DE4116339C2 - Hubmagnet - Google Patents

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.

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.