DE3318034A1 - Electrical repulsion or attraction magnet - Google Patents
Electrical repulsion or attraction magnetInfo
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Abstract
Description
■ -' · - : : Dipi..-iisiG. ALEX STENGER■ - '· -:: Dipi ..- iisiG. ALEX STENGER
Kaiser-PriedricivRing 70 -:- --' DlPL. -IWG: .WOLFRAM WATZKEKaiser-PriedricivRing 70 - : - - 'DlPL. -IWG: .WOLFRAM WATZKE
D-4000 DÜSSELDORF Il 3318034 U> D) PL.-ING. H E I N Z J. RINGD-4000 DÜSSELDORF Il 3318034 U> D) PL.-ING. HEINZ J. RING
EUROPEAN PATENT ATTORNEYSEUROPEAN PATENT ATTORNEYS
Unser Zeichen: 24 254 Datum: '7. .'"'I.' T''"7, Our reference: 24 254 Date: '7. . '"' I. ' T ""7,
Dipl.-Ing. Walter Krome, Bellscheider Weg 30, 4030 Ratingen 6Dipl.-Ing. Walter Krome, Bellscheider Weg 30, 4030 Ratingen 6
Die Erfindung betrifft -einen elektrischen Schub- oder Zugmagnet mit beeinflußbarer Kraft-Weg-Kennlinie, bei demThe invention relates to an electric push or pull magnet with controllable force-displacement characteristic where
1. eine Magnetwicklung von einem Joch mit seitlichen,1. a magnet winding from a yoke with lateral,
je einen Pol bildenden Schenkeln sowie einem zentralen, axial beweglichen Anker umgeben ist,each leg forming a pole and a central, axially movable armature is surrounded,
2. eine Stirnfläche des Ankers sowie eine in Achsrichtung •gegenüberliegende Stirnfläche eines ersten Schenkels ein Arbeitspolflächenpaar mit konstanten Polflächen bilden, wobei deren axialer Abstand den Schub- oder Zugweg bestimmen'sowie2. an end face of the armature and an end face of a first leg which is opposite in the axial direction a working pole face pair with constant pole faces form, the axial distance of which determines the push or pull path, as well as
3. eine Seitenfläche des Ankers sowie -eine radial gegenüberliegende Seitenfläche eines zweiten Schenkels als zweiten Pol ein Ubergangspolflächenpaar mit konstanten oder veränderlichen Übergangspolflächen bilden, wobei deren.radialer Abstand konstant ist.3. a side surface of the armature and a radially opposite one Side surface of a second leg as the second pole, a transition pole surface pair with constant or variable Form transition pole surfaces, whereby their radial distance is constant.
Elektromagnete mit im Zentrum .angeordnetem, mit einem Stößel oder einer Zugstange verbundenen Anker weisen in der Regel eine zug- und"druckfeste Verbindung zwischen dem Anker und dem Stößel/ Zugstange auf, so daß die axial wirkende Magnetkraft auf den axial verschieblichen Stößel/Zugstange übertragen wird.Electromagnet with a center, with a plunger or a tie rod connected armature usually have a tensile and "pressure-resistant connection between the armature and the plunger / Pull rod on, so that the axially acting magnetic force is transmitted to the axially displaceable plunger / pull rod.
