DE4108601A1 - Fang- und haltemagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fang- und Haltemagneten mit einem doppel-T-förmigen, weichmagnetischen Kern, der auf seinem Mittelteil mit einem Spulenkörper mit einer Erre­ gerwicklung versehen ist, und wobei die Schenkel der T-förmigen Kernenden als Pole des Magneten jeweils zu den Längsseiten des Magneten weisen und auf jeder Längs­ seite des Magneten ein Polpaar bzw. Polflächenpaar bil­ den, und wobei die Polpaare jeweils auf ein flaches, messerartiges Ankerteil einwirken.

Derartige Fang- und Haltemagnete werden beispielsweise zur Steuerung der Strickvorrichtungen in Textilmaschinen verwendet. Dabei ist als Magnetanker im allgemeinen ein flaches, messerartiges Teil vorgesehen, das mit einer Strickvorrichtung der Textilmaschine zusammenwirkt. Je nachdem, ob das messerartige Teil (das messerartige An­ kerteil) vom Magneten angezogen und in einer bestimmten Position gehalten wird, oder eben nicht angezogen und gehalten wird, wird die Funktion, Bereitschaft oder Nichtbereitschaft zum Stricken, Weben oder Wirken, aus­ gewählt. Da die Textilmaschinen möglichst schnell arbei­ ten sollen, müssen die Magnetsysteme mit einer hohen Taktfrequenz betrieben werden können. Daneben sind in einer Textilmaschine üblicherweise eine große Anzahl von Strickvorrichtungen durch jeweils einzelne Magnetsysteme anzusteuern, so daß es auch erforderlich ist, daß die Magnetsysteme äußerst kleinvolumig ausgebildet sind.

Aus der Anmeldung DE-P 40 28 194.9 der Anmelderin ist ein Elektromagnet bekannt, der einen im wesentlichen doppel-T-förmigen Kern aufweist, auf dessen Mittelschen­ kel eine Erregerspule vorgesehen ist. Dabei ist bei die­ sem Magnetsystem auf beiden Längsseiten ein Polpaar aus­ gebildet, das beispielsweise auf ein messerförmiges Ankerteil einwirken kann.

Die Verwendung dieses Magneten als Haltemagnet, wobei die Ankerteile direkt auf den Polflächen entlang bewegt werden und bei Aktivierung des Magneten hier festgehal­ ten werden, d. h. an ihrer weiteren Längs- oder Abfall­ bewegung gehindert werden, ist im großen und ganzen zu­ friedenstellend.

Bei der Verwendung dieses Magneten als Fang- und Halte­ magnet, bei dem die messerartigen Ankerteile aus einem gewissen Abstand von dem jeweiligen Polpaar zunächst an dieses herangezogen und erst dann daran gehalten werden, hat sich jedoch herausgestellt, daß die vom Magneten von den Polpaaren auf die Ankerteile ausgeübten Anzugskräfte nicht genügend groß sind, um die erforderliche Betriebs­ sicherheit in allen Fällen zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Magnetsystem der eingangs genannten Art dahingehend aus­ zubilden, daß die erreichbare Anzugskraft, die auf ein messerartiges, beanstandetes Ankerteil ausgeübt wird, erhöht wird, ohne das Bauvolumen des Magnetsystemes zu erhöhen. Dabei soll das Magnetsystem aus nur wenigen Einzelteilen bestehen und für eine rationelle, kosten­ günstige Großserienfertigung geeignet sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Pole bzw. Polflächen eine sich in Richtung der Längsachse des Mag­ netkernes nach außen hin erstreckende Verlängerung auf­ weisen, wobei eine etwa U-förmige Ausnehmung in den Stirnseiten des Magnetkernes ausgebildet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß durch die Verlängerung an den Pol­ stücken eine Vergrößerung der aktiven Polflächen und somit eine wesentliche Erhöhung der Kraftwirkung auf das jeweilige Ankerteil erzielt wird, ohne daß das Volumen des vollständigen Magneten erhöht werden müßte. Die Ver­ längerungen erstrecken sich dabei nämlich in einen Be­ reich der ohnehin vorhandenen Spulenkörperflansche. Da­ bei können die elektrischen Wicklungsanschlußmittel vorteilhaft in den durch die Verlängerungen gebildeten Ausnehmungen in den Stirnseiten des Magnetkernes unter­ gebracht werden und benötigen somit keinerlei zusätzli­ chen Raum.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht eines Magnetkernes,

