DE202020005486U1

DE202020005486U1 - Magnetic pot for a moving coil arrangement, in particular a moving coil arrangement of a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation

Info

Publication number: DE202020005486U1
Application number: DE202020005486.0U
Authority: DE
Original assignee: Wipotec GmbH
Current assignee: Wipotec GmbH
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2030-05-27

Abstract

Magnettopf für eine Tauchspulenanordnung, insbesondere einer Tauchspulenanordnung einer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden Waage,(a) mit einem Gehäuse (102), welches einen Innenraum (108) mit einer Bodenfläche (114) und einer hierzu senkrecht verlaufenden Umfangsfläche aufweist, und(b) mit einer im Innenraum (108) des Gehäuses (102) angeordneten Permanentmagneteinheit (110), welche einen Permanentmagneten (112) und eine Polplatte (120) aufweist,(c) wobei die Permanentmagneteinheit (110) derart im Gehäuse (102) vorgesehen ist, dass ein Ringspalt zur Aufnahme einer Tauchspule (104) der Tauchspulenanordnung (100; 200) zwischen einer Umfangsfläche der Polplatte (120) und der Umfangsfläche des Innenraums (108) des Gehäuses (102) gebildet ist,(d) wobei der Permanentmagnet (112) mit seiner der Bodenfläche (114) des Innenraums (108) des Gehäuses (102) zugewandten Unterseite mit der Bodenfläche (114) verklebt ist, wobei eine Kleberschicht mit einer Dicke dKzwischen der Bodenfläche (114) und der Unterseite des Permanentmagneten (112) ausgebildet ist, und(e) wobei die Polplatte (120) von dem Permanentmagneten (112) beabstandet mittels einer starren Befestigungseinrichtung (118, 206) mit dem Gehäuse (102) verbunden und dabei derart positioniert ist, dass eine Unterseite der Polplatte (120) einer Oberseite des Permanentmagneten (112) zugewandt und ein Spalt mit einer vorgegebenen Spaltbreite dLzwischen der Unterseite der Polplatte (120) und der Oberseite des Permanentmagneten (112) gebildet ist.Magnetic pot for a moving coil arrangement, in particular a moving coil arrangement of a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation, (a) with a housing (102) which has an interior (108) with a bottom surface (114) and a circumferential surface running perpendicular thereto, and ( b) with a permanent magnet unit (110) which is arranged in the interior (108) of the housing (102) and has a permanent magnet (112) and a pole plate (120), (c) the permanent magnet unit (110) being provided in this way in the housing (102) is that an annular gap for receiving a plunger coil (104) of the plunger coil arrangement (100; 200) is formed between a circumferential surface of the pole plate (120) and the circumferential surface of the interior (108) of the housing (102), (d) wherein the permanent magnet ( 112) is glued with its underside facing the bottom surface (114) of the interior (108) of the housing (102) to the bottom surface (114), an adhesive layer having a thickness dKzw ischen of the bottom surface (114) and the underside of the permanent magnet (112), and (e) the pole plate (120) spaced from the permanent magnet (112) connected to the housing (102) by means of a rigid fastening device (118, 206) and is positioned such that an underside of the pole plate (120) faces an upper side of the permanent magnet (112) and a gap with a predetermined gap width dL is formed between the underside of the pole plate (120) and the upper side of the permanent magnet (112).

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnettopf für eine Tauchspulenanordnung, insbesondere einer Tauchspulenanordnung einer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden Waage.The invention relates to a magnet pot for a moving coil arrangement, in particular a moving coil arrangement of a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation.

Magnettöpfe für Tauchspulenanordnungen, die sich auch für Messzwecke eignen, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Grundsätzlich bestehen solche Magnettöpfe aus einem Gehäuse, das meist topfförmig ausgebildet ist und einen ebenen Topfboden besitzt, von dem aus sich eine im Querschnitt kreisringförmige Gehäusewand nach oben erstreckt. Das Gehäuse kann auch einen Gehäusedeckel aufweisen, welcher beispielsweise mit der Gehäusewand verschraubt sein kann. Die Gehäusewand kann eine Ausnehmung aufweisen, die für den Durchgriff eines Arms dient, welcher eine Tauchspule trägt, die im Gehäuse aufgenommen ist. Die Tauchspule greift dabei in einen Ringspalt ein, der zwischen der inneren Umfangsfläche der Gehäusewand und der äußeren Umfangsfläche einer Magneteinheit gebildet ist, welche im Innenraum des Gehäuses vorgesehen ist. Die Magneteinheit besteht dabei aus einem Permanentmagneten, der üblicherweise als Ringmagnet mit axialer Magnetisierung ausgebildet ist, und einer am oberen Ende des Permanentmagneten vorgesehenen Polplatte zur Vergleichmäßigung des Magnetfeldes.Magnetic pots for moving coil arrangements, which are also suitable for measuring purposes, are known in various embodiments. Basically, such magnetic pots consist of a housing which is usually pot-shaped and has a flat pot bottom, from which a housing wall, which is circular in cross section, extends upward. The housing can also have a housing cover which, for example, can be screwed to the housing wall. The housing wall can have a recess which is used for the passage of an arm which carries a plunger coil which is received in the housing. The plunger coil engages in an annular gap which is formed between the inner circumferential surface of the housing wall and the outer circumferential surface of a magnet unit which is provided in the interior of the housing. The magnet unit consists of a permanent magnet, which is usually designed as a ring magnet with axial magnetization, and a pole plate provided at the upper end of the permanent magnet for equalizing the magnetic field.

Bei einer Verwendung eines solchen Magnettopfes für Messvorrichtungen, wie einer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden Waage, ist es erforderlich, dass die Position der Polplatte relativ zu einer Nullposition der Tauchspule extrem konstant gehalten wird. Hierzu hat es sich als unzureichend erwiesen, wenn der Permanentmagnet mit seiner Unterseite mit der inneren Bodenfläche des Gehäuses verklebt und die Polplatte mit der Oberseite des Permanentmagneten verbunden, beispielswiese ebenfalls verklebt, wird. Denn Änderungen der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit können zu einer Änderung der Dicken der Klebeschichten führen und damit zu einer Änderung der axialen Position der Polplatte. Dies beeinträchtigt wiederum die Genauigkeit der Messvorrichtung.When using such a magnetic pot for measuring devices, such as a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation, it is necessary that the position of the pole plate is kept extremely constant relative to a zero position of the moving coil. For this purpose it has proven to be inadequate if the underside of the permanent magnet is glued to the inner bottom surface of the housing and the pole plate is connected to the top of the permanent magnet, for example also glued. This is because changes in temperature and humidity can lead to a change in the thickness of the adhesive layers and thus to a change in the axial position of the pole plate. This in turn affects the accuracy of the measuring device.

In der DE 10 2017 110 930 B4 wird daher eine Lösung beschrieben, bei der einerseits die Position der Polplatte möglichst konstant gehalten wird und andererseits auch Änderungen des Magnetfeldes vermieden werden, wenn sich die Umgebungsbedingungen (insbesondere Temperatur und Luftfeuchtigkeit) ändern. Hierzu wird die Polplatte mittels einer starren mechanischen Verbindung mit dem Boden des Gehäuses des Magnettopfes verbunden und der Permanentmagnet wird - entkoppelt von der mechanischen Verbindung - mit der Polplatte verbunden, wobei hierzu die Oberseite des Permanentmagneten mit der Unterseite der Polplatte verklebt wird. Somit wird neben einer im Wesentlichen konstanten Position der Polplatte (hier können sich allenfalls unwesentliche Änderungen infolge der temperaturbedingten Materialausdehnung der mechanischen Verbindungselemente auswirken) erreicht, dass sich bei einer Dickenänderung der Klebeschicht und der hierdurch bedingten Änderung der Spaltbreite zwischen der Polplatte und dem Permanentmagneten die Spaltbreite zwischen der Unterseite des Permanentmagneten und dem Gehäuseboden entsprechend ändert, d.h. die Gesamtbreite der beiden Spalte bleibt gleich. Hierdurch wirken sich die Änderungen der Umgebungsbedingungen nur noch unwesentlich auf das erzeugte Magnetfeld aus, da zwar die Gesamtbreite der Spalte konstant bleibt, die beiden Spalte jedoch mit unterschiedlichen Medien (Klebstoff bzw. Luft) gefüllt sind.In the DE 10 2017 110 930 B4 a solution is therefore described in which, on the one hand, the position of the pole plate is kept as constant as possible and, on the other hand, changes in the magnetic field are avoided if the ambient conditions (in particular temperature and humidity) change. For this purpose, the pole plate is connected to the bottom of the housing of the magnet pot by means of a rigid mechanical connection and the permanent magnet is - decoupled from the mechanical connection - connected to the pole plate, the top of the permanent magnet being glued to the underside of the pole plate for this purpose. Thus, in addition to an essentially constant position of the pole plate (here, at most, insignificant changes due to the temperature-related material expansion of the mechanical connecting elements can have an effect), the gap width changes with a change in the thickness of the adhesive layer and the resulting change in the gap width between the pole plate and the permanent magnet between the underside of the permanent magnet and the housing base changes accordingly, ie the total width of the two gaps remains the same. As a result, the changes in the ambient conditions only have an insignificant effect on the generated magnetic field, since the total width of the gaps remains constant, but the two gaps are filled with different media (adhesive or air).

