DE3215057C2

DE3215057C2 - Selbsthaltendes solenoid

Info

Publication number: DE3215057C2
Application number: DE823215057A
Authority: DE
Inventors: Shin Ojima; Kiichiro Tada; Toru Yoshimura; Naoki Yoshikawa; Yoshinao Naito
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2002-04-23
Also published as: FR2504718A1; FR2504718B1; DE3215057A1; JPS57170513U; GB2099223A; US4419643A; GB2099223B; JPH0134326Y2

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsthaltendes Solenoid nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt das DE-GM 17 88 545 ein selbsthaltendes Solenoid, bei dem der bewegliche Anker zylindrisch ist und dessen eines Ende in eine zylindrische Ausnehmung des feststehenden Kerns eintaucht, wenn die Arbeits- und Rückstellspule mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird. Der feststehende Kern besitzt einen sich konisch verjüngenden Ringflansch, dessen axiale Länge den Hub des beweglichen Ankers bestimmt. Die Kernanordnung ist ringförmig zwischen zwei Radialflanschen angeordnet, von denen der äußere Bestandteil von sich axial erstreckenden Führungsrippen für den zylindrischen, beweglichen Anker ist. Das von dem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld ist derart gerichtet, daß es den beweglichen Anker gegen den feststehenden Kern zu treiben trachtet. Wird die Spule durch einen Stromimpuls erregt, erhöht sich die auf den beweglichen Anker einwirkende Kraft, so daß der Anker gegen den feststehenden Kern gezogen wird.

Auch nach Abschalten des Stroms durch die Spule bleibt der bewegliche Anker in der neuen Lage, da die von dem Permanentmagneten aufgebrachte Kraft nun ausreicht, um den Anker zu halten. Zum Zurückstellen des beweglichen Ankers wird die Spule mit einem Stromimpuls entgegengesetzter Polarität gespeist. Das dabei entstehende Magnetfeld wirkt dem von dem Permanentmagneten erzeugten Feld entgegen, so daß der Anker mit geringer Kraft zurückgestellt werden kann. In der Ruhestellung befindet sich die Stirnfläche des beweglichen Ankers etwa fluchtend mit dem Ende des Ringflansches des feststehenden Kerns. Diese Lage ist nicht unkritisch: befindet sich der bewegliche Anker etwas in dem Bereich des Ringflansches, so wird der Luftspalt an der Kante des Ringflansches überbrückt, so daß der bewegliche Anker die Neigung hat, sich zu dem feststehenden Kern hin zu bewegen.

Wenn die inneren Stirnfläche des beweglichen Ankers einen gewissen Abstand von der Kante des Ringflansches des feststehenden Kerns hat, fließt der von dem Permanentmagneten ausgehende magnetische Fluß auf zwei Wegen: einmal über den einen Radialflansch zwischen Permanentmagnet und Spule, das Joch, den Ringflansch und den Spalt zwischen dem Ringflansch und der Führung für den beweglichen Anker; der zweite Weg beinhaltet den Radialflansch zwischen Spule und Permanentmagnet, eine isolierende Trennschicht zwischen Permanentmagnet und Führungshülse, die Führungshülse selbst und den äußeren Radialflansch. Da in diesem Zustand praktisch überhaupt kein magnetischer Fluß durch den beweglichen Anker geht, ist dessen Lage relativ instabil und kann sich in unerwünschter Weise leicht durch äußere Einflüsse ändern.

Die US-PS 37 92 390 zeigt einen magnetischen Aktuator, bei dem sich die Bodenfläche eines zylindrischen beweglichen Ankers in Kontakt mit der Stirnseite eines Stempels befindet. Der Stempel ist von einem Permanentmagneten umgeben. Der Magnetfluß von dem Permanentmagneten gelangt über ein Zwischen-Polstück, ein ringförmiges Joch und ein ringförmiges Polstück in den zylindrischen beweglichen Anker und von dort in den Stempel und von diesem wieder über eine Stirnplatte zurück zu dem Permanentmagneten. Die dadurch auf den beweglichen Anker aufgebrachte magnetische Kraft wirkt gegen eine Rückstellfeder. Beim Einspeisen eines Stroms in die im Inneren des Jochs befindliche Spule addieren sich die jetzt herrschenden magnetischen Kräfte unter Überwindung der Rückstellkraft der Feder. Auch hier wird ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Solenoid Gebrauch gemacht von einem Nebenschlußkreis durch Kombination eines Permanentmagneten und eines Elektromagneten.

In der US-PS 41 27 835 ist ein elektrischer Linear-Motor beschrieben, bei dem sich zwischen zwei Schraubenfedern ein beweglicher, zylindrischer Anker befindet, der von einer Ringspule umgeben ist, deren Stirnseiten sich jeweils eine Permanentmagnet-Anordnung anschließt. Die durch die Permanentmagneten bedingten Kräfte werden mit den von der elektromagnetischen Spule erzeugten Kräften additiv oder subtraktiv kombiniert, um den Anker aus der mitteleren Gleichgewichtsstellung nach links oder nach rechts zu bewegen. Maßgeblich sind hier die Kräfte an den Luftspalten zwischen den beiden abgewandten Stirnflächen des beweglichen Ankers und den diesen Stirnflächen zugewandten inneren Stirnflächen von Joch-Hülsen, die als Widerlager für die den Anker zentrierenden Schraubenfeder dienen.

Die US-PS 30 91 725 zeigt ein Solenoid mit einem Anker, der von einer Schraubenfeder von einem Polstück weg vorgespannt wird. Wenn eine den Anker umgebende Spule mit Strom gespeist wird, addiert sich der dadurch entstehende magnetische Fluß mit dem Magnetfluß eines Permanentmagneten, so daß der Anker gegen die Federkraft zur Stirnfläche des Polstücks gezogen wird. In dieser Stellung wird der Anker gehalten, auch wenn kein Strom mehr durch die Spule fließt. Zum Trennen von Anker und Polstück wird die Spule mit einem Strom in umgekehrter Richtung gespeist.

