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Elektromagnet
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Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit Anker, Späle und
einer magnetischen Ummantelung, die aus Blechstanzteilen aufgebaut ist.
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Es ist ein Elektromagnet bekannt, bei dem die außerhalb der Spule
befindlichen Magnetteile aus gestanzten Blechen gefertigt sind. In diese Stanzteile
wird ein Kern aus Massiveisen eingesetzt, der in den Ankerraum hineinragt und magnetisch
mit dem Anker zusammenwirkt.
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Derartige Elektromagnete, die Blechstanzteile benützen, sind entweder
für einfache, untergeordnete Aufgaben bestimmt oder sollen möglichst geringe Abmessungen
besitzen, damit auf kleinem Raum eine Großzahl derartiger Elektromagnete angeordnet
werden kann.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, einen Elektromagneten der eingangs
beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß dieser auf möglichst einfache Weise
hergestellt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die magnetische
Ummantelung im wesentlichen aus zwei gleichen Stanzblechen besteht, die sich Je
längs der Spule erstrecken und an dem einen Spulenende U-förmig umgebogene Lappen
aufweisen, die das eine Spulenende umfassen, mechanisch fixieren, in den Ankerraum
hineinragen und mit dem Anker zusammenwirkende Polkerne bilden.
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Durch den Vorschlag gemäß der Erfindung erfüllen die U-förmig umgebogenen
Lappen eine Vielzahl von Aufgaben. Sie sind zunächst das mechanische Befestigungsmittel
für die Spule, so daß wenigstens an diesem Spulenende auf weitere bauliche Maßnahmen
zur Verbindung der Spule mit dem Ummantelungsblech verzichtet werden kann.
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Die Lappen ersetzen weiter den bei bekannten Magneten vorgesehenen
Kern aus Massiveisen und bilden also das Ankergegenstück. Dabei erweist es sich
als Vorteil, daß - wie nachstehend noch näher erläutert wird - diese Lappen mit
geringem Aufwand auch zur Beeinflussung der magnetischen Kennlinie herangezogen
werden können.
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Der mit dem Polkern zusammenwirkende Anker besitzt eine an sich bekannte
übliche Ausgestaltung. Er kann selbst Stanzteil sein, kann aber auch in anderer
Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Anker als Konus anker gestaltet
sein ohne die Erfindung hierauf zu beschränken.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß am anderen
Spulenende ein als Stanzteil ausgebildetes, ebenes Rückschlußblech angeordnet ist,
das mechanisch mit den beiden Ummantelungsblechen verbunden ist. Der Elektromagnet
gemäß der Erfindung besteht somit aus sehr wenigen BauSilen, wobei die außerhalb
der Spule befindlichen Magnetteile drei Stanzteile sind. Der magnetische Kreis wird
durch den Anker ergänzt. Es ist klar, daß ein solcher Elektromagnet sehr einfach
herstellbar ist. Er ist auch leicht montierbar.
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Im Rückschlußblech sieht die Erfindung vorzugsweise eine gestanzte
Öffnung für den Durchtritt des Ankers vor. Das Rückschlußblech wirkt also unmittelbar
magnetisch mit dem Anker zusammen. Die Ankerführung erfolgt vorzugsweise durch die
Spule, es ist jedoch auch möglich, das Rückschlußblech hierfür zu benutzen oder
mitzubenutzen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Spule mechanisch
vom Rückschlußblech gehalten, wobei neben anderen Befestigungsmitteln, wie Klebung
od. dgl., die Erfindung insbesondere vorsieht, daß an der Spule Vorsprünge angeordnet
sind, die in die Ankeröffnung des Rückschlußbleches eingreifen.
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Zur Verbindung des Rückschlußbleches mit den Ummantelungsblechen schlägt
die Erfindung angestanzte Lappen am Rückschlußblech vor, die in angepaßte Ausnehmungen
der Ummantelungsbleche eingreifen. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung
kann dabei die Anordnung der Lappen und der Ausnehmungen umgekehrt vorgenommen werden.
Zur Sicherung der Verbindung erfolgt eine Verstemmung.
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Das Rückschlußblech dient insbesondere auch der mechanischen Befestigung
des Magneten in oder an den anzutreibenden Einrichtungen, zu welchem Zweck am Rückschlußblech
Befestigungslaschen angestanzt sind.
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Bei einer bewährten Ausführungsform der Erfindung stehen die Ummantelungsbleche
über das Rückschlußblech vor und tragen eine Platte aus nicht magnetischem Material,
auf der der Anker aufsteht. Diese Platte wirkt somit als Begrenzung des Ankerwegs.
Die Befestigung der Platte erfolgt in gleicher Weise wie die Befestigung des Rückschlußbleches
und es ist klar, daß diese Platte damit auch noch die Funktion erfüllt, den mechanischen
Zusammenhalt aller Teile des Elektromagneten zu verbessern.
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Wie oben angedeutet, läßt sich mittels der U-förmig umgebogenen Lappen
die Magnetkennlinie beeinflussen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
die Lappen mit
der Spulenachse einen spitzen Winkel einschließen,
so daß sich ein zum Ankerraum öffnender Konus ergibt, Dadurch wird die Kennlinie
eines Konusankermagneten angestrebt.