Fig. 2 die Ansicht eines Magnetsystemes,

Fig. 3 die Ansicht des Magnetsystemes im Schnitt,

Fig. 4, 5 und 6 die Ansichten von modifizierten Magnetsystemen im Schnitt, und

Fig. 7 die Anordnung eines Fang- und Haltemagneten im Schnitt.

Der in der Fig. 1 dargestellte Magnetkern 1 ist im we­ sentlichen doppel-T-förmig ausgebildet, wobei ein läng­ liches Mittelteil 2 vorgesehen ist, an das endseitig jeweils sich nach oben bzw. unten erstreckende Polstücke 3, 3′; 4, 4′ angeformt sind. Die nach oben bzw. unten weisenden Polstücke 3, 4 bzw. 3′, 4′ bilden dabei je­ weils ein Polpaar (A bzw. B). An den Enden der Polstücke sind jeweils in Richtung der Längsachse X des Mitteltei­ les weisende flache Anformungen 5 vorgesehen. Durch die­ se Anformungen werden die Polflächen 6 der Polstücke vergrößert, und weiterhin wird von den Anformungen eine etwa U-förmige Ausnehmung 7 in den Stirnflächen der Mag­ netkernenden gebildet.

In der Darstellung der Fig. 2 ist der Magnetkern mit einem Spulenkörper 8 versehen, auf den eine Erregerwick­ lung 9 gewickelt ist. Dabei ist der Spulenkörper entwe­ der aus zwei Halbschalen, die den Magnetkern umgreifen, zusammengefügt, oder der Spulenkörper ist als Form­ spritzteil um den Magnetkern - unter Freilassung der Enden der Polstücke - herumgespritzt.

Im Bereich des linken Endes des Spulenkörpers sind Kon­ taktstücke 10 vorgesehen, deren wicklungsseitige Enden mit den Wicklungsanschlüssen der Erregerwicklung verbun­ den sind. Dabei erstrecken sich die Kontaktstücke durch die U-förmige Ausnehmung 7 des Magnetkernes.

Im Bereich des rechten Endes des Spulenkörpers ist ein Kontaktstück 11 vorgesehen, das im wesentlichen inner­ halb der U-förmigen Ausnehmung 7 des Magnetkernes ange­ ordnet und dort mit dem Magnetkernmaterial elektrisch leitend verbunden ist.

In der Fig. 3 ist das Magnetsystem in einen Halter 12 eingesetzt, und es sind messerartige Ankerteile 13, 13′ dargestellt, auf die die Polpaare A, B bei Bestromung der Erregerwicklung 9 einwirken. Die Ankerteile sind mit einer Ausnehmung 14 versehen, die mit einer Haltenase 15 am Halter zusammenwirkt. Gegebenenfalls kann diese Halte­ nase auch direkt an einem der Pole bzw. auf einer der Polflächen angeformt sein.

Beim Betrieb des Magnetsystemes werden die Ankerteile, die mit den Strick-, Wirk- oder Webvorrichtungen einer Textilmaschine in Verbindung stehen, mechanisch in einem bestimmten Abstand vor die Polpaare A bzw. B bewegt und bei Bestromung der Erregerwicklung von den Polpaaren angezogen, bis sie direkt auf den Polflächen aufliegen.

Dabei gelangt die jeweilige Haltenase 15 in die Ausneh­ mung 14 im Ankerteil und hält dieses mittels Verhakung so fest, daß das Ankerteil keine axiale Bewegung ausfüh­ ren kann. Erst wenn die Bestromung der Erregerwicklung abgeschaltet wird, fällt das Ankerteil ab, die Verhakung löst sich und das Ankerteil kann in axialer Richtung Y bewegt werden.

