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Magneteinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Magneteinrichtung mit einem Joch, dessen
beiden Jochschenkel aus magnetisch leitendem Material bestehen und über einen Stegteil
miteinander verbunden sind, einem mit den stirnseitigen Kontaktflächen der Jochschenkel
zusammenwirkenden Anker aus magnetisch leitendem Material und einem an das magnetisch
leitende Material angesetzten Permanentmagneten.
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Ein Elektromagnet wird dazu verwendet, eine durch ein elektrisches
Signal ausgelöste mechanische Bewegung durchzuführen.
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Für diesen Zweck, nämlich eine bestimmte gewünschte Bewegung durchzuführen,
wird in eine Spule des Elektromagneten ein
Strom induziert, wodurch
dann ein Magnetanker angezogen wird.
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Dies führt jedoch insbesondere dann zu einem überhöhten Spulenstrom,
wenn ein durch einen Elektromagneten angezogener Anker betätigt werden soll. Um
dieser Erscheinung gewachsen zu sein, wurde vorgeschlagen, einen an einen vorher
erregten Elektromagneten in angezogener Stellung festgehaltenen Magnetanker durch
Unterbrechen des Spulenstromes zu dem Elektromagneten abzuheben, um so den Strom
zu verringern, der für eine Bewegung des Magnetankers gegenüber dem Elektromagneten
erforderlich ist. Dabei wird jedoch nicht sehr viel elektrische Energie gespart,
da lange vor einer solchen Bewegung für ein Stromfluß durch die Spule gesorgt werden
muß. Alternativ wurde eine elektromagnetische Einrichtung vorgeschlagen, bei der
für das Anziehen und Festhalten des Magnetankers kein Elektromagnet verwendet wird,
sondern bei der in einem aus einer magnetischen Masse bestehenden Magnetkreis ein
Permanentmagnet eingebaut ist, durch den der Anker angezogen und festgehalten wird
und bei der ein Strom zeitweise durch die Spule fließt, die in dem Magnetkreis zum
Auslösen der gensünschten Bewegung vorgesehen ist, um den durch den Magnetkreis
fließenden und durch den vorherbeschriebenen Permanentmagneten erzeugten Magnetfluß
zu kompensieren. Die elektromagnetische Einrichtung dieses Typs erfordert einengeringeren
Ansprechstrom, folglich eine geringere Stromaufnahme und findet deshalb ein weites
Anwendungsfeld in kleinbemessenen Apparaten, insbesondere in einem Verschlußmechanismus
einer Kamera. Die Erfindung ist auf Verbesserungen der elektromagnetischen Einrichtung
des zuletzt genannten Types gerichtet.
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In Fig. 1 ist eine übliche Anordnung einer elektromagnetischen Einrichtung
dargestellt, die aus Jochschenkeln 1,2, einem Permanentmagneten 3, einer Spule 4
und einem Anker 5 besteht. Bei
der elektromagnetischen Einrichtung
üblichen Typs ist ein Magnetjoch U-förmig und in Form eines durchgehenden Gliedes
ausgebildet. Wird jedoch in einer derartigen elektromagnetischen Einrichtung ein
Permanentmagnet verwendet, so zerfällt das Joch in zwei Glieder, zwischen denen
dann ein Permanentmagnet eingeschaltet wird. Die Stirnflächen 1a, 2a des Joches
1 bzw. 2 dienen als Magnetpolflächen, an welche der Magnetanker 5 angezogen wird.
Sobald ein Strom durch die Spule 4 fließt, um so einen elektromagnetischen Fluß
gegen den durch den Permanentmagneten 3 erzeugten Magnetfluß aufzubauen, überwindet
die Kraft der FEder 6 die Anzugskraft des Permanentmagneten, so daß der Magnetanker
5 von den Magnetpolen wegbewegt werden kann. Die Bewegung des Magnetankers wird
dann auf einige Mechanismen übertragem, beispielsweise auf einen Verschluß-Schließmechanismus.
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Bei einer derartigen bekannten elektromagnetischen Einrichtung, bei
der das Joch in zwei Teile zerfällt und der Permanentmagnet zwischen diesen eingeschaltet
ist, ist es schwierig, die Stirnflächen der Magnetpole 1a, 2a zueinander in einer
gemeinsamen Ebene auszurichten. Dadurch ergibt sich zwischen dem Anker 5 und den
Stirnflächen 1a, 2a der Jochschenkel ein Abstand. Das Vorhandensein des Abstandes
reduziert die Joch-Anzugskraft und die Festhaltekraft der magnetischen Pole um ein
großes Maß und die Abnahme der vorgenannten Kraft ist direkt abhängig von der Größe
des Abstandes, so daß dort eine große Abweichung der Joch-Anzugskräfte und Festhaltekräfte
der elektromagnetischen Einrichtungen in Kauf genommen werden muß. Mit anderen Worten,
die Ausrichtung der magnetischen Polflächen la, 2a, damit sie miteinander in gleicher
Ebene liegen, erfordert, daß die Joche 1,2 an dem Permanentmagneten 3 festgelegt
sind, um ein abschließendes, gleichzeitiges Polieren der beiden Stirnflächen la,
2a der
Jochschenkel zu ermöglichen. Es ist jedoch schwierig, bei
dem Poliervorgang das Joch und die Permanentmagneten so festzuhalten, daß keine
Ungenauigkeit auftritt, die sich beispielsweise durch eine Verschiebung zwischen
den Jochschenkeln und dem Permanentmagneten ergibt. Diese Schwierigkeit tritt insbesondere
bei einer derartigen Magneteinrichtung ein, die so klein ist wie die, welche in
einer Kamera Verwendung findet; denn insbesondere dort besteht die Gefahr einer
Ungenauigkeit oder eines Verrutschens der Jochschenkel und des Permanentmagneten,
so daß die beiden Stirnflächen la, 2a des öfteren in falscher Ausrichtung zueinander
zu liegen kommen. Somit treten bei der abschließenden Bearbeitung der beiden Stirnflächen,
um eine genaue Ausrichtung derselben zueinander zu erhalten, erhebliche Schwierigkeiten
auf, die sich in einer niedrigeren Arbeitsleistung niederschlagen, die wiederum
eine kostspielige elektromagnetische Einrichtung zur Folge hat.