Nachteilig bei dieser Struktur eines Magnettopfes ist jedoch, dass gerade bei Verwendungen des Magnettopfes in Umgebungen, in denen mechanische Erschütterungen oder Vibrationen auftreten können, die Messgenauigkeit darunter leidet, dass die Einheit bestehend aus Permanentmagnet und Polplatte Positionsänderungen relativ zum Gehäuse erfährt. Zur Erhöhung der Stabilität sind zusätzliche Maßnahmen, wie zusätzliche Stütz- bzw. Stabilisierungseinrichtungen erforderlich.The disadvantage of this structure of a magnet pot, however, is that, especially when the magnet pot is used in environments in which mechanical shocks or vibrations can occur, the measurement accuracy suffers from the fact that the unit consisting of permanent magnet and pole plate experiences changes in position relative to the housing. To increase the stability, additional measures, such as additional support or stabilization devices, are required.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Magnettopf für eine Tauchspulenanordnung, insbesondere einer Tauchspulenanordnung einer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden Waage, zu schaffen, der bei gleichbleibend einfachem Aufbau eine verbesserte Messgenauigkeit in Umgebungen gewährleistet, in denen mechanische Erschütterungen oder Vibrationen auftreten, und die insgesamt eine verbesserte mechanische Stabilität aufweisen.Based on this prior art, the invention is based on the object of creating a magnet pot for a moving coil arrangement, in particular a moving coil arrangement of a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation, which ensures improved measurement accuracy in environments where mechanical Shocks or vibrations occur, and the overall have improved mechanical stability.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention solves this problem with the features of claim 1. Further embodiments of the invention emerge from the dependent claims.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein Magnettopf für eine Tauchspulenanordnung einer Messvorrichtung, insbesondere einer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden Waage, der eingangs genannten Art hinsichtlich der erreichbaren Messgenauigkeit verbessert werden kann, wenn der mechanische Aufbau möglichst unempfindlich gegenüber Beschleunigungen, insbesondere durch Vibrationen oder Erschütterungen verursachte Beschleunigungen, ist. Die Anmelderin hat in dieser Hinsicht festgestellt, dass bei dem in der DE 10 2017 110 930 B4 beschriebenen Magnettopf die aus der Polplatte und dem Permanentmagneten bestehende Einheit mittels einer entsprechend massiv ausgebildeten starren mechanischen Verbindung gehalten sein muss, damit die gesamte Tauchspulenanordnung ausreichend stabil gegenüber Vibrationen und Stößen ist. Hierzu ist in dieser Schrift offenbart, zusätzlich zu dem den Permanentmagneten koaxial durchgreifenden Tragelement Stützelemente vorzusehen, die die Polplatte zusätzlich gegenüber dem Topfboden abstützen und die den Permanentmagneten berührungsfrei durchgreifen oder diesen umgeben. Allerdings wird durch diese Maßnahme entweder der Raumbedarf für die gesamte Einheit erhöht oder die Stärke des Permanentmagneten reduziert, wenn bei einer vorgegebenen Baugröße dessen Volumen infolge der Ausnehmungen für die Stützelemente oder den Raumbedarf für das diesen umgebende Stützelement reduziert werden muss.The invention is based on the knowledge that a magnetic pot for a plunger coil arrangement of a measuring device, in particular a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation, of the type mentioned at the beginning can be improved with regard to the achievable measuring accuracy if the mechanical structure is as insensitive as possible to accelerations, in particular accelerations caused by vibrations or shocks. In this regard, the notifying party has established that in the case of the DE 10 2017 110 930 B4 described Magnet pot, the unit consisting of the pole plate and the permanent magnet must be held by means of a correspondingly solid, rigid mechanical connection so that the entire plunger coil arrangement is sufficiently stable against vibrations and impacts. For this purpose, it is disclosed in this document to provide support elements in addition to the support element coaxially penetrating through the permanent magnets, which additionally support the pole plate with respect to the pot bottom and which penetrate the permanent magnet without contact or surround it. However, this measure either increases the space requirement for the entire unit or reduces the strength of the permanent magnet if, for a given size, its volume has to be reduced as a result of the recesses for the support elements or the space requirement for the support element surrounding it.

Erfindungsgemäß wird die Empfindlichkeit des Magnettopfs, insbesondere der mechanischen Verbindung der Polplatte mit dem Gehäuseboden dadurch reduziert, dass der Permanentmagnet, anders als in der DE 10 2017 110 930 B4 gefordert, nicht mit der Polplatte, sondern mit dem Gehäuseboden verbunden ist. Hierdurch wird die „schwingend“ aufgehängte Masse (mögliche Schwingungen werden dabei durch eine gerade nicht vollkommen starre mechanische Verbindung zwischen der Polplatte und dem Gehäuse bzw. Gehäuseboden verursacht) reduziert, da diese nur noch durch die Masse der Polplatte gebildet ist. Der Permanentmagnet ist erfindungsgemäß mit einer der Bodenfläche des Innenraums des Gehäuses zugewandten Unterseite mit dem Gehäuseboden verklebt.According to the invention, the sensitivity of the magnet pot, in particular the mechanical connection of the pole plate to the housing base, is reduced in that the permanent magnet, unlike in the DE 10 2017 110 930 B4 required, is not connected to the pole plate, but to the housing base. This reduces the "swinging" suspended mass (possible vibrations are caused by a mechanical connection between the pole plate and the housing or housing base that is not completely rigid), since it is only formed by the mass of the pole plate. According to the invention, the permanent magnet is glued to the housing bottom with an underside facing the bottom surface of the interior of the housing.

Somit ist die Polplatte von dem Permanentmagneten entkoppelt und nur die Polplatte muss mittels einer starren Befestigungseinrichtung mit dem Gehäuse verbunden und dabei derart positioniert werden, dass die Unterseite der Polplatte der Oberseite des Permanentmagneten zugewandt und ein Spalt mit einer vorgegebenen Spaltbreite zwischen der Unterseite der Polplatte und der Oberseite des Permanentmagneten gebildet ist.Thus, the pole plate is decoupled from the permanent magnet and only the pole plate has to be connected to the housing by means of a rigid fastening device and positioned in such a way that the bottom of the pole plate faces the top of the permanent magnet and a gap with a predetermined gap width between the bottom of the pole plate and the top of the permanent magnet is formed.

Auch bei dieser erfindungsgemäßen Lösung eines konstruktiven Aufbaus für einen Magnettopf für eine Messvorrichtung wird erreicht, dass bei Änderungen der Umgebungsbedingungen (insbesondere der Temperatur und/oder der Luftfeuchte), die zu einer Änderung der Dicke der Kleberschicht zwischen dem Topfboden und der Unterseite des Permanentmagneten führen, die Summe der Spaltbreiten des Spalts zwischen dem Topfboden und dem Permanentmagneten und des Spalts zwischen dem Permanentmagneten und der Polplatte im Wesentlichen konstant bleibt. Die Summe dieser Spaltbreiten wird allenfalls durch eine temperaturbedingte Längenänderung der mechanisch starren Verbindung zwischen dem Topfboden und der Polplatte beeinflusst, wobei dieser Effekt in der Praxis vernachlässigt werden kann.With this inventive solution of a structural design for a magnetic pot for a measuring device, it is achieved that when there are changes in the ambient conditions (in particular the temperature and / or the air humidity) that lead to a change in the thickness of the adhesive layer between the pot bottom and the underside of the permanent magnet , the sum of the gap widths of the gap between the pot bottom and the permanent magnet and the gap between the permanent magnet and the pole plate remains essentially constant. The sum of these gap widths is at most influenced by a temperature-related change in length of the mechanically rigid connection between the pot base and the pole plate, this effect being negligible in practice.

