11 a section of the contact carrier in connection with a pole plate and the frame in the "ON" position.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Gleichstrom-Magnetsystem, zum Beispiel zur Verwendung in einem Schütz dargestellt, das eine Spule (2,12), einen dazu axial angeordneten Anker 4 mit daran angebrachter Polplatte 5, einen magnetisch leitenden Rahmen 1, zum Beispiel einen Stahlblechrahmen mit einem Durchgangsloch 11 und zwei Ringmagneten 7,8 aufweist. Die Spule ist aus einem Spulenflansch 2 und einer Spulenwicklung 12 aufgebaut. Die Spule (2,12) befindet sich mit dem Anker 4 und der Polplatte 5 im Innenraum des Rahmens 1. Der Anker 4 ist durch das in der 1 oben befindliche Durchgangsloch 11 geführt und steht in Wirkverbindung zu einem hier nicht dargestellten Kontaktträger 3 (siehe 10, 11). An der Wand des Durchgangsloches 11 ist ein Ringmagnet 7 als erter Dauermagnet, zum Beispiel durch Klebeverbindung, befestigt, der in Wechselwirkung mit einem auf dem Anker 4 aufgebrachten Ringmagneten 8 als zweiten Dauermagneten steht.In 1 A DC magnet system according to the invention is shown, for example for use in a contactor, which has a coil ( 2 . 12 ), an axially arranged anchor 4 with attached pole plate 5 , a magnetically conductive frame 1 , for example a sheet steel frame with a through hole 11 and two ring magnets 7 . 8th having. The coil is made from a coil flange 2 and a coil winding 12 built up. The sink ( 2 . 12 ) is with the anchor 4 and the pole plate 5 inside the frame 1 , The anchor 4 is through that in the 1 through hole at the top 11 guided and is operatively connected to a contact carrier, not shown here 3 (please refer 10 . 11 ). On the wall of the through hole 11 is a ring magnet 7 attached as a first permanent magnet, for example by adhesive bonding, which interacts with one on the anchor 4 applied ring magnet 8th stands as a second permanent magnet.

