EP0172384A1 - Elektromagnetanordnung zur Beeinflussung eines Tauchankers - Google Patents

Elektromagnetanordnung zur Beeinflussung eines Tauchankers Download PDF

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EP0172384A1
EP0172384A1 EP85108642A EP85108642A EP0172384A1 EP 0172384 A1 EP0172384 A1 EP 0172384A1 EP 85108642 A EP85108642 A EP 85108642A EP 85108642 A EP85108642 A EP 85108642A EP 0172384 A1 EP0172384 A1 EP 0172384A1
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Coca Cola Co
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Coca Cola Co
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnet arrangement with a magnet armature which is immersed in a magnetic field generated by the electromagnet between two pole legs of a U-shaped magnetic core and which is in particular part of a metering device in automatic drinks dispensers for metering beverage concentrates.
  • the object of the invention is now to provide an electromagnet arrangement with U-shaped pole legs for influencing a plunger armature, which is constructed as simply as possible in terms of production technology and also offers the functional requirements of a favorable magnetic flux. In addition to these requirements, there should also be favorable conditions for space-saving installation.
  • An electromagnet arrangement which meets these requirements to a high degree, is characterized according to the invention in that the electromagnet coil is arranged on a cylindrical core made of ferromagnetic conductive material and each end has a flat profile leg made of ferromagnetic conductive material and that the flat profile leg with the cylindrical core are connected mechanically and magnetically conductive.
  • the electromagnet arrangement designed according to the features of the invention fulfills all manufacturing, functional and installation requirements according to the task.
  • the coil carrier body which is wound with insulated wire, can be wound by machine and is then attached to the cylindrical core.
  • the flat-profile legs are then mechanically and magnetically attached to this cylindrical core as pole pieces.
  • This flat design of the legs is also favorable for the magnetic flux in the area of the plunger. This creates a broad, homogeneous magnetic field at this point.
  • the electromagnet arrangement with the flat-profile legs as pole shoes also offers particularly favorable conditions in terms of installation technology.
  • the overall width is relatively narrow and smooth-walled. Nevertheless, the magnetic current, which in particular emerges from the end of the electromagnetic coil, is taken over by the flat-profile legs and directed into the area of the plunger.
  • the electromagnet arrangement according to the invention is characterized in that the cross section of the flat-profile legs tapers towards their free ends. is. This takes into account the fact that the magnetic flux in the legs decreases towards the free ends, specifically because the magnetic field over the magnet armature has a wide area extends between the flat profile legs. In addition to the reduction in weight, this tapering toward the free ends of the flat-profile legs also has a favorable influence on the magnetic field.
  • the electromagnet arrangement according to the invention is characterized in that the coil carrier body has approaches for functional mechanical alignment of the flat-profile legs.
  • the flat-profile legs can be adjusted to each other and to the coil carrier body after being placed on the cylindrical core in corresponding cylindrical bores. This is followed in a simple manner by wedging or riveting the cylindrical core in the cylindrical openings of these flat-profile legs to form a unit.
  • the electromagnets according to the invention can preferably be used particularly advantageously in a housing, in that the end flanges of the magnet coil support body have latching projections which interact with latching projections in the housing.
  • pole legs of the U-shaped magnetic flux body prefferent for the pole legs of the U-shaped magnetic flux body to have support surfaces for bearing on contact surfaces in the housing.
  • the measures taken according to these features further developing the invention are outstandingly suitable for arranging and fastening an electromagnet with a U-shaped magnetic flux body in a housing.
  • the electromagnet is supported in the housing via the pole legs of the U-shaped magnetic flux body, while the latching projections on the magnet coil support body ensure the latching in the housing. So no further fasteners are required.
  • the magnet coil carrier body is usually and expediently made of plastic, the applicable manufacturing expenditure for the fastening measures of the electromagnet in the housing is extremely low.
  • the electromagnet can be fastened in a form-fitting manner in the housing. It is expedient that the locking lugs of the magnet coil support body in Close range of the plane formed by the support surfaces of the magnetic flux body.
  • An electromagnetic coil 2 applied to a coil carrier body 1 is arranged on a cylindrical core 3 made of ferromagnetic material.