Durch die geringere Masse, die mittels der (in der Praxis selbstverständlich nicht vollkommen starren) mechanischen Verbindung mit dem Gehäuse verbunden ist, ergibt sich eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Vibrationen oder Erschütterungen, die auf den Magnettopf wirken. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass harte Stöße, die beispielsweise bei einem Transport der betreffenden Messvorrichtung auf den Magnettopf wirken, kaum zu einer Beschädigung, beispielsweise einer Deformation oder gar einem Bruch der mechanischen Verbindung führen können. Zudem kann die mechanische Verbindung eine geringere Baugröße aufweisen, so dass, bei vorgegebener Baugröße der gesamten Einheit, ein Permanentmagnet mit größerem Volumen verwendet werden kann oder sich eine insgesamt geringere Baugröße der gesamten Einheit (bestehend aus Polplatte, Permanentmagneten und mechanische Verbindung) ergibt.The lower mass, which is connected to the housing by means of the mechanical connection (of course not completely rigid in practice), results in a low sensitivity to vibrations or shocks which act on the magnet pot. In addition, there is the advantage that hard impacts, which act on the magnet cup when the relevant measuring device is transported, for example, can hardly lead to damage, for example deformation or even breakage of the mechanical connection. In addition, the mechanical connection can have a smaller overall size, so that, given the given overall size of the entire unit, a permanent magnet with a larger volume can be used or the overall unit (consisting of pole plate, permanent magnets and mechanical connection) is smaller.

Grundsätzlich kann erfindungsgemäß die Befestigungseinrichtung für das Halten und Fixieren der Position der Polplatte in beliebiger Weise ausgebildet sein. Sie muss lediglich gewährleisten, dass die Polplatte ausreichend starr mit dem Gehäuse verbunden wird und dabei eine für den jeweiligen Anwendungsfall ausreichende Starrheit aufweisen, so dass Vibrationen oder Erschütterungen, die auf das Gehäuse wirken nicht zu Relativbewegungen der Polplatte gegenüber dem Gehäuse führen. Weiterhin muss die Befestigungseinrichtung so ausgebildet sein, dass eine ausreichende Festigkeit gewährleistet ist, so dass Stöße oder Erschütterungen, die insbesondere beim Transport der betreffenden Messvorrichtung oder des Magnettopfs auftreten können, nicht zu einer Beschädigung des Magnettopfs (beispielsweise einem Verbiegen oder Brechen der Befestigungseinrichtung) führen.In principle, according to the invention, the fastening device for holding and fixing the position of the pole plate can be designed in any way. It only has to ensure that the pole plate is connected sufficiently rigidly to the housing and has sufficient rigidity for the respective application so that vibrations or shocks that act on the housing do not lead to relative movements of the pole plate with respect to the housing. Furthermore, the fastening device must be designed in such a way that sufficient strength is guaranteed so that shocks or vibrations, which can occur in particular during transport of the relevant measuring device or the magnet pot, do not lead to damage to the magnet pot (for example bending or breaking of the fastening device) .

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Befestigungseinrichtung ein den Permanentmagneten durchgreifendes Trägerelement auf, wobei das Durchgreifen berührungslos oder zumindest derart erfolgt, dass trotz einer Berührung eine (beispielsweise gleitende) Verschiebebewegung zwischen dem Permanentmagneten und dem Trägerelement ermöglicht wird, ohne dass wesentliche radiale Klemmkräfte erzeugt werden, die zu einem Stick-Slip-Effekt bei einer Relativbewegung der Komponenten in der Richtung des Durchgreifens führen. Hierdurch wird vermieden, dass bei einer Änderung der Dicke der Kleberschicht zwischen dem Topfboden und dem Permanentmagneten und einer hierdurch verursachten Bewegung des Permanentmagneten in dessen axialer Richtung (d. h. senkrecht zum Topfboden) axiale (oder auch radiale) Kräfte auf das Trägerelement übertragen werden, die zu (plötzlichen) Bewegungen der vom Trägerelement gehaltenen Polplatte führen würden.According to one embodiment of the invention, the fastening device has a carrier element that extends through the permanent magnet, the penetration being carried out without contact or at least in such a way that, despite contact, a (for example, sliding) displacement movement between the permanent magnet and the carrier element is enabled without significant radial clamping forces being generated which lead to a stick-slip effect when the components move in the direction of reaching through. This avoids that when there is a change in the thickness of the adhesive layer between the pot bottom and the permanent magnet and a movement of the permanent magnet caused thereby in its axial direction (ie perpendicular axial (or also radial) forces are transmitted to the carrier element, which would lead to (sudden) movements of the pole plate held by the carrier element.

Nach einer Ausführungsform kann das Trägerelement mit der Polplatte und/oder dem Gehäuse verschraubt sein. Insbesondere die Verbindung des Trägerelements mit dem Gehäuse, insbesondere dem Gehäuseboden, kann durch Verschrauben erfolgen. Die Verbindung zwischen der Polplatte und dem Trägerelement kann neben einem Verschrauben beispielsweise auch durch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise verschweißen, erfolgen. Auch eine einstückige Herstellung dieser beiden Teile ist möglich.According to one embodiment, the carrier element can be screwed to the pole plate and / or the housing. In particular, the connection of the carrier element to the housing, in particular the housing base, can be carried out by screwing. In addition to screwing, the connection between the pole plate and the carrier element can also be made, for example, by a material connection, for example by welding. It is also possible to manufacture these two parts in one piece.

Das Trägerelement kann bei einer Herstellung als separates Element eine obere Anschlagfläche aufweisen, welche mit der Unterseite der Polplatte zusammenwirkt, und einen oberen Gewindezapfen aufweisen, der in eine Gewindebohrung der Polplatte eingreift. In gleicher Weise kann das Trägerelement eine untere Anschlagfläche aufweisen, welche mit der Bodenfläche des Innenraums des Gehäuses zusammenwirkt. Das Verschrauben des unteren Endes des Trägerelements mit dem Gehäuse kann mittels eines am unteren Ende des Trägerelements vorgesehenen Gewindezapfens erfolgen, welcher in eine Gewindebohrung im Boden des Gehäuses eingreift. Das Verschrauben kann jedoch auch in einer solchen Weise erfolgen, dass in der Unterseite des Trägerelements eine Gewindebohrung vorgesehen ist, in welcher eine Schraube eingreift, die den Boden des Gehäuses durchragt.When manufactured as a separate element, the carrier element can have an upper stop surface which interacts with the underside of the pole plate, and an upper threaded pin which engages in a threaded hole in the pole plate. In the same way, the carrier element can have a lower stop surface which interacts with the bottom surface of the interior of the housing. The lower end of the carrier element can be screwed to the housing by means of a threaded pin which is provided at the lower end of the carrier element and which engages in a threaded hole in the bottom of the housing. However, the screwing can also take place in such a way that a threaded hole is provided in the underside of the carrier element, in which a screw engages which protrudes through the bottom of the housing.