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Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Magneteinrichtung
der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern,daß ein Verschieben der Jochschenkel
nicht möglich ist, so däß die Endbearbeitung der als Kontaktflächen dienenden Stirnflächen
der Jochschenkel und der Zusammenbau der Magneteinrichtung einfach durchzuführen
ist und daß der Permanentmagnet nachträglich eingebaut werden kann.
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Dies schafft die Erfindung dadurch, daß die Jochschenkel und der Stegteil
als einstückig durchgehendes formfestes Jochteil aus dem magnetisch leitenden Material
ausgebildet sind-und der Permanentmagnet am Jochteil oder am Anker als steifigkeitsunwesentlicher
Bestandteil angesetzt ist. Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Kontaktflächen
bereits bei der Bearbeitung bzw. später beim Zusammenbau in einer definierten, gemeinsamen
Ebene liegen, so daß beim Anliegen des Ankers an den Kontaktflächen kein Abstand
vorhanden ist und somit eine große Ankeranzugskraft und Festhaltekraft erzeugt wird,
die nur geringfügig voneinander differieren.
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Ferner können bei der erfindungsgemäßen Magneteinrichtung die Kontaktflächen
der Jochschenkel mit Leichtigkeit in einer gemeinsamen Ebene hergestellt werden,
wodurch die Arbeitsleistung beim Herstellen der magnetischen Einrichtung bei geringen
Kosten verbessert wird.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Magneteinrichtung
geschaffen wird, bei der in einem U-förmigen Magnetjoch ein Ausschnitt vorgesehen
ist, in den ein Permanentmagnet eingesetzt ist. Der Ausschnitt kann für diesen Zweck
mit Leichtigkeit in dem Jochteil ausgebildet werden, so daß die erfindungsgemäße
Magneteinrichtung mit geringen Kosten hergestellt werden kann Ein weiterer Vorteil
der Erfindung besteht darin, daß eine Magneteinrichtung geschaffen wird, bei der
in einem U-förmigen Jochteil eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, in der ein Permanentmagnet
derart festgehalten ist, daß er die Durchgangsöffnung durchdringt. In diesem Fall
ist der die Durchgangsöffnung umgebende Teil einstückig mit dem anderen Teil eines
Joches, so daß eine hohe mechanische Festigkeit erzielt ist und somit eine höhere
Lebensdauer der Einrichtung als mit der, welche einen Ausschnitt aufweist, erzielt
werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für die Aufnahme
des Permanentmagneten in einem Anker eine Durchgangsöffnung oder ein Ausschnitt
vorgesehen ist. In diesem Fall wird der. Permanentmagnet,da er in dem Anker angeordnet
ist, nicht den gleichmäßigen Aufspulvorgang einer Spule rings um den Jochschenkel
behindern, die dazu rings um einen Jochschenkel gewickelt ist, damit eine magnetische
Kraft mit einer Polarität erzeugt wird, die ungleichnamig zu der des Permanentmagneten
ist, um durch Erzeugen eines
Stromes, der dann durch die Spule
fließt, zu versuchen, den Anker von dem Jochteil abzuheben. Dies hat zur Folge,
daß ein sicherer Betrieb, eine leistungsfähige Herstellung und eine preiswertere
elektromagnetische Einrichtung erzielt werden können.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Magneteinrichtung
geschaffen wird, bei der ein Jochteil aus zwei magnetischen Polschenkeln und einem
Stegteil besteht, das zwischen diesen Schenkeln einstückig mit diesen verbunden
zwischengeschaltet ist. Der Stegteil hat eine kleine Querschnittsfläche, wodurch
das Jochteil H-förmig ausgebildet ist. Hinzu kommt, daß für die Permanentmagneten
ein magnetisch hochleitfähiges Material verwendet wird, das in der Weise als Bindeglied
dient, daß ein zwischen den Permanentmagneten gebildeter Spalt überbrückt wird,
so daß die Anbringung der Permanentmagneten erleichtert wird, wodurch die Herstellungskosten
der erfindungsgemäßen Einrichtung reduziert werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Magneteinrichtung
geschaffen wird, bei der in der Kontaktfläche des einen der beiden miteinander in
Kontakt gelangenden Glieder, des Jochteiles und des Ankers, eine Aussparung ausgebildet
ist, in die ein Permanentmagnet oder Magnete derart eingelassen ist bzw. sind, daß
der Permanentmagnet bzw. die Permanentmagnete nicht aus der vorhergenannten Kontaktfläche
berausragt bzw. herausragen. Dadurch kann ein inniger Kontakt zwischen dem Permanentmagneten
und der Oberfläche einer Aussparung erzielt werden, wodurch wiederum gegenüber der
Magneteinrichtung, bei welcher ein Permanentmagnet in einem Ausschnitt oder in einer
Durchgangsöffnung eingesetzt ist, eine vergrößerte magnetische Kraft erzielt wird.
