EP2164081A2 - Switching magnet - Google Patents

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EP2164081A2
EP2164081A2 EP09169917A EP09169917A EP2164081A2 EP 2164081 A2 EP2164081 A2 EP 2164081A2 EP 09169917 A EP09169917 A EP 09169917A EP 09169917 A EP09169917 A EP 09169917A EP 2164081 A2 EP2164081 A2 EP 2164081A2
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EP
European Patent Office
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switching
switching element
piston
contacts
magnetic piston
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09169917A
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EP2164081A3 (en
Inventor
Hans-Joerg Gasser
Ewald Lampl
Wolfgang Blaffert
Andreas Giefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MSG Mechatronic Systems GmbH
Original Assignee
MSG Mechatronic Systems GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by MSG Mechatronic Systems GmbH filed Critical MSG Mechatronic Systems GmbH
Publication of EP2164081A2 publication Critical patent/EP2164081A2/en
Publication of EP2164081A3 publication Critical patent/EP2164081A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0062—Testing or measuring non-electrical properties of switches, e.g. contact velocity
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/04—Means for indicating condition of the switching device
    • H01H2071/046—Means for indicating condition of the switching device exclusively by position of operating part, e.g. with additional labels or marks but no other movable indicators

Definitions

  • the invention relates to a switching magnet according to the preamble of claim 1.
  • Switching magnets are known, which are provided with an interrogator for detecting the position of a magnetic piston (armature) (for example, extended according to the criteria - retracted) of the switching magnet.
  • interrogators include switch contacts (e.g., reed contacts or microswitches) external of the solenoid, actuated by the magnetic piston or an axis moved by the magnetic piston.
  • the invention achieves this object by providing a switching magnet with the characterizing features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the switching magnet according to the invention are set forth in the dependent claims.
  • the switching magnet according to the invention requires a much smaller space than conventional solenoids with anchor position query due to the integration of the Endlagenabfrage invention in the solenoids. Furthermore, in the case of the switching magnet according to the invention, no additional contacts, including cabling, have to be mounted outside the switching magnet. Rather, the anchor position query by a controller etc. directly by connecting the controller with connections to the solenoid. Another significant advantage of the switching magnet according to the invention is that the armature position sensing device is protected in the solenoid arranged and therefore offers excellent reliability and longevity.
  • the switching magnet according to the invention has at least one piston position detector integrated in the switching magnet.
  • the piston position detector detects at least two different positions of the magnetic piston, so that with a single piston position detector and thus with minimal component expenditure, for example, the starting and the end position of the magnetic piston can be determined.
  • the piston position detector In order to achieve optimum protection of the piston position detector against environmental influences and external mechanical forces, it is provided to install the piston position detector in the bobbin and / or to arrange the piston position detector at least partially between the bobbin and the magnetic piston.
  • the piston position detector comprises at least two contacts and a switching element, wherein the switching element is directly or indirectly actuated by the magnetic piston and opens and / or closes when actuated contacts.
  • the switching element is arranged on the magnetic piston or possibly on the axis or may be formed as a part of the magnetic piston or the axis.
  • the opening and closing of contacts is effected in one embodiment of the invention by the switching element triggered mechanical deflection of a contact towards another contact or away from another contact.
  • the switching element is designed as an electrically conductive element which, when actuated, is brought into or out of electrically conductive engagement with at least two electrical contacts. It is advantageous in some applications, when the electrically conductive switching element is arranged electrically isolated on the magnetic piston or optionally on the axis.
  • the piston position detector can detect clearly defined positions of the magnetic piston, preferably at least one contact and / or the switching element has switching sections defined by shaping. Only at these switching sections in or out of engagement with another contact or the switching element is possible.
  • the switching sections are formed as projections, paragraphs or depressions.
  • the contacts are perfectly protected against environmental influences, if they are at least partially included in the bobbin.
  • the same purpose also serves to guide the contacts in or on at least one flange of the bobbin so that they protrude radially beyond this flange.
  • Electromagnetic solenoids also called solenoids or electromagnetic actuators