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Die Magnetkennlinie erhält hierdurch einen waagrechten Charakter,
d. h. es wird über den Hub im wesentlichen die gleiche Zugkraft erreicht. Liegen
die beiden Lappen annähernd parallel, wird sich eine negative Magnetkennlinie ergeben,
d.h. die Hubkraft verringert sich mit zunehmendem Hub. Die Magnetkennlinie kann
aber nicht nur durch die Ausrichtung der Lappen beeinflußt werden. Da die Lappen
durch einen Stanzvorgang geformt werden, läßt sich leicht eine sich verjüngende,
beispielsweise eine trapezförmige Gestalt anbringen, wodurch eine Magnetkennlinie
mit ansteigender Charakteristik erhalten wird, d.h. die Hubkraft nimmt mit dem Hub
zu.
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Diese Beeinflussung der Magnetkennlinie ist ohne besonderen Aufwand
zu erreichen. Es ist nur das Stanzwerkzeug zur Herstellung der Ummantelungsbleche
sinngemäß zu gestalten bzw. das Biegewerkzeug zur U-förmigen Umbiegung der erwählen
Lappen.
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Günstig ist es, wenn der Ankerraum der Spule einen rechteckigenQuerschnitt
besitzt und wenn die den Polkern bildenden Lappen an den kurzen Rechteckseiten anliegen.
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Diese Ausbildung läßt die Verwendung eines einfachen flachen, beispielsweise
als Stanzteil ausgebildeten Ankers zu, und für die Gestaltung der konischen Polflächen
werden günstige Verhältnisse erhalten.
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Die Erfindung ist insbesondere für Einfach-Magneten anwendbar, die
also je eine Spule und einen Anker aufweisen.
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Mit besonderem Vorteil kann jedoch die erfindungsgemäße Überlegung
bei Mehrfach-Magneten angewandt werden und zwar dadurch, daß die beiden Ummantelungsbleche
und das Rückschlußblech eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneter Spulen und
Anker umschließen, wobei jedgSpule bzw. jedem Anker Polkerne bildende Lappen an
den beiden Ummantelungsblechen und eine Ankerdurchtrittsöffnung im Rückschlußblech
zugeordnet sind. Auf diese Weise werden Vielfach-Magnete, beispielsweise mit 30
Ankern in einer Reihe, verhalten, wie diese für viele Anwendungsgebiete, beispielsweise
im Büromaschinenbau, verwendbar ind' Es ist gefunden worden, daß trotz der einfachen
Bauweise, bei der die Ummantelungsbleche und das Rückschlußblech für alle Anker
und Spulen gleich sind, eine unerwünachte gegenseitige Beeinflussung nicht auftritt.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in
Form eines Vielfach-Magneten dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Vielfach-Magneten, Fig.
2 einen teilweisen Längsschnitt durch die Mittelebene des Vielfach-Magneten nach
Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Elektromagneten nach den Fig.1 und 2, Fig.
4 einen Schnitt durch die Darstellung der Fig.2 entsprechend der Schnittlinie IV
- IV,
Fig. 5 eine teilweise Schnittdarstellung ähnlich derjenigen
der Fig.1 durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und Fig,
6 eine teilweise Schnittdarstellung ähnlich derjenigen der Fig.2 durch ein anderes
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
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Wie inssesondere aus der Fig.1 hervorgeht, besitzen die Umnantelngsbleche
1 und 2 am oberen Ende die U-fÖrmig umgebogenen Lappen 4 und 5. Diese Lappen 4 und
5 greifen in die Spule 3 ein, die die Wicklung 18 trägt. Der Ankerraum 6 nimmt den
Anker 7 auf, der den unmagnetischen Druckstift 19 trägt.
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Die Verbindung der beiden Ummantelungsbleche 1 und 2 erfolgt am unteren
Ende der Spule 3 durch das Rückschlußblech 8, das eine Öffnung 9 für den Durchtritt
des Ankers 7 besitzt.
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In diese Öffnung 9 greifen auch Vorsprünge 10 der Spule 3 ein, so
daß die Spule auch im Rückschlußblech 8 eine Fixierung findet. Die Vorsprünge 10
sind nur an zwei gegenüberliegenden Seiten der Öffnung 9 angeordnet, so daß der
magnetische Schluß zwischen dem Rückschlußblech 8 und dem Anker 7 erhalten bleibt,
wie insbesondere aus der Fig.2 hervorgeht.
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Am unteren Ende der Ummantelungsbleche 1 und 2 ist die Platte 16 angeordnet,
auf der die Anker 7 aufstehen, wenn die Wicklung 18 nicht beaufschlagt ist.
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Die Befestigung des Rückschlußbleches 8 ergibt sich insbesondere aus
der Darstellung der Fig.4. Es sind Lappen 11 angeformt, die in Ausnehmungen 12 der
Rückschlußbleche 1 und 2 eingreifen. Das Rückschlußblech besitzt ferner noch
eine
Befestigungslasche 13 an jedem Ende, in der eine Bohrung 20 für eine Befestigungsschraube
od. dgl. angeordnet ist.
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Die Fig.4 läßt insbesondere die Form der Ankerdurchtrittsöffnung 9
erkennen und es ist klar, daß die Vorsprünge 10 sinngemäß angepaßt sind.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.1 bis 4 sind die Lappen 4 und
5 mit gleichförmigem Querschnitt versehen und erstrecken sich im wesentlichen parallel
zur Ankerachse 17. Der Anker 7 besitzt ein konisches Ende 21 und aus dem Zusammenwirken
der den Polkern bildenden Lappen 4 und 5 und des konischen Endes 21 ergibt sich
die jeweilige Charakteristik der Magnetkennlinie.
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Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig.5 sind die Lappen 14 und 15
stärker umgebogen, so daß die typische Form eines Konusankermagneten entsteht.
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Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig.6 sind die Lappen 24 trapezförmig
gestaltet. Die anderen am anderen Ummantelungsblech angeordneten Lappen sind sinngemäß
gleichartig geformt.