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Bei der bekannten Magneteinrichtung ist ein Jochteil aus einem Paar
voneinander geteilten magnetischen Polgliedern gebildet, zwischen denen ein Permanentmagnet
eingesetzt ist. Die Kontaktfläche des Permanentmagneten mit dem Magnetpolteilen
kann dabei nicht im gewünschten Maße vergrößert werden, weil das aus zwei Magnetpolteilen
bestehende Joch üblicherweise aus einer dünnen Platte hergestellt ist. Daß hat zur
Folge, daß die Anzugskraft des Elektromagneten nicht vergrößert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Magneteinrichtung
geschaffen wird, bei der die Flächen des Permanentmagneten, die mit dem Jochteil
in Kontakt gelangen sollen, vergrößert werden können, ohne daß die gesamte Abmessung
der Magneteinrichtung vergrößert werden muß, obwohl eine größere Anzugskraft erzielt
wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Magneteinrichtung
geschaffen wirdr bei der ein Teil des Jochteiles eine geringere Querschnittsfläche
erhält, so daß ein Teil geschaffen wird, der einen hohen magnetischen Widerstand
aufbringt und in dessen Nachbarschaft Permanentmagneten angeordnet sind, und bei
der eine Halteplatte aus einem Material mit hoher magnetischer Leitfähigkeit an
einem Jochteil derart befestigt ist, daß der besagte, einen hohen magnetischen Widerstand
aufbringende Teil überbrückt ist und die Permanentmagneten durch die Halteplatte
auf dem Jochteil festgehalten werden können. In diesem Fall können die Permanentmagneten
auf einfache Weise auf dem Jochteil befestigt werden, so daß die Kontaktfläche des
Jochteiles mit den Permanentmagneten gegenüber der Anordnung, bei der die Permanentmagneten
in einem Ausschnitt oder ähnlichem in den Jochteil eingesetzt sind, vergrößert werden
kann, so daß eine Magneteinrichtung mit einer vergrößerten Anzugs- und Festhaltekraft
erhalten werden kann.
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Insgesamt schafft die Erfindung einen Magnetkreis mit einem Jochteil,
der ein Paar Magnetpolteile aufweist, die miteinander einstückig verbunden sind,
und einem Anker, der sich an dem Paar Magnetpolteile des Jochteiles anlegen kann
und in einer Richtung weg von dem Jochteil vorgespannt ist. In einem Teil des Joches
oder des Ankers ist ein Ausschnitt oder eine Durchgangsöffnung vorgesehen, in die
ein Permanentmagnet fest eingepaßt ist. Der Anker kann durch den Permanentmagneten
an das Jochteil angezogen werden. Rings um einen Schenkel des Joches ist eine Spule
gewickelt. Durch die Spule kann ein elektrischer Strom fließen, um den Anker von
dem Joch abzuheben. Das Paar Magnetpolteile ist in dem Joch vollständig integriert,
so daß die sich gegen den Anker anlegende Stirnfläche des Paares Magnetpolteile
mit Leichtigkeit so bearbeitet werden kann, daß die Stirnflächen beider Magnetpolteile
in einer gemeinsamen Ebene liegen, wodurch die Herstellkosten reduziert werden können
und ein zwischen dem Joch und dem Anker auftretender Abstand, beim Kontakt von Jochteil
und Anker verhindert werden kann, wodurch die erzeugte Anzugs- und Festhaltekraft
vergrößert wird.
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Die Magneteinrichtung gemäß der Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen,
die aus der beiliegenden Zeichnung ersichtlich sind, in der folgenden Beschreibung
erläutert, aus der weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung hervorgehen. In der
Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Ansicht einer bekannten elektromagnetischen Einrichtung,
wobei Fig. 1a eine Draufsicht und Fig. in eine Seitenansicht sind;
Fig.
2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles gemäß der Erfindung, wobei Fig. 2a eine
Draufsicht und Fig.2b eine Seitenansicht sind; Fig. 3 eine perspektivische vergrößerte
Ansicht eines einzelnen Jochgliedes gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2; Fig.4,5,6
sind Draufsichten auf andere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung; Fig. 7 ist
eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles gemäß der Erfindung, wobei Fig*7a
eine Draufsicht und Fig.7b eine Seitenansicht sind; Fig.8,9,10,11 sind Draufsichten
auf weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung; Fig.12 eine perspektivische
Ansicht, die teilweise in Explosionsdarstellung wiedergegeben ist und ein weiteres
Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung zeigt; Fig.13 ist eine Hinteransicht des
Ausführungsbeispieles in Fig. 12; Fig.14 ist eine Hinteransicht, in der ein weiteres
Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt ist; Fig.15a und 15b sind Draufsichten
auf weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung und Fig.16 ein Schaltbild für
einen Verschlußsteuerkreis einer Kamera, in der eine elektromagnetische Einrichtung
gemäß der Erfindung eingebaut ist.
