DE4244443C2

DE4244443C2 - Electromagnetic drive

Info

Publication number: DE4244443C2
Application number: DE19924244443
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Goettling; Rudolf Dipl Ing Moeller; Gerhard Dipl Ing Scharnowski
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: DE4244443A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagnetantrieb gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a Electromagnetic drive according to Preamble of claim 1.

Ein derartiger Antrieb ist aus der DE 35 39 145 A1 bekannt. Der dort verwendete Federkörper, der außerhalb des Luftspaltes angeordnet ist, kann auch als Tellerfeder ausgebildet sein.Such a drive is off known from DE 35 39 145 A1. The spring body used there, the outside of the air gap is also arranged as Belleville washer.

Bei einem anderen Elektromagnetantrieb wird die Elektromagnetspule so mit Strom beaufschlagt, daß je dem Stromwert eine Hubkraft zugeordnet ist. Innerhalb des Arbeitshubes wird diese Hubkraft als annähernd konstant vorausgesetzt. Die Erzeugung einer solchen Hubkraftkennlinie bedarf jedoch besonderer Maßnah men, um den Magnetfluß zu steigern. So ist es weiterhin bekannt, zu diesem Zweck einen abschnittsweise kege lig geformten Magnetanker (Ankergegenstück) vorzu sehen, der bei fortschreitendem Hubweg den Eisenquer schnitt vergrößert. Eine solche Bauweise ist kostenin tensiv, was sich insbesondere in einer Serienherstellung negativ auswirkt.With another electromagnetic drive, the Electromagnet coil so energized that ever a lifting force is assigned to the current value. Within of the working stroke, this lifting force is approximately assuming constant. The creation of such However, the lifting force characteristic curve requires special measures to increase the magnetic flux. It continues to be so known, for this purpose a section kege lig shaped magnetic armature (anchor counterpart) see the iron cross as the stroke progresses cut enlarged. Such a design is costly intensive, which is particularly evident in series production has a negative impact.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagnetantrieb zu schaffen, der konstruktiv als ein Schaltmagnet aus geführt ist, der jedoch als stetigwirkender Elektroma gnetantrieb arbeiten kann und der besonders kosten günstig herstellbar ist.The invention specified in claim 1 is the object based on an electromagnetic drive create the constructive as a switching magnet is led, but as a continuously acting electroma gnet drive can work and the particularly cost is inexpensive to manufacture.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere darin, daß über dem im Luftspalt zwischen Magnetanker und Magnetjoch eingefügten Federkör per Federkennlinien mit verschiedenem Verlauf erzeugt werden können, ohne großen Kostenaufwand, wobei der Elektromagnetantrieb im Prinzip immer gleich bleibt. Es wird daher über unterschiedliche Federkörper die Möglichkeit geschaffen, die Federkennlinie an die Hubkraftkennlinie des Magnetsystems weitestgehend anzupassen, und zwar in der Weise, daß der Schalthub nicht nur stetig durchlaufen werden kann, sondern bei entsprechenden Stromstärken gezielte Arbeitspunkte angefahren werden können.The advantages achieved with the invention are special in that above that in the air gap between Magnetic anchor and magnet yoke inserted spring body generated by spring characteristics with different courses can be, without great expense, being the electromagnetic drive is always the same in principle remains. It is therefore about different spring bodies created the possibility of connecting the spring characteristic to the Lifting force characteristic of the magnet system as far as possible adjust, in such a way that the switching stroke can not only be run continuously, but at corresponding operating currents can be approached.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß der Federkörper als Scheibe ausgebildet ist. Eine solche Scheibe ist besonders kostengünstig herzustellen, am Lager zu halten, auszutauschen, einzusetzen, zu demon tieren und auch in der Werkstoffzusammensetzung zu handhaben.According to further features it is provided that the Spring body is designed as a disc. Such Washer is particularly inexpensive to manufacture, on To keep camp, to exchange, to use, to demon animals and also in the material composition handle.

Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausfüh rungsform besteht ferner darin, daß die Scheibe gewölbt geformt ist. Eine solche Scheibe ist in der Lage, beson ders stetige Bewegungen während des Biegevorganges auszuführen. A particularly simple and practical execution tion form is also that the disc is curved is shaped. Such a disc is particularly capable steady movements during the bending process to execute.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are in the Drawing shown and are closer below described. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Magnetjoch-Fe der-Magnetanker-System, Fig. 1 shows a cross section through the yoke-Fe of the magnetic armature system,

Fig. 2 ein Hubkraft-/Hubweg-Diagramm der Feder kennlinie und einigen Hubkraftkennlinien in Abhängig keit der jeweiligen Stromstärke,Characteristic Fig. 2 is a Hubkraft- / stroke diagram of the spring and some Hubkraftkennlinien in Depending menas of current,

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Federkörper in einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 shows a spring element according to the invention in a first embodiment;

Fig. 3 einen Schnitt A-B gemäß Fig. 3, Fig. 3 is a section AB according to FIG. 3,

Fig. 4 einen Federkörper in alternativer Ausfüh rungsform und Fig. 4 is a spring body in alternative Ausfüh approximate shape and

Fig. 4a einen Teilschnitt C-D gemäß Fig. 4. FIG. 4a is a partial section CD in Fig. 4.

In einer nicht näher gezeigten Befestigung, einem Ge häuse oder einem Rahmen 1 ist eine Elektromagnetspu le 2 in einem Magnetjoch 3 angeordnet. Dem Magnet joch 3 liegt ein Magnetanker 4, der hier etwa topfförmig ausgebildet ist, gegenüber und ist in Richtung S inner halb einer Führung 6, die durch ein Lager 6a mit einem Führungszapfen 4a gebildet ist, hin- und herverschieb bar.In a not further shown attachment, a Ge housing or a frame 1 is a Elektromagnetspu le arranged in a magnetic yoke 3. 2 The magnet yoke 3 is a magnet armature 4 , which is approximately pot-shaped here, opposite and is in the direction S inner half of a guide 6 , which is formed by a bearing 6 a with a guide pin 4 a, pushing back and forth bar.

Die sich gegenüberliegenden Stirnflächen 3a des Ma gnetjoches 3 und 4b des Magnetankers 4 verlaufen zueinander parallel und gleichzeitig senkrecht zu einer Bewegungsachse 7.The opposite end faces 3 a of the magnetic girder 3 and 4 b of the magnet armature 4 run parallel to one another and simultaneously perpendicular to a movement axis 7 .

In einem bei entsprechendem Abstand zwischen der Stirnfläche 3a und der Stirnfläche 4b verbleibendem Luftspalt 8 ist ein Federkörper 9 angeordnet, der jeweils gegenüberliegend sich an den erwähnten Stirnflächen 3a und 4b abstützt (Fig. 1).In an air gap 8 remaining at a corresponding distance between the end face 3 a and the end face 4 b, a spring body 9 is arranged, which is supported opposite each other on the mentioned end faces 3 a and 4 b ( FIG. 1).

Bei Bestromung der Elektromagnetspule 2 wird der Magnetanker 4 gegen das Magnetjoch 3 gezogen, so daß in Abhängigkeit des Hubweges und der ausgeübten Kraft eine Federkennlinie 10 (Fig. 2) entsteht. Bei einem Strom J oder bei verringerten Stromstärken 0,75 J oder 0,5 J oder 0,25 J entstehen Hubkraftkennlinien 11, die ersichtlich (Fig. 2) der Federkennlinie 10 bei entspre chender Ausbildung des Federkörpers 9 angepaßt wer den können. Hierbei ist die Federkennlinie 10 des Fe derkörpers 9 ähnlich progressiv eingestellt wie die Hub kraftkennlinie 11, insgesamt verläuft sie jedoch steiler als die Schar der Hubkraftkennlinien 11 bei unterschied licher Bestromung.When the electromagnet coil 2 is energized, the magnet armature 4 is pulled against the magnet yoke 3 , so that a spring characteristic curve 10 ( FIG. 2) is produced depending on the stroke path and the force exerted. At a current J or at reduced currents 0.75 J or 0.5 J or 0.25 J, lifting force characteristic curves 11 arise, which can be seen ( FIG. 2) of the spring characteristic curve 10 with a corresponding design of the spring body 9 who can adjust the. Here, the spring characteristic 10 of the Fe derkörpers 9 is set similarly progressive as the lifting force characteristic 11 , but overall it is steeper than the family of lifting force characteristics 11 with different energization.

