DE3242667C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmagnet gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Ein derartiger Schaltmagnet ist aus der US 30 91 725 bekannt. Bei ihm wird der
Auslösepunkt des Magnets dadurch festgestellt, daß das Polstück gegenüber der
Permanentmagnetanordnung verschoben wird. Damit verstellt sich aber zugleich
auch der Hub des Ankers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltmagnet anzugeben, der so
ausgebildet ist, daß der Freigabepunkt des Ankers in bezug auf den an die
elektrische Spule angelegten Strom eingestellt werden kann, ohne den Hub des
Magnets zu beeinflussen.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Schaltmagnet gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
genannten Maßnahmen vor.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 3.
Der erfindungsgemäße Schaltmagnet weist eine nichtmagnetische Abstandseinrich
tung zwischen der Abschlußplatte und der Permanentmagnetanordnung auf. Mit
Hilfe dieser Abstandseinrichtung läßt sich durch Beeinflussen des Nebenschluß
flusses, der durch die Permanentmagnetanordnung, den Rahmen, die Abschlußplatte
und die Abstandseinrichtung fließt, der Auslösepunkt des Magnets
verstellen, ohne daß der Hub des Ankers beeinflußt wird.
Gemäß der Weiterbildung von Anspruch 2 wird die Permanentmagnetanordnung durch
zwei dickenorientierte, quaderförmige Keramikmagnete gebildet. Keramikmagnete
weisen sehr günstige magnetische Eigenschaften bei sehr niedrigem Preis auf.
Sie wer
den in der Regel durch Preßverfahren hergestellt, wie dies
z. B. im Buch "Keramische Magnete" von G. Heimke, Springer-
Verlag Wien-New York, 1976, S. 124-129 beschrieben ist. Dort
ist auch darauf hingewiesen, daß beim Pressen unterschiedlich
ste Probleme auftreten. Es ist offensichtlich, daß sich ein
quaderförmiger Keramikmagnet leichter durch Pressen herstellen
läßt als ein zylinderförmiger. Um den Einsatz quaderförmiger,
dickenorientierter Keramikmagnete zu ermöglichen, ist das Pol
stück in seinem hinteren Bereich mit zwei gegenüberliegenden
ebenen Flächen ausgebildet, an die die Keramikmagnete angelegt
werden können. In Anpassung an diese Geometrie ist es wiederum
von Vorteil, den Rahmen U-förmig auszubilden, was Gegenstand
von Anspruch 3 ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher
Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Schaltmagnets nach der
Erfindung und
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Schaltmagnet nach der
Erfindung enthält einen allgemein U-förmigen offenen
Rahmen 10 aus Weicheisen oder einem anderen geeigneten
ferromagnetischen Material. Der allgemein U-förmige
Rahmen 10 weist ein geschlossenes Vorderende 12 auf,
in dem eine kreisförmige Öffnung 13 gebildet ist, durch
die sich ein axial in einer magnetisch leitenden Lager
büchse 18 erstreckender Anker 15 erstreckt. Der Rahmen 10
enthält zwei parallele, im Abstand voneinander verlau
fende flache Rahmenteile 20 und 21.
Die Lagerbüchse 18 ist von der vorderen Öffnung des Rah
mens aufgenommen, und sie bildet eine Basis zum magneti
schen Koppeln des Ankers mit dem Rahmen. Innerhalb des
Rahmens 10 ist eine ringförmige Erregerspule 25 ange
bracht, die in der Mitte eine Ankerausnehmung aufweist,
die das innere Ende des Ankers 15 aufnimmt. Die Lager
büchse 18 ist mit einem Flansch 28 versehen, der gegen
das geschlossene Ende 12 des Rahmens 10 stößt, und sie
erstreckt sich in Form eines nach innen ragenden Ab
schnitts 29 axial in die Ausnehmung, so daß sie einen
ringförmigen Träger für ein Ende der Erregerspule 25
bildet. Das innere Ende der Erregerspule 25 wird zweck
mäßigerweise von einem festen Polstück 30 gehalten, das
ebenfalls aus Weicheisenmaterial hergestellt ist. Das
feste Polstück 30 weist einen zylindrischen Vorderab
schnitt 31 auf, der von der Ausnehmung der Erregerspule
25 aufgenommen ist und der mit einer allgemein ebenen
Polfläche 32 endet. Die Polfläche 32 bildet mit dem
Innenende des Ankers 15 einen Arbeitsluftspalt; in Fig. 1
ist der Anker in der geschlossenen Stellung dargestellt.