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In den Figuren 2 bis 12 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In den Figuren 2 und 3 ist ein U-förmiges Joch 7 mit zwei Schenkeln abgebildet,
die als Magnetpole dienende Stirnflächen 7a, 7b aufweisen. In dem U-förmigen Joch
ist ein Ausschnitt 7d vorgesehen, in dem ein Permanentmagnet 8 eingesetzt ist, der
durch Kunstharz, mit dem der Permanentmagnet 8 überzogen ist, in seiner Lage festgehalten
ist. Als Permanentmagnet ist ein Magnet aus einem seltenen Erdmetall geeignet, weil
er dann eine kompakte Abmessung hat und eine starke magnetische Kraft erbringt.
Auf dem einen Schenkel des Joches 7 ist eine Spule 9 aufgewickelt.
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Mit 10 ist ein Anker und mit 11 eine Feder bezeichnet, die so ausgelegt
ist, daß der Anker 10 in der Richtung weg von dem Joch 7 gezoaen wird. Die Funktionen
der Spule 9, des Ankers 10 und der Feder 11 sind die gleichen wie bei den Gliedern,
die in Figur 1 mit 4, 5, 6 bezeichnet sind. Das Merkmal der Erfindung ist eher darin
zu sehen, daß ein Verbindungsteil 7c vorhanden ist als darin, daß das Joch entlang
der Linie des Ausschnitts 7d geschlitzt ist. Dadurch ist das Joch ein durchgehender
Körper, so daß die Magnetpolflächen 7a, 7b gleichzeitig in einer einzigen gemeinsamen
Ebene poliert werden können, wodurch ein Ausrichten dieser Stirnflächen zueinander
erleichtert wird. Der größte Anteil des Magnetflusses, der durch den Permanentmagneten
8 erzeugt wird, fließt deshalb, wenn das Joch den Anker 10 anzieht, entlang eines
Magnetweges, der aus dem Joch 7 und dem Anker 10 besteht, wohingegen ein Teil des
Magnetflusses durch den Verbindungsteil 7c fließt. Dieser Teil des Magnetflusses
ist vom Gesichtspunkt der Festhaltekraft eines Elektromagneten aus gesehen ein Verlust.
Da jedoch einerseits der Verbindungsteil 7c in seiner Querschnittsfläche viel kleiner
als die anderen Teile des Joches ist und andererseits zusätzlich magnetisch gesättigt
ist, wird insgesamt ein verstärkter magnetischer Widerstand erzeugt. Der vorgenannte
Verlust kann
vernachläßigt werden, wenn man die Vorteile der Zunahme
der Anzugskraft, die sich aus der geaünschten, einfachen Endbearbeitung der Magnetpolflächen
ergibt, und der Einfachheit der Anordnung des Elektromagneten in Betracht zieht.
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In Figur 4 ist in einem Teil des U-förmigen Joches 12 anstelle eines
Ausschnittes eine DurchgangsöffnunS ausgebildet, in welcher der Permanentmagnet
8 eingesetzt ist. Die beiden Schenkel des Joches sind über die Mittelteile 12a,
12b miteinander verbunden, wodurch ein einstückiges Joch geschaffen wird. In Figur
5 ist statt in dem Joch in dem Anker 13 ein Ausschnitt 14 vorgesehen, in welchen
der Permanentmagnet 15 eingesetzt ist. In diesem Fall können die beiden Polflächen
des Joches, die dazu geeignet sind, mit dem bewegbaren Anker 13 einen Kontakt herzustellen,
wie bei einem einstückigen Körper auf einmal zugeschliffen werden, wodurch die Herstellung
und der Zusammenbau der Einrichtung erleichtert wird. Der Ausdruck "Eisenkern",
wie er hier verwendet wird, umfaßt den Ausdruck "Anker", wie aus diesem Ausführungsbeispiel
ersichtlich ist.
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In Figur 6 ist ein H-förmiges Joch 16 dargestellt, bei dem die beiden
Schenkel über ein Mittelteil 16a miteinander durchgehend verbunden sind. An den
Stirnflächen 16b, 16c des Joches, die abgewendet zu den Magnetpolflächen liegen,
sind Permanentmagneten 17, 18 befestigt. Zusätzlich stehen die Flächen der Magnete
17,18, die gegenüber den vorgenannten Stirnflächen 16b, 16c liegen, mit einem anderen
Joch 19 in Kontakt. Der Magnetfluß fließt von dem Permanentmagneten 17 durch das
Joch 19, den unteren Schenkel des Joches 16, den Anker 20, den oberen Schenkel des
Joches 16 und dann zurück zu dem Permanentmagneten 17, so daß ein geschlossener
Magnetkreis geschaffen ist. Ein Teil des Magnetflusses fließt jedoch,
wie
in Figur 2 durch den Verbindungsteil 7c, hier durch den Mittelteil 16a. Dieser Teil
des Magnetflusses kann jedoch gegenüber dem Magnetfluß, der durch den aus dem Joch
und dem Anker bestehenden Kreis fließt, vernachlässigt werden. In diesem Ausführungsbeispiel
erscheint auf dem ersten Blick das Joch in die Teile 16 und 19 gespalten zu sein.
