EP0774764A2 - Elektromagnet mit beweglichem Kernteil - Google Patents

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EP0774764A2
EP0774764A2 EP96118331A EP96118331A EP0774764A2 EP 0774764 A2 EP0774764 A2 EP 0774764A2 EP 96118331 A EP96118331 A EP 96118331A EP 96118331 A EP96118331 A EP 96118331A EP 0774764 A2 EP0774764 A2 EP 0774764A2
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EP
European Patent Office
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armature
core part
electromagnet
movable core
movable
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EP0774764A3 (de
EP0774764B1 (de
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Lajos Dipl.-Ing. Oszlari
Dieter Dipl.-Ing. Kleinert
Claus Peter Dipl.-Ing. Hasel
Robert Dipl.-Ing. Müller
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Schultz Wolfgang E Dipl-Ing
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    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H01F7/1615—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/088—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures provided with means for absorbing shocks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/122—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to an electromagnet, consisting of a magnet coil which receives an armature movable along the coil axis, a core being provided for guiding the magnetic field and the electromagnet having an attenuator for the movement of the armature.
  • Electromagnets of the type described in the introduction are used for a large number of uses. For example, such magnets are used in textile machines to control the warp threads or as solenoid valves, etc.
  • the mechanical load on the armature during switching operations is enormous. To the To be able to switch the armature quickly in order to achieve the appropriate machine cycle times, the moving mass of the armature has been reduced. The movement of the armature must be braked in the end position of the armature. This requires damping devices that prevent the armature from striking too hard at its stroke limitation. The hard impact of the anchor leads to increased wear and thus a shorter service life.
  • damping members in a simple manner by means of an elastic device, for example an annular disk, spring or the like, which is arranged in the working air gap.
  • the working air gap is the space between the armature and the magnetic core, which is overcome when the coil is energized and thus causes the armature movement.
  • the disadvantage of such damping devices is that they necessarily enlarge the working air gap. A larger working air gap reduces the lifting force. With prolonged use, these damping agents deteriorate in their elastic properties. The constant exposure reduces, for example, the level of the damping agent. Nevertheless, the damping means must still be sufficient to provide damping on the one hand and to exclude on the other hand that the anchor strikes the stroke limitation directly.
  • the present invention has set itself the task of improving the damping of the armature of the electromagnets described above.
  • the service life of the magnets is to be increased, while short switching times of the electromagnets are achieved with low energy consumption.
  • the invention proposes that the Anchor acts on the attenuator via a movable core part.
  • a core part is designed to be movable and in turn is supported by damping elements on other elements, for example the housing or the holder.
  • the attracted anchor moves against the movable core part and takes it with it.
  • the momentum of the moving armature is transmitted to the moving core part.
  • the increase in mass already causes the armature to decelerate. Since the core part can dodge, the stress on the core and anchor is low. There is no impact or ricocheting.
  • the kinetic energy is then destroyed in the damping means on which the movable core part acts.
  • Known flex disks, springs or the like can in turn be provided.
  • the inventive design of the electromagnet ensures that the kinetic energy of the armature does not have to be absorbed by a small area or by a small damping volume, which would result in high specific loads. Rather, a two-stage or multi-stage braking of the armature is proposed.
  • the entrainment of the movable core part leads to a surprising possibility, namely that the specific damping loads can be reduced by larger cross-sections or volumes, since the kinetic energy is transmitted to a movable core part of larger size, for example.
  • the high switching speed of the armature is not impaired, since the low mass of the armature is available during the switching process and the low mass can be accelerated more quickly with the same application of force.
  • the damping member is provided between the movable and a fixed core part.
  • the core part serves to guide the magnetic flux and to effectively convert the impressed current into a mechanical movement of the armature.
  • the fixed core part has a bore which receives the movable core part, a radial spacer being provided between the two core parts.
  • the radial spacer serves to ensure that no friction occurs between the two core parts during the movement of the core part, which could lead to signs of wear.
  • the movable core part is held in the bore of the fixed core part by an O-ring.
  • the invention provides that a movable core part is provided at both ends of the coil. Such a configuration ensures that the movement of the armature is braked optimally in both longitudinal directions.