  • solenoids are used in many areas to perform setting or switching functions. It is often necessary to be able to check in which position the piston (also referred to as anchor) of the solenoid is currently. In most cases, the possible end positions of the Kobens are queried.
  • the solenoid 10 has a housing 1, which serves as a magnetic iron yoke element.
  • a housing 1 which serves as a magnetic iron yoke element.
  • winding 3 of an excitation coil is housed. End surfaces of the housing in each case abut against an end flange 4b, 4c of the bobbin 4.
  • the bobbin 4 has a central passage opening 4a with a central axis.
  • a pole core 2 is arranged in the through hole 4 a, but projects in part beyond the through hole 4 a and is inserted with its protruding end into a first through hole 1 a of the housing 1.
  • annular plain bearing bush 6a which consists of a lubricious material or is provided on its inner peripheral surface with a sliding layer, for example a PTFE layer.
  • a further passage opening 1b is formed coaxially with the Through hole 4a of the bobbin 4 is aligned.
  • a second annular plain bearing bush 6b is seated in the through hole 1b of the housing 1 and extends into the through hole 4a of the bobbin 4.
  • a magnetic piston 5 is accommodated from a soft magnetic material, which extends inwardly beyond the plain bearing bush 6b in the Through opening 4a of the bobbin 4 extends.
  • an axis 7 (also referred to as a push rod) is inserted from a non-magnetic material.
  • This axis 7 extends through an axial passage opening 2b of the pole core 2 or through the first plain bearing bush 6a out of the switching magnet 10.
  • a coil spring 9 is disposed in the through hole 2b of the pole core 2 about the axis 7 around.
  • One end of the coil spring 9 rests against the plain bearing bush 6a, the other end of the coil spring 9 abuts on the magnetic piston 5 and biases the magnetic piston 5 in a Hubgglingsposition HA (see. Fig. 3A ), which is defined by the abutment of a displaceably arranged on the axis 7 or the magnetic piston 5 stop element on an abutment.
  • the magnetic piston 5 is displaceable along the center axis of the bobbin 4 (see double arrow A), wherein between the magnetic piston 5 and the pole core 2, a working air gap 8 is formed whose axial length changes with the displacement of the magnetic piston 5.
  • the magnetic piston 5 When the exciting coil winding 3 is energized, the magnetic piston 5 is moved from its stroke initial position HA in the direction of the pole core 2 to a stroke end position HE, which is defined in the present example as a position in which the magnetic piston 5 with its conical Part of the pole core 2 is present. Damping disks 11 dampen the stop of the magnetic piston both at its initial position HA and at its end position HE.
  • At least one piston position detector 20 is installed in the switching magnet 10 according to the invention. In the present embodiment, both the reaching of the stroke initial position HA and the reaching of the stroke end position HE are detected with the piston position detector 20.
  • a piston position detector 20 is integrated in the switching magnet 10, the at least one, but preferably at least two different positions of the magnetic piston 5 detected.
  • the piston position detector 20 is installed in the bobbin 4 or parts thereof may be arranged between the bobbin 4 and the magnetic piston 5.
  • the piston position detector comprises in this embodiment, a plurality of contacts 21, 22, 23 and a switching element 24 which is formed as an annular web of the magnetic piston 5 and thus moves together with the magnetic piston 5 (actuated) and when actuated contacts 21, 22 and 22, 23 opens and / or closes.
  • the switching element could also be arranged on the axis 7.
  • the switching element 24 is an electrically conductive element, which, when actuated, is brought into electrically conductive engagement with two electrical contacts when it is located at a position in which at least one contact 21, 22 has switching sections 25, 26, 27, which Projections are formed. When the switching element 24 is moved away from these switching sections 25, 26, 27, the electrically conductive connection between adjacent contacts is interrupted.
  • the contacts 21, 22, 23 are formed as contact springs which exert a mechanical bias on the switching element 24 when the switching element 24 is in the region of the switching sections 25, 26, 27.
  • switching sections may also include shoulders or depressions. To avoid short circuits, the switching element 24 can be arranged electrically isolated on the magnetic piston 5 or optionally on the axis 7.
  • Fig. 1 and Fig. 2 shows an embodiment of the switching magnet 10 according to the invention with so-called external contacts, which are contacts (also) are guided on the outer surface of the cylindrical base portion of the bobbin 4.
  • FIGS. 4A, 4B and 4C show a variant of a switching magnet 10 "according to the invention, which differs from the above-described first embodiment in that it has internal contacts 41, which are contacts, which are guided on the inner surface of the cylindrical base portion of the bobbin 4.
  • the other components of Solenoids 10 substantially correspond to those of the above-described solenoid 10, so that reference may be made to the above paragraphs with regard to the description of their form and function.
  • FIGS. 3A, 3B and 3C show a further embodiment of a switching magnet 10 'according to the invention with four contacts 31, 32, 33, 34th