.Für die axial wirksame Magnetkraft wird gewöhnlich ein besonderes Polflächensystem benutzt, da ein einfaches, normal zur Achsrichtung ausgerichtetes Arbeitspolflächenpaar eine ungünstige Kraft-Weg-Kennlinie besitzt, bei der mit abnehmendem Polabstand die Kraft sehr steil ansteigt. Erwünscht ist aber zumeist eine am Anfang desFor the axially effective magnetic force there is usually a special one Pole face system used as a simple one, normal to the axial direction aligned working pole surface pair an unfavorable force-displacement characteristic in which the force increases very steeply as the pole spacing decreases. However, one at the beginning of the
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Telefon (0211) 57 21 31 · Telex: as 88 4:1 pale d · Telegrammadresse: Rheinpatenl · l'nslsiheckkonlo KdIn (BLZ 370 100 SO) 2276 10 - S03Telephone (0211) 57 21 31 Telex: as 88 4: 1 pale d Telegram address: Rheinpatenl l'nslsiheckkonlo KdIn (BLZ 370 100 SO) 2276 10 - S03
Hub- oder Zugweges möglichst schnell ansteigende, dann aber über dem weiteren Hub/Zugweg nur noch vergleichsweise schwach ansteigende Magnetkraft. Hierzu wird üblicherweise die zentrale Arbeitspolfläche des ersten Schenkels mit einer Hülse umgeben, in die der Anker bereits zu Beginn des Hub/Zugweges eintaucht. Mit zunehmendem Eintauchen des Ankers und Annähern seiner stirnseitigen Arbeitspolfläche an die gegenüberliegende Arbeitspolfläche des ersten Schenkels nimmt die überdeckung der Ankerseitenfläche mit der Hülseninnenfläche zu -und verhindert ein allzu rasches Ansteigen der Kraft mit fortschreitender Annäherung der Arbeitspolflächen.Lifting or pulling path increasing as quickly as possible, but then only comparatively weakly over the further lifting / pulling path increasing magnetic force. For this purpose, the central working pole surface of the first leg is usually surrounded with a sleeve, in which the anchor is already immersed at the beginning of the stroke / pulling path. With increasing immersion of the anchor and approaching it the front working pole surface on the opposite working pole surface of the first leg covers the armature side surface closes with the inner surface of the sleeve and prevents the force from increasing too quickly as the approach progresses of the working pole areas.
Bei diesen bekannten Systemen- ist der in die Magnetwicklung eintauchende Kolbenanker im Vergleich zu seiner Länge schlank ausgeführt, so daß die stirnseitige Arbeitspolfläche vergleichsweise klein ist, und auch die in eine etwaige Polhülse eintauchende Seitenfläche des Ankers und die daraus resultierende Steuerungs möglichkeit der Kraft-Weg-Kennlinie verhältnismäßig gering ist. Diese schlanke Bauweise ergibt sich zumeist aus der Forderung nach einem relativ kleinen Einbaudurchmesser, bzw.. kleiner Kantenlänge bei rechteckigen Systemen, wenn nämlich solche Magnete zur Betätigung eines Ventils oder Schiebers an die räumlichen Gegebenheiten angepaßt werden müssen.·In these known systems, it is in the magnet winding plunging piston armature made slim compared to its length, so that the frontal working pole area comparatively is small, and also the side surface of the armature which is immersed in a possible pole sleeve and the resulting control possibility of the force-displacement characteristic is relatively low. This slim design mostly results from the requirement for a relatively small installation diameter or. Small edge length in rectangular systems, namely if such magnets are used Actuation of a valve or slide must be adapted to the spatial conditions.
Diese bekannten Elektromagnete weisen systembedingt verschiedene Nachteile auf: in radialer Richtung besteht wenig Platz für die Wicklung, so daß diese extrem zylinderförmig und damit magnettechnisch ungünstig ausgeführt werden muß. Damit verbunden ist eine entsprechend große Baulänge mit ungünstigen Eisenquerschnitte sowie einer vergleichsweise großen Masse des Ankers, die sich negativ auf die Schaltzeiten auswirken kann. Schließlich ist eine relativ lange Überdeckungsfläche zwischen der Ankerseitenfläche und der radial gegenüberliegenden Seitenfläche des zweiten Schenkels zur Ausbildung des übergangspolflächenpaares erforderlicAs a result of the system, these known electromagnets have various disadvantages: there is little space for them in the radial direction Winding, so that it is extremely cylindrical and therefore magnetic must be carried out unfavorably. This is associated with a correspondingly large overall length with unfavorable iron cross-sections as well as a comparatively large mass of the armature, which can have a negative effect on the switching times. Finally is one relatively long overlap area between the anchor side area and the radially opposite side surface of the second leg to form the transition pole surface pair required
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und damit ein langer und magnetkräftig ungünstiger Luftspalt. Diese Länge des Ankers führt auch zu relativ großen Querkräften, die sich beim Lagern des Ankers sehr ungünstig bemerkbar machen. "·and thus a long and magnetically unfavorable air gap. This length of the anchor also leads to relatively large ones Shear forces that are very unfavorable when the anchor is stored. "·
Das Problem der Ankerlagerung beschreibt z.B. W. Baumann: Konstruktionsmerkmale und Eigenschaften von Drehmagneten, Firma Binder Magnete, Heft Gruppe 4, Nr. 104. Dort wurde auf sogenannte Drehmagnete ausgewichen . unter anderem um das Lagerproblem des-Ankers zu beherrschen.W. Baumann, for example, describes the problem of armature bearings: Design features and properties of rotary magnets, Binder Magnete Company, Group 4, No. 104. There, so-called rotary magnets were used. among other things about the storage problem master of the anchor.