  • the movable core part has a shoulder which is supported on the magnetic coil.
  • the movable core part like the armature, can be moved axially (to the coil axis), for example.
  • the movement of the core part is limited by the shoulder cooperating with the coil former.
  • an attenuator can be provided between the shoulder and the coil former.
  • the armature and / or the core part have permanent magnets which hold the armature in a defined end position when the coils are not energized. From The arrangement made in connection with the springback tendency or the bouncing behavior is particularly advantageous. The damping ensures that the kinetic energy is destroyed.
  • the holding force of a permanent magnet must first be overcome by a non-destroyed impact pulse in order to move the armature out of the end position. With an appropriate design of the holding forces and the kinetic energy of the armature, it is thus possible to significantly reduce the energy consumption and thus the heat development in and on the magnet, since the permanent magnet holds the armature in the desired position. This leads on the one hand to lower operating costs due to lower energy consumption and on the other hand to a longer service life due to lower operating temperatures.
  • the armature lies against the movable core part in a defined end position.
  • the configuration according to the invention makes it possible to also use the working air gap, which approaches zero. This is particularly advantageous in the case of the magnetic force-stroke characteristic, since this shows an exponential increase in the magnetic force when the stroke is close to zero. This arrangement is also favorable for the bounce behavior of the anchor.
  • the armature is held onto the core by the high permanent magnetic holding force, however, the movable core part cannot evade by restraining its shoulder on the coil body. Rebounding of the armature is thus reliably avoided.
  • the electromagnet is designed as a reversing lifting magnet and has two magnet coils for the movement of the armature.
  • a reversing lifting magnet has two defined positions of the armature rod.
  • a separate coil is provided for the reliable control of each of these layers.
  • the arrangement according to the invention can be used with different types of electromagnets, for example AC or DC magnets. It is also possible to use polarized magnets, stub anchor magnets or anchors with a cone formation.
  • the invention provides that the armature is mounted in the core part.
  • special plain bearings are provided to enable the armature to move quickly.
  • the masses of the armature and the movable core part are approximately the same size. As a result, an optimal impulse transmission from the armature to the movable core part can take place and the armature can be braked optimally.
  • the core part has an opening which leads an armature rod out of the electromagnet.
  • the movement of the armature is guided out of the electromagnet via the armature rod, which is part of the armature.
  • the magnet according to the invention is shown schematically in a vertical section.
  • the electromagnet 9 consists essentially of the magnet coil 2, which receives an armature 1.
  • the armature 1 is movable axially to the longitudinal axis 22 of the magnet coil 2.
  • the magnet coil 2 is formed by a coil body 21 with coil flanges 20, on which the coil wire is wound.
  • a permanent magnet 31 is provided, which holds the armature 1 in an end position.
  • the magnet coil 2 is encompassed by a bowl-shaped holder 3, which engages at its ends in the fixed core part 5.
  • the electromagnet 9 is preferably of rotationally symmetrical design, for example.
  • the fixed core part 5 covers the open ends of the magnet coil 2.
  • the fixed core part 5 receives the movable core part 41 and forms the core 4 with it. Together with the holder 3, the core 4 forms a device for the flux guidance of the magnetic field lines. This enables effective use of magnetic energy.
  • the movable core part 41 is inserted in a bore 50 of the fixed core part 5.
  • An O-ring 42 is provided in the movable core part 41 to support the movable core part 41 in the bore 50.
  • the damping member 6 is provided between the fixed core part 5 and the movable core part 41.
  • the attenuator 6 is designed for example as an elastic disc, spring or the like. It is located in the bore 50 between the fixed core part 5 and the movable core part 41 and absorbs the kinetic energy of the armature 1 via the movable core part 41.
  • the movable core part 41 also has an axial bore in which the armature is guided.
  • slide bearings 43 are provided which enable the armature 1 to move smoothly.
  • the fixed core part 5 has a bore 51 on one side through which the armature rod 12 of the armature 1 is led out of the electromagnet. This is indicated below in the exemplary embodiment shown.