Abstract

The magnet (10) has a field coil including a winding (3) that is arranged on a coil body (4), a pole core (2) that is arranged in a central passage hole (4a) of the body, and a magnetic piston (5) i.e. armature, which is axially displaceable in the hole. An axle (7) is movable from the piston. A piston position detector (20) is integrated in the magnet to detect two different positions of the piston. The detector is partially arranged between the body and the piston. The detector has two contacts (22, 23) i.e. contact springs, and a switching element that is directly actuated by the piston.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltmagneten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a switching magnet according to the preamble of claim 1.

Es sind Schaltmagneten bekannt, die mit einer Abfrageeinrichtung zur Detektion der Stellung eines Magnetkolbens (Ankers) (z.B. nach den Kriterien ausgefahren - eingefahren) des Schaltmagneten versehen sind. Dies Abfrageeinrichtungen umfassen außerhalb des Schaltmagneten angeordnete Schaltkontakte (z.B. Reed-Kontakte oder Mikroschalter ), die vom Magnetkolben oder einer vom Magnetkolben bewegten Achse betätigt werden.Switching magnets are known, which are provided with an interrogator for detecting the position of a magnetic piston (armature) (for example, extended according to the criteria - retracted) of the switching magnet. These interrogators include switch contacts (e.g., reed contacts or microswitches) external of the solenoid, actuated by the magnetic piston or an axis moved by the magnetic piston.

Nachteilig an diesen bekannten Schaltmagneten ist ihr großer benötigter Bauraum, die erforderliche Assemblierung mit den externen Schaltkontakten, die zusätzliche Verkabelungsarbeiten erfordert, sowie die Notwendigkeit des Vorsehens von Anschlüssen zur Verbindung mit zusätzlichen Kabeln zur Weiterleitung der von den externen Schaltkontakten gelieferten Signale an Steuervorrichtungen etc.A disadvantage of these known solenoids is their large required space, the required assembly with the external switch contacts, the additional wiring work requires, as well as the need to provide connections for connection with additional cables for forwarding the signals supplied by the external switching contacts to control devices, etc.

Es besteht somit das Bedürfnis nach Bereitstellung eines Schaltmagneten, der solcherart weitergebildet ist, dass die oben angeführten Nachteile des Standes der Technik nicht mehr auftreten.There is thus a need to provide a switching magnet which is developed in such a way that the above-mentioned disadvantages of the prior art no longer occur.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellen eines Schaltmagneten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltmagneten sind in den Unteransprüchen dargelegt.The invention achieves this object by providing a switching magnet with the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the switching magnet according to the invention are set forth in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Schaltmagnet benötigt aufgrund der erfindungsgemäßen Integration der Endlagenabfrage in den Schaltmagneten einen wesentlich kleineren Bauraum als herkömmliche Schaltmagneten mit Ankerstellungsabfrage. Weiters müssen beim erfindungsgemäßen Schaltmagneten keine zusätzlichen Kontakte samt Verkabelung außerhalb des Schaltmagneten montiert werden. Vielmehr kann die Ankerstellungsabfrage durch ein Steuergerät etc. direkt durch Verbinden des Steuergeräts mit Anschlüssen am Schaltmagnet erfolgen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schaltmagneten besteht darin, dass die Ankerstellungsabfrageeinrichtung geschützt im Schaltmagneten angeordnet ist und daher hervorragende Betriebssicherheit und Langlebigkeit bietet.The switching magnet according to the invention requires a much smaller space than conventional solenoids with anchor position query due to the integration of the Endlagenabfrage invention in the solenoids. Furthermore, in the case of the switching magnet according to the invention, no additional contacts, including cabling, have to be mounted outside the switching magnet. Rather, the anchor position query by a controller etc. directly by connecting the controller with connections to the solenoid. Another significant advantage of the switching magnet according to the invention is that the armature position sensing device is protected in the solenoid arranged and therefore offers excellent reliability and longevity.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen verständlich werden.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments.