Es ist auch von demselben Autor schon vorgeschlagen worden (Zeitschrift ölhydraulik und Pneumatik, Jahrgang 7, 1963 Heft 11, "Gleichstrom-Hubmagnete für Ventilbetätigung",die Ankerlagerung mit einer besonderen Art Kugellager zu verbessern; auch hier wurden keine befriedigenden Ergebnisse erzielt und daher versucht die zuvor bereits benutzte Gleitlagerung weiterzuentwickeln.It has also been suggested by the same author (Journal oil hydraulics and pneumatics, year 7, 1963 issue 11, "DC solenoids for valve actuation", the armature bearing to improve with a special kind of ball bearings; here, too, no satisfactory results were obtained and attempts were therefore made to further develop the previously used plain bearings.
Nach wie vor ist aber auch bei Gleitlagern ein nicht unbeträchtliches Lagerspiel erforderlich, um der gefürchteten Kantenklemmung in der Lagerung zu begegnen, zumal der relativ lange Anker zweifach gelagert werden muß und es schwierig ist, beide Gleitlager genau fluchtend herzustellen. Rechnet man noch die erforderliche Verschleißreserv.e ein, so ergeben sich insgesamt ein entsprechend großer Radialluftspalt und entsprechend große magnetische Verluste. Schließlich bedingen die erwähnten magnetischen Querkräfte eine höhere Lagerreibung und einen progressiv zunehmenden Lagerverschleiß, so daß mit der Betriebszeit" die nutzbare Magnetkraft immer geringer und schließlich unzulänglich wird, um das angebaute Organ sicher zu betätigen.As before, however, it is not inconsiderable even with plain bearings Bearing clearance required to counter the dreaded edge jamming in the bearing, especially since the relatively long anchor doubles must be stored and it is difficult to make both plain bearings exactly in alignment. If you still calculate the required Wear reserve.e, there is an overall correspondingly large radial air gap and correspondingly large magnetic losses. Finally, the aforementioned magnetic transverse forces cause higher bearing friction and progressively increasing bearing wear, so that with the operating time "the usable magnetic force becomes less and less and finally inadequate to secure the attached organ to operate.
Elektromagnete, z.B. zur Ventilbetätigung, sind auch oft hohen Temperaturen - zwischen 100 und 2000C - unterworfen, so daß Wärmespannungen zwischen den Bauteilen auftreten und plötzliches Klemmen der Lagerung eintreten kann. Eine sichere Schmierung ist schon wegen der dauernden Mischreibung und der betriebsbedingt vorhandenen Microbewegungen zwischen Anker und Lagerung kaumElectromagnets, for example for valve actuation, are also often subjected to high temperatures - between 100 and 200 ° C. - so that thermal stresses occur between the components and the bearing can suddenly jam. Safe lubrication is hardly possible due to the constant mixed friction and the operational micro-movements between armature and bearing
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realisierbar. Diese Probleme sind bekannt und begrenzen die Verwendung solcher Systeme in vielen Fällen aus Sicherheitsgründen bzw. erfordern eine kräftige überdimensionierung des Elektromagneten.realizable. These problems are known and in many cases limit the use of such systems for security reasons or require a strong oversizing of the electromagnet.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schub- oder Zugmagneten der eingangs genannten Art bo zu gestalten, daß seine mechanischen und magnetischen Eigenschaften verbessert werden; insbesondere soll eine verbesserte Lagerung zu geringeren Querkräften und kleineren Luftspalten sowie magnetischen Verlusten führen, und. darüber hinaus sollen bei gleichen Baumaßen bessere magnetische Leistungen oder bei gleicher magnetischer Leistung geringere Baumaße, vor allem eine geringere Baulänge erzielt sowie die Schaltzeiten verbessert werden, und schließlich soll eine verbesserte Möglichkeit zur Beeinflussung der Kraft-Weg-Kennlinie des Elektromagneten erzielt werden. . .Proceeding from this, the invention is based on the object to make an electric push or pull magnet of the type mentioned bo that its mechanical and magnetic Properties are improved; in particular, there should be an improved bearing to lower transverse forces and smaller Lead to air gaps and magnetic losses, and. in addition, better magnetic performance should be achieved with the same dimensions or with the same magnetic power, smaller dimensions, and above all a shorter overall length, and the switching times be improved, and finally, an improved possibility of influencing the force-displacement characteristic of the electromagnet be achieved. . .