Das Joch ist jedoch ein durchgehender, einstückiger Körper, wie er vorher beschrieben
wurde, so daß die vorgenannten Vorteile des Zusammenbaus und der Kontakteigenschaft
des Ankers mit den Magnetpolflächen erzielt werden.
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In den Fig. 7 bis 11 sind weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
dargestellt. Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist ein Permanentmagnet
entweder an dem Joch oder an dem Anker an der den Magnetpolflächen abgewendeten
Seite befestigt, während bei den hier noch beschriebenen Ausführungsbeispielen in
einer Oberfläche oder in Oberflächen entweder des Joches oder des Ankers ein ausgesparter
Teil oder Ausschnitt vorgesehen ist, in dem ein Permanentmagnet oder -magnete mit
einer geringeren Dicke als die Tiefe eines ausgesparten Teiles befestigt ist bzw.
sind, so daß die gleichen Ergebnisse wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
erzielt werden.
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In den Figuren 7a und 7b ist ein U-förmiges Joch 27 dargestellt. Das
Joch 27 hat zwei Schenkel mit Magnetpolflächen 27a bzw. 27b. In der Magnetpolfläche
27a ist ein ausgesparter Teil mit einer Tiefe 1 vorgesehen, in dem ein Permanentmagnet
28 mit einer Dicke t eingepaßt ist. Die Magnetpolflächen 27a, 27b werden in einer
gemeinsamen Ebene endbearbeitet, damit sie zuvor zueinander ausgerichtet sind, und
die Tiefe 1 des ausgesparten Teiles wird so bemessen, daß sie knapp größer als die
Dicke t des Permanentmagneten 28 ist. Mit 30 ist ein Anker und mit 31 eine Feder
bezeichneu, die so ausgelegt ist, daß der Anker in Richtung weg von dem Joch vorgespannt
ist. Mit 29 ist eine Wicklung bezeichnet,
die auf einem Schenkel
des Joches 27, jedoch auf einen anderen als auf dem der Permanentmagnet 28 befestigt
ist, vorgesehen ist. Die Funktion und die Betriebsweise des Elektromagneten in diesem
Ausführungsbeispiel sind die gleichen wie die des bekannten Elektromagneten in Fig.
1.
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Wenn der Anker 30 mit den Magnetpolflächen 27a, 27b in Kontakt gelangt,
ist die Verteilung des Magnetflusses derart, daß der Magnetfluß an den Stirnflächen
27a konzentriert ist, obgleich dort zwischen der Fläche des Magneten 28 und des
Ankers 30 ein Abstand besteht, während die Stirnflächen 27a in einen innigen Kontakt
mit dem Anker 30 gebracht sind.
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Zusätzlich steht die Magnetpolfläche 27c in einem innigen Kontakt
mit dem Anker 30. Dies wird dadurch erreicht, daß das Joch 27 ein einziger Körper
ist und die Stirnflächen 27a und 27b derart zugeschliffen sind, daß sie miteinander
in einer gemeinsamen Ebene zu liegen kommen. Aus diesem Grund ist der gesamte magnetische
Widerstand des Magnetkreises gering und dementsprechend gering ist der Betrag eines
streuenden Magnetflusses, während eine starke Anzugs- und Festhaltekraft erzielt
werden kann. Zusätzlich können elektromagnetische Einrichtungen mit einer gleichbleibenden
Anzugskraft erzielt werden.
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Der ausgesparte Teil, in welchen ein Permanentmagnet 28 eingesetzt
werden soll, kann von einer ringförmigen Wand umgeben sein. In dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 7 ist der ausgesparte Teil zu seinen gegenüberliegenden Enden hin offen,
so daß die gegenüberliegenden Enden des Magneten 28 aus dem Joch in vertikaler Richtung
gesehen vorspringen, wie es am besten aus der Seitenansicht gemäß Fig. 7b hervorgeht.
Den gegenüberliegenden Enden des Permanentmagneten 28, dessen Enden aus dem Joch
hervorragen, kommt keine besondere Aufgabe zu und die Breite des Permanentmagneten
braucht nicht genau spezifiziert zu werden.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist in der Oberfläche des
Ankers, der mit den Magnetpolflächen in Berührung steht, ein ausgesparter Teil vorgesehen,
in welchem ein Permanentmagnet 32 untergebracht ist. Das Joch 27 ist ein U-förmiger,
einstückiger Körper und rings um einen der Schenkel des Joches ist eine Wicklung
29 vorgesehen. Die Dicke t des Permanentmagneten 32 ist knapp größer als die Tiefe
1 des ausgesparten Teiles. Dadurch ist zwischen der Oberfläche des Permanentmagneten
32 und der Magnetpolfläche 27a des Joches 27 ein Abstand geschaffen, wohingegen
die Magnetpolflächen des Joches in innigen Kontakt mit dem Anker 38 gelangen. Die
gegenüberliegenden Stirnflächen des Joches 27 sind hier aus Beguemlichkeitsgründen
als Magnetpolflächen bezeichnet. Somit besteht vom Gesichtspunkt des Magnetkreis
aus kein Unterschied zwischen den Magnetpolflächen des Joches und der Oberfläche
des Ankers, der mit dem vorgenannten Magnetpolflächen in Berührung gelangt.