Bei konventionellen Gleichstrom-Magnetsystemen ohne Dauermagnete ist es üblich, den Anker 4 und den mit ihm verbundenen Kontaktträger 3 durch eine Rückdruckfeder (hier nicht dargestellt) in der stromlosen Ausgangsstellung bei nicht erregter Spule zu halten. Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsform durch die beiden Ringmagnete 7,8 übernommen. In der in 1 dargestellten Ausgangsstellung des Ankers 4, das heißt im stromlosen Zustand der Spule (2,12), wird der Anker 4 über den Ringmagneten 8 durch die abstoßende Kraft zwischen beiden Ringmagneten 7,8 in der oberen Position gehalten. Der Anker 4 ist in der Verschiebungsachse 9 axial in die Position bei erregter Spule (2,12) verschieblich. Bei Erregung der Spule ergibt sich ein Verlauf der magnetischen Feldlinien über den Anker 4, den Rahmen 1 die Polplatte 5 und den Zwischenraum zwischen Polplatte 5 und Rahmen 1. Das magnetische Feld bewirkt bei entsprechender Stromrichtung und damit Polung eine Anziehung der Polplatte 5 zum Boden des Rahmens 1 hin. Dabei muß die strombedingte Magnetkraft größer sein als die Abstoßungskraft zwischen den beiden Ringmagneten 7 und 8. Der zunächst mit leichtem Versatz oberhalb des Ringmagneten 7 angeordnete Ringmagnet 8 in der Ausgangsstellung nähert sich dabei dem Ringmagneten 7, wobei eine Stellung erreicht wird, in der die resultierende Magnetkraft der Dauermagneten 7,8 keine Komponente in Richtung der Verschiebungsachse 9 des Ankers 4 aufweist. Nach Überwinden dieser Position wird der Ringmagnet 8 und damit auch der Anker 4 mit dem Kontaktträger 3 in der 1 nach unten in Richtung der angezogenen Stellung bei erregter Spule (2,12) abgestoßen. Je weiter sich dabei der Ringmagnet 8 vom Ringmagneten 7 entfernt; desto größer wird die Abstoßungskraft. Dies hat zur Folge, daß es durch entsprechende Auslegung des Arbeitsluftspaltes, das heißt der Verschiebung des Ankers 4 aufgrund der Magnetkraft bis zum Anschlag, gelingt, die Kraftwirkung durch die Dauermagnete 7,8 in der Position bei erregter Spule klein zu halten und damit günstiger Weise eine hohe Abfallspannung zu erreichen. Dieses Verhalten wird dadurch erreicht, daß sich die Dauermagnete 7,8 indirekt an der Zugkraft in Richtung der Position bei erregtem Zustand beteiligen.In conventional direct current magnet systems without permanent magnets, it is common to use the armature 4 and the contact carrier connected to it 3 by means of a back pressure spring (not shown here) in the de-energized initial position when the coil is not energized. This object is achieved in the present embodiment by the two ring magnets 7 . 8th accepted. In the in 1 illustrated starting position of the armature 4 , i.e. when the coil is de-energized ( 2 . 12 ), becomes the anchor 4 over the ring magnet 8th by the repulsive force between the two ring magnets 7 . 8th held in the upper position. The anchor 4 is in the axis of displacement 9 axially into position when the coil is energized ( 2 . 12 ) movable. When the coil is excited, the magnetic field lines run over the armature 4 , the frame 1 the pole plate 5 and the space between the pole plate 5 and frame 1 , With a corresponding current direction and thus polarity, the magnetic field causes an attraction of the pole plate 5 to the bottom of the frame 1 out. The current-related magnetic force must be greater than the repulsive force between the two ring magnets 7 and 8th , The first with a slight offset above the ring magnet 7 arranged ring magnet 8th in the starting position it approaches the ring magnet 7 , whereby a position is reached in which the resulting magnetic force of the permanent magnets 7 . 8th no component in the direction of the displacement axis 9 of the anchor 4 having. After overcoming this position, the ring magnet 8th and with it the anchor 4 with the contact carrier 3 in the 1 down towards the tightened position when the coil is energized ( 2 . 12 ) repelled. The further the ring magnet extends 8th from the ring magnet 7 away; the greater the repulsive force. This has the consequence that it is by appropriate design of the working air gap, that is, the displacement of the armature 4 due to the magnetic force up to the stop, the force effect is achieved by the permanent magnets 7 . 8th to keep the position small when the coil is energized and thus to achieve a high drop voltage in a cost-effective manner. This behavior is achieved in that the permanent magnets 7 . 8th indirectly participate in the pulling force in the direction of the position when excited.