Die GB-PS 15 59 373 zeigt einen magnetischen Aktuator mit verschieblichem Anker, der von einer Spule umgeben ist, an deren einer Stirnseite ein ringförmiger Permanentmagnet angeordnet ist. Bei Einspeisen eines Stroms in die Spule bewegt sich der Anker so, daß der magnetische Fluß seitens des Permanentmagneten ein Halten des Ankers bewirkt. Der Permanentmagnet befindet sich in der Mitte einer allseitig umschlossenen Kammer, so daß je nach Stellung des beweglichen Ankers der magnetische Fluß einmal durch die rechte Seite und einmal durch die linke Seite der Kammerwände verläuft.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbsthaltendes Solenoid der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln eine hohe Stabilität des beweglichen Ankers in der jeweiligen Lage erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Solenoid der beweglichen Anker von dem feststehenden Kern beabstandet ist, ergibt sich ein geschlossener Magnetkreis durch den Permanentmagneten, die Spalt-Anordnung, einen Teil des beweglichen Ankers und das Joch. Durch diesen Kreis geht der größte Anteil des magnetischen Flusses, so daß der Magnetkern stabil gehalten wird, während er ein Stück aus dem Ende der Spule herausragt. Ein weiterer magnetischer Kreis umfaßt den Permanentmagneten, das magnetische Joch, den feststehenden Kern, den zwischen diesem und dem beweglichen Anker gebildeten Luftspalt und den beweglichen Anker. Allerdings ist die dadurch bewirkte Kraft sehr schwach, so daß die Stabilität beim Halten des beweglichen Ankers nicht beeinträchtigt wird. Somit kann das erfindungsgemäße Solenoid auch dort eingesetzt werden, wo es starken Erschütterungen ausgesetzt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein herkömmliches selbsthaltendes Solenoid;

Fig. 2A und 2B die gegenseitige Beziehung zwischen den von Spulenströmen gebildeten magnetischen Feldern und der Magnetisierung eines Permanentmagneten 14 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des selbsthaltenden Solenoids gemäß der vorliegenden Erfindung bei der der Permanentmagnet 14 an der Seite angebracht ist, an der der bewegliche Anker herausragt;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines magnetischen Pfades des Magnetflusses des Permanentmagneten im abgefallenen Zustand und eines magnetischen Pfades des vom Gegenstrom erzeugten Magnetflusses in der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines magnetischen Pfades des Magnetflusses des Permanentmagneten im angezogenen Zustand und eines magnetischen Pfades des vom Arbeitsstrom erzeugten Magnetflusses in der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine andere Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 3, bei welcher der Permanentmagnet 14 innerhalb des magnetischen Joches angeordnet ist;

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, bei der eine Mehrzahl von Permanentmagneten an der Seite angebracht ist, an der der bewegliche Anker hervorragt;

Fig. 9 eine Darstellung eines magnetischen Pfades des Magnetflusses der Permanentmagnete in der abgefallenen Stellung und eines magnetischen Pfades des von einem Arbeitsstrom erzeugten Magnetflusses in der Ausführungsform nach Fig. 8;

Fig. 10 eine Darstellung eines magnetischen Pfades des Magnetflusses der Permanentmagnete in der angezogenen Stellung und eines magnetischen Pfades des von einem Gegenstrom erzeugten Magnetflusses in der Ausführungsform nach Fig. 8;

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 10;

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine weitere Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 8, bei welcher die Zahl der verwendeten Permanentmagnete erhöht wurde;

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 11, bei welcher die Zahl der verwendeten Permanentmagnete erhöht wurde;

Fig. 14 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der auf der Seite auf der der bewegliche Anker herausragt und auf der Seite des feststehenden Kerns eine Mehrzahl von Permanentmagneten vorgesehen sind und

Fig. 15 einen Querschnitt durch eine weitere Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 3, bei der der Permanentmagnet radial magnetisiert ist.

Zur Erleichterung des Verständnisses der vorliegenden Erfindung wird anhand von Fig. 1 zunächst ein herkömmliches selbsthaltendes Solenoid erläutert. Ein magnetisches Joch 10 besteht aus einem magnetischen Jochbügel 11, der durch Biegen einer magnetischen Platte in eine U-Form hergestellt wurde und aus einem Verbindungsstück 12, welches so am Jochbügel 11 befestigt ist, daß es seine Endstücke verbindet. Ein im wesentlichen säulenförmiger feststehender Kern 13 ist in der Mitte des Zwischenstücks 11a des magnetischen Jochbügels 11 befestigt. In der Mitte des Zwischenstücks 11a ist ein Loch 11e vorgesehen und ein Halterohr 20 ragt aus der Mitte des feststehenden Kerns 13 auf der Seite des Zwischenstücks 11a heraus und ist in das Loch 11e eingesetzt. Das herausragende Stück des Halterohrs 20 wird in radialer Richtung gespreizt, wodurch der feststehende Kern 13 an dem Zwischenstück 11a befestigt wird. Ein dünnes Durchgangsloch 23 erstreckt sich axial durch den feststehenden Kern 13, so daß während der Bewegung des beweglichen Ankers 16 Luft in den und aus dem Spalt 18 strömen kann.

Den feststehenden Kern 13 umgibt direkt ein Ende eines zylindrischen Teils 15 aus nicht-magnetischem Material, z. B. Messing, dessen anderes Ende in ein Loch in der Mitte des Verbindungsstückes 12 des magnetischen Joches 10 eingesetzt ist. Ein zylindrischer beweglicher Anker, ein sog. Tauchanker 16, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie der feststehende Kern 13 ist so in das zylindrische Teil 15 eingebaut, daß er hierin axial beweglich ist. In der Ruhestellung des selbsthaltenden Solenoids bestimmt der bewegliche Anker 16 den Luftspalt 18 zwischen seinem inneren Ende und dem feststehenden Kern 13 und ragt weit aus dem anderen Ende des magnetischen Joches 10 heraus.

Der bewegliche Anker 16 ist in Längsrichtung in zwei Teile geteilt und die beiden Teile des beweglichen Ankers sind über einen Permanentmagneten 14 verbunden, der eine kleine Koerzitivkraft hat. Der Permanentmagnet 14 wird bei Raumtemperatur durch ein magnetisches Feld magnetisiert, welches während des Anzugsvorgangs in einer Spule des selbsthaltenden Solenoids entsteht und wird leicht von einem Feld mit entgegengesetzter Richtung entmagnetisiert, und dieser Permanentmagnet läßt sich wiederholt magnetisieren und entmagnetisieren. Das herausragende Ende des beweglichen Ankers 16 weist ein Loch 16a auf, welches der Verbindung mit einer Last dient.

