DE7823558U1 - Elektromagnet - Google Patents

Description

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r SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen: J,

Berlin und München VPA 78 P 2 6 3 ^ BRD \

i Elektromagnet |

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneten mit '■

»i < mindestens einer feststehenden Erregerwicklung, der ei- l nen zwischen zwei Endlagen beweglichen Tauchanker auf- 1

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Bei einem bekannten Mikrowellenübertragungssystem wird von einem Abfragegerät ein periodisch durchstimmbares Abfragesignal ausgesendet, das gemäß einer zu übertra- ^ genden Information von einem Antwortgerät frequenzse- '"' lektiv reflektiert wird. Die Frequenzselektion erfolgt dabei durch Resonatoren, die durch Elektromagnete der · eingangs genannten Gattung entweder wirksam oder unwirk- ^J: sam geschaltet werden. Ein Fixieren der Lage des Tauch- i ankers der Elektromagnete ist dabei nur durch einen I

ständig fließenden Strom möglich (DE-PS 1 901 890). ·

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromagneten der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß dieser zwar mit Hilfe eines Stromes umgeschaltet werden kann, jedoch die jeweils eingestellte Endlage auch nach einem Unterbrechen der Stromzufuhr beibehalten wird.

Wo-6-Fa / 01.08.1978

- 2 - VPA 78 P 2 6 3 '} BRD ,

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Tauchanker aus nicht magnetisierbarem Material besteht, daß am Tauchanker eine mit ihrer Achse in der Bewegungsrichtung des Tauchankers ausgerichtete scheibenförmige Anordnung mindestens eines Permanentmagneten befestigt ist, wobei die Stirnfläche der scheibenförmigen Anordnung magnetische Pole bilden, und daß zwei für die scheibenförmige Anordnung in beiden Endlagen des
Tauchankers einen Anschlag bildende weichmagnetische

Polstücke für den Elektromagneten vorgesehen sind. Es
erweist sich dabei als besonders vorteilhaft, daß dazu die Erregerwicklung nicht für eine Dauerstrom- sondern nur für eine Impulsstrombelastung ausgelegt zu werden

braucht.
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¥enn die Erregerwicklung innerhalb eines die Polstücke verbindenden weichmagnetischen Mantels angeordnet ist, wird dadurch zum einen eine gute Flußführung und eine
gute Schirmung erreicht und zum anderen ein wirksamer
mechanischer Schutz für die empfindliche Erregerwicklung bewirkt.

Zur Aufnahme der Erregerwicklung kann ein zum Tauchanker hin geschlossener Wickelkörper vorgesehen sein,
wobei dieser als Führung für den Tauchanker verwendbar ist. Dadurch wird in einfacher Weise ein Verkanten des Tauchankers verhindert. Durch die Wahl eines geeigneten Materials für den Wickelkörper kann ferner ein leichtes

Gleiten des Tauchankers im Wickelkörper erreicht werden. 30

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung in der Bewegungsrichtung des Tauchankers in zwei in Reihe schaltbare gegensinnige Wicklungen geteilt ist.

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-3- vpa 78 P 2 6 3 '

Hierdurch wird für eine technisch einfach realisierbare scheibenförmige Anordnung mit einer magnetischen Polarisationsrichtung in Richtung des Tauchankers erreicht, daß ein gegensinniger Strom in der Erregerwicklung auch eine gegensinnige Stellbewegung des Tauchankers bewirkt.

Dabei kann zwischen den Wicklungen ein weichmagnetisches Polstück angeordnet sein und die magnetischen Pole der scheibenförmigen Anordnung können mit weichmagneti-( ') 10 sehen Deckplatten versehen sein. Durch beide Maßnahmen wird die magnetische Flußführung verbessert.

Zum schonenden Abbau der kinetischen Energie des bewegten Tauchankers ist es vorteilhaft, daß die magnetischen Pole der scheibenförmigen Anordnung bzw. die Deckplatten und/oder die Polstücke mit stoßdämpfendem Material belegt sind.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der 20 Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher \ erläutert.

/' ; Es zeigen:

Figur 1 eine Anordnung mit einer durchgehenden Erregerwicklung und einem einfachen Permanentmagnetsystem,

Figur Z eine Anordnung mit einer durchgehenden Erregerwicklung und einem doppelten Permanentma- § gnetsystem und

Figur 3 eine Anordnung mit einer geteilten Erregerwicklung und einem einfachen Permanentmagnetsystem.

