DE2636284A1

DE2636284A1 - Solenoid cylindrical coil with non-magnetic armature guide cylinder - has thin magnetic sheets wound round outer guide cylinder surface

Info

Publication number: DE2636284A1
Application number: DE19762636284
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fujikoshi KK
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 1975-08-15
Filing date: 1976-08-12
Publication date: 1977-03-03
Also published as: JPS5223656A

Abstract

The solenoid has a cylindrical coil with improved coil effect at reduced power consumption. The coil has an armature with a non-magnetic guide cylinder, which carries the coil former. Several thin magnetic sheets (9) are wound round parts (A, B) of the outer surface of the guide cylinder through which flows the magnetic flux. The thin sheets with controlled electric and good magnetic properties are inserted between the guide cylinder (5) and the coil former (2). They are so would round the outer surface of the guide cylinder as to cover the magnetic flux paths of the guide cylinder.

Description

"Solenoid" Die Erfindung betrifft eine Zylinderspule mit einem Anker, einem nichtmagnetischen Führungszylinder zur Führung des Ankers und einer in einen auf dem Führungszylinder angeordneten Spulenkörper eingebauten Spule. "Solenoid" The invention relates to a solenoid with an armature, a non-magnetic guide cylinder for guiding the armature and one in one on the guide cylinder arranged bobbin built-in coil.

Zylinderspulen sind bekannt, die meist aus einer zylinderförmigen Spule mit geringer Wickelhöhe bestehen und in deren Spulenkörper ein Magnetkern beweglich angeordnet ist, der bei Erregung der Spule angezogen wird und zusammen mit der Spule ein Zylinderspulsystem bildet.Solenoid coils are known, which usually consist of a cylindrical There are coils with a low winding height and a magnetic core in the coil body is movably arranged, which is attracted when the coil is excited and together forms a cylinder coil system with the coil.

Um den erforderlichen Leistungsverbrauch zum Betrieb einer herkömmlichen Zylinderspule herabzusetzen und die Spulenleistung zu verbessern, könnte die Fläche des Magnetflusses vergrößert werden. Eine solche Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß der gesamte Spulenaufbau vergrößert werden müßte.In order to achieve the required power consumption to operate a conventional Decreasing the solenoid and improving the coil performance could reduce the area of the magnetic flux can be increased. However, such a measure has the disadvantage that the entire coil structure would have to be enlarged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderspule zu schaffen, die eine verbesserte Spulenleistung bei geringerem Leistungsverbrauch bringt.The invention is based on the object of creating a solenoid, which brings improved coil performance with lower power consumption.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vielzahl dünner magnetischer Bleche um die vom magnetischen Fluß durchflossenen Teile der äußeren Umfangsfläche des Führungszylinders gewickelt ist.The object is achieved in that a Variety thin magnetic sheets around the parts of the through which the magnetic flux flows outer peripheral surface of the guide cylinder is wound.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß der Leistungsverbrauch der erfindungsgemäßen Spule herabgesetzt und die Arbeitsleistung trotzdem ohne Vergrößerung des Aufbaus der Spule verbessert werden kann, so daß ein genauerer und zuverlässigerer Arbeitsbetrieb gwährleistet ist.The advantage achieved by the invention is that the power consumption the coil according to the invention is reduced and the work performance is still without enlargement the structure of the coil can be improved, so that a more accurate and reliable Operation is guaranteed.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fi. 1 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Zylinderspule, im Querschnitt; Fig. 2 eine Seitenansicht einer Einzelheit der Zylinderspule nach Fig. 1, im Querschnitt in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 eine Seitenansicht einer Einzelheit einer Zylinderspule nach der Erfindung im Querschnitt in vergrößertem Maßstab; und Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der dünnen magnetischen Bleche in der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Wickellage.Further advantages and details of the invention are provided below with reference to an embodiment shown in the accompanying drawing explained. It show: Fi. 1 is a side view of a conventional solenoid; in cross section; Fig. 2 is a side view of a detail of the solenoid according to Fig. 1, in cross section on an enlarged scale; Fig. 3 is a side view of a Detail of a solenoid according to the invention in cross section in enlarged Scale; and FIG. 4 is a perspective view of the thin magnetic sheets in the multilayer winding ply according to the invention.