Die Stirnfläche des beweglichen Ankers 16 weist auf der Seite des feststsehenden Kerns 13 einen aus dem gleichen Stück geformten Vorsprung 22 mit trapezförmigem, die Achse des Ankers 16 einschließenden Querschnitt auf. In die Stirnfläche des feststehenden Kerns 13 ist eine trapezförmige Vertiefung 21 zur Aufnahme des trapezförmigen Vorsprungs 22 eingearbeitet. Durch eine solche Anordnung werden die sich gegenüberstehenden Flächen des beweglichen Ankers 16 und des feststehenden Kerns 13 vergrößert, wodurch eine Vergrößerung der Anziehungskraft auf den erstgenannten möglich wird. Auf dem zylindrischen Teil 15 ist ein Spulenkörper 24 aus nicht-magnetischem Material, wie z. B. Kunstharz, angebracht. Auf diesen Spulenkörper 24 sind eine Arbeitsspule 25 und auf diese eine Gegen- oder Rückholspule aufgewickelt. Auf die Gegenspule 26 ist ein Band 27 aufgebracht.

Wenn der bewegliche Anker 16 angezogen werden soll, wird durch die Arbeitsspule 25 ein Arbeitsstrom geschickt. Durch diesen Arbeitsstrom wird in dem zylindrischen Teil 15 und im wesentlichen parallel zu dessen Achse ein magnetischer Fluß B₁ erzeugt. Der magnetische Fluß B₁ verläuft innerhalb eines geschlossenen magnetischen Pfades der aus dem magnetischen Joch 10, dem feststehenden Kern 13 und dem beweglichen Anker 16 besteht und durch die magnetische Energie in diesem magnetischen Kreis wird der bewegliche Anker 16 in Richtung auf den feststehenden Kern 13 bis zum Anschlag an diesen bewegt. Durch den magnetischen Fluß B₁ wird weiterhin der Permanentmagnet 14 magnetisiert und selbst wenn in diesem Zustand der Arbeitsstrom abgeschaltet wird, bleibt der Permanentmagnet 14, wie in Fig. 2A gezeigt, magnetisiert und durch seinen magnetischen Fluß B₀ wird der bewegliche Anker 16 in Richtung auf den feststehenden Kern 13 gezogen und dort gehalten.

Wenn der bewegliche Anker 16 in seine Ruhelage zurückgeholt werden soll, wird durch die Rückholspule 26 ein Gegenstrom geschickt, durch den im zylindrischen Teil 15 ein magnetischer Fluß B₂ erzeugt wird, der im wesentlichen parallel zu dessen Achse, jedoch in entgegengesetzter Richtung wie der vorher erwähnte magnetische Fluß B₁ verläuft. Wie Fig. 2B zeigt, hat der magnetische Fluß B₂ des Permanentmagneten 14 und deshalb wird der Permanentmagnet 14 entmagnetisiert. Demzufolge wird der bewegliche Anker auch dann durch eine Rückholfeder in seine Ausgangslage zurückgezogen, wenn diese sehr schwach ist. In diesem Falle wird der bewegliche Anker 16 unter seinem eigenen Gewicht oder einer angehängten Last in seine Ausgangslage zurückkehren, so daß keine Rückholfeder erforderlich ist, sofern das selbsthaltende Solenoid so verwendet wird, daß der herausragende Teil des beweglichen Anker 16 nach unten zeigt. Das in Fig. 1 dargestellte selbsthaltende Solenoid verbraucht weniger Energie und ist in dem Zustand, wo der bewegliche Anker 16 in seiner Ausgangslager liegt, stabiler als in dem Fall, wo der feststehende Kern 13 aus einem Permanentmagneten gebildet ist, der durch die magnetischen Felder der Spulen 25 und 26 nicht entmagnetisiert wird. Da der Permanentmagnet 14 zwischen die Teile des beweglichen Ankers 16 eingesetzt ist, ist es jedoch schwierig, ein solches kleines selbsthaltendes Solenoid zu bauen, bei dem der bewegliche Anker 16 etwa 4 mm Durchmesser hat und etwa 15 mm lang ist. Weiterhin ist der eingesetzte Permanentmagnet 14 großen Stößen ausgesetzt, da der bewegliche Anker 16 immer wieder gegen den feststehenden Kern 13 schlägt; es ist daher schwierig, ein selbsthaltendes Solenoid von ausreichender mechanischer Widerstandsfähigkeit zu schaffen. Darüberhinaus wird infolge der wiederholten Magnetisierung und Entmagnetisierung des Permamentmagneten 14 der Energieverbrauch relativ hoch auch wenn er für jede einzelne Betätigung klein ist. Hinzu kommt noch, daß der Permanentmagnet 14 während der Betätigung überhaupt nicht zur Anziehung des beweglichen Ankers 16 beiträgt, der nur durch den von der Arbeitsspule 25 herrührenden magnetischen Fluß angezogen wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des selbsthaltenden Solenoids gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser Fig. 3 sind die Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist der Permanentmagnet 14 an der Seite am magnetischen Joch 10 angebracht, aus der das Ende des beweglichen Ankers 16 herausragt. Der bewegliche Anker 16 ragt aus dem Zwischenstück 11a des magnetischen Jochbügels 11 heraus und der feststehende Kern 13 ist am Verbindungsstück 12 befestigt. In der Mitte des Zwischenstücks 11a des magnetischen Jochbügels 11 ist eine Öffnung 41 mit einem etwas größeren Durchmesser als der äußere Durchmesser des zylindrischen Teils 15 angebracht, und das zylindrische Teil 15 aus nicht-magnetischem Material ist so im magnetischen Jochbügel 11 angeordnet, daß es aus ihm durch die Öffnung 41 herausragt. Der beispielsweise ringförmige Permanentmagnet 14 ist am Zwischenstück 11a des magnetischen Jochbügels 11 angebracht, und umgibt das aus der Öffnung 41 herausragende Ende des zylindrischen Teils 15. Für den magnetischen Fluß des Permanentmagneten 14 besteht ein magnetischer Pfad, der einen Spalt 44 aufweist, der kleiner ist als der Spalt 18 zwischen dem beweglichen Anker 16 in seiner Ruhelage und dem feststehenden Kern 13 und die Anordnung ist so gewählt, daß der magnetische Fluß des Permanentmagneten 14 dann, wenn der bewegliche Anker 16 in direktem Kontakt mit dem feststehenden Kern 13 ist, davon abgehalten wird, durch den Spalt 44 zu verlaufen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise um das zylindrische Teil 15 herum ein ringförmiges magnetisches Joch 42 an der äußeren Stirnfläche des Permanentmagneten 14 angebracht. Zwischen der inneren Mantelfläche des Permanentmagneten 14 und der äußeren Mantelfläche des zylindrischen Teils 15 ist ein Spalt ausgebildet, und der magnetische Spalt 44 der gleich oder kleiner ist als der genannte Spalt, befindet sich zwischen der inneren Mantelfläche der Öffnung 41 und der äußeren Mantelfläche des beweglichen Ankers 16. Der magnetische Spalt 44 ist kleiner gewählt, als der Spalt 18 der zwischen dem feststehenden Kern 13 und dem beweglichen Anker 16 liegt. Zwischen das zylindrische Teil 15 und dem Permanentmagneten 14 ist, wenn erforderlich, ein ringförmiger Abstandhalter 43 aus einem nicht-magnetischen Material, wie z. B. Messing, eingesetzt. Der Abstandhalter 43 kann auch so erweitert werden, daß er den magnetischen Spalt 44 füllt. Als Permanentmagnet 14 kann z. B. ein Ferritmagnet, ein Seltene-Erde-Magnet oder etwas ähnliches mit einer relativ hohen Koerzitivkraft verwendet werden. In Fig. 3 hat der Permanentmagnet 14 seinen Nord- bzw. Südpol seitlich am Zwischenstück 11a bzw. seitlich am magnetischen Joch 42. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform eine Spule 40 auf den Spulenkörper 24 aufgewickelt.