-4- vpa 78 P 2 6 3 '

In der Darstellung nach Figur 1 ist der Übersichtlich- · keft halber ausschnittsweise ein Tauchanker T aus nicht magnetisierbarem Material gezeigt. An einem Zapfen Z

des Tauchankers T ist eine Anordnung A1, bestehend aus 5 einem mit einer Bohrung versehenen scheibenförmigen Permanentmagneten PM1 formschlüssig angebracht. Die Polari- ; sationsrichtung des Permanentmagneten PM1 verläuft in

|: der Längsrichtung des Tauchankers T. Der Nordpol des

Permanentmagneten PM1 ist in der Zeichnung durch einen ι; Q 10 vollen Pfeil, der Südpol durch einen offenen Pfeil dargestellt. Diese Symbolik wird auch für die Figuren 2 ! und 3 beibehalten.

Die Anordnung A1 ist in einem Wickelkörper W zur Aufnah-• 15 me einer Erregerwicklung E geführt. Der Wickelkörper W ist in einem topfförmigen Gefäß aus weichmagnetischem Material gefaßt, das aus einem Mantel M und ringförmige Deckel bildenden Polstücken P1 und P2 besteht. Die Pol-

j stücke P1 und P2 bilden dabei Anschläge für den Perma%

20 nentmagneten PM1. Um die. Stoßbeanspruchung zwischen dem ·; Permanentmagneten PM1 und den Polstücken P1 baw. P2 zu

reduzieren, ist der Permanentmagnet PM1 auf jeder seiner Stirnseiten mit einem ringförmigen Dämpfungspolster D1 bzw. D2 belegt.
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Zur Beschreibung der Funktionsweise des Elektromagneten sei zunächst ausgegangen von der dargestellten räumlichen Lage des Tauchankers.

• 30 Sofern die Erregerwicklung E nicht stromdurchflossen ist, haftet der Permanentmagnet PM1 am weichmagnetischen Polstück P1. Wenn die Erregerwicklung E so erregt wird, daß sich am Polstück P1 ein magnetischer Nordpol ausbildet, wird der Permanentmagnet PM1 in der durch einen ge-•f 35 strichelten Pfeil angedeuteten Richtung vom Polstück P1

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- 5 - VPA 78 P 2G-M

abgestoßen. Mit der Ausbildung eines magnetischen Nord- i pols am Polstück P1 bildet sich am Polstück P2 ein ma- ^ gnetischer Südpol aus. Dieser magnetische Südpol würde t den Permanentmagneten PM1 bei dessen Annäherung ab- £

stoßen, so daß bei fortbestehendem Stromfluß in der Er- ;' regerwicklung E eine gedämpfte oszillierende Bewegung
des Tauchankers T bewirkt würde. Nach diesem Prinzip
ließe sich zwar in äußerst einfacher Weise ein mechanischer Schwinger realisieren, da jedoch eine stabile
r 10 Endlage für die Funktion des Elektromagneten erstrebt
wird, ist es erforderlich, den Stromfluß in der Erregerwicklung E abzuschalten, bevor der Permanentmagnet
PM1 seine durch einen gefiederten Pfeil angedeutete
Bewegungsrichtung umkehrt. Der Permanentmagnet PM1
haftet dann am Polstück P2. Ein Rückstellen des Permanentmagneten PM1 in die Ausgangslage erfolgt wiederum _<
durch einen kurzzeitigen Stromfluß in der Erregerwick- $■ lung E, und zwar mit einer gleichen Polarität wie oben

geschildert. i

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Ein Elektromagnet, bei dem ein Umkehren der Stromrich- , tung auch zu einer Umkehr der Stellbewegung führt, ist

C unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Tei- ·

Ie in der Darstellung nach Figur 2 gezeigt. Der Elektro- I

magnet unterscheidet sich von demjenigen nach Figur 1 £

durch eine scheibenförmige Anordnung A2, die aus zwei I

ringförmigen Permanentmagnete PM2 und PM3 besteht, die |

so angeordnet sind, daß ihre Südpole sich gegenüber- f

stehen. Dadurch wird erreicht, daß, wenn die Erreger- I

wicklung E so von einem Strom durchflossen wird, s

sich am Polstück P1 ein Nordpol ausbildet, die Anordnung i

A2 vom Polstück P1 abgestoßen und vom Polstück P2, an '^;

dem sich gleichzeitig ein magnetischer Südpol ausgebil- |

det hat, angezogen wird,(dargestellt durch einen ge- I

fiederten Pfeil). Ein Rückstellen des Tauchankers T

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- 6 - VPA 78 P 2 6 3 Ί BRD

in die Ursprungslage erfolgt durch eine Stromrichtungsumkehr in der Erregerwicklung E. Bei stromloser Erregerwicklung E haftet die Anordnung A2 mit Hilfe der Permanentmagnete PM2 und PM3 am jeweiligen Polstück P1 bzw. P2.

