EP0172384B1

EP0172384B1 - Elektromagnetanordnung zur Beeinflussung eines Tauchankers

Info

Publication number: EP0172384B1
Application number: EP85108642A
Authority: EP
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. Aschberger; Karlheinz Dipl.-Ing. Färber; Anton Dipl.-Ing. Deininger
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH; Coca Cola Co
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH; Coca Cola Co
Priority date: 1984-08-22
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1989-06-07
Also published as: DE3570944D1; AU4650785A; JPS61198606A; AU591874B2; ES296204U; EP0172384A1; US4757924A; CA1251822A; ES296204Y; JPH0680615B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Elektromagnetsystem mit einem Tauchanker, welcher insbesondere Bestandteil einer Dosiereinrichtung in Getränkeautomaten zur Dosierung von Getränkekonzentraten ist.
Bei der Entwicklung des Anmeldungsgegenstandes wurde davon ausgegangen, Elektromagnetanordnungen mit U-förmigen Magnetankem zu verwenden, um günstige Bedingungen für die frontseitige Auswechslung von Getränkekonzentrats-Behältem mit deren Dosiereinrichtungen zu bieten. Zwischen die Schenkel der Magnetpole wird das Dosierventil eingeschoben, dessen Steuerelement aus ferromagnetisch leitfähigem 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 Magnetkeme in dem Bereich der Magnetpolschuhe der Bewicklung der Elektromagnetspule störend entgegensteht. Aus diesem Grunde ist eine Reihe von Lösungsvorschlägen denkbar, bei denen die Magentkeme geteilt sind und nach dem Bewickeln der Elektromagnetspule mit dieser vereinigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, eine Elektromagnetanordnung mit einem Tauchanker 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 der Magnetanker in ein Magnetfeld eintaucht, das zwischen zwei flachprofiligen aus ferromagnetisch leitfähigem Material bestehenden Schenkeln eines U-förmig ausgebildeten Magnetkems gebildet wird, wobei die Elektromagnetspule auf einem zylindrischen aus ferromagnetisch leitfähigem Material bestehenden Kern angeordnet ist, mit dem die flachprofiligen Schenkel nach Aufbringung der Elektromagnetspule mechanisch und magnetisch leitfähig verbindbar sind.
Aus der FR-A-2 164 485 sind zwar Elektromagnetanordnungen bekannt, bei denen ein Drehanker zwischen ähnlich ausgebildeten U-förmigen Schenkeln beweglich ist. Bei bisher bekannt gewordenen Tauchanker anordnungen wurde jedoch der Tauchanker in zylinderförmigen Gehäusen untergebracht (z. B. DE-B-1 255 531).
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 stimseitig aus der Elektromangnetspule austretende Magnetfluß 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 Magnetfuß 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 besonders vorteilhaft einsetzbar, dadurch daß die stimseitigen Flansche des Magnetspulen-Trägerkörpers Rastansätze aufweisen, welche mit Rastansätzen im Gehäuse zusammenwirken.
Im Rahmen dieser nach den erfindungsgemä- βen 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 Magnetfiußkörper 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 Ansicht dieser Elektromagnetanordnung von unten
Fig. 3 eine Seitenansicht der Elektromagnetanordnung in einem Gehäuse im Schnitt,
Fig. 4 ein Ansicht dieser Anordung 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. Stimseitig 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 stimseitig aust retenden Magnet felder günstig übernommen werden. Ansätze 12 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 12 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 stimseitigen Flanschen des Magnetspulen-Trägerkörpers 1 paarweise Rastansätze 11, 12 angeordet. Uber 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-Tragerkörpers 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 stimseitigen Flansche des Magnetspulen-Trägerkörpers 2 zwischen den Stützstegen 9 zusätzlich gegen seitliche Verschiebung gesichert gehalten.

Claims

1. Elektromagnetsystem mit einem Tauchanker (7), welcher insbesondere Bestandteil einer Dosiereinrichtung (5) in Getränkeautomaten zur Dosierung von Getränkekonzentraten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (7) in ein Magnetfeld eintaucht, das zwischen zwei flachprofiligen aus ferromagnetisch leitfähigem Material bestehenden Schenkeln (4) eines U-förmig ausgebildeten Magnetkems gebildet wird, wobei die Elektromagnetspule (2) auf einem zylindrischen aus ferromagnetisch leitfähigem Material bestehenden Kern (3) angeordnet ist, mit dem die flachprofiligen Schenkel (4) nach Aufbringung der Elektromagnetspule (2) mechanisch und magnetisch leitfähig verbindbar 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 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenträgerkörper (1) Ansätze (12) 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 (8), dadurch gekennzeichnet, daß die stimseitigen 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 (8) einerseits und die Rastansätze (11, 12) des Magnetspulen-Tragerkörpers (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 (8) zur Abstützung des Elektromagneten über die Polschenkel (4) durch Stüzrippen (9) gebildet sind, welche am Magnetspulen-Trägerkörper (1) beidseitig stimseitig 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.