Wenn der bewegliche Anker 16 und der feststehende Kern 13 voneinander entfernt sind, verläuft, wie in Fig. 4 gezeigt, der vom Permanentmagnet 14 verursachte magnetische Fluß in zwei geschlossenen magnetischen Pfaden innerhalb des Solenoids. Der erste geschlossene magnetische Pfad verläuft vom magnetischen Nordpol N über Zwischenstück 11a - Spalt 44 - zylindrisches Teil 15 - beweglicher Anker 16 - zylindrisches Teil 15 - magnetisches Joch 42 zum magne tischen Südpol S, und der Fluß Φ₁ verläuft innerhalb dieses ersten geschlossenen magnetischen Pfades. Der zweite geschlossene magnetische Pfad erstreckt sich vom magnetischen Nordpol N über Zwischenstück 11a - magnetischer Jochbügel 11 - Verbindungsstück 12 - feststehender Kern 13 - Spalt 18 - beweglicher Anker 16 - zylindrisches Teil 15 - magnetisches Joch 42 zum magnetischen Südpol S, und ein magnetischer Fluß Φ₂ verläuft innerhalb dieses zweiten geschlossenen magnetischen Pfades. Im zweiten geschlossenen magnetischen Pfad ist der magnetische Fluß Φ₂ wesentlich kleiner als der magnetische Fluß Φ₁ im ersten geschlossenen magnetischen Pfad, da der magnetische Widerstand des Spalts 18 wesentlich höher ist als der des Spalts 44 und es gilt etwa die Beziehung Φ₁+Φ₂=Φ_M, wobei Φ_M der vom Permanentmagneten 14 aus gehende, nicht variierende Gesamtfluß ist. Wenn in der Spule 40 weder Arbeits- noch Gegenstrom fließen, wird folglich der bewegliche Anker 16 von der magnetischen Energie des zweiten geschlossenen magnetischen Pfades nicht bewegt, da der magnetische Fluß Φ₂ klein ist. Dank der magnetischen Energie des ersten geschlossenen magnetischen Kreises versucht der bewegliche Anker 16 in dieser Lage zu bleiben, auch wenn eine externe Kraft auf ihn ein wirkt.

Als nächstes werde durch die Arbeits- und Rückstellspule 40 ein Arbeitsstrom geschickt, so daß die Richtung des von der Spule 40 verursachten magnetischen Flusses im Anker 16 mit der des vom Magneten 14 herrührenden Flusses Φ₂ übereinstimmt. Die von dem Arbeitsstrom erzeugten magnetischen Flüsse verlaufen in zwei geschlossenen magnetischen Pfaden innerhalb des Solenoids. Ein dritter geschlossener magnetischer Pfad folgt folgendem Weg: Zwischenstück 11a - magnetischer Jochbügel 11 - Verbindungsstück 12 - fest stehender Kern 13 - Spalt 18 - beweglicher Anker 16 - zylindrisches Teil 15 - Spalt 44 - Zwischenstück 11a, und ein magnetischer Fluß Φ₃ verläuft innerhalb dieses dritten geschlossenen magnetischen Pfades. Ein vierter geschlossener magnetischer Pfad folgt dem Weg: magnetischer Nordpol N - Zwischenstück 11a - magnetischer Jochbügel 11 - Verbindungsstück 12 - feststehender Kern 13 - Spalt 18 - beweglicher Anker 16 - zylindrisches Teil 15 - magnetisches Joch 42 - magnetischer Südpol S, und ein magnetischer Fluß Φ₄ verläuft innerhalb dieses vierten geschlossenen magnetischen Pfades.