Der Anker 15 ist mit einem Bund 35 versehen, der inner
halb der Spulenausnehmung beweglich ist und eine Vor
richtung bildet, die einen Anschlag definiert, wenn der
Bund 35 mit dem angrenzenden, nach innen ragenden Ab
schnitt 29 der Lagerbüchse in Eingriff kommt, wodurch
die ausgelöste Stellung des Ankers 15 festgelegt wird.
Das Polstück 30 erstreckt sich vom zylindrischen Abschnitt
31 aus nach hinten, und es weist gegenüberliegende flache
Magnetaufnahmeflächen 33 und 34 auf, die in Fig. 2 am
besten zu erkennen sind. Die Flächen 33 und 34 liegen
im Abstand von entsprechend gegenüberliegenden ebenen
Innenflächen 35 und 36 der Rahmenteile 20 und 21.
Die Magnetvorrichtung für den erfindungsgemäßen Schalt
magnet enthält zwei billige, allgemein ebene oder recht
winklige Keramikmagnete 40 und 41, die einerseits zwi
schen den Polflächen 33 und 35 und andererseits zwischen
den Rahmenflächen 34 und 36 angebracht sind. Die Magnete
40 und 41, die längs ihrer kürzeren Abmessung polarisiert
sind, sind als dickenpolarisierte Magnete bekannt, so
daß die größeren ebenen Flächen, die von den Ober- und
Unterseiten der Magnete gebildet sind, die Magnetpol
flächen sind. Wenn die Magnete 40 und 41 die in Fig. 1
dargestellten Positionen einnehmen, berühren sie ver
gleichsweise große Flächenbereiche des Rahmens 10 und
des Polstücks 30, so daß eine beträchtliche Fläche vor
handen ist, über die sich der Magnetfluß durch den Rah
men und durch das Polstück mit relativ niedriger Dichte
ausbreiten kann.
Mittel zur Bildung eines sekundären Nebenschlußwegs ent
halten eine ferromagnetische hintere Verschlußplatte 50,
die eine rechtwinklige Form hat. Die Verschlußplatte 50
ist so bemessen, daß sie in dichtem Abstand von den
Innenflächen der Enden der Rahmenteile 20 und 21 ange
bracht werden kann, und sie wird mit Hilfe von Bolzen 52
mittels einer oder mehrerer Abstandsglieder im Abstand
von der ebenen Hinterfläche des Polstücks 30 gehalten.
Die Verschlußplatte 50 wird auch mit Hilfe von zwei Bol
zen 54 festgehalten, die sich durch die Rahmenteile 20
und 21 erstrecken.
Die Abstandsglieder 55 bestehen aus nichtmagnetischem
Plattenmaterial wie Kunststoff, Messing oder dergleichen,
und sie können so ausgewählt sein, daß sie eine ausrei
chende Dicke zum Festlegen eines magnetischen Spalts
mit einem bestimmten Ausmaß haben, damit die Haltekraft
der Magnete 40 und 41 bezüglich des Ankers 15 gesteuert
oder der Auslösepunkt des Magnets festgelegt wird.