Der erfindungsgemäße Schaltmagnet weist zumindest einen in den Schaltmagneten integrierten Kolbenpositionsdetektor auf. Vorzugsweise erfasst der Kolbenpositionsdetektor zumindest zwei unterschiedliche Positionen des Magnetkolbens, so dass mit einem einzigen Kolbenpositionsdetektor und damit mit minimalem Bauteilaufwand beispielsweise die Anfangs- und die Endposition des Magnetkolbens feststellbar ist.The switching magnet according to the invention has at least one piston position detector integrated in the switching magnet. Preferably, the piston position detector detects at least two different positions of the magnetic piston, so that with a single piston position detector and thus with minimal component expenditure, for example, the starting and the end position of the magnetic piston can be determined.

Um einen optimalen Schutz des Kolbenpositionsdetektors gegenüber Umwelteinflüssen und externen mechanischen Kräften zu erreichen, ist vorgesehen, den Kolbenpositionsdetektor in den Spulenkörper einzubauen und/oder den Kolbenpositionsdetektor zumindest teilweise zwischen dem Spulenkörper und dem Magnetkolben anzuordnen.In order to achieve optimum protection of the piston position detector against environmental influences and external mechanical forces, it is provided to install the piston position detector in the bobbin and / or to arrange the piston position detector at least partially between the bobbin and the magnetic piston.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kolbenpositionsdetektor zumindest zwei Kontakte und ein Schaltelement, wobei das Schaltelement direkt oder mittelbar durch den Magnetkolben betätigbar ist und bei Betätigung Kontakte öffnet und/oder schließt. In einer besonders einfachen und robusten Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltelement am Magnetkolben oder gegebenenfalls an der Achse angeordnet bzw. kann als ein Teil des Magnetkolbens bzw. der Achse ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the invention, the piston position detector comprises at least two contacts and a switching element, wherein the switching element is directly or indirectly actuated by the magnetic piston and opens and / or closes when actuated contacts. In a particularly simple and robust embodiment of the invention, the switching element is arranged on the magnetic piston or possibly on the axis or may be formed as a part of the magnetic piston or the axis.

Das Öffnen und Schließen von Kontakten wird in einer Ausführungsform der Erfindung durch vom Schaltelement ausgelöste mechanische Auslenkung eines Kontaktes hin zu einem anderen Kontakt oder weg von einem anderen Kontakt bewirkt.The opening and closing of contacts is effected in one embodiment of the invention by the switching element triggered mechanical deflection of a contact towards another contact or away from another contact.

Alternativ oder ergänzend zur mechanischen Kontaktverbindung oder -unterbrechung ist das Schaltelement als ein elektrisch leitfähiges Element ausgebildet, dass bei seiner Betätigung in oder außer elektrisch leitenden Eingriff mit zumindest zwei elektrischen Kontakten gebracht wird. Dabei ist es bei manchen Anwendungsfällen günstig, wenn das elektrisch leitfähige Schaltelement elektrisch isoliert am Magnetkolben oder gegebenenfalls an der Achse angeordnet ist.As an alternative or in addition to the mechanical contact connection or disconnection, the switching element is designed as an electrically conductive element which, when actuated, is brought into or out of electrically conductive engagement with at least two electrical contacts. It is advantageous in some applications, when the electrically conductive switching element is arranged electrically isolated on the magnetic piston or optionally on the axis.