In der Fig. 4 ist ein Magnetsystem mit einem modifizier­ ten Magnetkern dargestellt. Hierbei ist der Magnetkern längs der Längsachse X in zwei Teilkerne 1′, 1′′ und un­ ter Beibehaltung eines Spaltes 16 zusammengefügt. Dabei kann ggfs. vorgesehen sein, daß in den Spalt eine Zwi­ schenlage 17 aus nichtmagnetischem Material eingesetzt ist.

Diese Ausführungsform ist vorzugsweise für eine Anord­ nung vorgesehen, bei der auf beiden Seiten des Magnetsy­ stemes jeweils ein messerartiges Ankerteil 13, 13′ vor­ gesehen ist, das durch die Bestromung der gemeinsamen Erregerwicklung 9 gesteuert wird, wobei durch die Tren­ nung des Magnetkernes eine Rückwirkung der einen Mag­ netsystemseite auf die andere Seite wesentlich verrin­ gert wird.

Wird z. B. bei Polpaar B das messerförmige Ankerteil 13′ in einem bestimmten Abstand dem Polpaar angeboten, zieht bei Bestromung der Magnetspule Polpaar B das Ankerteil 13′ an und schließt den magnetischen Kreis dieser Seite. Die andere Seite mit Polpaar A ist in diesem Zustand so gut wie nicht beeinflußt und ist in der Lage, das Anker­ teil 13, wenn dieses zeitlich danach in einem bestimmten Abstand angeboten wird, ebenfalls anzuziehen. (Die Feld­ linien des Polpaares A sind nicht geschwächt, wenn zur gleichen Zeit Polpaar B bereits das Ankerteil angezogen hat.)

Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Magnetsystem ist vorgesehen, daß der Magnetkern 1 mit einem zusätzlichen mittleren Polstück 18, 18′ versehen ist. Dabei ist dann der Spulenkörper zur Aufnahme von zwei Teilspulen (Erre­ gerwicklungen 19, 19′) ausgebildet.

Vorzugsweise werden die Teilspulen elektrisch in Gegen­ reihe geschaltet, oder es wird jede Teilspule separat angesteuert.

In der Fig. 6 ist ein ähnliches Magnetsystem wie in der Fig. 5 dargestellt, wobei die Polstücke (3, 4′) an den Enden des Magnetkernes 1 jeweils nur zur Hälfte ausge­ bildet sind. Der Übergang 20 vom jeweiligen Polstück zur jeweiligen Anformung 5 ist dabei zur besseren Flußein­ leitung gerundet ausgeführt. Diese letzte Maßnahme kann ggfs. auch bei den Magnetkernen der vorstehend beschrie­ benen Ausführungsformen vorgesehen sein.

Schließlich ist in der Fig. 7 noch ein Magnetsystem dar­ gestellt, das auf die messerförmigen Ankerteile 13, 13′ einwirkt. Dabei ist zur Konzentrierung des magnetischen Flusses und Erhöhung der Kraftwirkung auf das jeweilige Ankerteil hinter diesem jeweils ein feststehendes Fluß­ leitstück 21, 21′ aus magnetisch leitendem weichmagneti­ schen Material angeordnet. Dabei sind Klebschutzmittel auf der Oberfläche des Flußleitstückes vorgesehen, um ein magnetisches "Kleben" zu verhindern. Dabei dient das Flußleitstück zum einen zur Vergrößerung der Anzugskraft und zum anderen zur Entkopplung von Nachbarmagneten, um deren gegenseitige Beeinflussung zu verhindern.

Vorzugsweise ist der Abstand der Polflächen des einen Kernendes geringer als der Abstand der Polflächen des anderen Kernendes, so daß das Magnetsystem insgesamt eine konische Form aufweist.

Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Polflächen und ggfs. auch die Haltenasen oberflächengehärtet oder mit einer ver­ schleißhemmenden Beschichtung versehen sind.