Fig. 1 und 2 zeigen in Teilschnitten eine herkömmliche Zylinderspule für Wechselstrom, in der ein nichtmagnetischer Zylinder normalerweise als Führungszylinder für den Anker verwendet wird. Dabei bestehen die herkömmlichen Zylinderspulen im allgemeinen aus einem Körper 1, einem Spulenkörper 2 aus Kunststoff mit einer darin untergebrachten Spule 3, einem Anker und einem nichtmagnetischen Führungszylinder 5 mit dem darauf angeordneten Spulenkörper. Der Anker ragt mit einem Teil 6 kleineren Durchmessers in ein in einem feststehenden Bauteil 7 vorgesehenes Durchgangsloch 8, in dem er sich hin- und herbewegen kann. Die in den Figuren enthaltenen Pfeile geben die Richtung des magnetischen Flusses an.1 and 2 show a conventional solenoid in partial sections for alternating current, in which a non-magnetic cylinder is normally used as a guide cylinder is used for the anchor. The conventional solenoid coils exist in the generally of a body 1, a bobbin 2 made of plastic with one therein housed coil 3, an armature and a non-magnetic Guide cylinder 5 with the bobbin arranged on it. The anchor protrudes with a part 6 smaller ones Diameter in a provided in a fixed component 7 through hole 8 in which he can move back and forth. The arrows included in the figures indicate the direction of the magnetic flux.

In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Zylinderspule dargestellt, bei dem eine Vielzahl dünner magnetischer Bleche 9, z.B. dünne Dynamobleche oder dergleichen mit gerichteten elektrischen und guten magnetischen Eigenschaften zwischen dem Führungszylinder 5 einerseits unddem Spulenkörper 2 und dem Körperlanderrerseits eingesetzt und um die äußere Umfangsfläche des nichtmagnetischen Führungszylinders 5 so gewickelt ist, daß im wesentlichen die Magnetflußwege und/oder diejenigen Teile A und B des Führungszylinders abgedeckt sind, die vom magnetischen Fluß durchsetzt werden. Wie in Fig.In Fig. 3 is an inventive embodiment of a solenoid shown, in which a plurality of thin magnetic sheets 9, e.g. thin dynamo sheets or the like with directional electrical and good magnetic properties between the guide cylinder 5 on the one hand and the bobbin 2 and the body lander on the other hand inserted and around the outer peripheral surface of the non-magnetic guide cylinder 5 is wound so that essentially the magnetic flux paths and / or those parts A and B of the guide cylinder are covered, penetrated by the magnetic flux will. As in Fig.

4 gezeigt ist, weisen die sich gegenüberliegenden bzw.4 is shown, the opposite or

einander zugekehrten Kanten 11, 12 der Bleche 9 in Umfangsrichtung einen geringen Abstand 10 voneinander auf, so daß sie sich nicht berühren und Wirbelstromverluste verhindert werden. Die erfindungsgemäße Anordnung der magnetischen Bleche 9 bedeutet für den Führungszylinder 5 eine bedeutend vergrößerte Fläche des Magnetflusses (.D B2) im Vergleich zur Flußfläche (. DB1) ohne die Bleche 9. Daraus ergibt sich ein Flußdichteverhältnis von B1/B2, so daß die Gesamtwirbelstromverluste herabgesetzt werden Weiterhin wird dadurch die erforderliche magnetomotorische Kraft in den Führungszylinderteilen A und B herabgesetzt, und ebenfalls werden der Erregerstrom in der Spule 3 und der Leistungsverlust bedeutend herabgesetzt.facing edges 11, 12 of the metal sheets 9 in the circumferential direction a small distance 10 from each other so that they do not touch and eddy current losses be prevented. The inventive arrangement of the magnetic sheets 9 means for the guide cylinder 5 a significantly larger area of the magnetic flux (.D B2) compared to the river area (. DB1) without the metal sheets 9. This results in a Flux density ratio of B1 / B2, so that the total eddy current losses are reduced Furthermore, the required magnetomotive force in the guide cylinder parts is thereby achieved A and B are decreased, and the exciting current in the coil 3 and the Significantly reduced performance loss.

Die in den Führungszylinderteilen A und B erforderliche magnetomotorische Kraft IW (Ampere-Windungen), um einen ausreichenden magnetischen Fluß f an der Oberfläche des Ankers für die Anziehungskraft hervorzurufen, ist allgemein durch die Gleichung gegeben: ç = K IW/ (1 /¢ S), wobei K eine Konstante, 1 die Länge des nichtmagnetischen Teils, die Permeabilität, S die Fläche des Magnetflusses (teDB), W die Windungen der Spule und I der in der Spule fließende Strom sind.The one required in guide cylinder parts A and B. magnetomotive Force IW (ampere-turns) to create a sufficient magnetic flux f at the surface of the anchor for the attraction force is generally given by the equation given: ç = K IW / (1 / ¢ S), where K is a constant, 1 is the length of the non-magnetic Partly, the permeability, S the area of magnetic flux (teDB), W the turns of the coil and I is the current flowing in the coil.