Als technische Lösung wird dafür vorgeschlagen, daß der AnkerAs a technical solution it is proposed that the anchor
1. scheibenförmig ausgebildet,1. disc-shaped,
■ 2.. an einer Stirnseite der Magnetwicklung angeordnet und 3· mit einem innerhalb des inneren Schenkels gelagerten Schub- oder Zugstößel axial verschieblich ist-und■ 2 .. arranged on one end face of the magnet winding and 3 · is axially displaceable with a push or pull ram mounted within the inner leg and
4. sein zentraler, magnetwicklungsseitiger Stirnbereich die Arbeitspolfläche sowie4. Its central end area on the magnet winding side is the working pole area as well as
5. seine radiale Seitenfläche die Übergangspolfläche bildet.5. its radial side surface forms the transition pole surface.
Bei einer praktischen Ausführungsform kann das Arbeitspolflächenpaar zusätzlich ein es umgebendes Flächenpaar mit radial gegenüberliegenden, in- ihrer Flächenüberdeckung veränderlichen Stirnflächen aufweisen, um hiermit eine verbesserte Kraft-Weg-Kennlinie zu erzielen. Weiterhin wird vorgeschlagen, die Arbeitspolfläche des Ankers in einem geringeren Axialabstand zu der Magnetwicklung anzuordnen als der radial daran anschließende Stirnbereich desIn a practical embodiment, the working pole face pair In addition, a pair of surfaces surrounding it with radially opposite end surfaces that are variable in terms of their surface coverage have in order to achieve an improved force-displacement characteristic. It is also suggested that the working pole area of the armature at a smaller axial distance from the magnet winding than the radially adjoining end region of the
Ankers, damit die Seitenfläche dieser Arbeitspolfläche in eine Polhülse des ersten Schenkels eintauchen kann und das Ankergewicht vermindert wird. Bei dieser Lösung besitzt der . anschließende (zurückliegende) Stirnbereich des Ankers bevorzugt ebenfalls die Funktion einer Arbeitspolfläche, die mit der Stirnfläche einer die Arbeitspolfläche des inneren (ersten) Schenkels umgebenden Hülse in Form eines weiteren Arbeitspolflächenpaares zusammenwirkt und dadurch nicht nur die Magnetkraft, sondern auch die Beeinflussungsmöglichkeit der Kraft-Weg-Kennlinie verbessert.Armature, so that the side surface of this working pole surface can dip into a pole sleeve of the first leg and that Anchor weight is reduced. In this solution, the. adjoining (backward) frontal area of the anchor is preferred also the function of a working pole area, which with the end face of a sleeve surrounding the working pole face of the inner (first) leg in the form of a further working pole face pair interacts and thereby not only the magnetic force, but also the possibility of influencing the force-displacement characteristic improved.
Die Erfindung"beruht also auf dem Grundgedanken, bei einem Elektromagneten der eingangs genannten Art vom Prinzip des Tauchankers ab und auf einen scheibenförmigen, neben der Magnetwicklung angeordneten Anker überzugehen und dabei nicht mehr den Anker.sondern den ihn führenden Stößel/Zugstange innerhalb der Magnetwicklung zu lagern. Hierdurch wird es erstmals möglich, einen kompakt gebauten, starken Elektromagneten mit einer günstigen Kraft-Weg-Kennlinie mit außerordentlich geringem Lagerspiel und entsprechend geringem Verschleiß zu realisieren und die Schaltzeiten durch eine verringerte Mas'se des Ankers zu verbessern sowie eine Reihe neuer Möglichkeiten 'zur Beeinflussung der Kraft-Weg-Kennlinie zu schaffen.The invention "is based on the basic idea in a Electromagnet of the type mentioned at the beginning of the principle of the plunger and on a disk-shaped, next to the magnet winding arranged anchor to pass over and no longer the anchor to store the magnet winding. This makes it possible for the first time to have a compact, strong electromagnet with a to realize favorable force-displacement characteristic with extremely low bearing play and correspondingly low wear and to improve the switching times by reducing the mass of the armature as well as a number of new possibilities for influencing to create the force-displacement characteristic.