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In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
be dem in Magnetpolflächen 36a, 36b eines U-förmigen Joches 36 ausgesparte Teile
vorgesehen sind, in denen Permänentmagnete 34 bzw. 35 untergebracht sind. In dem
in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der den Magnetpolflächen zugewandten
Oberfläche des Ankers 39 über einen Bereich, der sich über den beiden Magnetpolflächen
des Joches erstreckt, ein ausgesparter Teil vorgesehen, in dem für jede der Magnetpolflächen
die Permanentmagnete 37 bzw. 38 vorgesehen sind. In diesem Ausführungsbeispiel gelangen
die Flächen 39a, 39b mit den Magnetpolflächen des Joches in Kontakt. In den Ausführungsbeispielen
gemäß den Fig. 9 und 10 ist, wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen, zwischen
den Oberflächen der Permanentmagnete und den Magnetpolflächen ein Abstand vorhanden.Dieser
Abstand
muß nicht unbedingt vorgesehen sein. Er ist jedoch deshalb vorteilhaft, weil der
Permanentmagnet manchmal aus einem spröden Material gefertigt ist, so daß der unmittelbare
Kontakt mit den Magnetpolflächen vermieden werden sollte. Ein zusätzlicher Vorteil
besteht darin, daß der besagte Abstand eine Abweichung der Dicke der Permanentmagnete
in der Herstellung zzläßt.Der Abstand vergrößert unbedeutend den Widerstand eines
Magnetkreises. Der Einfluß des Abstandes zwischen den Permanentmagneten und dem
eine große magnetische Leitfähigkeit aufweisenden Material ist jedoch verglichen
mit dem Einfluß eines Abstandes zwischen den eine große magnetische Leitfähigkeit
aufweisenden Gliedern zu klein. Deshalb ist die Reduzierung der Anzugskraft klein,
so daß eine vernachlässigbare Zunahme des magnetischen Widerstandes verglichen mit
dem bekannten Elektromagnet auftritt, bei dem die Magnetpolflächen und eine Oberfläche
des Ankers jeweils miteinander in unterschiedlichen Berührungsebenen in Kontakt
gelangen. Aus diesem Grund tritt bei der elektromagnetischen Einrichtung gemäß der
Erfindung eine geringe Zunahme des magnetischen Widerstandes und Streuung eines
Magnetflusses auf, während Freiheit besteht, Änderungen in der Qualität der verwendeten
Materialien vorzunehmen.
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In den in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine Schulter
40 vorgesehen, auf der ein Permanentmagnet 41 angeordnet ist.
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Fließt bei den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen,
bei denen für eine jede der Magnetpolflächen ein einzelner Permanentmagnet entweder
auf der Seite des
Joches oder auf der Seite des Ankers vorgesehen
ist, durch eine Spule ein Strom in der Richtung, daß ein Magnetfluß des Permanentmagneten
kompensiert wird, dann fließt der durch die ziele erzeugte Magnetfluß aus dem Kontaktbereich
zwischen der Magnetpolfläche und dem Anker zu der Seite des Permanentmagneten hin.
Dies führt dazu, daß die Abnahme der Anzugskraft zunimmt, die von der Kontaktoberfläche
der Magnetpolfläche erhalten wird, welche.nicht auf der Seite des Permanentmagneten
liegt (dies liegt daran, daß eine geringere Kompensierung des Magnetflusses vorliegt).
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Dementsprechend ist eine geringere Kraft zum Loslösen des Ankers von
der Magnetpolfläche erforderlich, welche nicht auf der Seite des Permanentmagneten
liegt. Dies bedeutet, daß für das Loslösen des Ankers von der besagten Magnetpolfläche
bei konstanter Loslöskraft ein geringerer Spulenstrom erforderlich ist.
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In den Fig. 12 bis 16 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Wie ersichtlich, ist ein Jochteil mit einen hohen magnetischen Widerstand
aufweisenden Bereichen, daß sind Bereiche mit kleinen Querschnittsflächen, versehen,
während ein Festhalteglied aus magnetisch hochleitfähigem Material auf dem Joch
derart angeordnet ist, daß die vorgenannten Bereiche mit einem hohen magnetischen
Widerstand überdeckt sind. Dadurch wird der Permanentmagnet seitlich der vorgenannten
Bereiche mit einem hohen magnetischen Widerstand festgehalten. Bei den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen ist entweder ein Teil des Joches oder des Ankers mit einem
Ausschnitt oder einem ausgespartem Teil vorgesehen, in dem der Permanentmagnet eingesetzt
ist. Bei
der vorliegenden Ausführungsform ist dagegen der Permanentmagnet
unmittelbar auf dem Joch angebracht, wodurch die Kontaktflächen zwischen dem Joch
und dem Permanentmagneten vergrößert ist.