Erfindungsgemäß wird die Fläche des Magnetflusses S dadurch vergrößert, daß dünne magnetische Bleche 9 zwischen dem Führungszylinder 5 einerseits und dem Körper 1 und dem Spulenkörper 2 andererseits so angeordnet werden, daß die äußere Umfangsfläche der Führungszylinderteile A und B abgedeckt wird. Demgemäß wird unter der Bedingung eines konsianten Wertes für den magnetischen Fluß f (konstante Anziehungskraft) und einer konstanten Anzahl Windungen W der Strom I und dannach auch die Leistung 1 R herabgesetzt.According to the invention, the area of the magnetic flux S is increased by that thin magnetic sheets 9 between the guide cylinder 5 on the one hand and the Body 1 and the bobbin 2 on the other hand are arranged so that the outer Peripheral surface of the guide cylinder parts A and B is covered. Accordingly, under the condition of a constant value for the magnetic flux f (constant attractive force) and a constant number of turns W the current I and then also the power 1 R reduced.

In diesem Fall sollte die sich aus dem in den dünnen magnetischen Blechen 9 fließenden Magnetfluß ergebende Erhöhung des Kernverlustes abgezogen werden. Wenn Weicheisenbleche verwendet werden, ist die erzielte Wirkung unter Umständen zu gering, um den ansteigenden Kernverlust zu kompensieren. Dagegen wird bei der erfindungsgemäßen Zylinderspule, bei der eine Vielzahl von dünnen magnetischen Blechen mit einem geringeren Kernverlust und guten magnetischen Eigenschaften eingesetzt werden, die Erhöhung des Kernverlustes ohne weiteresauSfangen; die lamellierten, zylindrischen, dünnen magnetische Bleche, die in Umfangsrichtung durch einen Schlitz getrennt sind, setzen die Wirbelstromverluste herab. Die nachfolgende Tabelle zeigt einen Vergleich des Leistungsverbrauchs der erfindungsgemäßen Zylinderspule gegenüber einer herkömmlichen Zylinderspule.In this case, the result should be from the thin magnetic Sheets 9 flowing magnetic flux resulting increase in core loss are withdrawn. If soft iron sheets are used, the effect achieved may be too low to compensate for the increasing core loss. On the other hand, the Solenoid coil according to the invention, in which a large number of thin magnetic sheets used with a lower core loss and good magnetic properties will readily accommodate the increase in core loss; the laminated, cylindrical, thin magnetic sheets, which are inserted in the circumferential direction through a slot are separated, reduce the eddy current losses. The table below shows a comparison of the power consumption of the cylinder coil according to the invention a conventional solenoid.

Aus der Tabelle g6it eindeutig hervor, daß die Erfindung die Arbeitsweise der Zylinderspule erheblich verbessert.From table g6it it is clear that the invention the Functionality of the solenoid significantly improved.

Tabelle Zylinderspule mit einer Leistungs- Leistungsverbrauch fähigkeit von 30 W bis 40 W herkömmliche Spule nach Fig. 1 100 Spule mit Weicheisenblechen 95 Spule mit einer Vielzahl dünner magnetischer Bleche 80-z Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Vielzahl von dünnen magnetischen Blechen läßt sich der zur Verfügung stehende begrenzte Raum bei einer Zylinderspule wirksam nutzen und die erforderliche magnetomotorische Kraft in den Zylinderspulenteilen A und B herabsetzen, wodurch der in der Spule 3 fließende Erregerstrom verringert wird. Demgemäß kann der Raumbedarf bei Aufrechterhaltung derselben Anziehungskraft und die Leistung bei Einhaltung eines konstanten Raumbedarfs jeweils auf mehr als 10% gesenkt werden. Table solenoid with a power consumption capacity from 30 W to 40 W conventional coil according to Fig. 1 100 coil with soft iron sheets 95 coil with a large number of thin magnetic sheets 80-z Arrangement of a large number of thin magnetic sheets can be made of the available Effective use of standing limited space at a solenoid and the required Decrease magnetomotive force in the solenoid parts A and B, whereby the exciting current flowing in the coil 3 is reduced. Accordingly, the space requirement while maintaining the same attraction and performance when adhering a constant space requirement can be reduced to more than 10%.

Claims

Patent claim:

Solenoid with an armature, a non-magnetic guide cylinder for guiding the armature and one in one arranged on the guide cylinder Coil body built-in coil, d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that a multitude of thin magnetic sheets (9) around which the magnetic flux flows Parts (A, B) of the outer peripheral surface of the guide cylinder (5) is wound.