Nach einer anderen Ausführungsform kann das Trägerelement aus einer Schraube und einer Abstandshülse bestehen, wobei die Schraube die Abstandshülse durchgreift. In diesem Fall bildet die Abstandshülse die Anschlagflächen, welche mit der Unterseite der Polplatte bzw. der Bodenfläche des Gehäuses zusammenwirken. Das vordere Ende der Schraube greift in eine Gewindebohrung in der Unterseite der Polplatte ein.According to another embodiment, the carrier element can consist of a screw and a spacer sleeve, the screw reaching through the spacer sleeve. In this case, the spacer sleeve forms the stop surfaces which interact with the underside of the pole plate or the bottom surface of the housing. The front end of the screw engages a threaded hole in the underside of the pole plate.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung ein oder mehrere Stützelemente (beispielsweise drei, gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Stützelemente) umfassen, welche die Polplatte gegenüber der Bodenfläche des Innenraums des Gehäuses abstützen und welche am Außenumfang des Permanentmagnets berührungslos zu diesem oder derart mit diesem in Berührung stehend angeordnet sind, dass trotz einer Berührung eine gleitende Bewegung zwischen dem Permanentmagneten und dem einen oder mehreren Stützelementen ermöglicht wird, ohne dass wesentliche radiale Klemmkräfte erzeugt werden, die zu einem Stick-Slip-Effekt bei einer Relativbewegung der Komponenten in der Richtung der Längserstreckung der einen oder mehreren Stützelemente führen würden. Das eine oder die mehreren Stützelemente können dabei zusätzlich zu einem zentralen bzw. koaxialen Trägerelement vorgesehen sein. Die Stützelemente können lediglich durch axiale Klemmkräfte zwischen der Polplatte und dem Gehäuse, insbesondere der Bodenfläche des Gehäuses in ihrer Position fixiert sein. Durch die Anordnung der Stützelemente am Außenumfang der Polplatte können Kippbewegungen der Polplatte wirksam vermieden werden. Das eine oder die mehreren Stützelemente können auch (nur) mit ihren oberen Enden mit der Polplatte, beispielsweise der Unterseite der Polplatte, oder (nur) mit ihren unteren Enden mit dem Gehäuse, insbesondere dem Gehäuseboden, verbunden sein. Die Montage der Polplatte kann in diesem Fall auf einfache Weise mittels einer den Permanentmagneten (vorzugsweise koaxial) durchgreifende Schraube erfolgen. Ein zentrales bzw. koaxiales Stützelement, welches gleichzeitig als Abstandshalter fungiert, ist in diesem Fall nicht erforderlich.According to a further embodiment, the fastening device can comprise one or more support elements (for example three support elements evenly distributed over the circumference) which support the pole plate against the bottom surface of the interior of the housing and which on the outer circumference of the permanent magnet contactlessly with this or with it in this way Standing contact are arranged so that, despite a contact, a sliding movement between the permanent magnet and the one or more support elements is made possible without significant radial clamping forces being generated that lead to a stick-slip effect when the components move relative to each other in the direction of the longitudinal extension which would lead to one or more support elements. The one or more support elements can be provided in addition to a central or coaxial support element. The support elements can only be fixed in their position by axial clamping forces between the pole plate and the housing, in particular the bottom surface of the housing. By arranging the support elements on the outer circumference of the pole plate, tilting movements of the pole plate can be effectively avoided. The one or more support elements can also (only) be connected with their upper ends to the pole plate, for example the underside of the pole plate, or (only) with their lower ends to the housing, in particular the housing base. In this case, the pole plate can be assembled in a simple manner by means of a screw that passes through the permanent magnets (preferably coaxially). A central or coaxial support element, which also functions as a spacer, is not required in this case.

Nach einer Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung ein im Querschnitt hohlzylinderförmiges Stützelement umfassen, welches den Permanentmagneten an dessen Außenumfang berührungslos (bzw. derart berührend, dass keine großen axialen Kräfte übertragen werden) umgreift. Die Montage kann, wie vorstehend beschrieben, mittels einer den Permanentmagneten zentral und koaxial durchgreifenden Schraube (mit oder ohne zusätzliche Abstandshülse) erfolgen. Auch dieses Stützelement kann (nur) mit der Polplatte oder auch (nur) mit dem Gehäuseboden verbunden sein.According to one embodiment, the fastening device can comprise a support element with a hollow cylindrical cross-section which engages around the permanent magnet on its outer circumference in a contactless manner (or in such a way that no large axial forces are transmitted). As described above, the assembly can be carried out by means of a screw (with or without an additional spacer sleeve) penetrating the permanent magnet centrally and coaxially. This support element can also (only) be connected to the pole plate or also (only) to the housing base.

Nach einer Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung ausschließlich ein oder mehrere, den Permanentmagneten umgebende Stützelement umfassen, wobei die Befestigung der Polplatte dadurch erfolgt, dass diese mit dem oder den oberen Enden des oder der Stützelemente verbunden ist und das oder die unteren Enden der Stützelemente mit dem Gehäuse, insbesondere dem Gehäuseboden. Die Verbindung der oberen oder der unteren Enden kann dabei eine nicht lösbare Verbindung sein, beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung (inkl. der Herstellung der Polplatte und des wenigstens einen Stützelements als einstückiges Teil). Es ist auch denkbar, die Polplatte und das wenigstens eine Stützelement einstückig aus demselben Material herzustellen, welches dann allerdings ferromagnetisch sein muss. In diesem Fall muss der Querschnitt des wenigstens einen Stützelements allerdings sehr gering gewählt werden, um den magnetischen Widerstand derart groß werden zu lassen, dass ein magnetischer Kurzschluss vermieden wird. Bei dieser Variante mit einem ausschließlich den Permanentmagneten umgebenden Stützelement kann auf einen koaxialen Durchbruch des Permanentmagneten verzichtet und anstelle eines Ringmagneten ein zylinderförmiger, insbesondere kreiszylinderförmiger Permanentmagnet (mit axialer Magnetisierung) verwendet werden.According to one embodiment, the fastening device can exclusively comprise one or more support elements surrounding the permanent magnet, the pole plate being fastened in that it is connected to the upper end or ends of the support element or elements and the lower end or ends of the support element to the housing , especially the case back. The connection of the upper or the lower ends can be a non-detachable connection, for example a material connection (including the production of the pole plate and the at least one support element as a one-piece part). It is also conceivable to manufacture the pole plate and the at least one support element in one piece from the same material, which, however, then has to be ferromagnetic. In this case, however, the cross section of the at least one support element must be selected to be very small in order to allow the magnetic resistance to be so great that a magnetic short circuit is avoided. In this variant with a support element surrounding only the permanent magnet, a coaxial breakthrough of the permanent magnet can be achieved dispensed with and instead of a ring magnet a cylindrical, in particular circular cylindrical permanent magnet (with axial magnetization) can be used.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine erste Ausführungsform eines Magnettopfs nach der Erfindung mit einem zentralen, den Permanentmagneten koaxial durchgreifenden Trägerelement; welches beiderseits einen Gewindefortsatz aufweist und damit in entsprechende Gewindebohrungen in der Polplatte bzw. den Gehäuseboden eingreift; und
2 eine zweite Ausführungsform eines Magnettopfs nach der Erfindung mit einem zentralen, den Permanentmagneten koaxial durchgreifenden Trägerelement; welches eine Abstandshülse und eine diese durchgreifende Schraube umfasst, und mit einem den Permanentmagneten umgebenden zusätzlichen Stützelement.

The invention is explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawing. In the drawing show:

1 a first embodiment of a magnet pot according to the invention with a central, the permanent magnet coaxially penetrating support element; which has a threaded extension on both sides and thus engages in corresponding threaded bores in the pole plate or the housing base; and
2 a second embodiment of a magnet pot according to the invention with a central, the permanent magnet coaxially penetrating support element; which comprises a spacer sleeve and a screw passing through it, and with an additional support element surrounding the permanent magnet.

1 zeigt eine Tauchspulenanordnung 100 für eine Messvorrichtung, insbesondere eine nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden elektronischen Waage (nicht näher dargestellt). 1 shows a plunger coil arrangement 100 for a measuring device, in particular an electronic balance operating on the principle of electromagnetic force compensation (not shown in more detail).

Die Tauchspulenanordnung 100 weist einen Magnettopf 102 auf, der mit seinen wesentlichen Bestandteilen dargestellt ist, sowie eine in den Magnettopf eingreifende Tauchspule 104 der ebenfalls nicht näher dargestellten Messvorrichtung. Die Tauchspule 104 ist an einem Element der Messvorrichtung, beispielsweise an einem Hebelarm einer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitenden elektronischen Waage angeordnet, wobei eine auf das Element wirkende Kraft, gegebenenfalls mit einem bestimmten Hebelverhältnis, auf die Tauchspule übertragen wird.The moving coil assembly 100 has a magnetic pot 102 on, which is shown with its essential components, as well as a plunger coil engaging in the magnet pot 104 the measuring device, also not shown in detail. The moving coil 104 is arranged on an element of the measuring device, for example on a lever arm of an electronic balance operating on the principle of electromagnetic force compensation, with a force acting on the element, possibly with a certain lever ratio, being transmitted to the plunger coil.

Der Magnettopf 102 weist ein Gehäuse 106 mit einem Innenraum 108 auf, in welchem eine Magneteinheit 110 angeordnet ist. Der Magnettop 102, insbesondere das Gehäuse 106 und die Magneteinheit 110, können im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Rotationsachse A ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht zwingen erforderlich, wobei in derartigen Fällen die Achse A als Längserstreckungsrichtung der betreffenden Komponenten verstanden werden kann. The magnetic pot 102 has a housing 106 with an interior 108 on, in which a magnet unit 110 is arranged. The magnetic top 102 , especially the case 106 and the magnet unit 110 , can be essentially rotationally symmetrical to the axis of rotation A. be trained. However, this is not absolutely necessary, and in such cases the axis A. can be understood as the direction of longitudinal extension of the relevant components.

