DE2139405B2

DE2139405B2 - Elektromagnetische Schaltvorrichtung mit mindestens einem Magnetkreis

Info

Publication number: DE2139405B2
Application number: DE2139405A
Authority: DE
Inventors: Wytze Eindhoven Hofman (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-08-31
Filing date: 1971-08-06
Publication date: 1978-04-06
Also published as: NL7012890A; DE2139405A1; FR2103649B1; BE771966A; DE2139405C3; AT314018B; GB1350614A; FR2103649A1; US3715695A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Schaltvorrichtung mit mindestens einem Magnetkreis, um den herum teilweise eine Magnetisierungsspule angeordnet ist und der einen Hauptdauermagneten mit Polschuhen, zwischen denen sich gegenüber dem Luftspalt befindlichen, beweglichen Anker aufweist, der mit dem Magnetkreis magnetisch zusammenarbeitet und einen flach ausgebildeten Dauermagneten als Ankermagnet enthält.

Eine derartige Schaltvorrichtung ist aus der DT-AS 35 273 bekannt.

Aus der DT-AS 11 57 706 ist die Befestigung eines Ankers am Joch eines Magneten bekannt, die aus einem elastischen Kunststoff besteht, in dem fein verteiltes Dauermagnetmaterial gebunden ist. Aus dem DT-GM 19 80 806 ist es bekannt, daß der Anker ein Teil aus elastischem Kunststoff aufweist, das beim Schließen des Ankers den Stoß auffängt. Aus der DT-AS 10 35 273 ist es im Hinblick auf den Anspruch 2 über den Oberbegriff des Anspruchs 1 hinaus bekannt, daß der Ankermagnet rückseitig auf einem Weicheisenstreifen befestigt ist. Aus der DT-AS 12 61 961 ist ein einen Permanentmagneten aufweisender Anker bekannt, bei dem jeder mit den Polschuhen magnetisch zusammenarbeitende Teil des Ankermagneten mit einem als Polschuh wirksamen, flach ausgebildeten Teil aus Weicheisen versehen ist. _

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische Schaltvorrichtung zu schaffen, bei der Stöße des Ankers aufgefangen werden durch die Elastizität des Ankers.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ankermagnet aus einem elastischen Kunststoff besteht, in dem fein verteiltes Dauermagnetmaterial gebunden ist und daß der Ankermagnet derart angeordnet ist, daß er beim Schließen des Ankers den Stoß auffängt.

Bei einer derartigen elektromagnetischen Schaltvorrichtung stößt der elastische Anker aufgrund seiner Elastizität weich gegen das Magnetsystem, so daß aus der Elastizität auf den Anker ausgeübte Stöße aufgefangen werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Ankermagnet dabei rückseitig auf einem Weicheisenstreifen befestigt, der dann als Kurzschluß für die Rückseite am Ankermagneten auftretenden magnetischen Kraftlinien dient.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in geschlossener Lage der Schaltvorrichtung die beiden Polschuhe am Ankermagneten anliegen und daß jeder Polschuh mit einem Magnetpol des Magnetankers von entgegengesetzter Polarität magnetisch zusammenarbeitet.

Bei eine!- anderen Ausgestaltung der Erfindung liegt in geschlossener Lage der Schaltvorrichtung nur ein Polschuh am Ankermagneten an, während der andere Polschuh mit dem Weicheisenstreifen magnetisch zusammenarbeitet.

Um den Einfluß des im Luftspalt vorhandenen Streufeldes zu verringern, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Luftspalt zwischen den Polschuhen ein Hilfsmagnet angeordnet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jeder mit den Polschuhen magnetisch zusammenarbeitende Teil des Ankermagneten mit einem als Polschuh wirksamen, flach ausgebildeten Einsatzteil aus Weicheisen versehen.