  • the movable core part 41 each has a shoulder 44, in that the axially movable core part 41 is supported on the magnet coil 2 or the coil flange 20. As a result, movement of the movable core part 41 into the interior of the coil former 21 is not possible.
  • the movable core part 41 has a certain freedom of movement to the outside, which is limited by the damping member 6 and the stop on the fixed core part 5. This also determines the stroke length of the anchor.
  • the anchor 1 carries an anchor body 10 arranged in the center.
  • This anchor body 10 is, for example, designed as a cylinder and has a larger diameter than the anchor rod 12.
  • the working air gap is marked with 7. This is located between the anchor body 10 and the movable core part 41 in the upper half of the embodiment.
  • the solenoid 2 When the solenoid 2 is acted upon, the armature 1 is attracted and accelerated via this air gap 7.
  • the armature 1 moves upwards into the interior of the magnet coil 2.
  • the momentum and the energy of the armature 1 are transmitted to the movable core part 41 in accordance with the masses.
  • the transmitted kinetic energy is then converted into heat or deformation work in the attenuator 6 and thus destroyed.
  • a plastic housing 8 is provided as the housing, which is formed, for example, from a vibration-resistant plastic encapsulation.
  • the armature 1 can interact directly with the movable core part. However, it is also possible to use a thin anti-adhesive washer, but this only prevents the anchor from sticking to the movable core part.

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Abstract

Für die Dämpfung der Bewegung eines Ankers (1) in einem Elektromagneten (9) wird vorgeschlagen, daß der Anker (1) einen beweglichen Kernteil (41) im letzten Teil des Bewegungsweges des Ankers (1) mitnimmt. Durch diese Mitnahmebewegung wird die kinetische Energie des Ankers (1) auf das beweglich angeordnete Kernteil (41) übertragen und somit der Anker gebremst. Daraus resultiert eine geringe Belastung des Ankers (1), was zu einer höheren Lebensdauer des Ankers (1) und des Magneten (9) führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, bestehend aus einer Magnetspule, die einen längs der Spulenachse beweglichen Anker aufnimmt, wobei für die Führung des magnetischen Feldes ein Kern vorgesehen ist und der Elektromagnet ein Dämpfungsglied für die Bewegung des Ankers aufweist.
  • Elektromagneten der eingangs beschriebenen Art werden für eine Vielzahl von Verwendungen eingesetzt. Zum Beispiel finden solche Magnete in Textilmaschinen zur Steuerung der Kettfäden oder als Magnetventile usw. Verwendung. Die mechanische Belastung des Ankers bei den Schaltvorgängen ist enorm. Um den Anker schnell schalten zu können, um entsprechende Taktzeiten der Maschinen zu erreichen, ist die bewegte Masse des Ankers reduziert worden. Die Bewegung des Ankers ist in der Endlage des Ankers abzubremsen. Hierzu sind Dämpfeinrichtungen notwendig, die ein zu hartes Aufschlagen des Ankers an seiner Hubbegrenzung ausschließen. Das harte Aufschlagen des Ankers führt zu erhöhtem Verschleiß und damit zu kürzerer Lebensdauer. Es ist hierzu bekannt, die Dämpfungsglieder in einfacher Weise durch eine elastische Einrichtung, beispielsweise eine Ringscheibe, Feder oder dergleichen, auszubilden, die im Arbeitsluftspalt angeordnet ist. Der Arbeitsluftspalt ist hierbei der Raum zwischen Anker und Magnetkern, der bei der Strombeaufschlagung der Spule überwunden wird und somit die Ankerbewegung bewirkt. Der Nachteil derartiger Dämpfungseinrichtungen besteht nun darin, daß sie notwendigerweise den Arbeitsluftspalt vergrößern. Ein größerer Arbeitsluftspalt reduziert die Hubkraft. Bei längerem Gebrauch werden diese Dämpfungsmittel in ihren