Die Mittel zur Einstellung der Federkennlinie 10 stel len sich durch unterschiedliche Gestaltungen des Feder körpers 9 dar. So ist gemäß Fig. 3 der Federkörper 9 als (Teil)-Scheibe 9a ausgebildet und stern förmig mit mehreren Sternzacken 12 versehen, die (Fig. 3a) von einem Zentrum 13 ausgehend jeweils bei einer Dicke 14 durch einen Radius R10 im radialen Ver lauf 12a gebogen sind bis auf eine Höhe 15, nach der sich die in Fig. 2 gezeichnete Federkennlinie 10 ergibt.The means for setting the spring characteristic 10 are set by different designs of the spring body 9. According to FIG. 3, the spring body 9 is designed as a (partial) disk 9 a and is provided in a star shape with a plurality of star teeth 12 which ( FIG. 3a) starting from a center 13 each with a thickness 14 through a radius R10 in the radial run 12 a are bent to a height 15 , according to which the spring characteristic curve 10 shown in FIG. 2 results.

Eine alternative Ausführungsform besitzt eine (außen volle) Scheibe 9a, aus der dreiseitig ausgestanzte Lap pen 16 (Fig. 4) mit um 90 Grad jeweils versetzter Stanz lage gebildet sind. Jeder der Lappen 16 ist von seiner Grundlinie 17 aus wiederum bei einer Dicke 14 auf die Höhe 15 gebogen, wobei im Ausführungsbeispiel ein Radius R4 angesetzt ist, um eine bestimmte Federkenn linie 10 zu erzeugen.An alternative embodiment has a (full outside) disc 9 a, from which three-sided punched lap pen 16 ( Fig. 4) are formed with each offset by 90 degrees punching position. Each of the tabs 16 is in turn bent from its base line 17 at a thickness 14 to the height 15 , a radius R4 being set in the exemplary embodiment in order to produce a specific spring characteristic line 10 .

Es kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Stern zacken 12 oder Lappen 16 gebildet werden, die aus ei nem federnden Werkstoff gefertigt sind und somit je weils spezifische Federkennlinien 10 erzeugen.A variety of different star teeth 12 or tabs 16 can be formed, which are made of egg nem resilient material and thus each generate specific spring characteristics 10 .

Mit dem hier beschriebenen Elektromagnetantrieb können beliebige Arbeitspunkte 18 als Schnittpunkte zwischen der Federkennlinie 10 und der Hubkraftkenn linie 11 je nach der verwendeten Stromstärke eingestellt werden.With the electromagnetic drive described here, any operating points 18 can be set as an intersection between the spring characteristic 10 and the lifting force characteristic line 11 depending on the current strength used.

Reference list

11

Rahmen
frame

22nd

Elektromagnetspule
Electromagnetic coil

33rd

Magnetjoch
Magnetic yoke

33rd

aStirnfläche
a face

44th

Magnetanker
Magnetic anchor

44th

aFührungszapfen
a Guide pin

44th

bStirnfläche
b face

55

Richtung
direction

66

Führung
guide

66

aLager
a camp

77

Bewegungsachse
Axis of motion

88th

Luftspalt
Air gap

99

Federkörper
Spring body

99

a(Teil-)Scheibe
a (partial) disc

1010th

Federkennlinie
Spring characteristic

1111

Hubkraftkennlinie
Lifting characteristic

1212th

Sternzacken
Star points

1212th

aradialer Verlauf
aradial course

1313

Zentrum
center

1414

Dicke
thickness

1515

Höhe
height

1616

Lappen
Rag

1717th

Grundlinie
Baseline

1818th

Arbeitspunkt
Operating point

Claims

1.Electromagnetic drive, consisting of a magnet yoke carrying an electromagnetic coil and an opposing guided magnet armature that can be moved toward the magnet yoke against the force of a spring body, the opposite end faces of the magnet yoke and magnet armature being parallel and perpendicular to the movement axis, and the operating point of the lifting force characteristic of the magnet armature can be determined via the current strength in the electromagnetic coil, the spring characteristic of the spring body being set to be progressively similar to the lifting force characteristic, but overall steeper, and both characteristics taking their maximum value at the smallest air gap, characterized in that in the air gap ( 8 ) between the magnet armature ( 4 ) and the magnet yoke ( 3 ), a bent or provided with arcuate bending sections spring body ( 9 ) is arranged.

2. Electromagnetic drive according to claim 1, characterized in that the spring body ( 9 ) is designed as a disc ( 9 a).

3. Electromagnetic drive according to claim 2, characterized in that the disc ( 9 ) is arched.