2 zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite des Rahmens 1 mit dem Durchgangsloch 11, an dem der Ringkern 7 positioniert ist. Axial dazu liegt der Anker 4 mit einem zum Ringmagneten 7 gegenpolig, das heißt auf Abstoßung gepolten Ringmagneten 8 an seinem Umfang. 2 shows a top view of the top of the frame 1 with the through hole 11 on which the toroid 7 is positioned. The anchor lies axially to it 4 with one to the ring magnet 7 opposite pole, that is, ring magnets polarized on repulsion 8th on its scope.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 3 sind die die Haltekraft bereitstellenden Dauermagnete 7,8 im Innenraum des Rahmens 1 vorgesehen. Durch die Haltekraft wird der Anker 4 mit Kontaktträger 3 in der stromlosen Ausgangsstellung gehalten. Die Dauermagnete 7 sind an den Innenwänden des Rahmens 1 befestigt. Ihnen gegenüber sind die zweiten Dauermagnete 8 mit leichtem Versatz gegenüber den Dauermagneten 7 an Armen 13 des Spulenflansches 2 befestigt. Das ansonsten soweit mit dem in 1 gezeigten System übereinstimmende Gleichstrom-Magnetsystem wirkt in gleicher Weise wie zuvor beschrieben. Darüberhinaus besteht jedoch die Möglichkeit auch das außen liegende Ende des Ankers 4 gemäß 3 mit einer weiteren Polplatte 6 zu versehen, wodurch die Magnetkraft beim Einschalten des Magnetsystem durch Strombeaufschlagung der Spule (2,12) verstärkt wird, da die magnetischen Feldlinien nun auch über die Polplatte 6 zum Rahmen 1 hin geschlossen sind. Die Polplatte 6 liegt parallel zu einer Begrenzungswand 23, die den Rahmen 1 zur Oberseite (3) abschließt. In der 3 ist die Lage der Polplatten 5,6 bei erregter Spule gestrichelt angedeutet. Die strombedingte Magnetkraft kann durch einen dritten Magneten 14 an der Polplatte 6 vergrößert werden. Ein auch als "EIN"-Anschlag dienendes Antiremanenzblech 22, zum Beispiel aus Kunststoff, ist auf der Begrenzungswand 23 des Rahmens 1 vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die Spule (2,12) fest mit dem Anker 4 verbunden. Zwischen dem Spulenflansch 2 und der Polplatte 6 steckt auf dem Anker 4 ein elastisches Dämpfungsrohr 19, das beispielsweise aus Silikongummi besteht.In a further embodiment of the invention according to 3 are the permanent magnets that provide the holding force 7 . 8th inside the frame 1 intended. The anchor becomes by the holding force 4 with contact carrier 3 held in the de-energized starting position. The permanent magnets 7 are on the inside walls of the frame 1 attached. Opposite you are the second permanent magnets 8th with a slight offset compared to the permanent magnets 7 on arms 13 of the coil flange 2 attached. Otherwise so far with the in 1 System shown matching DC magnet system acts in the same way as previously described. In addition, however, there is also the possibility of the outer end of the anchor 4 according to 3 with another pole plate 6 to be provided, whereby the magnetic force when the magnet system is switched on by current application to the coil ( 2 . 12 ) is increased because the magnetic field lines now also over the pole plate 6 to the frame 1 are closed. The pole plate 6 lies parallel to a boundary wall 23 that the frame 1 to the top ( 3 ) completes. In the 3 is the location of the pole plates 5 . 6 indicated by dashed lines when the coil is excited. The current-related magnetic force can be generated by a third magnet 14 on the pole plate 6 be enlarged. An anti-retraction plate that also serves as an "ON" stop 22 , for example made of plastic, is on the boundary wall 23 of the frame 1 intended. In the embodiment according to 3 is the coil ( 2 . 12 ) firmly with the anchor 4 connected. Between the coil flange 2 and the pole plate 6 is on the anchor 4 an elastic damping tube 19 , which consists for example of silicone rubber.

In 4,5 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dauermagneten 7,8 gezeigt. Diese sind U-förmig mit zwei durch einen Steg 15 miteinander verbundenen Schenkeln 16,17 ausgebildet. Die vom Steg 15 abgewandten Aussenflächen der Schenkel 16,17 besitzen durch schräge Flächen 18 gebildete Vertiefungen bzw. Erhöhungen. Die Neigungswinkel dieser Flächen 18 liegen vorzugsweise in einem Bereich zwischen 15° und 45°. Die schrägen Erhöhungen bzw. Vertiefungen gewährleisten, daß die bewegliche Einheit aus dem Anker 4, der Spule (2,12) und den Polplatten 5,6 nur in der Richtung der Verschiebungsachse 9 geführt wird. Die Erhöhungen und Vertiefungen sind formmäßig aneinander angepaßt, so daß die Erhöhung des einen Schenkels 16 formschlüssig in die Vertiefung des anderen Schenkels 17 eines weiteren gleich ausgebildeten Dauermagneten paßt und umgekehrt. Die Dauermagneten 7,8 sind nicht nur gleich gestaltet sondern auch in gleicher Richtung gepolt und möglichst gleich stark magnetisiert. Durch das Zusammentreffen stets gleicher Pole bei relativ kleinem Luftspalt von etwa 0,2 bis 0,4 mm läuft die aus dem Anker 4, dem Kontaktträger 3 und der Spule (2,12) zusammengesetzte Einheit reibungslos in einem magnetischen Polster von der Ausgangsstellung in die Position bei Erregung der Spule. Auf der den Schenkeln 16,17 abgewandten Rückseite des Steges 15 sind Nuten 24 zur Halterung der Dauermagnete 7,8 vorgesehen. Wie in 3 dargestellt, greifen Noppen 25 an den seitlichen Innenwänden des Rahmens 1 zur Befestigung der Dauermagnete 7 in deren Nuten 24. Die Dauermagnete 8 werden durch Arme 13 am Spulenflansch 2 gehalten, die in den Nuten 24 stecken. Die beschriebene Ausgestaltung für die Dauermagnete 7,8 gemäß 4,5 kann auch für den dritten Dauermagneten 14, wie im Ausführungsbeispiel gemäß 3 gezeigt, verwendet werden.In 4 . 5 is an embodiment of the permanent magnet according to the invention 7 . 8th shown. These are U-shaped with two through a web 15 interconnected legs 16 . 17 educated. The from the jetty 15 facing outer surfaces of the legs 16 . 17 possess through sloping surfaces 18 formed depressions or elevations. The angles of inclination of these surfaces 18 are preferably in a range between 15 ° and 45 °. The sloping ridges or depressions ensure that the movable unit from the anchor 4 , the coil ( 2 . 12 ) and the pole plates 5 . 6 only in the direction of the axis of displacement 9 to be led. The elevations and depressions are matched to one another in terms of shape, so that the elevation of one leg 16 form-fitting into the recess of the other leg 17 of another identically designed permanent magnet fits and vice versa. The permanent magnets 7 . 8th are not only designed in the same way, but also polarized in the same direction and magnetized as strongly as possible. Because the poles always meet at a relatively small air gap of about 0.2 to 0.4 mm, they run out of armature 4 , the contact carrier 3 and the coil ( 2 . 12 ) assembled unit smoothly in a magnetic cushion from the starting position to the position when the coil is excited. On the thighs 16 . 17 facing back of the web 15 are grooves 24 for holding the permanent magnets 7 . 8th intended. As in 3 shown, pimples grip 25 on the inner side walls of the frame 1 for fastening the permanent magnets 7 in their grooves 24 , The permanent magnets 8th are by arms 13 on the coil flange 2 kept in the grooves 24 stuck. The design described for the permanent magnets 7 . 8th according to 4 . 5 can also be used for the third permanent magnet 14 , as in the exemplary embodiment according to 3 shown, used.