elastischen Eigenschaften schlechter. Die dauernde Beaufschlagung verringert zum Beispiel die Höhe des Dämpfungsmittels. Dennoch muß das Dämpfungsmittel noch ausreichend sein, um einerseits eine Dämpfung zu ergeben und um andererseits auszuschließen, daß der Anker unmittelbar auf der Hubbegrenzung aufschlägt. Durch die Anordnung des Dämpfungsmittels im Arbeitsluftspalt ist es nur schwer möglich, das Maximum der Magnetkraft-Hub-Kennlinie bei Hub = 0 auszunützen. Dieser Nachteil muß bei den bekannten Magneten durch höhere Stromstärken, also höheren Energieverbrauch, kompensiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Dämpfung der Anker der eingangs beschriebenen Elektromagneten zu verbessern. Hierbei soll die Lebensdauer der Magnete erhöht werden, wobei gleichzeitig kurze Schaltzeiten der Elektromagneten bei geringem Energieverbrauch realisiert werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Anker über einen beweglichen Kernteil auf das Dämpfungsglied wirkt. Ein Kernteil wird beweglich ausgeführt und stützt sich seinerseits über Dämpfungsglieder an anderen Elementen, zum Beispiel dem Gehäuse oder der Halterung, ab. Der angezogene Anker bewegt sich gegen den beweglichen Kernteil und nimmt diesen mit. Der Impuls des bewegten Ankers wird auf den beweglichen Kernteil übertragen. Die Vergrößerung der Masse bewirkt hierbei bereits eine Abbremsung des Ankers. Da der Kernteil ausweichen kann, ist die Beanspruchung von Kern und Anker gering. Es kommt zu keinem Aufschlagen oder Abprallen. Die Bewegungsenergie wird dann bei den Dämpfungsmitteln, auf die der bewegliche Kernteil wirkt, vernichtet. Es können wiederum bekannte Walkscheiben, Federn oder dergleichen vorgesehen sein.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Elektromagneten wird erreicht, daß die Bewegungsenergie des Ankers nicht von einer kleinen Fläche bzw. von einem kleinen Dämpfungsvolumen aufgefangen werden muß, wodurch hohe spezifische Belastungen entstünden. Vielmehr wird eine zwei- oder mehrstufige Abbremsung des Ankers vorgeschlagen. Insbesondere führt die Mitnahme des beweglichen Kernteiles zu einer überraschenden Möglichkeit, indem nämlich die spezifischen Dämpfungsbelastungen durch größere Querschnitte oder Volumina verringert werden können, da die Bewegungsenergie auf einen zum Beispiel größer dimensionierten beweglichen Kernteil übertragen wird. Gleichzeitig ist aber die hohe Schaltgeschwindigkeit des Ankers nicht beeinträchtigt, da bei dem Schaltvorgang die geringe Masse des Ankers zur Verfügung steht und die geringe Masse bei gleicher Kraftanwendung schneller beschleunigt werden kann.
  • Es ist günstig, wenn das Dämpfungsglied zwischen dem beweglichen und einem feststehenden Kernteil vorgesehen ist. Der Kernteil dient zum Führen des magnetischen Flusses und für eine effektive Umsetzung des eingeprägten Stromes in eine mechanische Bewegung des Ankers. Durch eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht man zwei Funktionen für ein Bauteil. Der Kern übernimmt nicht nur die Führung des magnetischen Flusses, sondern dient auch zur Abbremsung der Ankerbewegung. Daraus resultieren Vorteile bei der Herstellung des Elektromagneten, da dieser bei gleicher mechanischer Belastung kleiner gebaut werden kann.
  • Des weiteren ist es günstig, wenn der feststehende Kernteil eine Bohrung aufweist, die den beweglichen Kernteil aufnimmt, wobei ein radialer Abstandshalter zwischen den beiden Kernteilen vorgesehen ist. Der radiale Abstandshalter dient dazu, daß bei der Bewegung des Kernteiles keine Reibung zwischen den beiden Kernteilen auftritt, was zu Verschleißerscheinungen führen könnte. Hierzu ist beispielsweise vorgesehen, daß der bewegliche Kernteil durch einen O-Ring in der Bohrung des feststehenden Kernteiles gehalten ist.
