DE3242667C2 - - Google Patents

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.