Bei einem ausreichend großen Stromstoß durch die Magnetisierungsspule wird der Hauptdauermagnet umgepolt, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Koerzitivkraft des Hauptdauermagneten H_c < 1,2 · 10⁵A/m und die Koerzitivkraft des Ankermagneten < 1,6 · 10⁵ A/m beträgt. Eine solche Bemessung hat zur Folge, daß gegenüber dem Ankermagneten auch Magnetpole mit entgegengesetztem Vorzeichen liegen können, wodurch eine große Abstoßkraft entsteht und dadurch schneller geschaltet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden

näher beschrieben. Es zeigt:

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Ankermagnet mit jedem Polschuh magnetisch zusammenarbeitet,

Fig.2 ein anderes Ausführungsbeispiel, t>ei dem der Ankermagnet mit nur einem Polschuh magnetisch zusammenarbeitet,

F i g. 3 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig.2, bei dem der Ankermagnet mit einem Einsatzteil versehen ist,

Fig.4 ein Ausführungsbeispie! mit unterschiedlichen Einsatzteilen im Ankermagneten,

Fig.5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 mit einem Hilfsmagneten,

F i g. 6 eine Darstellung eines Bandantriebsmechanismus für ein Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät mit einer die Erfindung aufweisenden Schaltvorrichtung.

Die Schaltvorrichtung nach F i g. 1 besteht aus einem einzigen Magnetkreis 1 und einem Anker 2, die beide magnetisch miteinander zusammenarbeiten. Der Magnetkreis enthält einen zylinderförmigen Dauerhauptmagneten 3, dessen beide Enden mit einem Polschuh 4 bzw. 5 aus Weicheisen versehen sind. Der Hauptmagnet 3 ist axial magnetisiert, und zwar derart, daß der Polschuh 5 einen Nordpol und der Polschuh 4 einen Südpol darstellt.

Die Polschuhe sind L-förmig ausgebildet, wobei sich zwischen in einer Ebene liegenden Schenkeln 6 und 7 ein Luftspalt 8 befindet. Der zylinderförmige Hauptmagnet 3 ist über die ganze Länge von einer Magnetisierungsspule 9 umgeben.

Der Anker 2 besteht aus einem flach ausgebildeten Weicheisenstreifen 11, der drehbar (nicht dargestellt) angeordnet ist.

Am Streifen ist ein flacher Hilfsmagnet 12 befestigt, der in geschlossener Lage der Schaltvorrichtung mit der flachen Seite an den Schenkeln 6 und 7 der Polschuhe 4 bzw. 5 nahezu völlig anliegt. Auf dieser anliegenden Oberfläche befindet sich jedem der Schenkel 6 bzw. 7 gegenüber ein Magnetpol, dessen Vorzeichen dem des Magnetpols des anliegenden Schenkels entgegengesetzt ist; auf diese Weise liegt gegenüber dem Südpol S des Schenkels 6 ein Nordpol N und gegenüber dem Nordpol Ndes Schenkels 7 ein Südpol S.

Der Hauptmagnet 3 besteht aus einem Material, dessen Koerzitivkraft H_c700 Oe beträgt.

Bei einer Länge von 6 mm und einem Durchmesser von 5 mm stellte es sich bei einem Stromstoß von 40 A durch die aus 60 Windungen bestehende Magnetisierungsspule heraus, daß der Hauptmagnet genügend umgepolt wurde.

Der Ankermagnet 12 besteht aus einem Plastoferrit, das nicht leicht umpolbar ist. Von diesem Material ist die Koerzitivkraft M-2200 Oe.