Eine im Vergleich zum radial mittleren Bereich des Ankers axial verbreiterte radiale Seitenfläche des Ankers vergrößert die Überdeckung des Übergangspolflächenpaares, ohne das Ankergewicht wesentlich zu vergrößern. Erfindungsgemäß kann auch die Flächenüberdeckung der radialen Seitenfläche des Ankers und der Übergangspolflache des zweiten Schenkels veränderlich (mit dem Hub/Zug-Weg) sein und damit zur Beeinflussung der Kraft-Weg-Kennlinie beitragen.A radial side surface of the armature that is axially widened in comparison to the radially central region of the armature is enlarged the overlap of the transition pole face pair without the anchor weight to enlarge significantly. According to the invention, the Surface overlap of the radial side surface of the armature and the transition pole surface of the second leg is variable (with the Stroke / pull-travel) and thus contribute to influencing the force-travel characteristic.
Ein den Anker übergreifender, stirnseitig an den zweiten Schenkel anschließender Deckel schützt den Anker vor Beschädigungen und unterbindet ein Verschmutzen des Luftspaltes an dem übergangspolflächenpaar. Hierbei empfiehlt es sich, den Stößel mitOne over the anchor, on the face of the second The cover attached to the leg protects the anchor from damage and prevents soiling of the air gap on the transition pole face pair. It is recommended to use the plunger with
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einer ihn durchdringenden Längsbohrung auszustatten und ihn sowohl gegenüber dem Deckel, als auch gegenüber dem ersten Schenkel radial zu dichten, so daß auch bei einem am Stößel außen anstehenden Fluiddruck der Elektromagnet von dem Fluid unbeeinflußt bleibt.to equip a penetrating longitudinal bore and it both against the cover, as well as against the to seal the first leg radially, so that the electromagnet is also in the event of a fluid pressure on the outside of the plunger remains unaffected by the fluid.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen zwei bevorzugte Ausfuhrungsformen eines erfindungsgemäßen elektrischen Schuboder Zugmagneten dargestellt worden sind. In der Zeichnung zeigen:Further details and advantages of the subject matter of the invention emerge from the following description of the accompanying drawings, in which two preferred embodiments of an electric push or pull device according to the invention Pull magnets have been shown. In the drawing show:
Fig. 1 einen elektrischen Schub/Zugmagneten in seitlicher Ansicht und in'der oberen Hälfte im Schnitt;Fig. 1 shows an electric push / pull magnet in lateral View and in the upper half in section;
Fig. 2 einen elektrischen Schubmagneten in derselben Darstellungsart. · .2 shows an electric push magnet in the same type of representation. ·.
Der in Fig. 1 dargestellte Schub/Zugmagnet für einen relativ langen Hub H ist kreissymmetrisch aufgebaut. Eine Magnetwicklung 1 ist von einer bekannten Isolationsschicht 2 umgeben sowie außerhalb- dieser Isolationsschicht von einem stirnseitigen Joch 3, einem daran seitlich ansetzenden inneren (ersten) Schenkel 4, einem an der anderen Jochseite seitlich ansetzenden äußeren (zweiten) Schenkel 5 und -einem an der dem Joch 3 gegenüberliegenden Stirnseite der Magnetwicklung 1 angeordneten scheibenförmigen Anker 6. Das Joch, die beiden Schenkel und der Anker bestehen aus einem für Elektromagnete üblichen Werkstoff, während ein innerhalb des inneren Schenkels 4 gelagerter Stößel/Zugstange 7 aus einem vergleichsweise härteren Material besteht und mit dem Anker 6 innerhalb dessen zentraler Bohrung 8 druck- und zugfest verbunden ist sowie an beiden Enden mit Gewinden 93 10 zur Kraftübertragung auf ein Ventil oder dergleichen ausgestattet ist.The push / pull magnet shown in Fig. 1 for a relatively long stroke H is constructed with circular symmetry. A magnet winding 1 is surrounded by a known insulation layer 2 and outside this insulation layer by an end-face yoke 3, an inner (first) limb 4 attached to it laterally, an outer (second) limb 5 attached laterally to the other yoke side, and one on the the yoke 3 opposite end face of the magnet winding 1 arranged disc-shaped armature 6. The yoke, the two legs and the armature consist of a material customary for electromagnets, while a plunger / pull rod 7 mounted within the inner leg 4 consists of a comparatively harder material and with the armature 6 within its central bore 8 is connected in a pressure-tight and tensile manner and is equipped at both ends with threads 9 3 10 for power transmission to a valve or the like.