  • a cylindrical core 3 made of ferromagnetic material.
  • two flat-profile legs 4 are arranged, which have cylindrical openings in which the cylindrical core 3 is wedged.
  • the free ends of the flat-profile legs protrude into the area of a metering valve for beverage concentrates, such as are used in devices for mixing soft drinks.
  • a part of the control slide 6 of this metering device 5 consists of ferromagnetic conductive material and can thus be influenced as a plunger 7 between the free ends of the flat-profile legs.
  • Lugs 8 on the coil carrier body 1 serve, among other things, to align the flat-profile legs 4 with respect to the coil body 1 and thus also against one another in the preassembly.
  • these approaches 8 also serve as latching elements when installing the electromagnet arrangement in a housing.
  • the flat-profile pole legs 4 rest in the device housing 8 on support ribs 9 and are guided laterally through the housing bulge 10 to the metering device 5.
  • locking projections 11, 12 are arranged in pairs on the end flanges of the magnet coil support body 1.
  • the electromagnet is held against the supporting ribs 9 via locking lugs 13 of the housing with the flat-profile pole legs 4.
  • the locking lugs 12 of the magnet coil support body 1 engage in recesses 14 within the supporting ribs 9.
  • These locking lugs 12 are wedge-shaped, so that the electromagnet on the supporting ribs 9 in its installed position, in which the locking lugs 11 of the magnet coil support body 1 under the locking lugs 13 of the housing come to rest, can be inserted with elastic expansion of the support ribs 9 and is held in a positive manner in this position.
  • the electromagnet arrangement can also be removed from the device housing 8 again.
  • the electromagnet arrangement is additionally secured against lateral displacement via the end flanges of the magnet coil support body 2 between the support webs 9.

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Abstract

Die Elektromagnetspule (2) mit einem U-förmig ausgebildeten Magnetkern zur Beeinflussung eines Tauchankers (7) ist auf einen zylindrischen Kern (3) angeordnet und weist stirnseitig je einen flachprofiligen Schenkel (4) auf, welche mit dem zylindrischen Kern mechanisch und magnetisch gutleitfähig verbunden sind. Der U-förmig ausgebildete Magnetflußkörper der Elektromagnetanordnung liegt mit seinen beiden senkrecht zur Elektromagnetspule verlaufenden Schenkeln auf Stützrippen (9) des Aufnahmegehauses (8) auf; am Magnetspulen-Trägerkörper sind Rastansätze (11, 12) angeordnet, welche mit entsprechend ausgeformten Teilen des Aufnahmegehäuses verrastet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektromagnetanordnung mit einem in ein durch den Elektromagneten zwischen zwei Polschenkeln eines U-förmig ausgebildeten Magnetkerns erzeugtes Magnetfeld eintauchenden Magnetanker, welcher insbesondere Bestandteil einer Dosiereinrichtung in Getränkeautomaten zur Dosierung von Getränkekonzentraten ist.
  • Um günstige Bedingungen für die frontseitige Auswechslung von Getränkekonzentrats-Behältern mit deren Dosiereinrichtungen zu bieten, ist es bekannt, Elektromagnetanordnungen mit U-förmigen Magnetankern zu verwenden. Zwischen die Schenkel der Magnetpole wird das Dosierventil eingeschoben, dessen Steuerelement aus ferromagnetisch reibfähigem Material als Tauchanker ausgebildet ist. Tauchanker-Magnetsysteme haben die bekannte Eigenschaft, daß zwar die Anzugskräfte gegenüber den sonstigen Magnetsystemen vergleichsweise relativ schwächer sind, daß aber diese Kräfte über einen größeren Ankerweg relativ gleichförmig wirken. Die auf den Magnetanker ausübbaren Kräfte durch den Elektromagnet sind im hohen Maße davon abhängig, wie der Magnetfluß geleitet wird und wie insbesondere die auftretenden Luftspalte in Erscheinung treten.