  • Des weiteren sieht die Erfindung vor, daß an beiden Enden der Spule je ein beweglicher Kernteil vorgesehen ist. Durch eine solche Ausgestaltung wird erreicht, daß die Bewegung des Ankers in beiden Längsrichtungen optimal abgebremst wird.
  • Es ist von Vorteil, wenn der bewegliche Kernteil eine Schulter aufweist, die sich an der Magnetspule abstützt. Der bewegliche Kernteil ist ebenso wie der Anker beispielsweise axial (zur Spulenachse) beweglich. Durch die mit dem Spulenkörper zusammenwirkende Schulter wird die Bewegung des Kernteiles begrenzt. Um zu vermeiden, daß auf den Spulenkörper harte Stöße einwirken, oder daß eine zusätzliche Abbremsvorrichtung realisiert werden muß, kann zwischen der Schulter und dem Spulenkörper ein Dämpfungsglied vorgesehen sein.
  • Des weiteren ist es günstig, wenn der Anker und/oder der Kernteil Permanentmagnete aufweisen, die den Anker bei nichtstrombeaufschlagten Spulen in einer definierten Endlage hält. Von besonderem Vorteil ist die getroffene Anordnung im Zusammenhang mit der Rückfederneigung bzw. dem Prellverhalten. Durch die Dämpfung wird erreicht, daß die Bewegungsenergie vernichtet wird. Die Haltekraft eines Permanentmagneten muß nun zunächst von einem nicht vernichteten Prall-Impuls überwunden werden, um den Anker aus der Endlage zu bewegen. Bei einer entsprechenden Auslegung der Haltekräfte und der kinetischen Energie des Ankers ist es somit möglich, die Energieaufnahme und damit die Hitzeentwicklung im und am Magneten signifikant zu verringern, da der Permanentmagnet den Anker in der gewünschten Stellung hält. Dies führt zum einen zu niedrigeren Betriebskosten aufgrund geringeren Energieverbrauches und zum anderen zu höherer Lebensdauer aufgrund niedrigerer Betriebstemperaturen.
  • Des weiteren ist es günstig, wenn der Anker in einer definierten Endlage an dem beweglichen Kernteil anliegt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, auch den Arbeitsluftspalt, der gegen Null geht, auszunutzen. Dies ist insbesondere bei der Magnetkraft-Hub-Kennlinie von Vorteil, da diese bei Hub gegen Null einen exponentiellen Anstieg der Magnetkraft aufweist. Auch ist diese getroffene Anordnung günstig für das Prellverhalten des Ankers. Der Anker wird durch die hohe permanentmagnetische Haltekraft am Kern festgehalten, hingegen kann der bewegliche Kernteil durch die Rückhaltung seiner Schulter am Spulenkörper nicht ausweichen. Ein Zurückprallen des Ankers wird somit zuverlässig vermieden.
  • Es ist günstig, wenn der Elektromagnet als Umkehrhubmagnet ausgebildet ist und für die Bewegung des Ankers zwei Magnetspulen aufweist. Ein Umkehrhubmagnet besitzt zwei definierte Lagen der Ankerstange. Für die zuverlässige Ansteuerung jeder dieser Lagen ist eine eigene Spule vorgesehen. Des weiteren ist es möglich, daß die erfindungsgemäße Anordnung bei verschiedenen Arten von Elektromagneten, zum Beispiel Wechsel- oder Gleichstrommagneten, angewandt werden kann. Ferner ist es möglich, polarisierte Magneten, Stumpfankermagneten oder Anker mit einer Konusausbildung einzusetzen.
  • Des weiteren sieht die Erfindung vor, daß der Anker in dem Kernteil gelagert ist. Hierzu sind spezielle Gleitlager vorgesehen, um schnelle Bewegungen des Ankers zu ermöglichen.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Massen des Ankers und des beweglichen Kernteiles annähernd gleich groß sind. Hierdurch kann eine optimale Impulsübertragung von dem Anker auf den beweglichen Kernteil erfolgen und der Anker optimal abgebremst werden.
  • Es ist günstig, wenn der Kernteil eine Öffnung aufweist, die eine Ankerstange aus dem Elektromagneten führt. Über die Ankerstange, die Teil des Ankers ist, wird die Bewegung des Ankers aus dem Elektromagneten herausgeführt.