6 zeigt eine Ansicht der Spule (2,12) mit den seitlich angebrachten Dauermagneten 8 in einem Querschnitt. Damit die Spulenwicklung 12 festsitzt, muß für eine leichte Abweichung von der Rundform am Innendurchmesser gesorgt werden. 6 shows a view of the coil ( 2 . 12 ) with the permanent magnets on the side 8th in a cross section. So that the coil winding 12 stuck, a slight deviation from the round shape on the inside diameter must be ensured.

Zur Führung des Ankers 4 mit der Magnetspule (2,12) in einem magnetischen Polster ist auf dem gesamten Verschiebeweg des Ankers 4 entsprechend dem Arbeitsluftspalt eine Überdeckung der Magnete 7,8 sicherzustellen. Dies bedeutet, daß die Breite der Pole der Dauermagnete 7,8 auf den Ankerweg bzw. den Arbeitsluftspalt abgestimmt werden muß. Die sich hieraus ergebenden Erfordernisse werden anhand der 7,8 verdeutlicht. 7 zeigt einen Ausschnitt der Dauermagnete 7,8 in der Stellung der Ausgangsposition des Ankers 4 im stromlosen Zustand. Hierin ist der Pol des Dauermagneten 8 gegenüber dem Pol des Dauermagneten 7 nach oben hin leicht versetzt. Im angezogenen Zustand, das heißt bei Erregung der Spule (2,12) besteht gemäß 8 ebenfalls eine Überdeckung der einander gegenüberliegenden Pole der Dauermagneten 7,8, die die erforderliche seitliche Halterung des Ankers 4 mit den daran gekoppelten Komponenten gewährleistet.To guide the anchor 4 with the magnet kitchen sink ( 2 . 12 ) in a magnetic cushion is on the entire displacement path of the anchor 4 a covering of the magnets corresponding to the working air gap 7 . 8th sure. This means that the width of the poles of the permanent magnets 7 . 8th must be matched to the anchor path or the working air gap. The resulting requirements are based on the 7 . 8th clarified. 7 shows a section of the permanent magnets 7 . 8th in the position of the starting position of the anchor 4 in the de-energized state. Herein is the pole of the permanent magnet 8th opposite the pole of the permanent magnet 7 slightly offset upwards. When tightened, i.e. when the coil is excited ( 2 . 12 ) exists according to 8th also an overlap of the opposing poles of the permanent magnets 7 . 8th that the required side bracket of the anchor 4 with the components connected to it.