Damit der Kolbenpositionsdetektor eindeutig definierte Stellungen des Magnetkolbens erfassen kann, weist vorzugsweise zumindest ein Kontakt und/oder das Schaltelement durch Formgebung definierte Schaltabschnitte auf. Nur an diesen Schaltabschnitten ist ein in oder außer Eingriff bringen mit einem anderen Kontakt oder dem Schaltelement möglich. Bevorzugt sind die Schaltabschnitte als Vorsprünge, Absätze oder Vertiefungen ausgebildet.So that the piston position detector can detect clearly defined positions of the magnetic piston, preferably at least one contact and / or the switching element has switching sections defined by shaping. Only at these switching sections in or out of engagement with another contact or the switching element is possible. Preferably, the switching sections are formed as projections, paragraphs or depressions.

Es ist weiters bevorzugt, zur Herstellung verlässlicher mechanischer und elektrischer Verbindungen die Kontakte als Kontaktfedern auszubilden.It is further preferred for the production of reliable mechanical and electrical connections to form the contacts as contact springs.

Die Kontakte werden hervorragend gegen Umwelteinflüsse geschützt, wenn sie zumindest teilweise im Spulenkörper aufgenommen sind. Demselben Zweck dient es auch die Kontakte in oder an zumindest einem Flansch des Spulenkörpers so zu führen, dass sie radial über diesen Flansch hinausragen.The contacts are perfectly protected against environmental influences, if they are at least partially included in the bobbin. The same purpose also serves to guide the contacts in or on at least one flange of the bobbin so that they protrude radially beyond this flange.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft und in nicht einschränkender Weise näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

  • Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmagneten im Längsschnitt;
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Spulenkörpers der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltmagneten;
  • Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 3C eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmagneten im Längsschnitt, in Vorderansicht und in der Perspektive;
  • Fig. 4A, Fig. 4B und Fig. 4C eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmagneten im Längsschnitt, in Vorderansicht und in der Perspektive.
With reference to the accompanying drawings, embodiments of the invention will now be described by way of example and not by way of limitation. In the drawings show
  • Fig. 1 a first embodiment of a solenoid according to the invention in longitudinal section;
  • Fig. 2 a perspective view of the bobbin of the first embodiment of the switching magnet according to the invention;
  • FIGS. 3A, 3B and 3C an alternative embodiment of a solenoid according to the invention in longitudinal section, in front view and in perspective;
  • FIGS. 4A, 4B and 4C a further embodiment of a switching magnet according to the invention in longitudinal section, in front view and in perspective.

Elektromagnetische Schaltmagnete (auch Hubmagnete oder elektromagnetische Aktuatoren genannt) werden in vielen Bereichen zur Ausführung von Stell- oder Schaltfunktionen eingesetzt. Dabei ist es oftmals erforderlich, überprüfen zu können, in welcher Stellung sich der Kolben (auch als Anker bezeichnet) des Schaltmagneten momentan befindet. Zumeist werden dabei die möglichen Endpositionen des Kobens abgefragt.Electromagnetic solenoids (also called solenoids or electromagnetic actuators) are used in many areas to perform setting or switching functions. It is often necessary to be able to check in which position the piston (also referred to as anchor) of the solenoid is currently. In most cases, the possible end positions of the Kobens are queried.