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Ein zentraler Stirnflächenbereich des Ankers 6 bildet -seine normal zur Achsrichtung des Stößel/Zugstange 7 ausgerichtete Arbeitspolfläche 11. Ihr gegenüber liegt im Axialabstand H eine parallel dazu ausgerichtete Stirnfläche des inneren Schenkels 4, welche die Arbeitspolfläche 12 bildet. Beim elektrischen Erregen der Magnetwicklung 1 verringert sich der axiale Schub/Zugweg von H bis auf 0, während die Fläche des Arbeitspolflächenpaares 11, 12 konstant bleibt.A central end face area of the armature 6 forms -his Working pole surface 11 oriented normal to the axial direction of the plunger / pull rod 7. Opposite it is at the axial distance H an end face of the inner leg 4 which is aligned parallel thereto and which forms the working pole face 12. At the electrical excitation of the magnet winding 1 reduces the axial push / pull path from H to 0, while the area of the pair of working pole faces 11, 12 remains constant.
Die äußere (radiale ) Seitenfläche des Ankers 6 bildet die Übergangspolfläche 13 sowie eine radial gegenüberliegende Seitenfläche des äußeren Schenkels 5 die korrespondierende .Übergangspolfläche Ik. Das Polflächenpaar 13, 14 besitzt einen unveränderlichen radialen Abstand und bleibt auch hinsichtlich .seiner Flächenüberdeckung bei einer Axialbewegung des Ankers 6 konstant.The outer (radial) side surface of the armature 6 forms the transition pole surface 13 and a radially opposite side surface of the outer leg 5 forms the corresponding transition pole surface Ik. The pair of pole faces 13, 14 has an invariable radial distance and also remains constant with regard to its surface coverage when the armature 6 moves axially.
Seitlich um die Arbeit'spolfläche 12 herum erstreckt sich eine axial ausgerichtete,am inneren Schenkel 4 ansetzende Hülse mit einer radialen Innenfläche 16. Der Anker 6 weist einen zentralen, stirnseitig die Arbeitspolfläche 6 tragenden,.und seitlich mit den Flächen 16 korrespondierende Außenflächen aufweisenden Sockel 18Ϊ Die Flächen 16 und 17 bilden ein zusätzliches Arbeitsflächenpaar geringen, konstanten radialen Abstandes und mit der Bewegung des Ankers 6 zunehmenden Flächenüberdeckung. Der Sockel 18 sowie die Hülse 15 übernehmen also die bekannten Funktionen zum Beeinflussen der Kraft-Weg-Kennlinie; die Radien - und damit die Arbeitsflächen - können aber wesentlich größer gewählt werden, als 'bei den bekannten Tauchankern, da man nun nicht mehr an den Innendurchmesser der Magnetwicklung gebunden ist, sondern der innere Schenkel an seiner Stirnseite über den Innendurchmesser 1 hinaus erweitert sein kann.- Die gestrichelten Linien 19 kennzeichnen den magnetischen Fluß.A side extends around the working pole face 12 axially aligned sleeve attached to the inner leg 4 with a radial inner surface 16. The armature 6 has a central, .and laterally with the surfaces 16 corresponding outer surfaces having base 18Ϊ The surfaces 16 and 17 form an additional Working surface pair small, constant radial distance and with the movement of the armature 6 increasing surface coverage. The base 18 and the sleeve 15 thus take on the known functions for influencing the force-displacement characteristic; the radii - and thus the working surfaces - can be chosen to be much larger than with the known plunger anchors, since one is no longer bound to the inner diameter of the magnet winding, but the inner leg to his The end face can be expanded beyond the inner diameter 1. The dashed lines 19 identify the magnetic Flow.