In dem Teil des Ankers 16, welcher sich innerhalb der Arbeits- und Rückstellspule 40 befindet, bestehen während der Einwirkung des Arbeitsstromes die magnetischen Flüsse Φ₂+Φ₃+Φ₄ in Richtung der Achse des beweglichen Ankers 16. Infolge dieser magnetischen Flüsse wirkt auf den beweglichen Anker 16 eine Kraft, die ihn in Richtung auf den feststehenden Kern 13 bewegt. In diesem Fall haben die magnetischen Flüsse Φ₁ und Φ₃ in dem Spalt 44 entgegengesetzte Richtungen. Daher wird, wenn der Fluß Φ₃ größer wird als der Fluß Φ₁, der Fluß Φ₁ gezwungen, in den zweiten geschlossenen magnetischen Pfad auszuweichen. Als Folge hiervon wird die Kraft auf den beweglichen Anker 16 größer als in dem Fall, wo auf diesen nur der aus der Spule 40 stammende magnetische Fluß einwirkt. Auf diese Weise wird der bewegliche Anker 16 durch die magnetische Energie des zweiten, dritten und vierten geschlossenen magnetischen Pfades in Richtung auf den feststehenden Kern 13 bewegt, bis der Vorsprung 22 ganz in der trapezförmigen Vertiefung 21 liegt. In diesem Zustand, wo der Spalt 18 nicht mehr besteht, ist der magnetische Widerstand des zweiten geschlossenen magnetischen Pfades wesentlich kleiner als in dem Zustand, wo der bewegliche Anker 16 und der feststehende Kern 13 nicht miteinander in Kontakt stehen. Dementsprechend wird der magnetische Fluß Φ₂′ welcher, wie in Fig. 5 gezeigt, innerhalb des zweiten geschlossenen magnetischen Pfades verläuft, wesentlich größer, als der magnetische Fluß Φ₂. Andererseits fließt praktisch kein magnetischer Fluß mehr im ersten geschlossenen magnetischen Pfad, da der magnetische Widerstand des ersten geschlossenen Pfades durch die Wirkung des Spaltes 44 merklich größer ist als der des zweiten magnetischen Pfades. Mit dem beschriebenen Ansteigen des magnetischen Flusses Φ₂′, der in dem zweiten geschlossenen magnetischen Pfad verläuft, wird der bewegliche Anker 16 auch dann durch die magnetische Energie des zweiten geschlossenen magnetischen Pfades in Berührung mit dem feststehenden Kern 13 gehalten, wenn der Arbeitsstrom abgeschaltet wird.

Um den beweglichen Anker 16 in seine Ausgangslage zu rückzubringen, wird ein Gegenstrom dessen Richtung der des Arbeitsstromes entgegengesetzt ist, durch die Arbeits- und Rückstellspule 40 geschickt. Wie Fig. 5 zeigt, bildet sich dabei ein geschlossener magnetischer Pfad aus mit dem Verlauf: Zwischenstück 11a - Spalt 44 - beweglicher Anker 16 - feststehender Kern 13 - Verbindungsstück 12 - magnetischer Jochbügel 11 - Zwischenstück 11a, und ein magnetischer Fluß Φ₃′ verläuft innerhalb dieses geschlossenen magnetischen Pfades. Da der magnetische Fluß Φ₃′ in der Achse des beweglichen Ankers 16 die umgekehrte Richtung hat wie der magnetische Fluß Φ₂′ und daher diesen, vom Permanentmagneten 14 herrührenden Fluß Φ₂′ aufhebt, wodurch die den beweglichen Anker 16 anziehende Kraft des Permanentmagneten 14 fast bis auf Null verringert wird, kann der bewegliche Anker 16 durch eine sehr geringe Kraft in seine Ausgangslage zurückgebracht werden. Da der bewegliche Anker in der Praxis üblicherweise mit Hilfe einer Rückholfeder oder unter Ausnutzung seines eigenen Gewichts in die Ausgangslage zurückgebracht wird, kann er mit wesentlich weniger Gegenstrom rückgestellt werden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten gebräuchlichen Solenoid muß der Permanentmagnet 14 während des Rückstellvorgangs entmagnetisiert werden und demzufolge ist für die Rückstellung ein relativ größerer Rückstellstrom erforderlich. Im Gegensatz hierzu braucht bei dem Solenoid nach der vorliegenden Erfindung der Permanentmagnet 14 nicht entmagnetisiert zu werden und der bewegliche Anker 16 wird durch Einsatz eines relativ kleinen Gegenstroms in der Arbeits- und Rückstellspule 40 zurückgeholt. Darüberhinaus wirkt, wie oben beschrieben, bei dem Solenoid nach der vorliegenden Erfindung während der Betätigung der magnetischen Fluß des Permanentmagneten 14 ebenfalls anziehend auf den beweglichen Anker 16, so daß der Arbeitsstrom kleiner bleiben kann als bei dem in Fig. 1 gezeigten Solenoid nach dem Stand der Technik erforderlich. Aus den beschriebenen Gründen sind bei einem Solenoid nach der vorliegenden Erfindung sowohl der Arbeits- als auch der Gegenstrom kleiner als dies bei einem herkömmlichen Solenoid der Fall ist und der Energieverbrauch ist daher klein.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des selbsthaltenden Solenoids nach der vorliegenden Erfindung, wobei Teile die denen in Fig. 3 entsprechen, mit den gleichen Nummern bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise ein scheibenförmiger Flansch 50 aus magnetischem Material durch Einpressen, Aufstecken oder Gießen in einem Stück auf dem Teil des beweglichen Ankers 16 angebracht, der aus dem Magnetjoch 42 herausragt. Der Abstand zwischen dem magnetischen Joch 42 und dem Flansch 50 ist so gewählt, daß er im Ruhezustand des beweglichen Ankers 16 im wesentlichen so groß ist wie Spalt 18, so daß der Flansch 50 mit seiner gesamten Oberfläche mit dem magnetischen Joch 42 in Verbindung steht wenn der bewegliche Anker 16 den feststehenden Kern 13 berührt. Demzufolge verläuft der vorerwähnte zweite geschlossene magnetische Pfad dann, wenn der bewegliche Anker am feststehenden Kern 13 anliegt, durch den aus magnetischem Material bestehenden Flansch 50 anstatt durch das nicht-magnetische zylindrische Teil 15. In diesem Fall verläuft der zweite geschlossene magnetische Pfad auf folgendem Weg: Magnetpol N - Zwischen stück 11a - magnetischer Jochbügel 11 - Verbindungsstück 12 - feststehender Kern 13 - beweglicher Anker 16 - Flansch 50 - magnetisches Joch 42 - Magnetpol S -. Der magnetische Fluß verläuft also nicht durch das zylindrische Teil 15, sondern durch den Flansch 50 von geringem magne tischem Widerstand, so daß der Fluß innerhalb des zweiten magnetischen Pfades und damit die auf den beweglichen Anker 16 wirkende Haltekraft ansteigt. Es hat sich gezeigt, daß die Haltekraft eines Solenoids, die ohne Flansch 50 etwa 1,5 daN beträgt, durch das Anbringen des Flansches 50 auf etwa 2,6 daN ansteigt.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der Permanentmagnet 14 auf der Außenseite eines der Enden des magnetischen Joches 10 befestigt war, kann er ebenso auf der Innenseite des magnetischen Joches 10 angebracht werden. Wenn beispielsweise, wie in Fig. 3 gezeigt, der Permanentmagnet 14 an derjenigen Seite des magnetischen Joches 10 angebracht ist, an der das Ende des beweglichen Ankers 16 herausragt, wird der Permanentmagnet 14, wie in Fig. 7 dargestellt, innerhalb des magnetischen Joches 10 und in Kontakt mit diesem befestigt und das magnetische Joch 42 wird dann zwischen dem Permanentmagneten 14 und dem Flansch des Spulenkörpers 24 angeordnet. In diesem Fall wird die Größe g₁ des Spaltes 51, der zwischen der äußeren Mantelfläche des magnetischen Jochs 42 und dem magnetischen Joch 10 liegt, wesentlich größer gewählt als die Größe g₂ des Spalts 44 zwischen der inneren Mantelfläche der Öffnung 41 des magnetischen Joches 10 und dem beweglichen Anker 16, so daß der durch den Spalt 51 verlaufende magnetische Fluß vernachlässigbar klein wird. Wenn der durch einen Arbeitsstrom in der Spule 40a erzeugte magnetische Fluß in entgegengesetzter Richtung wie der Fluß des Permanentmagneten 14 durch den Spalt 44 verläuft, weicht der Fluß des Permanentmagneten 14 auf folgenden magnetischen Pfad aus: Magnetpol N - magnetisches Joch 42 - beweglicher Anker 16 - feststehender Kern 13 - Verbindungsstück 12 - magnetischer Jochbügel 11 - Zwischenstück 11a - Magnetpol S ohne durch den Spalt 44 zu verlaufen und zieht auf diese Weise den beweglichen Anker 16 in Richtung auf den feststehenden Kern 13. Der Rückstellstrom in der Spule 40b erzeugt einen magnetischen Fluß in Gegenrichtung zu dem magnetischen Fluß des Permanentmagneten 14 in Richtung vom beweglichen Anker 16 zum feststehenden Kern 13 und löst den beweglichen Anker 16 vom feststehenden Kern 13. Der von der Spule 40b ausgehende magnetische Fluß und der magnetische Fluß des Permanentmagneten 14 stimmen in dem Spalt 44 in der Richtung überein, so daß der vom Permanentmagneten 14 ausgehende magnetische Fluß denjenigen magnetischen Pfad wählt, der den Spalt 44 enthält.