  • Die Herstellung von Elektromagnetsystemen ist insoweit häufig problembelastet, daß die Ausgestaltung der Magnetkerne in den Bereich der Magnetpolschuhe der Bewicklung der Elektromagnetspule störend entgegensteht. Aus diesem Grunde liegen eine Reihe von Lösungsvorschlägen vor, bei denen die Magnetkerne geteilt sind und nach dem Bewickeln der Elektromagnetspule mit dieser vereinigt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, eine Elektromagnetanordnung mit U-förmig ausgebildeten Polschenkeln zum Beeinflussen eines Tauchankers bereitzustellen, welche sowohl herstellungstechnisch möglichst einfach aufgebaut ist, als auch funktionstechnisch die Anforderungen an einen günstigen Magnetfluß bietet. Neben diesen Forderungen sollen auch günstige Voraussetzungen für einen raumsparenden Einbau gegeben sein.
  • Eine Elektromagnetanordnung, welche diesen Anforderungen in hohem Maße genügt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnetspule auf einem zylindrischen Kern aus ferromagnetisch leitfähigem Material angeordnet ist und stirnseitig je einen flachprofiligen Schenkel aus ebenfalls ferromagnetisch leitfähigem Material aufweist und daß die flachprofiligen Schenkel mit dem zylindrischen Kern mechanisch und magnetisch leitfähig verbunden sind.
  • Zur Erzielung möglichst hoher Magnetkräfte wird eine derartige Elektromagnetanordnung vorteilhafterweise mit Gleichstrom beaufschlagt werden. Die nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltete Elektromagnetanordnung erfüllt alle herstellungstechnischen, funktionstechnischen und einbautechnischen Anforderungen gemäß Aufgabenstellung. Der mit isoliertem Draht bewickelte Spulenträgerkörper ist maschinell bewickelbar und wird anschließend auf den zylindrischen Kern aufgesteckt. Anschließend werden an diesem zylindrischen Kern die flachprofiligen Schenkel als Polschuhe mechanisch und magnetisch leitfähig befestigt. Diese flache Ausbildung der Schenkel ist auch günstig für den Magnetfluß im Bereich des Tauchankers. Dadurch wird an dieser Stelle ein breites homogenes Magnetfeld erzeugt. Auch einbautechnisch bietet die Elektromagnetanordnung mit den flachprofiligen Schenkeln als Polschuhe besonders günstige Voraussetzungen. Die Baubreite ist relativ schmal und glattwandig. Dennoch wird der insbesondere stirnseitig aus der Elektromagnetspule austretende Magentstrom von den flachprofiligen Schenkeln übernommen und gezielt in den Bereich des Tauchankers geleitet.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Elektromagnetanordnung dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der flachprofiligen Schenkel zu ihren freien Enden sich verjüngend ausgebildet. ist. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, daß der Magnetfluß in den Schenkeln hin zu den freien Enden abnimmt, und zwar dadurch, daß das Magnetfeld über den Magnetanker breiträumig sich zwischen den flachprofiligen Schenkeln erstreckt. Neben der Gewichtsverringerung wird also auch eine günstige Beeinflussung des Magnetfeldes durch diese Verjüngung hin zu den freien Enden der flachprofiligen Schenkel erreicht.
  • Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Elektromagnetanordnung dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenträgerkörper Ansätze zur funktionsgerechten mechanischen Ausrichtung der flachprofiligen Schenkel aufweist. Mit Hilfe dieser Maßnahme können die flachprofiligen Schenkel nach dem Aufsetzen auf den zylindrischen Kern in entsprechenden zylindrischen Bohrungen zueinander und zum Spulenträgerkörper justiert werden. Anschließend erfolgt in einfacher Weise ein Verkeilen bzw. Vernieten des zylindrischen Kerns in den zylindrischen Durchbrüchen dieser flachprofiligen Schenkel zu einer Einheit.
  • Bevorzugterweise sind die erfindungsgemäßen Elektromagneten in einem Gehäuse besondersvorteilhaft einsetzbar, dadurch daß die stirnseitigen Flansche des Magnetspulen-Trägerkörpers Rastansätze aufweisen, welche mit Rastansätzen im Gehäuse zusammenwirken.
