DE4116339C2 - Hubmagnet - Google Patents
HubmagnetInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1607—Armatures entering the winding
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hubmagneten mit einem mit
einer Deckplatte versehenen rahmenförmigen Joch in das
ein Spulenkörper mit einer Magnetspule eingesetzt ist
und einem zylindrischen Anker, sowie einem mit dem Anker
verbundenen zylindrischen Ankerstößel, der in einer Boh
rung des Magnetkernes geführt ist, wobei Anschläge zur
Hubbegrenzung des Ankers bzw. des Ankerstößels vorgese
hen sind, sowie mit einer auf den Anker und Ankerstößel
einwirkenden Rückstellfeder, die innerhalb des Magnet
systemes auf dem Ankerstößel zwischen dem Anker und dem
Kern angeordnet ist.
Derartige Hubmagnete werden beispielsweise in Mehrtarif-
Elektrizitätszählern zur Umschaltung des mechanischen
Mehrtarifzählwerkes angewendet. Dabei soll die Ansteuer
leistung des Hubmagneten möglichst klein sein, und auch
die mechanischen Abmessungen des Hubmagneten sollen mög
lichst gering sein. Trotz geringer Ansteuerleistung sol
len diese Klein-Hubmagnete relativ große Kräfte zum si
cheren Umschalten des Zählwerkes erzeugen, wobei der
Hubmagnet ggfs. nicht nur gegen eine auf den Anker ein
wirkende Rückstellkraft, sondern auch gegen sein eigenes
Ankergewicht und eine interne Federrückstellkraft arbei
ten muß.
Aus der DE-OS 31 10 867 ist ein Hubmagnet bekanntgewor
den, dessen Anker in einer Bohrung des Magnetkernes ge
führt ist und der mit einer Rückstellfeder versehen ist,
die innerhalb des Magnetsystemes auf dem Ankerstößel
zwischen dem Anker und dem Kern angeordnet ist.
Daneben sind ähnliche Anordnungen einer Rückstellfeder
aus der DE-OS 30 47 712 sowie der DE-AS 28 46 215 be
kannt.
Bei den bekannten Magnetsystemen ist für die Anordnung
der Rückstellfeder relativ viel Raum erforderlich, und
die vom Magnetsystem erzeugte Betätigungskraft kann
nicht erhöht werden, ohne die äußeren Abmessungen des
jeweiligen Magnetsystems zu vergrößern. Dabei ist der
Wirkungsgrad der bekannten Magnetsysteme, insbesondere
bei reduzierten Außenabmessungen, relativ gering.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen
Hubmagneten dahingehend auszubilden, daß sein Wirkungs
grad erheblich verbessert wird, wobei bei vorgegebenen
äußeren Abmessungen im Vergleich zu Hubmagneten bekann
ter Bauart eine höhere Betätigungskraft und somit siche
rere Betriebsweise erzielt werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Ankerstößel im Bereich der Rückstellfeder einen ver
ringerten Durchmesser aufweist, daß der Kern des Hubma
gneten eine stufenförmige Bohrung mit einem Absatz auf
weist, wobei die Bohrung mit dem größeren Durchmesser
zum Inneren des Magnetsystems weist, und daß auf dem
verkleinerten Durchmesser des Ankerstößels eine Distanz
scheibe gleitbeweglich angeordnet ist, die auf dem Ab
satz der Bohrung des Magnetkernes aufliegt, wobei die
Rückstellfeder zwischen der Distanzscheibe und der Bo
denfläche des Ankers angeordnet ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Ansprüchen 2 bis 6 näher erläutert.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß durch die Verringerung des Durchmes
sers des Ankerstößels in einem bestimmten Bereich zum
einen das Gewicht des Ankers insgesamt gesehen reduziert
wird und somit der Wirkungsgrad des Magnetsystems erhöht