Der Rahmen 1 ist vorteilhafter Weise aus zwei gleichen, gebogenen Stanzblechen zusammengesetzt. Die Verbindung beider Stanzbleche erfolgt über einen Schwalbenschwanz 29 und einen formmäßig daran angepaßten Nutausschnitt 30, so daß gleiche Teile als Hälften des Rahmens 1 verwendet werden können. Der die innere Seitenwand bildende Mittelteil dieses Stanzbleches ist mit den Noppen 25 versehen, die zur Halterung der Dauermagnete 7 bestimmt sind (siehe 3).The frame 1 is advantageously composed of two identical, bent punched sheets. The connection between the two punching plates is made using a dovetail 29 and a shape-matched groove cutout 30 so that same parts as halves of the frame 1 can be used. The middle part of this stamping sheet forming the inner side wall is with the knobs 25 provided to hold the permanent magnets 7 are determined (see 3 ).

Der Kontaktträger 3 weist gemäß 10 eine Ausnehmung 26 auf, in die seitlich Schlitze 20 eingebracht sind. Die Polplatte 6 mit dem Dauermagneten 14 ist in die Ausnehmung 26 eingetaucht und steckt mit ihren Randbereichen, durch eine Blattfeder 21 gehalten, in den Schlitzen 20. Der Rahmen 1 ist zumindest teilweise von einer Magnetkammer 28 umschlossen und mit dieser am Boden verschraubt, wobei sich die beiden Hälften des Rahmens über die Schwalbenschwanz-Nut-Führung (29,30) miteinander verkeilen. Eine seitliche Ansicht mit teilweisem Schnitt des Kontaktträgers 3 und seiner Verbindung mit der Polplatte 6 ist in 11 dargestellt. Die Halterung erfolgt teilweise über Noppen 25 in der Polplatte 6, zwischen denen das umgreifende Teil des Kontaktträgers 3 eingreift, und über eine weitere Ausnehmung 27 im Kontaktträger 3, in der die Blattfeder 21 liegt. Die Blattfeder 21 drückt die Polplatte 6 an den unteren umgreifenden Teil des Kontaktträgers 3 und stellt auf diese Weise die feste Verbindung zwischen beiden her. Der umgreifende Teil des Kontaktträgers 3 taucht wie in 11 dargestellt, in der Position bei erregter Spule (2,12) in ein Loch an der Oberseite des Rahmens 1 ein.The contact carrier 3 points according to 10 a recess 26 on, in the side slits 20 are introduced. The pole plate 6 with the permanent magnet 14 is in the recess 26 immersed and stuck with its edge areas, through a leaf spring 21 kept in the slots 20 , The frame 1 is at least partially from a magnetic chamber 28 enclosed and screwed to the floor, with the two halves of the frame over the dovetail groove guide ( 29 . 30 ) wedge together. A side view with a partial section of the contact carrier 3 and its connection to the pole plate 6 is in 11 shown. The bracket is partly via knobs 25 in the pole plate 6 , between which the encompassing part of the contact carrier 3 engages, and via a further recess 27 in the contact carrier 3 in which the leaf spring 21 lies. The leaf spring 21 presses the pole plate 6 to the lower encompassing part of the contact carrier 3 and in this way establishes a firm connection between the two. The encompassing part of the contact carrier 3 plunges like in 11 shown in the position when the coil is excited ( 2 . 12 ) in a hole on the top of the frame 1 on.

Claims

DC magnet system with a in a magnetically conductive frame ( 1 ) arranged coil ( 2 . 12 ), in the axial one with a contact carrier ( 3 ) active anchor ( 4 ) is arranged, which at one end with a first pole plate ( 5 ) and which is between an initial position defined by a holding force when the coil is de-energized ( 2 . 12 ) and a tightened position when the coil is energized ( 2 . 12 ) is axially displaceable, with the following features: a) It is a relative to the frame ( 1 ) fixed first permanent magnet ( 7 ) with a magnetic field directed essentially transversely to the displacement axis of the armature, b) a magnetic field with the armature ( 4 ) related second permanent magnet ( 8th ) is compared to the first permanent magnet ( 7 ) polarized and arranged that the holding force by magnetic repulsion of both permanent magnets ( 7 . 8th ) is applied that when the anchor is moved ( 4 ) the second permanent magnet from the starting position to the tightened position ( 8th ) one position to the first permanent magnet ( 7 ) in which the magnetic force between the two permanent magnets ( 7 . 8th ) completely transverse to the direction of displacement of the anchor ( 4 ) and that after this position has been exceeded, the magnetic force 4 ) has a component pointing in the direction of the tightened position.