Claims (10)

1. Fang- und Haltemagnet mit einem doppel-T-förmigen weichmagnetischen Kern, der auf seinem Mittelteil mit einem Spulenkörper mit einer Erregerwicklung versehen ist, und wobei die Schenkel der T-förmigen Kernenden als Pole des Magneten jeweils zu den Längsseiten des Magneten weisen und auf jeder Längs­ seite des Magneten ein Polpaar bilden, und wobei die Polpaare jeweils auf ein flaches, messerartiges An­ kerteil einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole bzw. Polflächen (6) eine sich in Rich­ tung der Längsachse (H) des Magnetkernes (1) nach außen hin erstreckende Anformung (5) (Verlängerung) aufweisen, wobei eine etwa U-förmige Ausnehmung (7) in den Stirnseiten des Magnetkernes ausgebildet ist.

2. Fang- und Haltemagnet nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in wenigstens einer der Ausnehmungen (7) der Stirnseiten des Magnetkernes Anschlußmittel (10) wie z. B. Kontaktfedern für den elektrischen Anschluß der Erregerwicklung vorgesehen sind, wobei die An­ schlußmittel in das Spulenkörpermaterial eingepreßt oder umspritzt sind.

3. Fang- und Haltemagnet nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in wenigstens einer der Ausnehmungen (7) der Stirnseiten des Magnetkernes ein Erdungskontakt (11) vorgesehen ist, der elektrisch leitend mit dem Mag­ netkern verbunden ist.

4. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Polflächen des einen Kernendes geringer ist als der des anderen Kernendes, wobei ein entsprechend angepaßter Spulenkörper vorgesehen ist, so daß der Fang- und Haltemagnet in Richtung der Längsachse gesehen eine konische Form aufweist.

5. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (1) des Magneten aus zwei hälftigen Teilkernen (1′, 1′′) gebildet ist, wobei die Trennung längs der Längsachse (X) des Kernes vorgesehen ist, und
daß die beiden Teilkerne unter Zwischenlage (17) eines nichtmagnetischen Mediums zusammengesetzt sind.

6. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnetkern (1) mit zusätzlichen Polen (18, 18′) versehen ist, die sich zwischen den beiden äu­ ßeren Polen erstrecken, und
daß in den dabei gebildeten Wicklungsräumen jeweils Erregerspulen (19, 19′) angeordnet sind, die beim Betrieb des Magneten gegensinnig bestromt werden.

7. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnetkern (1) mit einem mittleren Polstück (18, 18′) versehen ist, das jeweils zu den Längssei­ ten des Magneten weisende Polflächen aufweist,
daß an den Stirnseiten des Magnetkernes jeweils nur eine Hälfte des T-förmigen Endes als äußerer Pol ausgebildet ist, wobei die äußeren Polflächen in einander entgegengesetzte Richtungen weisen, so daß die Polfläche des mittleren Polstückes und der je­ weilige äußere Pol jeweils ein Polpaar auf jeder Längsseite des Magneten bilden, und
daß für jedes Polpaar eine diesem zugeordnete Erre­ gerwicklung vorgesehen ist.

8. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer Längsseite des Fang- und Haltemagneten eine Haltenase (15) ausgebildet ist, und
daß die Polfläche sowie die Haltenase oberflächen­ gehärtet und/oder mit einer verschleißhemmenden Be­ schichtung versehen sind.

9. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß hinter dem längs- und querbeweglichen Ankerteil (13, 13′) ein feststehendes, weichmagnetisches Rück­ schlußteil (21, 21′) vorgesehen ist, und
daß nichtmagnetische Klebschutzmittel zwischen dem Rückschlußteil und dem Ankerteil vorgesehen sind.

10. Fang- und Haltemagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenkörper aus zwei identischen Halb- bzw. Teilschalen besteht, die um den Magnetkern her­ umgelegt sind, und
daß an den Teilschalen jeweils Rastelemente vorgese­ hen sind, die beim Zusammenfügen der beiden Teile miteinander verrasten.