wird, und zum anderen, daß durch die Durchmesserverrin
gerung auch eine interne Rückstellfeder mit kleinerem
Außendurchmesser eingesetzt werden kann, so daß für die
Anordnung der für die Erzeugung der erforderlichen Rück
stellkraft des Ankers benötigten Feder weniger Raum be
nötigt wird als bei Konstruktionen mit nicht verjüngtem
Stößeldurchmesser. Da das Volumen des Hubmagneten insge
samt nicht vergrößert werden soll, kann nun bei gleich
bleibendem Magnetvolumen eine Kernausführung mit kleine
rer Innenbohrung für die Federaufnahme und damit
größeren Wandstärken eingesetzt werden, welches höhere
Kräfte des Magneten bewirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie
ben. Es zeigen
Fig. 1 die Ansicht eines Hubmagneten, und
Fig. 2 die Ansicht des Hubmagneten gem. Fig. 1, im
Schnitt.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Hubmagnet besteht
im wesentlichen aus einem rahmenförmigen Joch 1, in das
eine Magnetspule 2 eingesetzt ist, sowie einem Magnet
kern 3 und einem beweglichen Anker 4. Der Magnetkern ist
in den Boden des Joches eingesetzt und sein in den In
nenraum des Joches weisendes Ende taucht in eine Füh
rungshülse 5 des Spulenkörpers 6 ein. Endseitig ist das
Joch mit einer Deckplatte 7 versehen, die einen Durchzug
8 zur Verbesserung der Flußeinleitung zum Anker auf
weist. Dabei ist die Deckplatte mit den Seitenteilen des
Joches vernietet. Zur genauen Führung und Zentrierung
des Ankers ragt die Führungshülse 5 in den Durchzug hin
ein.
In der Bodenfläche 9 des Ankers ist eine Bohrung 10 vor
gesehen, in der ein Ankerstößel 11 befestigt ist. Koni
sche Anformungen/Ausnehmungen 12/13 am Anker bzw. Mag
netkern dienen der Erzeugung einer vorgegebenen Kraft-/
Weg-Kennlinie des Magnetsystems. Schließlich ist der
Magnetkern mit einer zentrischen Durchgangsbohrung 14
versehen, in der der Ankerstößel gleitend geführt ist
und wobei sein Ende 15 nach außen ragt und mit einem
Abgriff zur mechanischen Betätigung eines hier nicht
näher dargestellten Stellgliedes versehen ist.
Der Ankerstößel 11 ist an seinem unteren Ende mit einem
Bereich 16 verringerten Durchmessers versehen, wobei
hier eine Distanzscheibe 17 gleitbeweglich auf den Stö
ßel aufgeschoben ist. Weiterhin ist eine zylindrische
Druckfeder als Rückstellfeder 18 auf das Stößelende mit
dem verringerten Durchmesserbereich aufgeschoben. Dabei
drückt diese Feder einerseits gegen die Bodenfläche 9
des Ankers und andererseits gegen die verschiebbare Di
stanzscheibe 17, wobei der Anker in die in der Fig. 2
dargestellte Grundposition gedrückt wird.
Schließlich ist der Magnetkern 3 an seinem zum Inneren
des Magnetsystems weisenden Ende noch mit einer in bezug
auf die Durchgangsbohrung 14 vergrößerten Bohrung 19
versehen, deren Tiefe nur einige Millimeter beträgt, so
daß hier eine Schulter 20 ausgebildet wird. Der Durch
messer dieser Bohrung 19 ist etwas größer als der Durch
messer der Distanzscheibe 17, so daß diese frei in die
Bohrung eingeführt werden kann und letztendlich an der
Schulter 20 zur Anlage gelangt. Auf der Bodenfläche des
Ankers 4 ist eine Klebschutzscheibe 21 vorgesehen, die
durch die Rückstellfeder 18 gegen die Bodenfläche ge
drückt wird.
Eine in eine Nut des Ankerstößels eingerastete Siche
rungsscheibe 22 außerhalb des eigentlichen Magnetsystems
dient der Hubbegrenzung des Ankers bzw. des Ankerstö
ßels.