Die Magneteinheit umfasst einen Permanentmagneten 112, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Ringmagnet mit axialer Magnetisierung ausgebildet ist. Der Ringmagnet kann, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, einen im Querschnitt kreisförmigen Außenumfang und einen im Querschnitt kreisförmigen Durchbruch aufweisen. Die untere Stirnseite (Unterseite) des Permanentmagneten 112 ist mit einer Bodenfläche 114 des Innenraums 108 des Gehäuses 106 verklebt. Die Kleberschicht 116 weist eine Dicke d_K auf. Der Ringmagnet 112 besitzt eine zentrale, koaxiale Ausnehmung, durch welche eine Befestigungseinrichtung 118 für eine von der Magneteinheit 110 weiterhin umfasste Polplatte 120 ragt, die, ebenso wie die Befestigungseinrichtung 118, im Wesentlichen berührungslos zu dem Permanentmagneten 112 im Innenraum 108 des Gehäuses 106 angeordnet ist. Die Polplatte 120 ist oberhalb der oberen Stirnseite (Oberseite) des Permanentmagneten 112 angeordnet, wobei zwischen der Unterseite der Polplatte und der Oberseite des Permanentmagneten ein Luftspalt mit einer Spaltbreite d_L vorgesehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Polplatte 120 eine zylindrische (insbesondere kreiszylindrische) Form auf, wobei die Umfangsfläche der Polplatte 120 mit der Umfangsfläche des Permanentmagneten 112 axial fluchtet.The magnet unit comprises a permanent magnet 112 , which is designed as a ring magnet with axial magnetization in the illustrated embodiment. As in the illustrated embodiment, the ring magnet can have an outer circumference that is circular in cross section and an opening that is circular in cross section. The lower face (underside) of the permanent magnet 112 is with a floor area 114 of the interior 108 of the housing 106 glued. The adhesive layer 116 has a thickness d _K on. The ring magnet 112 has a central, coaxial recess through which a fastening device 118 for one of the magnet unit 110 also included pole plate 120 that protrudes, as well as the fastening device 118 , essentially without contact with the permanent magnet 112 in the interior 108 of the housing 106 is arranged. The pole plate 120 is above the upper face (top) of the permanent magnet 112 arranged, with an air gap with a gap width between the bottom of the pole plate and the top of the permanent magnet d _L is provided. In the illustrated embodiment, the pole plate 120 a cylindrical (in particular circular cylindrical) shape, the peripheral surface of the pole plate 120 with the peripheral surface of the permanent magnet 112 axially aligned.

Die Befestigungseinrichtung 118 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Trägerelement 122 ausgebildet, welches mit einem kreiszylindrischen Bereich 124 die axiale Ausnehmung des Permanentmagneten 112 durchragt. Am oberen und unteren Ende des kreiszylindrischen Bereichs 124 weist das Trägerelement jeweils einen Gewindezapfen 126 auf, wobei der untere Gewindezapfen 126 in eine Gewindebohrung im Boden des Gehäuses 106 und der obere Gewindezapfen 126 in eine Gewindebohrung (ausgehend von der Unterseite) der Polplatte 120 eingreift. Das Trägerelement 122 weist zwischen dem zylindrischen Bereich 124 und jedem der Gewindezapfen 126 eine Anschlagschulter auf, die mit der Bodenfläche 114 des Innenraums 108 des Gehäuses 106 bzw. der Unterseite der Polplatte 120 zusammenwirkt, wobei die axiale Länge des zylindrischen Bereichs 124 zwischen den beiden Anschlagschultern den Abstand zwischen der Bodenfläche 114 und der Unterseite der Polplatte 120 definieren. Dieser Abstand ist so gewählt, dass sich ein vorgegebener Wert für die Spaltbreite d_L ergibt.The fastening device 118 is with the in 1 illustrated embodiment as a carrier element 122 formed, which with a circular cylindrical area 124 the axial recess of the permanent magnet 112 protrudes through. At the top and bottom of the circular cylindrical area 124 the carrier element each has a threaded pin 126 on, with the lower threaded stem 126 into a threaded hole in the bottom of the housing 106 and the upper threaded stem 126 into a threaded hole (starting from the underside) of the pole plate 120 intervenes. The carrier element 122 points between the cylindrical area 124 and each of the threaded studs 126 a stop shoulder on that with the floor surface 114 of the interior 108 of the housing 106 or the underside of the pole plate 120 cooperates, the axial length of the cylindrical portion 124 between the two stop shoulders is the distance between the floor surface 114 and the underside of the pole plate 120 define. This distance is chosen in such a way that there is a predefined value for the gap width d _L results.

Der Permanentmagnet 112 bzw. die Polplatte 120 sind jeweils so im Innenraum 108 des Gehäuses 106 angeordnet, dass sich zwischen dem Außenumfang des Permanentmagneten 112 bzw. der Polplatte 120 und der Umfangsfläche des Innenraums 108 ein Ringspalt ergibt, in welchen die Tauchspule 104 eingreift. Die Polplatte 120 dient dabei zur Vergleichmäßigung und vor allem zur Bündelung des vom Permanentmagneten 112 erzeugten Magnetfelds in dem Ringspalt. Vorzugsweise weist der Ringspalt über seinen gesamten Umfang eine konstante Spaltbreite (in Ebenen senkrecht zur Längsachse des Permanentmagneten bzw. Ringmagnet 112) um die Polplatte 120 auf. Die Umfangsfläche des Innenraums 108 muss hierzu nicht zwingend streng kreiszylindrisch mit einem konstanten Radius ausgebildet sein. Vielmehr kann es sich als günstig erweisen, wenn die Umfangsfläche bzw. die Innenwandung des Innenraums 108 eine Vorkragung aufweist, wobei die Umfangsfläche im Bereich der Vorkragung einen kleineren Radius aufweist als oberhalb oder unterhalb der Vorkragung.The permanent magnet 112 or the pole plate 120 are each like that in the interior 108 of the housing 106 arranged that is between the outer periphery of the permanent magnet 112 or the pole plate 120 and the circumferential surface of the interior 108 an annular gap results in which the plunger coil 104 intervenes. The pole plate 120 serves to equalize and, above all, to bundle the from the permanent magnet 112 generated magnetic field in the annular gap. The annular gap preferably has a constant gap width over its entire circumference (in planes perpendicular to the longitudinal axis of the permanent magnet or ring magnet 112 ) around the pole plate 120 on. The peripheral area of the interior 108 does not necessarily have to be strictly circular cylindrical for this purpose be designed with a constant radius. Rather, it can prove to be beneficial if the circumferential surface or the inner wall of the interior 108 has a projection, the peripheral surface having a smaller radius in the region of the projection than above or below the projection.

Die durch das Trägerelement 122 gebildete Befestigungseinrichtung 118 für die Polplatte 120 ist mechanisch derart starr ausgebildet, dass bei mechanischen Belastungen innerhalb eines vorgegebenen Rahmens keine oder allenfalls innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegende Relativbewegungen zwischen der Polplatte 120 und dem Gehäuse 106 (beispielsweise Kipp- oder Taumelbewegungen der Polplatte um eine bzw. zwei zueinander senkrechte Achsen in einer horizontalen Ebene (bzw. einer Ebene parallel zur Bodenfläche 114 des Gehäuses 106) auftreten. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass selbst bei Vibrationen oder anderweitigen Erschütterungen während einer Messung die Position der Polplatte innerhalb des Gehäuses 106 und damit die Position der Polplatte relativ zur Tauchspule 104 ausreichend konstant ist, so dass keine oder nur innerhalb einer vorbestimmten Toleranz liegende Einflüsse auf das Messergebnis auftreten.The through the carrier element 122 formed fastening device 118 for the pole plate 120 is designed to be mechanically rigid in such a way that, in the event of mechanical loads within a specified framework, no relative movements, or at most within a specified tolerance, between the pole plate 120 and the case 106 (For example, tilting or tumbling movements of the pole plate about one or two mutually perpendicular axes in a horizontal plane (or a plane parallel to the floor surface 114 of the housing 106 ) appear. In this way it can be ensured that the position of the pole plate within the housing is maintained even in the event of vibrations or other shocks during a measurement 106 and thus the position of the pole plate relative to the moving coil 104 is sufficiently constant so that no influences or influences only occur within a predetermined tolerance on the measurement result.