  • In der Zeichnung ist der erfindungsgemäße Magnet in einem senkrechten Schnitt schematisch dargestellt.
  • Der Elektromagnet 9 besteht im wesentlichen aus der Magnetspule 2, die einen Anker 1 aufnimmt. Der Anker 1 ist axial zur Längsachse 22 der Magnetspule 2 beweglich.
  • Die Magnetspule 2 wird gebildet von einem Spulenkörper 21 mit Spulenflanschen 20, auf die der Spulendraht aufgewickelt ist. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Spulen 2 vorgesehen, zwischen denen ein Permanentmagnet 31 vorgesehen ist, der den Anker 1 jeweils in einer Endlage festhält.
  • Die Magnetspule 2 wird von einem schalenförmigen Halter 3 umfaßt, der an seinen Enden in den feststehenden Kernteil 5 eingreift.
  • Der Elektromagnet 9 ist beispielsweise vorzugsweise rotationssymmetrisch aufgebaut.
  • Der feststehende Kernteil 5 deckt die offenen Enden der Magnetspule 2 ab. Der feststehende Kernteil 5 nimmt den beweglichen Kernteil 41 auf und bildet mit ihm den Kern 4. Zusammen mit dem Halter 3 bildet der Kern 4 eine Vorrichtung für die Flußführung der magnetischen Feldlinien. Dadurch wird eine effektive Ausnutzung der magnetischen Energie erreicht.
  • Der bewegliche Kernteil 41 ist in einer Bohrung 50 des feststehenden Kernteiles 5 eingesetzt. Zur Abstützung des beweglichen Kernteiles 41 in der Bohrung 50 ist ein O-Ring 42 im beweglichen Kernteil 41 vorgesehen. Dadurch wird ein übermäßiger Verschleiß des feststehenden Kernteiles 5 durch die Bewegung des beweglichen Kernteiles 41 vermieden.
  • Zwischen dem feststehenden Kernteil 5 und dem beweglichen Kernteil 41 ist das Dämpfungsglied 6 vorgesehen. Das Dämpfungsglied 6 ist zum Beispiel als elastische Scheibe, Feder oder dergleichen ausgebildet. Es befindet sich in der Bohrung 50 zwischen dem feststehenden Kernteil 5 und dem beweglichen Kernteil 41 und nimmt die Bewegungsenergie des Ankers 1 über den beweglichen Kernteil 41 auf.
  • Der bewegliche Kernteil 41 weist ebenfalls eine axiale Bohrung auf, in der der Anker geführt ist. Hierzu sind Gleitlager 43 vorgesehen, die eine leichtgängige Bewegung des Ankers 1 ermöglichen.
  • In dem hier ausgeführten Beispiel weist der feststehende Kernteil 5 an einer Seite eine Bohrung 51 auf, durch die die Ankerstange 12 des Ankers 1 aus dem Elektromagneten herausgeführt ist. Dies ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel unten angedeutet.
  • Der bewegliche Kernteil 41 weist je eine Schulter 44 auf, indem sich der axial bewegliche Kernteil 41 an der Magnetspule 2 bzw. dem Spulenflansch 20 abstützt. Dadurch ist eine Bewegung des beweglichen Kernteiles 41 ins Innere des Spulenkörpers 21 nicht möglich. Der bewegliche Kernteil 41 weist eine gewisse Bewegungsfreiheit nach außen auf, wobei diese durch das Dämpfungsglied 6 und den Anschlag an dem feststehenden Kernteil 5 begrenzt ist. Dies bestimmt auch die Hublänge des Ankers.
  • Der Anker 1 trägt mittig angeordnet einen Ankerkörper 10. Dieser Ankerkörper 10 ist zum Beispiel als Zylinder ausgebildet und weist einen größeren Durchmesser auf als die Ankerstange 12.