Der in der Darstellung gemäß Figur 3 gezeigte Elektromagent entspricht von seinem prinzipiellen Aufbau ebenfalls demjenigen nach Figur 1. Auch hierbei sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen gewählt. Es sind bei diesem Elektromegneten anstelle einer Erregerwicklung E zwei Wicklungen W1 und ¥2 vorgesehen, die gegensinnig in Reihe geschaltet sind. Als scheibenförmige Anordnung ist eine Anordnung A3 mit einem Permanentmagneten PM4 vorgesehen, der von zwei Deckplatten DP1 und DP2 stirnseitig bedeckt ist. Zwischen den Wicklungen W1 und W2 ist ferner ein Polstück P angeordnet, Das Polstück P und die Deckplatten DP1 und DP2 sind für eine gute Flußführung des Systems vorgesehen. Wenn in der dargestellten Position des Tauchankers T die Wicklung W1 so erregt wird, daß sich am Polstück P1 ein magnetischer Nordpol ausbildet» wird der Permanentmagnet PM4abgestoßen. Durch die gegensinnige Erregung der Wicklung W2 bildet sich am Polstück P2 ebenfalls ein magnetischer Nordpol aus, der anziehend auf den Südpol des Permanentmagneten PM4 der Anordnung A3 wirkt. Diese Stellbewegung ist durch einen gefiederten Pfeil dargestellt. Zum Umstellen des Tauchankers T wird die Richtung des Stromes durch die Wicklungen W1 und W2 umgekehrt, so daß sich am Polstück P2 und P1 jeweils ein magnetischer Südpol ausbildet. Bei nicht erregten Wicklungen W1 und W2 haftet die Anordnung A3 mit Hilfe des Permanentmagneten PM4 am jeweiligen Polstück P1 bzw. P2.

Zum Zwecke einer Stoßdämpfung zwischen der Anordnung A3 und den Polstücken P1 bzw. P2 sind ringförmige Dämpfungs-

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- 7 - VPA 78 P 2 6 3 'ι BRD

polster D3 und D4 vorgesehen, die vorzugsweise, jedoch nicht an der Anordnung A3 sondern an den Polstücken P1 "bzw. P2 angeordnet sind, um die bewegte Masse klein zu halten.

Claims (7)

- 1 - VPA 78 ρ 2 6 3 h BRD n spräche

1. Elektromagnet mit mindestens einer feststehenden Erregerwicklung, der einen zwischen zwei Endlagen bewegliehen Tauchanker aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchanker (T) aus nicht magnetisierbarem Material besteht, daß am Tauchanker (T) eine mit ihrer Achse in der Bewegungsrichtung des Tauchankers (T) ausgerichtete scheibenförmige Anordnung (A1, § C ^; 10 A2 oder A3) mindestens eines Permanentmagneten (PM1 bis PM4) befestigt ist, wobei die Stirnflächen der scheibenförmigen Anordnung (A1, A2 oder A3)magnetische Pole bilden, und daß zwei für die scheibenförmige Anordnung (A1, A2 oder A3) in beiden Endlagen des Tauchankers (T) einen Anschlag bildende weichmagnetische Polstücke (P1, P2) für den Elektromagneten vorgesehen sind.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (E) innerhalb eines die Polstücke (P1, P2) verbindenden weichmagnetischen Mantels (M) angeordnet ist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Erregerwicklung (E) ein zum Tauchanker (T) hin geschlossener Wickelkörper (W) vorgesehen ist, wobei dieser als Führung für den Tauchanker (T) verwendbar ist.

4. Elektromagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung in der Bewegungsrichtung des Tauchankers (T) in zwei in Reihe schaltbare gegensinnige Wicklungen (W1, W2) geteilt ist.

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I - 2 - VPA 78 ρ 2 6 3 h QRQ

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5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wicklungen V. (W1, W2) ein weiehmagnetisches Polstück (Ρ) angeordnet

h ist.

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6. Elektromagnet nach Anspruch 5, dadurch ge·

ν kennzeichnet, daß die magnetischen Pole der

scheibenförmigen Anordnung (A3) mit weichmagnetischen

'· Deckplatten (DP1, DP2) belegt sind.

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7. Elektromagnet nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Pole der scheibenförmigen Anordnung (A1, A2 oder A3) bzw. die Deckplatten (DP1, DP2) und/ 15 oder die Polstücke (P1, P2) mit stoßdämpfendem Material

i belegt sind.