Wie vorstehend bereits erläutert, wirken sich Positionsänderungen der Polplatte in jedweder Form (d. h. Kippbewegungen und translatorische Bewegungen der Polplatte, die eine Komponente in Richtung der Achse der Tauchspule bzw. des Permanentmagneten aufweisen) auf die Messgenauigkeit aus. Aus diesem Grund wurde auch eine mechanisch starre Verbindung zwischen der Polplatte 120 und dem Gehäuse 106 gewählt, wobei eine derartige mechanisch starre Verbindung zwischen den Komponenten Polplatte, Befestigungseinrichtung und Gehäuse insbesondere durch Verschrauben, Verschweißen oder durch die einschlägige Fertigung jeweils zweier dieser Komponenten erfolgen kann. Ausgeschlossen ist eine Verbindung durch reines Verkleben oder unter der Verwendung von Materialien, die unter Umwelteinflüssen, insbesondere Temperatur und Luftfeuchtigkeit, eine Volumenänderung erfahren, beispielsweise durch Aufquellen infolge von eingelagerter Feuchtigkeit.As already explained above, changes in position of the pole plate in any form (ie tilting movements and translational movements of the pole plate which have a component in the direction of the axis of the moving coil or the permanent magnet) affect the measurement accuracy. For this reason, a mechanically rigid connection was also made between the pole plate 120 and the case 106 selected, wherein such a mechanically rigid connection between the components pole plate, fastening device and housing can take place in particular by screwing, welding or by the relevant production of two of these components. A connection through pure gluing or using materials that experience a change in volume under environmental influences, in particular temperature and air humidity, for example through swelling as a result of stored moisture, is excluded.

Während die Polplatte 120 aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere einem ferromagnetischen Metall, beispielsweise Stahl, besteht, muss die Befestigungseinrichtung 118, insbesondere das Trägerelement 122 aus einem nicht ferromagnetischen Material hergestellt sein. Hierdurch wird eine magnetische Isolation zwischen der Polplatte 120 und dem ebenfalls aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Gehäuse 106 erreicht, d.h. ein magnetischer Kurzschluss zwischen diesen Komponenten vermieden. Es ergibt sich somit die gewünschte hohe Dichte von Feldlinien, d.h. der gewünschte hohe magnetische Fluss, in dem Ringspalt, insbesondere zwischen der Polplatte 120, und dem Gehäuse106.While the pole plate 120 the fastening device must consist of a ferromagnetic material, in particular a ferromagnetic metal, for example steel 118 , especially the support element 122 be made of a non-ferromagnetic material. This creates a magnetic isolation between the pole plate 120 and the housing, which is also made of a ferromagnetic material 106 achieved, ie avoided a magnetic short circuit between these components. This results in the desired high density of field lines, ie the desired high magnetic flux, in the annular gap, in particular between the pole plate 120 , and the housing 106.

Die Anordnung des Magneten 112 auf der Bodenfläche des Gehäuseinnenraums 108 weist gegenüber der Konstruktion gemäß der DE 10 2017 110 9 30 B4 den Vorteil auf, dass die mittels der mechanisch starren Befestigungseinrichtung 118 gehaltene Masse deutlich geringer ist. Demzufolge kann die Befestigungseinrichtung 118 kleiner bzw. leichter dimensioniert werden oder sie kann bei gleicher Dimensionierung eine weitaus größere Starrheit aufweisen, so dass es bei derselben mechanischen Belastung zu geringeren Relativbewegungen zwischen der Polplatte 120 und dem Gehäuse 106 kommt.The arrangement of the magnet 112 on the bottom surface of the housing interior 108 has compared to the construction according to DE 10 2017 110 9 30 B4 the advantage that the means of the mechanically rigid fastening device 118 held mass is significantly lower. As a result, the fastening device 118 be dimensioned smaller or lighter or it can have a much greater rigidity with the same dimensioning, so that there are fewer relative movements between the pole plate with the same mechanical load 120 and the case 106 comes.

Weiterhin gewährleistet die vorstehend erläuterte Konstruktion eines Magnettopfs 102 ebenfalls den Vorteil, dass die Summe der Spaltbreiten zwischen der Bodenfläche 114 und der Unterseite des Permanentmagneten 112 d_K und der Oberseite des Permanentmagneten 112 und der Unterseite der Polplatte 120 d_L auch bei einer Änderung der Umgebungsbedingungen, insbesondere der Luftfeuchtigkeit unter der Temperatur, konstant bleibt. Denn ändert sich die Spaltbreite d_K in einer Richtung, so ändert sich die Spaltbreite d_L entgegengesetzt. Vergrößert sich beispielsweise die Spaltbreite d_K in der Folge erhöhter Luftfeuchtigkeit und/oder erhöhter Temperatur, so verringert sich die Spaltbreite d_L um denselben Betrag. Dies hat zur Folge, dass sich der magnetische Widerstand der durch die Kleberschicht 116 und die Luftschicht verursachten Spalte annähernd konstant bleibt, auch wenn sich die einzelnen Spaltbreiten (gegenläufig) ändern.Furthermore, the above-described construction of a magnet pot ensures 102 also the advantage that the sum of the gap widths between the floor area 114 and the underside of the permanent magnet 112 d _K and the top of the permanent magnet 112 and the underside of the pole plate 120 d _L remains constant even with a change in the ambient conditions, in particular the humidity below the temperature. Because the gap width changes d _K in one direction, the gap width changes d _L opposite. For example, if the gap width increases d _K as a result of increased humidity and / or increased temperature, the gap width is reduced d _L by the same amount. This has the consequence that the magnetic resistance of the through the adhesive layer 116 and the gap caused by the air layer remains almost constant, even if the individual gap widths change (in opposite directions).

2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Tauchspulenanordnung 200, bei welcher gleiche oder gleichartige Teile bzw. Bestandteile mit identischen Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform gemäß 1 bezeichnet sind. 2 shows a further embodiment of a plunger coil arrangement 200 , in which the same or similar parts or components with identical reference numerals as in the embodiment according to 1 are designated.

Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 ist das Trägerelement bei der Tauchspulenanordnung 200 durch eine Abstandshülse 202 und eine die Abstandshülse durchgreifende Schraube 204 gebildet. Die Schraube 204 ragt durch eine zentrale Bohrung im Boden des Gehäuses 106, wobei sich die Bohrung an der Unterseite des Gehäusebodens zur Aufnahme des Schraubenkopfs erweitern kann. Dabei sollte keines der beiden Elemente, also die Schraube 204 oder die Abstandshülse 202, aus einem ferromagnetischen Material, insbesondere einem ferromagnetischen Metall, bestehen, um einen Pfad für den magnetischen Fluss und damit einen magnetischen Kurzschluss zu vermeiden. Die Abstandshülse 202 muss in jedem Fall aus einem Material bestehen, welches gegenüber Änderungen der Umweltbedingungen, insbesondere einer Änderung der Luftfeuchtigkeit, unempfindlich ist (was die Änderung seines Volumens, insbesondere seiner Länge, anbelangt).In contrast to the embodiment according to FIG 1 is the carrier element in the plunger coil arrangement 200 through a spacer sleeve 202 and a screw passing through the spacer sleeve 204 educated. The screw 204 protrudes through a central hole in the bottom of the housing 106 , wherein the bore on the underside of the housing base can widen to accommodate the screw head. Neither of the two elements, i.e. the screw 204 or the spacer sleeve 202 , consist of a ferromagnetic material, in particular a ferromagnetic metal, in order to avoid a path for the magnetic flux and thus a magnetic short circuit. The spacer sleeve 202 must in any case consist of a material which is insensitive to changes in environmental conditions, in particular a change in air humidity (as regards the change in its volume, in particular its length).

