DE8804801U1 - Elektromagnet - Google Patents

Description

Elektromagnet

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneten mit einem topfförmigen Magnetgehäuse» einem im Magnetgehäuse zentral angeordneten Eisenkern, einer auf dem Eisenkern vorgesehenen Drahtspule zur Erzeugung des magnetischen Flusses im Magnetgehäuse, einer scheibenförmigen Ankerplatte, die beim Erregen des Elektromagneten vom Magnetgehäuse angezogen wird und über einen zentralen Betätigungsstift auf eine am Elektromagneten befestigte Einrichtung eine Kraft ausübt.

Ein Elektromagnet dieser Art mit einer in einem Eisentopf eingebetteten Spule und einem aus einer Platte bestehenden Anker ist beispielsweise aus "o+p - ölhydraulik und pneumatik - " 21 (1977) Nr.7, Seite 503 bekannt. Hier ist der Anker auf einem Stift festgeschraubt, der sich längs der Symmetrieachse des Magneten bewegt.

Ein Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Magnetlinien im Magnetgehäuse nie gleichförmig verteilt sind. Dabei wird der Anker mit verschieden großen, über die ganze Fläche verteilten Kräften angezogen, was zur Folge hat, daß der Anker mit dem Stift in der Gehäusebohrung verspannnt und zwischen Gehäuse und Stift eine erhebliche Reibung verursacht, die das Regelverhalten zumindest ungünstig beeinflußt, wenn nicht sogar erheblich verschlechtert.

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J. Abhilfe läßt sich dadurch Schaffen, daß der Stift des Ankers im Gehäuse ia KUgef lageffi geführt wird, was teuer Und äu?wön^ dig ist*

Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß der Anker nach Überwindung des Luftspaltes zwischen Gehäuse und Anker am Gehäuse anliegt und dort mit einer sehr großen Kraft festgehalten wird. Zur Loslösung des Ankers muß der Magnet stromlos werden, oder es muß zumindest der Strom sehr Stark verringert werden.

Als Magnet zur Betätigung von Schaltern _y pneumatischen oder hydraulischen Druckventilen od. dgl. mit fein regelbarer Kraftabgabe ist diese Ausführungsform nicht brauchbar. Ein solcher Magnet kann außerdem überhaupt nur zwei Schalt- bzw. Ventilstellunge.\i, nämlich nur eine Auf- oder Zu-Stellung_r herbeiführen. Er kann keine analogen bzw. feinstufigen Steuerbewegungen ausführen, um beispielsweise bei einem Ventil stufenlos Zwischenstellungen zwischen seinen beiden Extremstellungen, seiner Auf- oder Zu-Stellung, zu bewirken.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Elektromagneten der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kleiner Bauweise und guter Regelbarkeit eine dem zugeführten Strom proportiona-Ie, möglichst hohe Kraft abgibt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs *.. Erfinderische Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Elektromagnet ermöglicht es mittels einer einfachen Konstruktion in vorteilhafter Weise, daß die im Anker erzeugte Kraft reibungsarm durch das Magnetgehäuse ir.&ldquor;_edurch auf eine am entgegengesetzten Ende des Elektromagnets bzw. unter diesem befestigte Einrichtung, beispielsweise ein Druckregelventil, übertragen wird und so eine fein abstufbare Kraftregelung (von sehr kleinen bis sehr großen Kräften) er-

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reicht wird, tun das Druckregelventil ganz oder in unzähligen Zwischenstufen teilweise zu schließen oder zu öffnen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie aus der in der Anlage beigefügten Zeichnung. Es zeigen:

Fig.l einen Längsschnitt durch einen Elektromagneten gemäß der Erfindung, mit Magnetgehäuse, Magnetkern, Drahtspule, Anker und Betätigungsstift;

Fig.2 eine Draufsicht auf den Elektromagneten nach Fig.l in Pfeilrichtung P;

Fig.3 einen Teil-Längsschnitt durch den Elektromagneten längs der Schnittlinie III-III in Fig.2; Fig.4 eine Draufsicht auf eine Blattfeder, die in Gebrauchslage zwischen dem Magnetgehäuse und dem Anker angeordnet ist, und

Fig.5 eine Seitenansicht der an einem Ende des Betätigungsstiftes angebrachten Blattfeder nach Fig.4.

Fig.l zeigt einen Elektromagneten gemäß der Erfindung mit einem Magnetgehäuse 1, einer Drahtspule 2, einem Anker 3 und einem Betätigungsstift 4. Das Magnetgehäuse 1 weist einen Topf 5, einen Boden 6, einen Kern 7 und einen Fuß 8 auf. Der Kern ist zur Aufnahme des Betätigungsstiftes 4 mit einer axialen Bohrung 9 versehen.