Unter normalen Umständen, d. h. wenn kein Strom durch die Magnetisierungsspule 9 fließt, ist die Schaltvorrichtung geschlossen. Die Magnetpole des Magnetkreises 1 — der durch die Schenkel 7 und 6 der Polschuhe 4 und 5 gebildet wird — ziehen die Magnetpole mit entgegengesetztem Vorzeichen des Ankermagneten 12 an. Der Verlauf der magnetischen Kraftlinien ist in Fig. 1 mit Pfeilen angegeben. Der gesamte Magnetkreis wird durch den Weicheisenanker 11 geschlossen. hi

Erhält die Magnetisierungsspule 9 einen ausreichend großen Stromstoß, so wird der Hauptmagnet 3 umgepolt, d. h., die Schenkel 6 und 7 stellen nun einen Magnetpol mit entgegengesetztem Vorzeichen dar. Sie sind nun vorzeichengleich, ebenso wie die Magnetpole des Ankermagneten und diese werden daher abgestoßen. Die Schaltvorrichtung ist dann geöffnet. Bei einem nächsten Stromstoß durch die Magnetisierungsspule 9 wird der Hauptmagnet 3 wieder umgepolt und die Schaltvorrichtung schließt sich. Die Kraft dieses Schließvorganges wird durch die Elastizität des Magnetmaterials des Ankermagneten gebrochen.

In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Magnetkreis 1 ist aus dem Hauptmagneten 3 mit Polschuhen 4 und 5 aufgebaut, während eine Magnetisierungsspule um den Hauptmagneten 3 angeordnet ist. Der Anker ist auf gleiche Weise aus einem Weicheisenstreifen 11 mit einem Ankermagneten 16 aufgebaut. Der Polschuh 4 ist L-förmig, aber der am Ankermagneten 16 anliegende Schenkel 14 ist langer ausgebildet. Die Länge dieses Schenkels entspricht nahezu der Länge des Ankermagrieten 16. Der Polschuh 5 besteht aus nur einem flachen Teil. Der Ankermagnet 16 ist in Querrichtung magnetisiert.

Die mit dem Schenkel 14 zusammenarbeitende Oberfläche des Ankermagneten ist mit einem Nordpol N versehen.

In geschlossener Lage der Schaltvorrichtung liegt der Schenkel 14 an dem flachen Magneten 16 an. Das Ende 15 des Polschuhes 5 liegt dann an einem Teil des flachen Ankerstreifens 11 an. Dieser Teil weist dann einen Südpol 5 auf, der mit dem Magnetpol A/des Endes 15 des Polschuhes 5 zusammenarbeitet.

Fig.3 weist eine ähnliche Konstruktion auf, hierbei ist jedoch der Ankermagnet anders ausgebildet. Der Ankermagnet 20 ist länger und hat einen schmaleren Verlängerungsteil 22 an der Stelle des Polschuhes 5, dessen Ende 15 kürzer ist. Der schmalere Verlängerungsteil 22 ist mit einem Einsatzteil 23 aus Weicheisen aufgefüllt. Der Verlängerungsteil 22 ist ebenfalls in Querrichtung magnetisiert, jedoch der Magnetisierung des Teils 20 entgegengesetzt.

Damit das Streufeld wesentlich beschränkt wird, ist in der Schaltvorrichtung nach Fig.4, dessen Aufbau dem nach F i g. 2 entspricht, ein Hilfsmagnet 30 zwischen dem Ende 31 des Schenkels 14 und der Seitenfläche 32 des Polschuhes 5 angeordnet. Dieser Hilfsmagnet 30 ist flach ausgebildet und in Querrichtung magnetisiert. Der Hilfsmagnet besteht aus einem Plastoferrit und hat einen Nordpol N an der Seitenfläche 32 und einen Südpol 5 am Ende 31. Vom Hilfsmagneten werden die magnetischen Kraftlinien gezwungen, entsprechend der eingezeichneten Bahn zu verlaufen.

Die Schaltvorrichtung nach F i g. 5 weist einen anderen Aufbau auf. Die Wirkungsweise entspricht jedoch der der obengenannten Schaltvorrichtungen.

Der Magnetkreis besteht aus dein Hauptmagneten 40 der im Weicheisenkreis zentral angeordnet ist; weiter besteht er aus der Oberplatte 41, der Unterplatte 42 und dem topfförmigen Rand 43. Um den Hauptmagneten 40 herum befindet sich die Magnetisierungsspule 44. Die Oberplatte 41 bildet mit dem Rand 43 einen ringförmigen Luftspalt 45.