Zur Verbesserung der Flußeinleitung vom Magnetkern zum
Joch ist der Magnetkern jochseitig mit einem vergrößer
ten Ansatz 23 versehen, und zur Verbesserung der Flug
einleitung vom Anker zum Joch bzw. zur Deckplatte ist an
der Deckplatte ein Flußeinleitring 24 aus weichmagneti
schem Material vorgesehen, der vorzugsweise von einer
entsprechenden Ausnehmung 25 im Spulenkörperflansch auf
genommen ist.
Zur Verringerung der Reibungsverluste ist weiterhin vor
gesehen, daß der Anker bzw. der Ankerstößel mit einer
reibungsvermindernden Beschichtung versehen ist, wobei
hier z. B. ein PTFE-Gleitlack aufgebracht ist.
Claims (6)
1. Hubmagnet mit einem mit einer Deckplatte versehenen
rahmenförmigen Joch in das ein Spulenkörper mit ei
ner Magnetspule eingesetzt ist und einem zylindri
schen Anker, sowie einem mit dem Anker verbundenen
zylindrischen Ankerstößel, der in einer Bohrung des
Magnetkernes geführt ist, wobei Anschläge zur Hubbe
grenzung des Ankers bzw. des Ankerstößels vorgesehen
sind, sowie mit einer auf den Anker und Ankerstößel
einwirkenden Rückstellfeder, die innerhalb des Mag
netsystemes auf dem Ankerstößel zwischen dem Anker
und dem Kern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ankerstößel (11) im Bereich (16) der Rück
stellfeder (18) einen verringerten Durchmesser auf
weist,
daß der Kern (3) des Hubmagneten eine stufenförmige Bohrung (14, 19) mit einem Absatz (20) aufweist, wobei die Bohrung (19) mit dem größeren Durchmesser zum Inneren des Magnetsystems weist, und daß auf dem verkleinerten Durchmesser des Ankerstö ßels (11) eine Distanzscheibe (17) gleitbeweglich angeordnet ist, die auf dem Absatz (20) der Bohrung des Magnetkernes (3) aufliegt, wobei die Rückstell feder (18) zwischen der Distanzscheibe (17) und der Bodenfläche (9) des Ankers (4) angeordnet ist.
daß der Kern (3) des Hubmagneten eine stufenförmige Bohrung (14, 19) mit einem Absatz (20) aufweist, wobei die Bohrung (19) mit dem größeren Durchmesser zum Inneren des Magnetsystems weist, und daß auf dem verkleinerten Durchmesser des Ankerstö ßels (11) eine Distanzscheibe (17) gleitbeweglich angeordnet ist, die auf dem Absatz (20) der Bohrung des Magnetkernes (3) aufliegt, wobei die Rückstell feder (18) zwischen der Distanzscheibe (17) und der Bodenfläche (9) des Ankers (4) angeordnet ist.
2. Hubmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckplatte (7) des Hubmagneten mit einem
Durchzug (8) versehen ist.
3. Hubmagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Deckplatte (7) und dem Spulenkörper
(6) ein Flußeinleitring (24) aus weichmagnetischem
Material angeordnet ist.
4. Hubmagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flußeinleitring (24) in einer Ausnehmung
bzw. Nut im Flansch des Spulenkörpers (6) angeordnet
ist.
5. Hubmagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (3) des Magnetsystems jochseitig mit
einem vergrößerten Ansatz (23) versehen ist.
6. Hubmagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker (4) und der Ankerstößel (11) mit einer
reibungsvermindernden Beschichtung, wie z. B. PTFE-
Gleitlack überzogen sind.
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DE4116339A1 DE4116339A1 (de) | 1992-11-19 |
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Families Citing this family (2)
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1991
- 1991-05-18 DE DE19914116339 patent/DE4116339C2/de not_active Expired - Fee Related
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