Anhand von Fig. 1 wird nun eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmagneten 10 erläutert. Der Schaltmagnet 10 weist ein Gehäuse 1 auf, das als magnetisches Eisenrückschlusselement dient. Im Gehäuse 1 ist eine auf einem Spulenkörper 4 angeordnete Wicklung 3 einer Erregerspule untergebracht. Endflächen des Gehäuses liegen jeweils an einem stirnseitigen Flansch 4b, 4c des Spulenkörpers 4 an. Der Spulenkörper 4 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 4a mit einer Mittenachse auf. An einer Stirnseite des Spulenkörpers 4 ist ein Polkern 2 in der Durchgangsöffnung 4a angeordnet, ragt aber zum Teil über die Durchgangsöffnung 4a hinaus und ist mit seinem herausragenden Ende in eine erste Durchgangsöffnung 1a des Gehäuses 1 eingesetzt. Im Polkern 2 ist eine ringförmige Gleitlagerbuchse 6a eingesetzt, die aus einem gleitfähigen Material besteht oder an ihrer inneren Umfangsfläche mit einer Gleitschicht, z.B. einer PTFE-Schicht, versehen ist. An der dem Polkern 2 entgegengesetzten Stirnfläche des Gehäuses 1 ist eine weitere Durchgangsöffnung 1b ausgebildet, die koaxial mit der Durchgangsöffnung 4a des Spulenkörpers 4 ausgerichtet ist. Eine zweite ringförmige Gleitlagerbuchse 6b sitzt in der Durchgangsöffnung 1b des Gehäuses 1 und erstreckt sich in die Durchgangsöffnung 4a des Spulenkörpers 4. In der zweiten Gleitlagerbuchse 6b ist ein Magnetkolben 5 aus einem weichmagnetischen Material aufgenommen, der sich nach innen über die Gleitlagerbuchse 6b hinaus in die Durchgangsöffnung 4a des Spulenkörpers 4 erstreckt.Based on Fig. 1 Now, a first embodiment of a solenoid 10 according to the invention will be explained. The solenoid 10 has a housing 1, which serves as a magnetic iron yoke element. In the housing 1 arranged on a bobbin 4 winding 3 of an excitation coil is housed. End surfaces of the housing in each case abut against an end flange 4b, 4c of the bobbin 4. The bobbin 4 has a central passage opening 4a with a central axis. At a front side of the bobbin 4, a pole core 2 is arranged in the through hole 4 a, but projects in part beyond the through hole 4 a and is inserted with its protruding end into a first through hole 1 a of the housing 1. In the pole core 2, an annular plain bearing bush 6a is used, which consists of a lubricious material or is provided on its inner peripheral surface with a sliding layer, for example a PTFE layer. At the pole core 2 opposite end face of the housing 1, a further passage opening 1b is formed coaxially with the Through hole 4a of the bobbin 4 is aligned. A second annular plain bearing bush 6b is seated in the through hole 1b of the housing 1 and extends into the through hole 4a of the bobbin 4. In the second plain bearing bush 6b, a magnetic piston 5 is accommodated from a soft magnetic material, which extends inwardly beyond the plain bearing bush 6b in the Through opening 4a of the bobbin 4 extends.

In den Magnetkolben 5 ist koaxial eine Achse 7 (auch als Schubstange bezeichnet) aus einem nichtmagnetischen Material eingesetzt. Diese Achse 7 erstreckt sich durch eine axiale Durchgangsöffnung 2b des Polkerns 2 bzw. durch die erste Gleitlagerbuchse 6a aus dem Schaltmagneten 10 heraus. Eine Schraubenfeder 9 ist in der Durchgangsöffnung 2b des Polkerns 2 um die Achse 7 herum angeordnet. Ein Ende der Schraubenfeder 9 ruht an der Gleitlagerbuchse 6a auf, das andere Ende der Schraubenfeder 9 liegt an dem Magnetkolben 5 an und spannt den Magnetkolben 5 in eine Hubanfangsposition HA (vgl. Fig. 3A) vor, die durch das Anliegen eines auf der Achse 7 oder dem Magnetkolben 5 verschiebefest angeordneten Anschlagelements an einem Widerlager definiert wird.In the magnetic piston 5 coaxially an axis 7 (also referred to as a push rod) is inserted from a non-magnetic material. This axis 7 extends through an axial passage opening 2b of the pole core 2 or through the first plain bearing bush 6a out of the switching magnet 10. A coil spring 9 is disposed in the through hole 2b of the pole core 2 about the axis 7 around. One end of the coil spring 9 rests against the plain bearing bush 6a, the other end of the coil spring 9 abuts on the magnetic piston 5 and biases the magnetic piston 5 in a Hubanfangsposition HA (see. Fig. 3A ), which is defined by the abutment of a displaceably arranged on the axis 7 or the magnetic piston 5 stop element on an abutment.

Der Magnetkolben 5 ist entlang der Mittenachse des Spulenkörpers 4 verschiebbar (siehe Doppelpfeil A), wobei zwischen dem Magnetkolben 5 und dem Polkern 2 ein Arbeitsluftspalt 8 ausgebildet ist, dessen axiale Länge sich mit der Verschiebung des Magnetkolbens 5 verändert.The magnetic piston 5 is displaceable along the center axis of the bobbin 4 (see double arrow A), wherein between the magnetic piston 5 and the pole core 2, a working air gap 8 is formed whose axial length changes with the displacement of the magnetic piston 5.