Gegenüber dem Sockel 18 ist der darin anschließende Stirnbereich 20 des Ankers 6 von der Magnetwicklung 1 axial weiter beabstandet als die Arbeitspolfläche 11. Trotz großer Arbeitspolflächen 11, 12 und Steuerflächen 16, 17 wird also eine geringe Ankermasse realisiert. Darüber hinaus verstärkt die Stirnfläche 20 des Ankers 6 zusammen mit der Stirnfläche 21 der Hülse 15 die magnetische Zugkraft, indem diese beiden Flächen ein weiteres Arbeitspolflächenpaar bilden, dessen Abstand bevorzugt dem Abstand H der Arbeitspolflächen 11,.12 gleich ist. Zwar kann der äußere Schenkel 5 grundsätzlich auch noch eine Arbeitspolfläche besitzen, doch bildet er bevorzugt ausschließlich die Übergangspolfläche 14.Compared to the base 18, the end region 20 of the armature 6 adjoining it is axial from the magnet winding 1 further apart than the working pole surface 11. Despite large Working pole surfaces 11, 12 and control surfaces 16, 17 will therefore realized a low anchor mass. In addition, the end face 20 of the armature 6 reinforces together with the end face 21 of the sleeve 15, the magnetic tensile force in that these two surfaces form a further pair of working pole surfaces, the Distance is preferably equal to the distance H of the working pole surfaces 11, .12. The outer leg 5 can in principle also still have a working pole surface, but it preferably only forms the transition pole surface 14.
Der Anker 6 ist zu seiner Seitenfläche 13 hin konisch verbreitert, so daß das übergangspolflächenpaar 13, 14 trotz · geringen Ankergewichtes ausreichend groß ist.The armature 6 is widened conically towards its side surface 13, so that the pair of transition pole faces 13, 14 despite low anchor weight is sufficiently large.
Der Stößel/Zugstange 7 kann nunmehr auf jede geeignete Weise innerhalb des inneren Schenkels 4, bevorzugt mit Wälzkörpern gelagert werden, da seine äußere Oberfläche in bekannter Weise gehärtet, mit Nuten versehen oder sonstwie an eine präzise verschleißarme Axiallagerung angepaßt sein kann. Das gleiche gilt für die korrespondierende Lagerfläche des inneren Schenkels 4, die ohne den magnetischen Kraftfluß zu beeinträchtigen optimal für Lagerzwecke bearbeitet sein kann. Dies ist möglich, weil der Anker nicht mehr in die Magnetwicklung 1 eintaucht und damit innerhalb der Magnetwicklung genügend Platz für die Lagerung vorhanden ist. Auch kann die Magnetwicklung ein im Vergleich zu ihrer Axiallänge eine relativ dicke Schicht bilden, ohne den Außendurchmesser des Elektromagneten zu vergrößern, so daß magnetisch günstigere Verhältnisse eintreten.The plunger / pull rod 7 can now in any suitable manner be stored within the inner leg 4, preferably with rolling elements, since its outer surface in a known manner hardened, grooved or otherwise adapted to a precise, low-wear axial bearing. The same applies to the corresponding bearing surface of the inner leg 4, which is optimal without impairing the magnetic flux can be processed for storage purposes. This is possible because the armature is no longer immersed in the magnet winding 1 and so there is enough space for storage within the magnet winding. The magnet winding can also be an im Form a relatively thick layer compared to their axial length without increasing the outside diameter of the electromagnet, so that magnetically more favorable conditions occur.