DC magnet system according to Claim 1, characterized in that the first permanent magnet ( 7 ) at a through hole ( 11 ) is in the frame for the implementation of the armature, which is in this area on its circumference with, for example as a ring magnet 7 ) second permanent magnet is provided.

DC magnet system according to Claim 1 or 2, characterized in that the coil consists of a coil flange ( 2 ) with coil winding ( 12 ) is formed and with the anchor ( 4 ) is firmly connected.

DC magnet system according to claim 3, characterized in that on the coil flange ( 2 ) two permanent magnets on different sides ( 8th ) are arranged symmetrically, which are fixed with first permanent magnets ( 7 ) form a magnetic cushion through which the anchor ( 4 ) with coil ( 2 . 12 ) and contact carrier ( 3 ) comprehensive unit can be run smoothly when moved.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the coil flange ( 2 ) protruding arms ( 13 ) on which the second permanent magnet or magnets ( 8th ) are attached.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 4 ) at its in the ( 1 ) the first pole plate ( 5 ) and on its outside the frame ( 1 ) end of a second pole plate ( 6 ) that is transverse in one plane to the axis of displacement ( 9 ) and also parallel and at a distance from a boundary wall ( 23 ) of the frame ( 1 ) lies.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that on the armature ( 4 ) in the area between the coil ( 2 . 12 ) and the second pole plate ( 6 ) an elastic damping tube ( 19 ) is applied.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that on the second pole plate ( 6 ) the magnetic field of the excited coil ( 2 . 12 ) reinforcing third permanent magnet ( 14 ) is attached.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the contours of the mutually facing surfaces ( 18 ) of the first arranged in pairs ( 7 ) and second permanent magnets ( 8th ) are designed such that when the second permanent magnet ( 8th ) in the direction of the axis of displacement ( 9 ) a large-scale approximation to the first permanent magnet ( 7 ) results.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the contours of the mutually facing surfaces ( 18 ) of the paired first and second magnets ( 7 . 8th ) are designed such that they guide the anchor ( 4 ), the sink ( 2 . 12 ) and the contact carrier ( 3 ) comprehensive unit for displacement in the direction of the displacement axis ( 9 ) cause.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second permanent magnets ( 7 . 8th ) in their direction of the axis of displacement ( 9 ) extending width to the displacement length of the anchor ( 4 ), i.e. the anchor path are coordinated so that in every position of the anchor ( 4 ) the poles of the opposite paired first ( 7 ) and second ( 8th ) Permanent magnets are at least partially covered.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the first, second and third permanent magnets ( 14 ) U-shaped with two through a web ( 15 ) connected legs ( 16 . 17 ) are formed, of which one leg ( 16 ) at its from the jetty ( 15 ) pioneering outer surface with inclined surfaces ( 18 ) formed increase and the other leg ( 17 ) on the corresponding outer surface by inclined surfaces ( 18 ) has formed depression.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the first, second and third permanent magnets ( 14 ) on the thighs ( 16 . 17 ) facing away from the back of the web ( 15 ) Grooves ( 24 ) for mounting.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the inclined surfaces ( 18 ) on the outside of the legs ( 16 . 17 ) have an angle of inclination in the range of 15 ° to 45 °.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second permanent magnets ( 7 . 8th ) are designed the same, so that the increase of one leg ( 17 ) of the first permanent magnet ( 7 ) positively into the recess of the leg ( 16 ) of the second permanent magnet ( 8th ) fits and the indentation on the thigh ( 16 ) of the first permanent magnet ( 7 ) positive elevation on the leg ( 17 ) of the second permanent magnet ( 8th ) records.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the first permanent magnets ( 7 ) on the inner side walls of the frame via inwards protruding into the grooves ( 24 ) gripping knobs ( 25 ) are held.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the second permanent magnets ( 8th ) over the in the grooves ( 24 ) gripping arms ( 13 ) of the coil flange ( 2 ) are held.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the frame ( 1 ) is made up of two completely identical, stamped, bent magnetically conductive sheets, which are connected by a dovetail-groove connection ( 29 . 30 ) are put together.

DC magnet system according to one of the preceding claims, characterized in that the second pole plate ( 6 ) with their edge areas in slots ( 20 ) of the contact carrier ( 3 ) by means of a leaf spring ( 21 ) is held.