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In Fig. 12 ist mit 51 ein Joch mit einer hohen magnetischen Leitfähigkeit
und einer U-förmigen Gestalt, mit 67 eine Spule und mit 58 ein Anker, der Kraft
einer Feder 59 in Richtung weg von dem Joch 51 vorgespannt ist. In dem Joch 51 sind
eine Durchgangsöffnung 52 und Bereiche 53,54 vorgesehen, die eine geringe Querschnittsfläche
haben und an den gegenüberliegenden Seiten der Durchgangsöffnung 52 ausgebildet
sind. Seitlich von der Durchgangsöffnung 52 ist ein Permanentmagnet 55 aus einem
seltenen Erdmetall angeordnet und durch die Halteplatte 56 ortsfest festgelegt.
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Die Halteplatte 56 ist ebenfalls aus einem Material mit einer hohen
magnetischen Leitfähigkeit hergestellt und auf dem Joch 51 punktverschweißt. In
Fig. 13 ist ein durch den Permanentmagneten 55 der vorgenannten Anordnung erzeugter
Magnetfluß wiedergegeben. Der Magnetfluß fließt durch einen Kreis, der aus dem Permanentmagneten
55, der Halteplatte 56 und den Bereichen 53,54 besteht, die eine kleine Querschnittsfläche
haben. Dieser Kreis hat jedoch einen hohen magnetischen Widerstand, wegen der Durchgangsöffnung
52 und der Bereiche 53,-54,die eine geringe Querschnittsfläche haben, und weil die
Bereiche 53,54 magnetisch gesättigt sind, so daß der größere Teil des magnetischen
Flusses durch das Joch 51 und durch den Anker 58 fließt, wodurch der Anker 58 an
den Stirnflächen des Joches entgegen der Kraft der Feder 59 festgehalten wird. Wenn
ein Strom durch die Spule 57 in der Richtung fließt, damit der durch den Permanentmagneten
55 erzeugte Magnetfluß augenblicklich kompensiert wird, wird der Anker 58 von den
Magnetpolflächen
des Joches durch die Kraft der Feder 59 gelöst,
so daß der Anker zu einer gewünschten Bewegung ansetzt.
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Ein bewegliches Glied 60 aus einem Material mit einer magnetischen
hohen Leitfähigkeit, das außerhalb des Bereiches des Joches 51 liegt, der mit der
Durchgangsöffnung 52 versehen ist, kann mit dem Joch 51 in Xontakt gelangen oder
von diesem durch einen nichtgezeigten Mechanismus gelöst werden. Xblicherweise wird
das bewegliche Glied im Abstand von den Joch gehalten und hat keine magnetische
Funktion. Gelangt das bewegliche Glied 60 mit dem Joch in Kontakt, und ist der Anker
58 an den Magnetpolflächen des Joches 51 in Anzugstellung, so fließt ein Teil des
durch-den Permanentmagneten 55 erzeugten Magnetflusses durch das bewegliche Glied
60.
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Mit anderen Worten, das bewegliche Glied 60 schafft einen Magnetkreis,
der keinen Anker parallel zu dem Magnetkreis einschließlich durch das Joch und zugehörigen
Anker bildet. Unter der Annahme, daß ein magnetischer Widerstand des so gebildeten
Magnetkreises, gleich einem Widerstand des Magnetkreises ist, der durch den Anker
fließt, dann wird ein durch den Anker fließender Magnetfluß auf die Hälfte reduziert.
Eine Kraft des Joches 51 für den Anzug des Ankers 58 an das Joch ist deshalb proportional
dem Quadrat eines Magnetflusses, der durch die Magnetpolflächen fließt, so daß eine
Anzugskraft auf ein Viertel reduziert sein wird, wenn der Magnetfluß auf die Hälfte
reduziert ist.Wenn die Spannung der Feder 58 so eingestellt ist, daß sie halb so
groß ist wie die magnetische Anzugskraft des Joches 51, mit der der Anker angezogen
wird, dann kann der Anker von dem Joch dadurch losgelöst werden, daß das bewegliche
Glied 60 mit dem Joch 51 ion Kontakt gebracht wird.
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Alternativ zu den Ausführungsbeispielen in den Fig. 12, 13 kann die
Anordnung des Permanetmagneten 55, der auf dem Joch 51 angebracht ist, auch so sein,
wie sie in Fig. 14 gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Halteplatte 56 ist eine
ebene Platte, und eine Befestigungsplatte 56c mit derselben Dicke wie der Permanentmagnet
55 und aus einem magnetischen hochleitfähigem Material gefertigt ist auf der gegenüberliegenden
Seite des Permanentmagneten 55 derart angeordnet, daß die Halteplatte 56 einen dazwischen
ausgebildeten SpaLt überbrücken kann.