Der Anker 2 — im Querschnitt dargestellt — besteht aus dem Weicheisenstreifen 46 und einem Ankermagneten 47, dessen Rand 48 dünner als der Mittelteil 49 ausgebildet ist. Der Rand 48 ist dem Mittelteil 49 entgegengesetzt magnetisiert. Der Ankermagnet ist am Rande mit einem aus Weicheisen bestehenden ringförmigen Einsatzteil 50 versehen. Die Oberplatte 41 arbeitet mit dem Mittelteil 49 magnetisch zusammen,

während der Rand 43 mit dem Einsatzteil 50 zusammenarbeitet.

In Fig. 6 ist eine Anwendung der die Erfindung aufweisenden Schaltvorrichtung dargestellt. Die Schaltvorrichtung betätigt hier den Antriebsmechanismus eines Aufnahme- oder Wiedergabegerätes für magnetische Aufzeichnungen.

Die Schaltvorrichtung 60 besteht aus einem obenstehend beschriebenen Magnetkreis 61, der fest angeordnet ist. Der Anker 62 ist um die Welle 63 drehbar angeordnet. Am anderen Schenkel 64 ist eine aus Kautschuk bestehende Anpreßrolle 65 befestigt, die in geschlossener Lage der Schaltvorrichtung ein Magnetband gegen die Tonwelle 66 drückt. Die Tonwelle 66 ist zentral in einem Schwungrad angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Schaltvorrichtung mit mindestens einem Magnetkreis, um den herum teilweise eine Magnetisierungsspule angeordnet ist und der einen Hauptdauermagneten mit Polschuhen, zwischen denen sich ein wirksamer Luftspalt befindet, sowie einen sich gegenüber dem Luftspalt befindlichen, beweglichen Anker aufweist, der mit dem Magnetkreis magnetisch zusammenarbeitet und einen flach ausgebildeten Dauermagneten als Ankermagnet enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankermagnet (12; 16; 20; 47) aus einem elastischen Kunststoff besteht, in dem fein verteiltes Dauermagnetmaterial gebunden ist und daß der Ankermagnet (12; 16; 20; 47) derart angeordnet ist, daß er beim Schließen des Ankers den Stoß auffängt.

2. Elektromagnetische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankermagnet (12; 16; 20; 47) rückseitig auf einem Weicheisenstreifen (11; 46) befestigt ist.

3. Elektromagnetische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in geschlossener Lage der Schaltvorrichtung die beiden Polschuhe (4,6; 5, 7) am Ankermagneten (12) derart anliegen, daß jeder Polschuh (4, 6; 5, 7) mit einem Magnetpol des Magnetankers (12) von entgegengesetzter Polarität magnetisch zusammenarbeitet.

4. Elektromagnetische Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in geschlossener Lage der Schaltvorrichtung nur ein Polschuh (4, 14) am Ankermagneten (16) anliegt, während der andere Polschuh (5, 15) mit dem Weicheisenstreifen (11) magnetisch zusammenarbeitet.

5. Elektromagnetische Schaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftspalt zwischen den Polschuhen (4, 14; 5, 15) ein Hilfsmagnet(30) angeordnet ist.

6. Elektromagnetische Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder mit den Polschuhen (43) magnetisch zusammenarbeitende Teil des Ankermagneten (49) mit einem als Polschuh wirksamen, flach ausgebildeten Einsatzteil (50) aus Weicheisen versehen ist.

7. Elektromagnetische Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- so net, daß die Koerzitivkraft des Hauptdauermagneten (3) H_c < 1,2 · 10⁵ A/m und die Koerzitivkraft des Ankermagneten (12; 16; 20; 47) < 1,6 · 10⁵A/m beträgt.

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