In der Ausführungsform nach Fig. 7 besteht die Spule 40 aus einer Arbeitsspule 40a und einer Rückstellspule 40b und auch auf die anderen hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Verwendung von zwei Spulen ebenfalls anwendbar. Dies bedeutet, daß bei dem selbsthaltenden Solenoid nach der vorliegenden Erfindung der Arbeits- und der Gegenstrom durch unterschiedliche Spulen oder durch die gleiche Spule fließen können.

Obwohl in der bisherigen Beschreibung nur ein Permanentmagnet 14 an einem der Enden des magnetischen Joches 10 vorgesehen ist, ist es ebenso möglich, daß, in Richtung der Bewegung des beweglichen Ankers 16 gesehen, eine Mehrzahl von Permanentmagneten so aufeinanderfolgend und mit jeweils einem magnetischen Joch zwischen benachbarten Magneten angeordnet ist, daß benachbarte Permanentmagnete gleiche Polarität haben können und so die Anzugskraft für die Bewegung des beweglichen Ankers 16 und die Kraft, die den beweglichen Anker 16 in Berührung mit dem feststehenden Kern 13 hält, zu vergrößern.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel für eine derartige Anordnung. Der bewegliche Anker 16 ragt aus einer Öffnung 52 des Verbindungs stücks 12 des magnetischen Joches 10. An der Außen- und Innenseite des Verbindungsstücks 12 sind Permanentmagnete 14₁ bzw. 14₂ und Magnetjoche 42₁ bzw. 42₂ angebracht. Die Permanentmagnete 14₁ und 14₂ stehen sich am Verbindungsstück 12 des magnetischen Joches 10 mit gleichnamigen Polen gegenüber. Der Spalt 44 liegt zwischen der inneren Mantelfläche der Öffnung 52 des Verbindungsstücks 12 und der äußeren Mantelfläche des beweglichen Ankers 16 und seine Größe g₂ ist kleiner gewählt, als g₃ des Spaltes 18.

Wenn der bewegliche Anker 16 nicht in Kontakt mit dem feststehenden Kern 13 steht, verlaufen die von den Permanentmagneten 14₁ bzw. 14₂ herrührenden magnetischen Flüsse Φ₁ bzw. Φ₁′ innerhalb geschlossener magnetischer Pfade, in denen sie den Spalt 44, wie gezeigt, in gleicher Richtung passieren. Diese magnetischen Flüsse verlaufen nicht durch den Spalt 18 und deshalb wird der bewegliche Anker 16 von den Permanentmagneten 14₁ und 14₂ nicht angezogen. Die Permanentmagnete 14₁ und 14₂ wirken eher so, daß sie den beweglichen Anker 16 gegen eine zufällig wirkende äußere Kraft in seiner Ruhestellung festhalten. Wenn durch die Spule 40 ein Arbeitsstrom geschickt wird, erzeugt er einen magnetischen Fluß Φ₃ der durch den Spalt 44 in umgekehrter Richtung verläuft wie die von den Permanentmagneten 14₁ und 14₂ erzeugten magnetischen Flüsse Φ₁ und Φ₁′ und die magnetischen Flüsse Φ₁ und Φ₁′ werden abge lenkt und verlaufen, wie in Fig. 9 gezeigt, durch den Spalt 18 statt durch den Spalt 44. Als Folge hiervon wirken auf den beweglichen Anker 16 sowohl die magnetischen Flüsse Φ₁ und Φ₁′ als auch Φ₃; dies bedeutet, daß die Anziehungskraft größer wird, als sie in einer Ausführungsform nach Fig. 3 erreichbar ist.