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Zusätzlich kann, wie in Fig. 15a dargestellt ist, ein Bereich mit
einer kleinen Querschnittsfläche in dem Joch 51 dadurch geschaffen werden, daß anstelle
der Durchgangsöffnung 52 ein Ausschnitt 52 vorhanden ist.Zusätzlich können, wie
in Fig. 15b dargestellt ist, Bereiche mit einer kleinen Querschnittsfläche in dem
einen Schenkel des Joches seitlich von einem Permanentmagneten vorgesehen sein.
Vom Herstellungsstandpunkt aus kann ein Ausschnitt leichter als eine Durchgangsöffnung
hergestellt werden, wohingegen vom Standpunkt der mechanischen Festigkeit die Durchgangsöffnung
vorteilhaft ist.
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Auf diese Weise ist das Joch, ohne es zu teilen, mit Bereichen versehen,
die eine kleine Querschnitssfläche haben, so daß die Magnetpolflächen in einer gemeinsamen
Ebene an einem durchgehenden Körper ausgebildet sind und beide mit Leichtigkeit
in eine gemeinsame Ebene genau endbearbeitet werden können, wodurch ein Festhalten
des Ankers an den Magnetpolflächen erleichtert wird. Zusätzlich kann in gleicher
Weise das bewegliche Glied in einen innigen Kontakt mit dem Joch gebracht werden,
wodurch
eine konsistente Funktion geschaffen wird, um für den
Anker einen Bypass eines Magnetflusses zu bilden, mit der Freiheit Änderungen in
der Qualität der verwendeten Materialien vorzunehmen.
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In. Fig. 16 ist ein Schaltbild einer elektromagnetischen Einrichtung
wiedergegeben, die für einen Verschlußmechanismus einer Kamera verwendet wird. Dabei
ist mit 61 ein Lichtmeßkreis und mit 62 ein Zeitglied und ein Schaltkreis für die
Bestimmung einer Belichtungszeit bezeichnet. Mit Mg ist eine elektromagnetische
Einrichtung gemäß der Erfindung bezeichnet. Im vorliegenden Fall löst die Bewegung
eines von sich dem Joch abhebenden Ankers ein Verschlußglied aus. Ein Schalter S
ist üblicherweise an den Kontakten a angelegt. Ein Transistor Q ist gesperrt, wohingegen
ein Kondensator C von einer elektrischen Energiequelle E gespeist wird.
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Wird ein Verschlußknopf gedrückt, dann wird der Schalter S von a auf
den Kontakt b umgelegt, wodurch ein Lichtmeßkreis und ein Zeitglied-Schaltkreis
in Betrieb gesetzt wird. Eine vorgegebene Zeitspanne nach dem öffnen eines Verschlusses
wird der Transistor Q durch den Zeitglied-Schaltkreis 62 leitend, so daß der Kondensator
C augenblicklich durch die elektromagnetische Einrichtung Mg entladen wird, und
somit der Anker von dem Joch abgehoben wird, wodurch das Verschlußschließglied betätigt
wird. Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung der Verschluß für eine Ballaufnahme
betätigt wird, wird ein nichtgezeigtes Einstellglied auf eine Ball-Einstellung eingestellt,
und dann wird das bewegliche Glied 60 für den Elektromagneten Mg in Anlage mit dem
Joch gebracht, so daß der Anker von dem Joch abgehoben werden kann, obgleich
kein
Strom durch die Spule fließt. Andererseits wird der Anker in dieser Anlage mit dem
Joch festgehalten, bis der Verschlußknopf aus seiner gedrückten Lage ausgelöst ist.
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Wenn der Verschlußknopf ausgelöst ist, dann wird der Anker von dem
Joch abgehoben, so daß das Verschlußschließglied betätigt wird. Wenn der Verschluß
auf Ballaufnahme eingestellt ist, verbleibt der Zeitglied-Schaltkreis in einer nicht
betriebsfähigen Stellung, so daß für den Fall der bekannten elektromagnetischen
Einrichtung des Entmagnetisierungstyps die Ballaufnahme nicht durchgeführt werden
kann ohne das irgend ein anderer Verschlußschließmechanismus vorgesehen ist. Im
Gegensatz dazu kann die Ballaufnahme gemäß der Erfindung durch einen Verschluß erzielt
werden, indem ein Elektromagnet in einem elektrischen Verschlußkreis eingeschaltet
ist.Hinzu kommt, daß ein Verschluß von einer elektrischen Verschlußart auf eine
mechanische Verschlußart und umgekehrt umgestellt werden kann, indem das bewegliche
Glied gemäß einem mechanischen Verschlußmechanismus betätigt wird.
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Um den Permanentmagneten auf dem Jochteil zu befestigen, werden die
Permanentmagneten derart angeordnet, daß sie auf den gegenüberliegenden Seiten eines
Bereiches mit einem hohen magnetischen Widerstand in einem Massekern zu liegen kommen,
und dann kann ein Halteglied mit einer hohen magnetischen Leitfähigkeit in der Weise
angeordnet werden, daß es die vorgenannten beiden Permanentmagneten überdeckt. Dieser
Fall ist in Fig. 16 dargestellt.
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Mit 64 ist eine Schraube bezeichnet, die dazu dient, das Halteglied
56 an dem Joch 51 anzubringen, und die sich durch die Durchgangsöffnung 52 erstreckt.
Eine Unterlegscheibe 63 ist aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt.
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- Patentansprüche -