  • Der Arbeitsluftspalt ist mit 7 gekennzeichnet. Dieser befindet sich zwischen dem Ankerkörper 10 und dem beweglichen Kernteil 41 in der oberen Hälfte des Ausführungsbeispieles. Bei der Beaufschlagung der Magnetspule 2 wird der Anker 1 über diesen Luftspalt 7 angezogen und beschleunigt. Der Anker 1 bewegt sich nach oben ins Innere der Magnetspule 2. Wenn die Stirnfläche des Ankerkörpers 10 an den beweglichen Kernteil 41 anschlägt, wird der Impuls und die Energie des Ankers 1 entsprechend den Massen auf den beweglichen Kernteil 41 übertragen. Die übertragene Bewegungsenergie wird dann in dem Dämpfungsglied 6 in Wärme oder Verformungsarbeit umgesetzt und somit vernichtet.
  • Als Gehäuse ist ein Kunststoffgehäuse 8 vorgesehen, das beispielsweise aus einem vibrationsfesten Kunststoffverguß gebildet ist.
  • Für die Dämpfung der Bewegung eines Ankers 1 in einem Elektromagneten 9 wird vorgeschlagen, daß der Anker 1 einen beweglichen Kernteil 41 im letzten Teil des Bewegungsweges des Ankers 1 mitnimmt. Durch diese Mitnahmebewegung wird die kinetische Energie des Ankers 1 auf das beweglich angeordnete Kernteil 41 übertragen und somit der Anker gebremst. Daraus resultiert eine geringe Belastung des Ankers 1, was zu einer höheren Lebensdauer des Ankers 1 und des Magneten 9 führt.
  • Der Anker 1 kann unmittelbar mit dem beweglichen Kernteil zusammenwirken. Es ist aber auch möglich, eine dünne Antiklebescheibe einzusetzen, die aber nur das Kleben des Ankers an dem beweglichen Kernteil verhindert.
  • Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
  • Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
  • Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.

Claims (12)

  1. Elektromagnet, bestehend aus einer Magnetspule, die einen längs der Spulenachse beweglichen Anker aufnimmt, wobei für die Führung des magnetischen Feldes ein Kern vorgesehen ist und der Elektromagnet ein Dämpfungsglied für die Bewegung des Ankers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (1) über einen beweglichen Kernteil (41) auf das Dämpfungsglied (6) wirkt.
  2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (6) zwischen dem beweglichen (41) und einem feststehenden (5) Kernteil vorgesehen ist.
  3. Elektromagnet nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kernteil (5) eine Bohrung (50) aufweist, die den beweglichen Kernteil (41) aufnimmt, wobei ein radialer Abstandshalter (42) zwischen den beiden Kernteilen (41,5) vorgesehen ist.
  4. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Spule (2) je ein beweglicher Kernteil (41) vorgesehen ist.
  5. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kernteil (41) eine Schulter (44) aufweist, die sich an der Magnetspule (2) abstützt.
  6. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere Permanentmagnete (31) vorgesehen sind, die den Anker (1) bei nichtstrombeaufschlagten Spulen (2) in definierten Endlagen halten.
  7. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (1) in einer definierten Endlage an dem beweglichen Kernteil (41) anliegt.
  8. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (9) als Umkehrhubmagnet ausgebildet ist und für die Bewegung des Ankers (1) zwei Magnetspulen (2) aufweist.
  9. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (1) in dem Kernteil gelagert ist.
  10. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Ankers (1) und des beweglichen Kernteiles (41) annähernd gleich ist.
  11. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernteil eine Öffnung (51) aufweist, die eine Ankerstange (12) aus dem Elektromagneten (9) führt.
  12. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem beweglichen Kernteil (41) und dem Anker,(1) eine Antiklebescheibe vorgesehen ist.
EP96118331A 1995-11-18 1996-11-15 Elektromagnet mit beweglichem Kernteil Expired - Lifetime EP0774764B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19543142A DE19543142A1 (de) 1995-11-18 1995-11-18 Elektromagnet mit beweglichem Kernteil
DE19543142 1995-11-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0774764A2 true EP0774764A2 (de) 1997-05-21
EP0774764A3 EP0774764A3 (de) 1997-09-03
EP0774764B1 EP0774764B1 (de) 2002-09-04

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ID=7777868

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