DE2139405B2 - Elektromagnetische Schaltvorrichtung mit mindestens einem Magnetkreis - Google Patents
Elektromagnetische Schaltvorrichtung mit mindestens einem MagnetkreisInfo
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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
Hc < 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 Hc700 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 (7)
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) Hc
< 1,2 · 105 A/m und die Koerzitivkraft des Ankermagneten (12; 16; 20; 47)
< 1,6 · 105A/m beträgt.
55
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