Selbst wenn der Arbeitsstrom abgeschaltet wird, wenn der bewegliche Anker 16 den feststehenden Kern 13 berührt, verlaufen die Flüsse Φ₁ und Φ₁′, wie Fig. 10 zeigt, durch den beweglichen Anker 16 und den feststehenden Kern 13 und nicht durch den Spalt 44 und halten dadurch den beweglichen Anker 16 in seiner angezogenen Stellung. Da diese Haltekraft von den beiden magnetischen Flüssen Φ₁ und Φ₁′ herrührt, ist sie größer als in dem Fall, indem nur ein einziger Permanentmagnet verwendet wird. Um den beweglichen Anker 16 in seine Ausgangs- oder Ruhelage zurück zu bringen, wird durch die Spule 40 ein Gegenstrom geschickt, der einen magnetischen Fluß Φ₃′ erzeugt (gestrichelte Linie in Fig. 10), dessen Richtung entgegengesetzt derjenigen der Flüsse Φ₁ und Φ₁′ ist.

Bei Verwendung einer Mehrzahl von Permanentmagneten ist es ebenso möglich, eine Anordnung zu wählen, bei der die magnetischen Flüsse der einzelnen Permanentmagnete durch individuelle Spalte verlaufen, wenn sich der bewegliche Anker 16 in seiner äußersten oder abgefallenen Stellung befindet. Beispielsweise dienen in einer Anordnung nach Fig. 11, in der diejenigen Teile, die denen in Fig. 8 entsprechen, mit gleichen Bezugsnummern versehen sind, die magnetischen Joche an den Außenseiten der Permanentmagnete 14₁ und 14₂ als Verbindungsstücke 12₁ und 12₂ zwischen den beiden Enden des magnetischen Jochbügels 11. Spalte 44₁ und 44₂ liegen zwischen den inneren Mantelflächen der Öffnungen 52₁ und 52₂ der Verbindungsstücke 12₁ und 12₂ und der äußeren Mantelfläche des beweglichen Ankers 16 und das magnetische Joch 42 ist zwischen den Permanentmagneten 14₁ und 14₂ angebracht.

Mehrere Permanentmagnete können auch so angeordnet werden, wie dies die Fig. 12 bzw. 13, die den Fig. 8 bzw. 11 entsprechen, zeigen. In en Fig. 12 und 13 werden vier Permanentmagnete 14₁ bis 14₄ verwendet. In den Fig. 12 und 13 werden diejenigen der an beiden Seiten der Permanentmagnete 14 _i (i=1, 2, . . .) liegenden magnetischen Joche, die mit dem magnetischen Jochbügel 11 verbunden sind, mit 12 _i (i=1, 2, . . .) bezeichnet und die magnetisch mit dem Anker 16 verbundenen mit 42 _i (i=1, 2, . . .). Die magnetischen Joche 12 _i und 42 _i sind abwechselnd angeordnet und die Spalte 44 _i liegen zwischen dem magnetischen Joch 12 _i und dem beweglichen Anker 16. Aufeinanderfolgende Permanentmagnete 14₁ bis 14₄ liegen einander mit ihren gleichnamigen Polen über ein magnetisches Joch gegenüber.

Es können, obwohl in der bisherigen Beschreibung ein Permanentmagnet nur an einem Ende - in Bewegungsrichtung des beweglichen Ankers 16 gesehen - des magnetischen Joches 10 vorgesehen ist, Permanentmagnete auch an beiden Enden des magnetischen Joches 10 angeordnet werden. Ein typisches Beispiel hierfür ist in Fig. 14 dargestellt, in der die der Fig. 3 ent sprechenden Teile mit den gleichen Bezugsnummern versehen sind und nicht mehr im einzelnen beschrieben werden. In Fig. 4 sind der Abstandshalter 43 zwischen dem Permanentmagneten 14₁ und dem zylindrischen Teil 15 und der Spulenkörper 24 als ein gemeinsames Werkstück ausgebildet, und in das für die Lastaufnahme vorgesehene Loch 16a des beweglichen Ankers 16 ist ein Stift 54 zur Verbindung mit der Last fest eingesetzt. Derartige Abänderungen sind auch bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen durch führbar.

Bei den vorstehend behandelten Ausführungsformen wurde davon ausgegangen, daß die Richtung der Magnetisierung des Permanentmagnets (der Permanentmagnete) parallel zur Bewegungsrichtung des Ankers 16 verläuft, aber es ist ebenso möglich einen Permanentmagneten zu verwenden, der in radialer Richtung magnetisiert ist, wie dies Fig. 15 zeigt, in der Teile, die denen in Fig. 3 entsprechen, mit den gleichen Nummern bezeichnet sind. Der Permanentmagnet 14 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und seine Magnetisierungsrichtung verläuft radial. Einer der magnetischen Pole des Permanentmagneten 14 steht magnetisch mit dem beweglichen Anker 16 in Verbindung während der andere Pol über ein ringförmiges Verbindungsjoch 55 mit dem Zwischenstück 11a verbunden ist. Wenn ein Permanentmagnet 14 wie er in Fig. 15 gezeigt ist, bei einer Ausführungsform beispielsweise nach Fig. 7 verwendet wird, kann der Permanentmagnet 14 zwischen dem Jochbügel 11 und dem beweglichen Anker 16 eingesetzt werden um damit in guter magnetischer Verbindung zu stehen und der ursprünglich in Fig. 7 von dem Permanentmagneten 14 eingenommene Raum kann entweder freigelassen oder mit nicht-magnetischem Material gefüllt werden.

Weiterhin kann in jeder der vorgenannten Ausführungsformen anstelle eines einzelnen ringförmigen Permanentmagneten eine Mehrzahl von Permanentmagneten in gleichen Abständen um den beweglichen Anker 16 oder den feststehenden Kern 13 angeordnet werden. Ferner ist es möglich, den magnetischen Jochbügel 11 rohrförmig auszubilden. In den Fällen, in denen in Bewegungsrichtung des beweglichen Ankers 16 eine Mehrzahl von Permanentmagneten angeordnet ist, kann diese Anzahl auch ungerade sein, was aus der Tatsache folgt, daß selbst bei Entfernung des äußersten Permanentmagneten 14₁ und des magnetischen Joches 42₁ in Fig. 12 die Funktion des selbsthaltenden Solenoids sicher gestellt wäre.