Der in Pig. 2 dargestellte Elektromagnet ist grundsätzlichThe one in Pig. 2 shown electromagnet is fundamental
*
in gleicher wie der in Pig. I dargestellte aufgebaut, weist aber folgende Besonderheiten auf: im nicht erregten Zustand
der Magnetspule 1 überdecken sich die Übergangspolflächen 13, l4 nicht, weil in dieser Position ein entsprechend großer Luftspalt
22 zwischen der Ubergangspolflache 13 und dem äußeren
* Weise*
in the same way as that in Pig. I, but has the following special features: in the non-excited state of the magnet coil 1, the transition pole surfaces 13, 14 do not overlap, because in this position a correspondingly large air gap 22 between the transition pole surface 13 and the outer * way
Schenkel ·5 frei bleibt, und nur beim Anziehen des Magneten eine zunehmende überdeckung mit der Übergangspolfläche 14 des äußeren Schenkels 5 eintritt. Hierdurch oder durch jede entsprechende Veränderung der ubergangspolflächenseitigen Arbeitsluftspalte ist eine weitere Beeinflussung der Kraft-Weg-Kennlinie möglich. Ansonsten sind alle Arbeitsluftspalte zwischen den verschiedenen Polflächen - wie auch in dem Beispiel gemäß Pig. 1 - außerordentlich klein, weil die an bekannten elektrischen Schub- oder Zugmagneten auftretenden Lagerprobleme durch die erfindungsgemäße Anordnung gelöst sind, so daß Luftspalte von minimaler Breite realisierbar sind und ein verschleißbedingtes Vergrößern dieser Luftspalte entfällt.Leg 5 remains free, and only when the magnet is attracted does an increasing overlap with the transition pole surface 14 of the outer leg 5 occurs. This or any corresponding change in the transition pole face side Working air gap, it is possible to further influence the force-displacement characteristic. Otherwise all working air gaps are between the different pole faces - as in the example according to Pig. 1 - extremely small because of the known electric push or pull magnets occurring bearing problems solved by the arrangement according to the invention are, so that air gaps of minimal width can be realized and a wear-related enlargement of these air gaps not applicable.
Weiterhin übergreift ein Deckel 23 aus vorzugsweise nicht magnetischem. Material den Anker 6 und schließt sich dicht an die Stirnseite des äußeren Schenkels 5 an, so daß der Anker allseitig geschützt ist und der Elektromagnet in diesem Fall nur als Schubmagnet eingesetzt werden kann.Furthermore, a cover 23 preferably does not overlap magnetic. Material the anchor 6 and closes tightly to the end face of the outer leg 5, so that the Armature is protected on all sides and the electromagnet in this case can only be used as a push magnet.
Schließlich ist der Stößel/Zugstange axial durchbohrt und mit Dichtungen 24, 25 einerseits gegenüber dem inneren Schenkel h und andererseits gegenüber dem Deckel 23 fluidgedichtet, so daß der Anker einerseits vor jeglichem Fluid geschützt ist und andererseits ein etwa auf dem Stößel 7 lastender Fluiddruck sich aufgrund der Druckausgleichsbohrung 26 auch auf der gegenüberliegenden Stößelseite auswirkt und sich damit nicht auf den Anker 6 überträgt. Der Ankerraum bleibt also von etwaigen Fluiddrücken unbeeinflußt.Finally, the plunger / pull rod is axially pierced and fluid-sealed with seals 24, 25 on the one hand against the inner leg h and on the other hand against the cover 23, so that the armature is on the one hand protected from any fluid and on the other hand a fluid pressure on the plunger 7 is due the pressure compensation bore 26 also has an effect on the opposite side of the tappet and is therefore not transmitted to the armature 6. The armature space remains unaffected by any fluid pressures.
ST/Sch/szST / Sch / sz
1 ■ Magnetwicklung1 ■ Magnet winding
2 ■ Isolationsschicht2 ■ insulation layer
3 Joch3 yoke
4 . ' innerer (erster) Schenkel4th 'inner (first) thigh
5 äußerer (zweiter) Schenkel5 outer (second) leg
6 Anker6 anchors
7 Stößel/Zugstange7 plunger / pull rod
8 Bohrung8 hole
9 Gewinde9 threads
10 Gewinde10 threads
11 Arbeitspolfläche (Anker)11 working pole area (anchor)
12 Arbeitspolfläche (Schenkel)12 working pole area (legs)
13 Übergangspolfläche (Anker)13 transition pole surface (anchor)
Ik Übergangspolfläche (Schenkel) Ik transition pole surface (leg)
15 Hülse15 sleeve
16 Innenfläche16 inner surface
17 Außenfläche17 exterior surface
18 Sockel18 socket
19 Magnetflußlinien19 lines of magnetic flux
20 Stirnbereich20 forehead area
21 . Stirnfläche21. Face
22 Luftspalt22 air gap
23 ' Deckel23 'lid
24 Dichtung24 seal
25 Dichtung25 seal
26 Druckausgleichsbohrung26 Pressure compensation hole
ST/Sch/szST / Sch / sz
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Claims (8)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833318034 DE3318034A1 (en) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Electrical repulsion or attraction magnet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3318034A1 true DE3318034A1 (en) | 1984-11-22 |
Family
ID=6199260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833318034 Ceased DE3318034A1 (en) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Electrical repulsion or attraction magnet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3318034A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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