Bei dieser Ausführungsform eines zweiteiligen Trägerelements kann eine exakte Positionierung der Abstandshülse (zur Gewährleistung einer berührungsfreien Montage gegenüber dem Permanentmagneten 112) dadurch erfolgen, dass die Schraube in der Bohrung im Gehäuseboden exakt (und spielfrei bzw. mit einem sehr kleinen Spiel) geführt ist und dass zudem auch die Abstandshülse 202 die Schraube 204 spielfrei bzw. mit einem sehr kleinen Spiel umgreift. Zudem sollten die mit der Bodenfläche 114 bzw. der Unterseite der Polplatte 120 zusammenwirkenden Stirnflächen der Abstandshülse exakt senkrecht zu den betreffenden Flächen ausgebildet sein, so dass die Abstandshülse exakt senkrecht zur Bodenfläche 114 bzw. Fluchten mit der Längsachse der Schraube positioniert wird. Alternativ oder zusätzlich können zur Positionierung der Abstandshülse 202 und damit auch der Polplatte 120 an der Unterseite der Polplatte 120 und/oder im Gehäuseboden Vertiefungen ausgebildet sein, in welche die jeweiligen Enden der Abstandshülse 202 spielfrei bzw. mit einem sehr kleinen Spiel eingreifen. Derartige Befestigungsmaßnahmen unter Verwendung von Vertiefungen können auch auf andere Elemente übertragen werden, beispielsweise auf die Abstandselemente 206 (siehe unten).In this embodiment of a two-part carrier element, an exact positioning of the spacer sleeve (to ensure contact-free assembly with respect to the permanent magnet 112 ) take place in that the screw is guided exactly (and play-free or with a very small play) in the hole in the bottom of the housing and that also the spacer sleeve 202 the screw 204 play-free or encompassed with a very small play. In addition, those with the floor area should 114 or the underside of the pole plate 120 interacting end faces of the spacer sleeve be formed exactly perpendicular to the relevant surfaces, so that the spacer sleeve is exactly perpendicular to the bottom surface 114 or aligned with the longitudinal axis of the screw is positioned. Alternatively or additionally, for positioning the spacer sleeve 202 and thus also the pole plate 120 on the underside of the pole plate 120 and / or recesses can be formed in the housing base into which the respective ends of the spacer sleeve 202 Intervene play-free or with a very small play. Such fastening measures using depressions can also be transferred to other elements, for example to the spacer elements 206 (see below).

Obwohl vorstehend vorausgesetzt wurde, dass die Befestigungseinrichtung 118 im Wesentlichen berührungsfrei zu dem Permanentmagneten 112 vorgesehen sein soll, so kann doch generell eine Berührung vorliegen, wenn diese so ausgestaltet ist, dass keine wesentlichen Klemmkräfte zwischen dem Permanentmagneten und der Befestigungseinrichtung wirken. Die Klemmkräfte müssen dabei so gering sein, dass sich bei einer axialen Positionsänderung des Permanentmagneten 112 kein Stick-Slip-Effekt zwischen dem Permanentmagneten 112 und der Befestigungseinrichtung 118, beispielsweise dem Trägerelement 122, ergibt. Denn hierdurch würden plötzliche Bewegungen des Permanentmagneten erzeugt, die zu Vibrationen und damit zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen würden. So kann anstelle einer vollkommen berührungsfreien Anordnung der Befestigungseinrichtung 118 gegenüber dem Permanentmagneten 112 auch eine berührende Anordnung vorgesehen sein, wenn für ein ausreichendes Gleitvermögen zwischen den einander gegenüberstehenden Bestandteilen gesorgt ist, beispielsweise durch eine entsprechende Materialwahl und/oder eine zusätzliche Leitschicht in Form einer Flüssigkeit oder einer gelartigen Substanz zwischen den Berührungsflächen.Although it was assumed above that the fastening device 118 essentially without contact with the permanent magnet 112 should be provided, contact can generally be present if this is designed in such a way that no significant clamping forces act between the permanent magnet and the fastening device. The clamping forces must be so low that if there is an axial change in position of the permanent magnet 112 no stick-slip effect between the permanent magnets 112 and the fastening device 118 , for example the carrier element 122 , results. Because this would produce sudden movements of the permanent magnet, which would lead to vibrations and thus to a falsification of the measurement result. Thus, instead of a completely contact-free arrangement of the fastening device 118 compared to the permanent magnet 112 a contacting arrangement can also be provided if sufficient gliding ability is provided between the opposing components, for example by a corresponding choice of material and / or an additional conductive layer in the form of a liquid or a gel-like substance between the contact surfaces.

Zur Montage der vorstehend erläuterten Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 kann beispielsweise zunächst der Permanentmagnet 112 mit dem Topfboden 114 verklebt werden. Dies kann beispielsweise durch das vorherige Einsetzen eines Zentrierelements anstelle des Trägerelements geschehen, wobei das Zentrierelement einen Durchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des Durchbruchs des Permanentmagneten 112 entspricht. Nach dem Aushärten des Klebers kann das Zentrierelement wieder entfernt werden und anstelle dessen das Trägerelement 122 eingesetzt werden, welches einen geringeren Außendurchmesser aufweist als der Durchbruch des Permanentmagneten 112. Auf diese Weise kann eine berührungsfreie Montage zwischen der Befestigungseinrichtung 118 und dem Permanentmagneten erfolgen.To assemble the above-explained embodiments according to the 1 and 2 can, for example, first of all, the permanent magnet 112 with the bottom of the pot 114 be glued. This can be done, for example, by previously inserting a centering element instead of the carrier element, the centering element having a diameter which is the inner diameter of the opening in the permanent magnet 112 is equivalent to. After the adhesive has hardened, the centering element can be removed again, and instead the carrier element 122 be used, which has a smaller outer diameter than the opening of the permanent magnet 112 . In this way, a contact-free assembly between the fastening device 118 and the permanent magnet.

Soll eine berührende Montage zwischen der Befestigungseinrichtung 118 und dem Permanentmagneten 112 erfolgen, so kann die Befestigungseinrichtung, z.B. das Trägerelement 122 oder auch die Abstandshülse 202 in Verbindung mit der Schraube 204, auch gleichzeitig als Zentriervorrichtung bei der Montage dienen.Should a contact mounting between the fastening device 118 and the permanent magnet 112 take place, the fastening device, for example the carrier element 122 or the spacer sleeve 202 in connection with the screw 204 , also serve as a centering device during assembly.

Es ist auch möglich, am Boden des Gehäuses 106 Zentrierhilfen für den Permanentmagneten 112 vorzusehen. Beispielsweise kann die Bodenfläche Anschlagflächen aufweisen, welche zum Zweck der Zentrierung an der Umfangsfläche des Permanentmagneten 112 angreifen. Wie schematisch in 1 dargestellt, können derartige Anschlagflächen durch einen oder mehrere Vorsprünge 128 gebildet sein, die am Gehäuseboden vorgesehen sind. Beispielsweise können drei im Winkelabstand von 120° Vorsprünge vorgesehen sein. Ein derartiger Vorsprung kann sich auch über den gesamten Umfang des Permanentmagneten 112 erstrecken. Die Höhe des oder der Vorsprünge 128 sollte relativ gering sein, um einen Stick-Slip-Effekt zwischen dem Permanentmagneten 112 und dem Vorsprung bzw. dessen Anschlagfläche bei einer Änderung der Dicke d_K der Kleberschicht 116 zu vermeiden. Die Höhe einer solchen Anschlagfläche sollte beispielsweise derart gewählt sein, dass sie sich im montierten bzw. verklebten Zustand des Permanentmagneten 112 nicht mehr als 5 bis 15 Prozent mit der Höhe des Permanentmagneten (d. h. der axialen Ausdehnung des Permanentmagneten) überlappt.It is also possible at the bottom of the case 106 Centering aids for the permanent magnet 112 to be provided. For example, the bottom surface can have stop surfaces, which for the purpose of centering on the circumferential surface of the permanent magnet 112 attack. As schematically in 1 shown, such stop surfaces by one or more projections 128 be formed, which are provided on the housing bottom. For example, three projections can be provided at an angular distance of 120 °. Such a projection can also extend over the entire circumference of the permanent magnet 112 extend. The height of the protrusion or protrusions 128 should be relatively small to avoid stick-slip between the permanent magnets 112 and the projection or its stop surface when the thickness changes d _K the adhesive layer 116 to avoid. The height of such a stop surface should be selected, for example, such that it is in the mounted or glued state of the permanent magnet 112 overlaps no more than 5 to 15 percent with the height of the permanent magnet (i.e. the axial extent of the permanent magnet).