Claims

1. Selbsthaltendes Solenoid, mit einer Arbeits- und Rückstellspule (40), die mit einem Arbeits- oder einem Rückholstrom beschickt wird,
einem beweglichen Anker (16), der im wesentlichen koaxial in der Arbeits- und Rückstellspule (40) so angeordnet ist, daß er längs deren Achse beweglich ist, und der so lang ist, daß ein Ende aus der Spule herausragt,
einem feststehenden Kern (13), der an einem Ende der Arbeits- und Rückstellspule (40) innerhalb dieser angeordnet ist und als Anschlag für den beweglichen Anker (16) dient, wenn dieser in die Arbeits- und Rückstellspule gezogen wird,
einem magnetischen Joch (10), das außerhalb der Arbeits- und Rückstellspule (40) derart angeordnet ist, daß sein einer Endabschnitt (12) magnetisch mit dem einen Ende des feststehenden Kerns (13) gekoppelt ist, und
eine Permanentmagnet-Anordnung (14), die um den beweglichen Anker (16) herum auf der Seite des anderen Endes der Arbeits- und Rückstellspule (40) in axialer Richtung derart angeordnet ist, daß einer seiner Magnetpole magnetisch mit dem anderen Endabschnitt (11a) des magnetischen Jochs (10) und der andere Magnetpol über einen Polschuh (42) mit der zylindrischen Oberfläche des beweglichen Ankers (16) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der andere Endabschnitt (11a) des Jochs (10) über eine magnetische Spalt-Anordnung (44) mit der zylindrischen Oberfläche des beweglichen Ankers (16) gekoppelt ist, wobei die Spalt-Anordnung (44) zwischen den beiden Teilen (11a, 16) eine vorbestimmte Länge aufweist, und an einer Stelle angeordnet ist, die sich von der Stelle der magnetischen Kopplung zwischen dem einen Magnetpol der Permanentmagnet-Anordnung (14) und der zylindrischen Oberfläche des beweglichen Ankers (16) unterscheidet, so daß bei Kontakt des beweglichen Ankers (16) mit dem inneren Ende des feststehenden Kerns (13) der größte Teil des magnetischen Flusses (Φ₂′), der von der Permanentmagnet-Anordnung (14) stammt, begrenzt wird auf einen ersten geschlossenen magnetischen Weg, der durch die magnetische Spalt-Anordnung (44), den beweglichen Anker (16), den feststehenden Kern (13) und den die beiden Endabschnitte (12, 11a) verbindenden Jochbügel (11) verläuft, während dann, wenn sich der bewegliche Anker (16) in einer vom inneren Ende des Kerns (13) beabstandeten Lage über einen Luftspalt (18) der größer als die Spalt-Anordnung (44) ist, befindet, der größte Teil des von der Permanentmagnet- Anordnung (14) stammenden magnetischen Flusses auf einen zweiten geschlossenen magnetischen Weg (Φ₁) begrenzt wird, der durch die magnetische Spalt-Anordnung (44) und einen Abschnitt des beweglichen Ankers (16) läuft.

2. Selbsthaltendes Solenoid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endabschnitt des magnetischen Jochs (10) in Form einer Stirnplatte (11a) mit einer darin befindlichen Öffnung (41) ausgebildet ist, daß der bewegliche Anker (16) sich in der Öffnung befindet, und daß die magnetische Spalt-Anordnung (44) zwischen der zylindrischen Oberfläche des beweglichen Ankers (16) und der inneren Umfangsfläche der Öffnung (41) definiert ist.

3. Selbsthaltendes Solenoid nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Magnetpole der Permanentmagnet-Anordnung (14) sich in Berührung mit der äußeren oder inneren Oberfläche der Stirnplatte (11a) befindet, und daß ein plattenförmiges magnetisches Joch als Polschuh (42) vorgesehen ist, das ein Loch zur Aufnahme des beweglichen Ankers (16) aufweist und mit letzterem magnetisch gekoppelt ist, wobei das plattenförmige magnetische Joch in Kontakt mit dem anderen Magnetpol der Permanentmagnet-Anordnung (14) steht, um so die magnetische Kopplung zwischen dem anderen Magnetpol und dem beweglichen Anker (16) zu erhalten.

4. Selbsthaltendes Solenoid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnet-Anordnung (14) aufweist:
mehrere Permanentmagnete (14₁, 14₂, 14₃, 14₄), die in Bewegungsrichtung des beweglichen Ankers einander mit gleichnamigen Polen gegenüberstehen
mehrere plattenförmige Joch-Endabschnitt (12₁, 12₂, 12₃), von denen jeweils einer zwischen benachbarten Magneten und an beiden Seiten der Permanentmagnet-Anordnung mit dieser in Berührung angeordnet ist, so daß abwechselnd einer der plattenförmigen Joch-Endabschnitte in Berührung mit dem Jochbügel (11) steht, um die magnetische Kopplung zwischen der Permanentmagnet-Anordnung und dem magnetischen Joch (10) herzustellen, während die übrigen plattenförmigen Joch-Endabschnitte magnetisch mit dem beweglichen Anker (16) gekoppelt sind, um die magnetische Kopplung zwischen der Permanentmagnet-Anordnung und dem beweglichen Anker (16) herzustellen, und
daß die magnetische Spalt-Anordnung mehrere Spalte (44₁, 44₂, 444₃) aufweist, die jeweils zwischen plattenförmigen Joch-Endabschnitten und der zylindrischen Oberfläche des beweglichen Ankers (16) gebildet sind.

5. Selbsthaltendes Solenoid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnet-Anordnung (14) ringförmig ausgebildet und in ihrer axialen Richtung magnetisiert ist.

6. Selbsthaltendes Solenoid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnet-Anordnung (14) ringförmig ausgebildet und in einer radialen Richtung magnetisiert ist.

7. Selbsthaltendes Solenoid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht-magnetischer Abstandhalter (43) zwischen der Permanentmagnet-Anordnung (14) und den beweglichen Anker (16) eingefügt ist, wobei die Dicke des Abstandhalters kleiner ist als die der magnetischen Spalt-Anordnung (44).

8. Selbsthaltendes Solenoid nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeits- und Rückstellspule (40) aus einer mit einem Arbeitsstrom versorgbaren Arbeitsspule und einer zu dieser koaxial angeordneten und mit einem Gegenstrom versorgbaren Rückstellspule zusammengesetzt ist.

9. Selbsthaltendes Solenoid nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnet-Anordnung (14) an der Außenseite der Stirnplatte (12) angebracht ist, und daß sich ein zusammen mit dem Spulenkörper (24) für die Arbeits- und Rückstellspule (40) aus einem Stück gebildeter Abstandshalter (43) zwischen der Permanentmagnet-Anordnung (14) und dem beweglichen Anker (16) in die magnetische Spalt-Anordnung er streckt.