  • Im Rahmen dieser nach den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestalteten Anordnung ist es zweckmäßig, daß die Polschenkel des U-förmig ausgebildeten Magnetflußkörpers Stützflächen zur Anlage auf Auflageflächen im Gehäuse aufweisen.
  • Die nach diesen die Erfindung weiterbildenden Merkmalen getroffenen Maßnahmen eignen sich in hervorragendem Maße zum Anordnen und Befestigen eines Elektromagneten mit einem U-förmig ausgebildeten Magnetflußkörper in einem Gehäuse. Über die Polschenkel des U-förmig ausgebildeten Magnetflußkörpers stützt sich der Elektromagnet im Gehäuse ab, während die Rastansätze am Magnetspulen-Trägerkörper für die Verrastung im Gehäuse sorgt. Es sind also keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich. Da der Magnetspulen-Trägerkörper üblicherweise und zweckmäßigerweise aus Kunststoff gefertigt ist, ist insbesondere der zutreffende herstellungstechnische Aufwand für die Befestigungsmaßnahmen des Elektromagneten in dem Gehäuse äußerst gering. Durch entsprechende Zuordnung der Rastansätze an dem Magnetspulen-Trägerkörper zu den Stützflächen des U-förmig ausgebildeten Magnetflußkörpers ist der Elektromagnet im Gehäuse formschlüssig verbunden befestigbar. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Rastansätze des Magnetspulen-Trägerkörpers im Nahbereich der durch die Stützflächen des Magnetflußkörpers gebildeten Ebene liegen.
  • Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht der Elektromagnetanordnung, teilweise geschnitten,
    • Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf diese Elektromagnetanordnung
    • Fig. 3 eine Seitenansicht der Elektromagnetanordnung in einem Gehäuse im Schnitt,
    • Fig. 4 ein Ansicht dieser Anordnung von unten im Schnitt und
    • Fig. 5 eine Ansicht des Gehäuseabschnitts zur Aufnahme dieses Elektromagneten von oben im Schnitt.
  • Eine auf einen Spulenträgerkörper 1 aufgebrachte Elektromagnetspule 2 ist auf einem zylindrischen Kern 3 aus ferromagnetisch gutleitfähigem Material angeordnet. Stirnseitig vom Spulenträgerkörper 1 und damit von der Elektromagnetspule 2 sind zwei flachprofilige Schenkel 4 angeordnet, welche zylindrische Durchbrüche aufweisen, in denen der zylindrische Kern 3 verkeilt ist.
  • Die freien Enden der flachprofiligen Schenkel ragen in den Bereich eines Dosierventils für Getränkekonzentrate, wie sie in Geräten zum Mixen von Erfrischungsgetränken Verwendung finden. Ein Teil des Steuerschiebers 6 dieser Dosiereinrichtung 5 besteht aus ferromagnetisch leitfähigem Material und ist somit zwischen den freien Enden der flachprofiligen Schenkel als Tauchanker 7 beeinflußbar. Durch die Verjüngung der flachprofiligen Schenkel 4 zu ihren freien Enden hin wird das Magnetfeld im Bereich des Funktionsfeldes erfordernisgerecht verteilt und konzentriert. Im Bereich der Elektromagnetspule 3 jedoch überdecken die flachprofiligen Schenkel 4 den Querschnitt dieser Spule, so daß die aus dieser stirnseitig austretenden Magnetfelder günstig übernommen werden. Ansätze 8 am Spulenträgerkörper 1 dienen unter anderem dazu, die flachprofiligen Schenkel 4 gegenüber dem Spulenkörper 1 und damit auch gegeneinander in der Vormontage auszurichten. Daneben dienen diese Ansätze 8 aber auch als Verrastungselemente beim Einbau der Elektromagnetanordnung in ein Gehäuse.