Im Magnetgehäuse 1 ist die Drahtspule 2 untergebracht. Diese weist einen Spulenkörper 11 und Wicklungen 12 auf.

Wie in Fig.3 dargestellt ist, sind am oberen Ende des Spulenkörpers 11 zwei hülsenförmige hohle Zapfen 13 angebracht, die einerseits zur Durchführung der Wicklungsenden dienen und die andererseits den Ankeif 3 führen. Die Zapfen 13 sind mit Nuten 14 versehen, in die ÖiehefUngSelerrtente i£> eingerastet sind. Let2teiie halten den Ankeif 3 am bzw. auf dem Mägnetgehäuse 1»

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Der Anker 3 ist eine kreisförmige Platte, die in der Mitte verstärkt ist und zur Aufnahme einer Einstellschraube 10 ein Innengewinde 26 aufweist. Der Anker 3 weist außerdem Bohrungen

16 auf, die in Gebrauchslage von den Zapfen 13 durchsetzt sind und längs derer der Anker 3 von den Zapfen 13 geführt ist. Auf der zur Verbindungsachse Y zwischen den Bohrungen 16 rechtwinkelig durch die Mitte des Ankers 3 verlaufenden Achse X ist am Rande des Ankers 3 ein Abstandsstück 17 aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff angeordnet. Das Abstandsstück 17 verhindert das Anliegen des Ankers 3 am Magnetgehäuse 1 und bewirkt eine leichte Schrägstellung des Ankers 3 in Bezug auf das Magnetgehäuse 1. Die Höhe des Abstandsstücks 17 kann veränderbar, gegebenenfalls stufenlos veränderbar sein. Das Abstandsstück

17 kann durch eine in eine am Rand des Ankers 3 ausgebildete j

&igr; Gewindebohrung einschraubbare Einstellschraube 17a aus nicht magnetisierbarem Werkstoff, insbesondere aus Messing, ersetzt ! werden. Durch die Einstellschraube kann die Höhe eines zwischen dem Anker 3 und dem diesem zugewandten Rand des Magnetgehäuses 1 gebildeten Luftspaltes 25 stufenlos verändert wer- j ^de».

Wie Fig.3 zeigt, ist zwischen Anker 3 und Magnetgehäuse 1 eine gebogene Blattfeder 18 aus Federstahl (mit gebogener Längsachse L) angeordnet, clie den Anker 3 gegen die Sicherungselemente 15 drückt und in Ruhelage hält.

Nach Fig.4 weist die Blattfeder 18 drei Bohrungen IS, 2^ und 21 auf. In Gebrauchslage sind die Bohrungen 19 und 20 von den Zapfen 13 und die Bohrung 21 vom Betätigungsstift 4 durchsetzt, wie Fig.5 zeigt.

Der Betätigungsstift 4 ist an seinem oberen Ende mit einer Ringnut 22 versehen, an dem in Gebrauchslage ein Sicherungsring 23 angeordnet ist, der ein Herausfallen des Betätigung^- g5 Stiftes 4 aus dem Magnetgehaüse 1 verhindert.

Die Wirkungsweise des Elektromagneten wird nachfolgend beschrieben:

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Beim Erregen des Elektromagneten wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das den Anker 3 mit seiner dem Abstandsstück gegenüberliegenden Seite am Topf 5 zum Anliegen bringt. Der magnetische Fluß geht jetzt durch den metallischen Kontakt an dieser Stelle durch den Anker 3, die Blattfeder 18, den Kern 7, den Boden 6 und den Topf 5. Ai;f der gegenüberliegenden Seite bleibt zwischen dem Abstandsstück 17 und dem Magnetgehäuse 1 vorerst noch ein Luftspalt 25 bestehen.

Bei Erhöhung des Stromes wird der Anker 3 so weit angezogen, bis das Abstandsstück 17 am Magnetgehäuse 1 zur Anlage gelangt. Der Anker 3 übt nun über die Einstellschraube 10 und den Betätigungsstift 4 auf die an der entgegengesetzten Seite des Elektromagneten bzw. unterhalb desselben angebrachte zu steuernde Einrichtung, beispielsweise ein Druckregelventil 24, eine Kraft aus. Diese erzeugt in bekannter Weise eine Reaktionskraft F, die das Kräftegleichgewicht herstellt. Da die Kraftübertragung vom Anker 3 zum Betätigungsstift 4 reibungs^arm erfolgt (weil der Anker 3 verspannungsfrei am Magnetgehäuse 1 anliegt), wird eine sehr feinstufige Regelung de£ Einrichtung, beispielsweise des Druckregelventils 24, erreicht.