Eine solche Montagehilfe in Form von Vorsprüngen bzw. Anschlagflächen kann selbstverständlich auch bei der in 2 dargestellten Ausführungsform vorgesehen sein.Such an assembly aid in the form of projections or stop surfaces can of course also be used with the in 2 embodiment shown may be provided.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform weist die Befestigungseinrichtung zusätzlich wenigstens ein Abstandselement 206 auf. Dieses kann beispielsweise mit der Polplatte 120 verbunden sein. Das Abstandselement 206 kann als Hohlzylinder mit einer vorgegebenen (vorzugsweise relativ geringen) Wandstärke ausgebildet sein. Die Höhe bzw. axiale Ausdehnung des Hohlzylinders entspricht der Abstandshülse 202. Sie kann auch minimal größer sein, so dass mittels der Schraube 204 eine Vorspannung in dem wenigstens einen Abstandselement erzeugt wird, wenn die Schraube 204 soweit angezogen wird, dass die Abstandshülse sowohl von der Unterseite der Polplatte 120 als auch von der Bodenfläche beaufschlagt wird. Anstelle eines hohlzylinderförmigen Abstandselements 206 können selbstverständlich auch mehrere, beispielsweise drei Abstandselemente über den Umfang der Polplatte verteilt angeordnet sein, beispielsweise in einem Winkelabstand von 120°.At the in 2 In the illustrated embodiment, the fastening device additionally has at least one spacer element 206 on. This can be done, for example, with the pole plate 120 connected being. The spacer 206 can be designed as a hollow cylinder with a predetermined (preferably relatively small) wall thickness. The height or axial extent of the hollow cylinder corresponds to the spacer sleeve 202 . It can also be slightly larger, so that by means of the screw 204 a preload is generated in the at least one spacer element when the screw 204 is tightened so far that the spacer sleeve from both the underside of the pole plate 120 as well as being acted upon by the floor area. Instead of a hollow cylindrical spacer 206 Of course, several, for example three spacer elements can be arranged distributed over the circumference of the pole plate, for example at an angular distance of 120 °.

Die Ausführungsform nach 2 kann auch so abgewandelt werden, dass anstelle eines Ringmagneten 112 ein zylindrischer Magnet verwendet wird und dass die Befestigungseinrichtung 118 nur wenigstens ein den Magneten umgebendes Trägerelement aufweist. Dieses kann bereits vor der Montage mit der Polplatte 120 verbunden sein. Beispielswiese kann ein derartiges Trägerelement im Wesentlichen hohlzylinderförmig (wie in 2 dargestellt) ausgebildet sein und an seinem unteren Ende einen sich nach außen und über den gesamten Umfang erstreckenden Flansch oder mehrere Flanschbereiche, die sich ausgehend vom unteren bzw. bodenseitigen End nach außen erstrecken. Der Außenumfang des Flansches (in einer horizontalen Ebene bzw. in einer Ebene parallel zur Bodenfläche114) kann dann mit dem Gehäuse verbunden, beispielsweise mit dem Topfboden verschraubt werden. Der Außenumfang des Flansches kann dabei so ausgebildet sein, dass er als Zentriermittel beim Einbau der Polplatte mit dem so ausgebildeten Trägerelement dient, wobei der Außenumfang des Flansches so mit der Innenfläche des Gehäuseinnenraums 108 zusammenwirkt, dass sich eine genau definierte (eindeutige) Position für die Polplatte und das Trägerelement ergibt.The embodiment according to 2 can also be modified so that instead of a ring magnet 112 a cylindrical magnet is used and that the fastening device 118 has only at least one support element surrounding the magnet. This can be done with the pole plate before assembly 120 be connected. For example, such a carrier element can be essentially hollow-cylindrical (as in 2 shown) and at its lower end a flange extending outward and over the entire circumference or a plurality of flange areas which extend outward from the lower or bottom end. The outer circumference of the flange (in a horizontal plane or in a plane parallel to the bottom surface 114) can then be connected to the housing, for example screwed to the bottom of the pot. The outer circumference of the flange can be designed so that it serves as a centering means when installing the pole plate with the carrier element designed in this way, the outer circumference of the flange so with the inner surface of the housing interior 108 cooperates that a precisely defined (unambiguous) position for the pole plate and the carrier element results.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: TauchspulenanordnungPlunger coil assembly
102102: MagnettopfMagnetic pot
104104: TauchspuleMoving coil
106106: Gehäusecasing
108108: Innenrauminner space
110110: MagneteinheitMagnet unit
112112: PermanentmagnetPermanent magnet
114114: BodenflächeFloor area
116116: KleberschichtAdhesive layer
118118: BefestigungseinrichtungFastening device
120120: PolplattePole plate
122122: TrägerelementSupport element
124124: zylindrischer Bereichcylindrical area
126126: GewindezapfenThreaded stud
128128: Vorsprung head Start
200200: TauchspulenanordnungPlunger coil assembly
202202: AbstandshülseSpacer sleeve
204204: Schraubescrew
206206: Abstandselement Spacer
dKdK: Spaltbreite der KleberschichtGap width of the adhesive layer
dLdL: Spaltbreite der Luftschicht Gap width of the air layer
AA.: Rotationsachse (Längserstreckungsrichtung)Axis of rotation (longitudinal direction)

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017110930 B4 [0004, 0008, 0009, 0031]

Claims

Magnet pot for a plunger coil arrangement, in particular a plunger coil arrangement of a scale operating on the principle of electromagnetic force compensation, (a) with a housing (102) which has an interior (108) with a bottom surface (114) and a circumferential surface extending perpendicular thereto, and ( b) with a permanent magnet unit (110) which is arranged in the interior (108) of the housing (102) and has a permanent magnet (112) and a pole plate (120), (c) the permanent magnet unit (110) being provided in this way in the housing (102) is that an annular gap for receiving a plunger coil (104) of the plunger coil arrangement (100; 200) is formed between a circumferential surface of the pole plate (120) and the circumferential surface of the interior (108) of the housing (102), (d) wherein the permanent magnet ( 112) is glued to the bottom surface (114) with its underside facing the bottom surface (114) of the interior (108) of the housing (102), with an adhesive layer having a thickness d _{K is formed} between the bottom surface (114) and the underside of the permanent magnet (112), and (e) wherein the pole plate (120) is spaced from the permanent magnet (112) by means of a rigid fastening device (118, 206) with the housing (102 ) is connected and positioned in such a way that an underside of the pole plate (120) faces an upper side of the permanent magnet (112) and a gap with a predetermined gap width d _{L is formed} between the underside of the pole plate (120) and the upper side of the permanent magnet (112) is.

Magnet pot after Claim 1 , characterized in that the fastening device (118) comprises a carrier element (122; 202, 204) penetrating through the permanent magnet (112), the penetration being effected without contact or at least in such a way that, despite contact, an axial displacement movement between the permanent magnet (112) and the carrier element (122; 202, 204) is made possible without substantial radial clamping forces being generated which, for example, lead to a stick-slip effect in the event of a relative movement of the components in the direction of reaching through.

Magnet pot after Claim 2 , characterized in that the carrier element (122) is screwed to the pole plate (120) and / or the housing (102).

Magnet pot after Claim 2 or 3 , characterized in that the carrier element (122; 202, 204) has an upper stop surface which interacts with the underside of the pole plate (120), and that the carrier element (122; 202, 204) has a lower stop surface which interacts with the bottom surface (114) of the interior (108) of the housing (102) cooperates.

Magnet pot after Claim 4 , characterized in that the carrier element consists of a screw (204) and a spacer sleeve (202), the screw (204) reaching through the spacer sleeve (202) and the spacer sleeve (202) forming the stop surfaces.

Magnet pot according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device (118) comprises at least one support element (206) which support the pole plate (120) with respect to the bottom surface (114) of the interior (108) of the housing (102) and which on the Outer circumference of the permanent magnet (112) are arranged in a non-contacting manner with respect to this or in such a way that they are in contact with it so that, despite contact, a sliding movement between the permanent magnet (112) and the at least one support element (206) is made possible without significant radial clamping forces being generated which would lead to a stick-slip effect in the event of a relative movement of the components in the direction of the longitudinal extension of the at least one support element (206).

Magnet pot after Claim 6 , characterized in that the fastening device (118) comprises a support element (206) with a hollow cylindrical cross-section.

Magnet pot after Claim 6 or 7th , characterized in that the at least one support element (206) is connected to the pole plate (120).

Magnet pot according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that the at least one support element (206) is connected to the housing.

Magnet pot after Claim 9 , characterized in that the fastening device (118) exclusively comprises the at least one support element (206).