Die von den Permanentmagneten 40 und 41 gebildeten Fluß
wege sind in Fig. 1 mit unterbrochenen Pfeilen 60 und 61
dargestellt. Sie enthalten einen Hauptflußweg 60 durch
den Längsabschnitt der ebenen Rahmenteile 20 und 21,
durch das Ende 12 und die Lagerbüchse 18, durch den
nicht als Arbeitsluftspalt wirkenden Luftspalt mit dem
Anker 15, durch den Anker und den zylindrischen Ab
schnitt 31 des Polstücks, das Polstück 30 und durch
die Magnete 40 und 41. Ein sekundärer Nebenschlußweg 61
für den Magnetfluß verläuft durch das Polstück 30, die
Magnete, die Rahmenteile 20 und 21 und die hinten ange
brachte Verschlußplatte 50; die Wirksamkeit dieses
Nebenschlußwegs kann durch Einstellen der Dicke der
nichtmagnetischen Abstandsglieder 55 zwischen der Ver
schlußplatte 50 und dem Polstück 30 eingestellt werden.
Die von den Magneten 40 und 41 erzeugte Haltekraft wird
im erfindungsgemäßen Schaltmagnet wirksam ausgenutzt,
und es können billige Keramikmagnete benutzt werden,
die den Anker 15 in seiner zurückgezogenen Ruhestellung
halten, die in der Zeichnung dargestellt ist. Wenn der
Magnet ausgelöst werden soll, wird an die Erregerspule 25
ein elektrischer Stromimpuls in der Weise angelegt, daß
der durch den Rahmen und durch den Anker sowie durch die
Spule verlaufende, von den Magneten verursachte Fluß ge
nügend abgeschwächt wird, daß sich der Anker unter dem
Einfluß einer Feder oder einer anderen Kraft in Vorwärts
richtung bewegen kann. Der Fluß wird normalerweise durch
die Magnete selbst nicht vollständig umgekehrt, so daß
die Magnete nicht entmagnetisiert werden. Wenn sich der
Anker 15 in seiner vorderen, bewegten Stellung befindet,
ist der Arbeitsspalt zwischen dem Anker und der Pol
fläche 32 beträchtlich, und der Hauptteil des Flusses
der Permanentmagnete 40 und 41 verläuft durch die Ver
schlußplatte 50; der variable Spalt ist von den Abstands
gliedern 55 gebildet. Die Erregerspule 25 kann auch in
herkömmlicher Weise durch Umkehrung des hindurchfließen
den Stroms dazu benutzt werden, den Anker in seine dar
gestellte Ausgangsposition zurückzubewegen.
Es ist gezeigt worden, daß mit Hilfe der Erfindung ein
kostengünstiger und wirksamer Schaltmagnet geschaffen
wird. Der von den Abstandsgliedern 55 gebildete variable
Spalt kann in einfacher Weise zur Steuerung des Schalt
punkts des Magneten eingestellt werden. Die Verwendung
von zwei allgemein rechtwinkligen Permanentmagneten mit
großen, ebenen Polflächen, die jeweils entsprechende
ebene Flächen des Polstücks 30 und der Rahmenteile 20
und 21 berühren, erlaubt die Verwendung kostengünstiger
Magnete.
Claims (4)
1. Schaltmagnet mit
- - einem Rahmen (10) aus magnetischem Material,
- - einem Polstück (30) und einem Anker (15), die entlang einer gemeinsamen Achse im Rahmen angeordnet sind,
- - einer Spule (25), die das hintere Ende des Ankers und das vordere Ende des Polstücks umschließt,
- - einer Permanentmagnetanordnung (40, 41) im hinteren Bereich des Polstücks,
- - und einer Abschlußplatte (50) aus magnetischem Material, die den Rahmen hinten verschließt,
gekennzeichnet durch
- - eine nichtmagnetische Abstandseinrichtung (55) zwischen der Abschlußplatt (50) und der Permanentmagnetanordnung (40, 41) zum Einstel len des Auslösepunktes des Magnets (15).
2. Schaltmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polstück in seinem vorderen Bereich zylinderförmig ist und
in seinem hinteren Bereich zwei gegenüberliegende ebene Flä
chen (33, 34) aufweist, die parallel zur Achse von Polstück
(30) und Anker (15) stehen, und an denen dickenorientierte,
quaderförmige Keramikmagnete (40, 41) als Permanentmagnet
anordnung anliegen.
3. Schaltmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rahmen (10) U-förmig ist.
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