Claims (1)

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   10 IHRZEICHEN

   YOURREFERENrE

   UNSEHZEICHEN OURREFERENCE

   MÜNCHEN,

   BETRIFFT: REFERENCE:

   SCHOLZ, Joachim
   An der Ziegelei 14 7558 Bischweier

   12.04.1988 LW-P272/1128

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   insprüche.

   1· Elektromagnet mit einem topfförmigen Magnetgehäuse, einem im Magnetgehäuse zentral angeordneten Eisenkern, einer auf dem Eisenkern vorgesehenen Drahtspule zur Erzeugung des magnetischen Flusses im Magnetgehäuse, einem scheibenförmigen Anker, der beim Erregen des Elektromagneten vom Magnetgehäuse angezogen wird und über einen zentralen Betätigungsstift auf eine am Elektromagneten befestigte Einrichtung eine Kraft ausübt, dadurch gekennzeichnet,

   (a) daß der Anker (3) kardanisch beweglich am bzw. auf dem Magnetgehäuse (1) angeordnet ist und lose am Betäti-

   30 gungsstift (4) anliegt,

   (b) daß der Anker (3) mit einem in ihrer Randnähe befestigten, nicht-magnetisierbaren Abstandsstück (17) versehen ist,

   (c) daß der Anker (3) mit einer zentralen Gewindebohrung (26) versehen ist, in der eine Einstellschraube (10)

   angeordnet ist,

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   (d) daß der Anker (3) mit zwei Bohrungen (16) versehen ist, durch die zwei hohle Zapfen (13) ragen, die über Sicherungselemente (15) den Anker (3) auf dem Magnetgehäuse (1) festhalten, und

   (e) daß zwischen dem Anker (3) und dem Magnetgehäuse (1) eine Blattfeder (18) aus einem magnetxsxerbaren Werkstoff liegt, die eine geringe Rückstellkraft auf den Anker (3) ausübt und eine elektrisch leitende Brücke zwischen dem Anker (3) und dem Magnetgehäuse (1) bildet.

   2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtspule (12) an der oberen Stirnseite zwei hohle Zapfen (13) aufweist, durch die die Wicklungsenden des Spulendrahtes hindurchgeführt sind und an denen der Anker (3) geführt und gehaltert ist.

   3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (18) in ihrer Längsrichtung gebo-9^en ist, das heißt eine gebogene Längsachse (L) aufweist.

   4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betät'.gungsstift (4) zur Sicherung gegen Herausfallen zum Druckregelventil (24) hin an der Blattfeder (18) lösbar festgelegt ist.

   5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstift (4) an seinem federseitigen Ende mit einer Ringnut (22) zur Aufnahme eines Sicherungsrings (23) versehen ist.

   6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) eine in ihrer Mitte verstärkte, in ihrer Mitte das Innengewinde zur Aufnahme der Einstellschraube (10) aufweisende kifeisJfUnde ist.

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   7* Elektromagnet nach einem der Ärisprijiche 1 bis 6/ dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Einstellung des Betätigungsstifties (4) in Bezug auf den Anker (3) bzw* in Bezug¹ auf das zu betätigende DrUckregeiVentil (24) durch die

   B Einstellschraube (10) stufenlos erfolgt, wobei sich bei geeigneter Einstelluflg in Rühelage des Elektroventils ein Gleichgewichtszustand zwischen der Reaktionskraft des Druckregelventils (24) und der Kraft des Elektromagneten einstellt,

   Elektromagnet nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungselemente (15) in an den Zapfen (13) des Ankers (3) vorgesehenen Nuten (14) eingerastete Sicherungsringe sind*

   - Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsstück (17) in Randnähe des Ankers (3) auf einer Ankerachse (X) angeordnet ist, die die Verbindungsachse (Y) der beiden Bohrungen (3.6) für die Zapfen (13) im Ankerzentrüm rechtwinkelig kreuzt.

   1Ö. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Abstandsstücks (17) durch dieses zwischen dem Anker (3) und dem Magnetgehäuse (1) stets ein Luftspalt (25) von zumindest einer der Höhe des Abstandsstücks (17) entsprechender Breite gebildet ist.

   11. Elektromagnet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Abstandsstücks (17) und damit des Luftspaltes (25) zwischen dem Anker (3) und dem Magnetgehäuse (1) veränderbar ist.

   12. Elektromagnet nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Abstandsstücks (17) und damit des Luftspaltes (25) zwischen dem Anker {3} und dem Magnetgehäuse /1 \ &mdash;4

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   1 13. Eleiitifömägnet nach Anspruch 12/ dadurch gekennzeichnet/ daß die Höhe des Lüftspältes (25) zwischen dem Anker (3] Und dem Magnetgehäuse (1) dutch eine Einstellschraube (17a) veränderbar ist*

   14, Elektromagnet nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube (17a) aus Messing gebildet ist.