  • Wie aus den Figuren 3 bis 5 zu entnehmen ist, liegen die flachprofiligen Polschenkel 4 im Gerätegehäuse 8 auf Stützrippen 9 auf und werden durch die Gehäuseausbuchtung 10 zur Dosiereinrichtung 5 seitlich geführt zentriert. Zur Befestigung in der Einbaulage sind an den stirnseitigen Flanschen des Magnetspulen-Trägerkörpers 1 paarweise Rastansätze 11, 12 angeordnet. Über die Rastansätze 11 wird der Elektromagnet über Rastansätze 13 des Gehäuses mit den flachprofiligen Polschenkeln 4 gegen die Stützrippen 9 gedrückt gehalten. Die Rastansätze 12 des Magnetspulen-Trägerkörpers 1 greifen in Aussparungen 14 innerhalb der Stützrippen 9. Diese Rastansätze 12 sind keilförmig ausgebildet, so daß der Elektromagnet auf den Stützrippen 9 in seine Einbaulage, bei welcher die Rastansätze 11 des Magnetspulen-Trägerkörpers 1 unter den Rastansätzen 13 des Gehäuses zu liegen kommen, unter elastischer Spreizung der Stützrippen 9 einschiebbar ist und in dieser Lage formschlüssig gehalten wird. Durch Spreizen der Stützstege 9 unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs kann aber die Elektromagnetanordnung auch wieder aus dem Gerätegehäuse 8 genommen werden. In der Einbaulage wird die Elektromagnetanordnung über die stirnseitigen Flansche des Magnetspulen-Trägerkörpers 2 zwischen den Stützstegen 9 zusätzlich gegen seitliche Verschiebung gesichert gehalten.

Claims (11)

1. Elektromagnetsystem mit einem in ein durch den Elektromagneten zwischen zwei Polschenkeln eines U-förmig ausgebildeten Magnetkerns erzeugtes Magnetfeld eintauchenden Magnetanker, welcher insbesondere Bestandteil einer Dosiereinrichtung in Getränkeautomaten zur Dosierung von Getränkekonzentraten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnetspule (2) auf einem zylindrischen Kern (3) aus ferromagnetisch leitfähigem Material angeordnet ist und stimseitig je einen flachprofiligen Schenkel (4) aus ebenfalls ferromagnetisch leitfähigem Material aufweist und daß die flachprofiligen Schenkel (4) mit dem zylindrischen Kern (3) mechanisch und magnetisch leitfähig verbunden sind.
2. Elektromagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der flachprofiligen Schenkel (4) zu ihren freien Enden sich verjüngend ausgebildet ist.
3. Elektromagnetsystem nach einem der Ansprüche 1 ode 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenträgerkörper (1) Ansätze (8) zur funktionsgerechten mechanischen Ausrichtung der flachprofiligen Schenkel (4) aufweist.
4. Elektromagnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flachprofiligen Schenkel (4) mit dem zylindrischen Kern (3) verkeilt sind.
5. Anordnung eines Elektromagnetsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Gerätegehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Flansche des Magnetspulen-Trägerkörpers (1) Rastansätze (11, 12) aufweisen, welche mit Rastansätzen (13, 14) im Gehäuse (8) zusammenwirken.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschenkel (4) des U-förmig ausgebildeten Magnetflußkörpers Stützflächen zur Anlage auf Auflageflächen im Gehäuse (8) aufweisen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die Stützflächen des Magnetflußkörpers und die Auflageflächen im Gehäuse einerseits und die Rastansätze (11, 12) des Magnetspulen-Trägerkörpers (1) und die Rastansätze (13, 14) im Gehäuse (8) andererseits der Elektromagnet und das Gehäuse (8) formschlüssig verbunden sind.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastansätze (11, 12) des Magnetspulen-Trägerkörpers (1) im Nahbereich der durch die Stützflächen des Magnetflußkörpers (4) gebildeten Ebene liegen.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen im Gehäuse zur Abstützung des Elektromagneten über die Polschenkel (4) durch Stützrippen (9) gebildet sind, welche am Magnetspulen-Trägerkörper (1) beidseitig stirnseitig anliegen.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastansätze (12) des Magnetspulen-Trägerkörpers (1) seitlich in Rastaussparungen (14) der Stützrippen (9) eingreifen.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastansätze (12) keilförmig ausgebildet sind.
EP85108642A 1984-08-22 1985-07-11 Elektromagnetanordnung zur Beeinflussung eines Tauchankers Expired EP0172384B1 (de)

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