Wenn die Erregerspulen-Wicklung 3 mit Strom beaufschlagt wird, so wird der Magnetkolben 5 aus seiner Hubanfangsposition HA in Richtung des Polkerns 2 bis in eine Hubendposition HE bewegt, die im vorliegenden Beispiel als eine Position definiert ist, in der der Magnetkolben 5 mit seinem konischen Teil am Polkern 2 anliegt. Dämpfungsscheiben 11 dämpfen den Anschlag des Magnetkolbens sowohl an seiner Anfangsposition HA als auch an seiner Endposition HE.When the exciting coil winding 3 is energized, the magnetic piston 5 is moved from its stroke initial position HA in the direction of the pole core 2 to a stroke end position HE, which is defined in the present example as a position in which the magnetic piston 5 with its conical Part of the pole core 2 is present. Damping disks 11 dampen the stop of the magnetic piston both at its initial position HA and at its end position HE.

Um die Stellung des Magnetkolbens 5 detektieren zu können, ist zumindest ein Kolbenpositionsdetektor 20 in den erfindungsgemäßen Schaltmagneten 10 eingebaut. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden mit dem Kolbenpositionsdetektor 20 sowohl das Erreichen der Hubanfangsposition HA als auch das Erreichen der Hubendposition HE detektiert.In order to be able to detect the position of the magnetic piston 5, at least one piston position detector 20 is installed in the switching magnet 10 according to the invention. In the present embodiment, both the reaching of the stroke initial position HA and the reaching of the stroke end position HE are detected with the piston position detector 20.

Gemäß der Erfindung ist in den Schaltmagneten 10 ein Kolbenpositionsdetektor 20 integriert, der zumindest eine, bevorzugt aber zumindest zwei unterschiedliche Positionen des Magnetkolbens 5 erfasst. Der Kolbenpositionsdetektor 20 ist in den Spulenkörper 4 eingebaut bzw. können Teile davon zwischen dem Spulenkörper 4 und dem Magnetkolben 5 angeordnet sein. Der Kolbenpositionsdetektor umfasst in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Kontakte 21, 22, 23 und ein Schaltelement 24, das als ringförmiger Steg des Magnetkolbens 5 ausgebildet ist und somit gemeinsam mit dem Magnetkolben 5 bewegt (betätigt) wird und bei Betätigung Kontakte 21, 22 bzw. 22, 23 öffnet und/oder schließt. Alternativ dazu könnte das Schaltelement auch an der Achse 7 angeordnet sein.According to the invention, a piston position detector 20 is integrated in the switching magnet 10, the at least one, but preferably at least two different positions of the magnetic piston 5 detected. The piston position detector 20 is installed in the bobbin 4 or parts thereof may be arranged between the bobbin 4 and the magnetic piston 5. The piston position detector comprises in this embodiment, a plurality of contacts 21, 22, 23 and a switching element 24 which is formed as an annular web of the magnetic piston 5 and thus moves together with the magnetic piston 5 (actuated) and when actuated contacts 21, 22 and 22, 23 opens and / or closes. Alternatively, the switching element could also be arranged on the axis 7.

Das Schaltelement 24 ist ein elektrisch leitfähiges Element, dass bei seiner Betätigung in elektrisch leitenden Eingriff mit zwei elektrischen Kontakten gebracht wird, wenn es sich an einer Stelle befindet, in der zumindest ein Kontakt 21, 22 Schaltabschnitte 25, 26, 27 aufweist, die als Vorsprünge ausgebildet sind. Wenn das Schaltelement 24 von diesen Schaltabschnitten 25, 26, 27 wegbewegt wird, so wird die elektrisch leitenden Verbindung zwischen benachbarten Kontakten unterbrochen. Die Kontakte 21, 22, 23 sind als Kontaktfedern ausgebildet, die auf das Schaltelement 24 eine mechanische Vorspannung ausüben, wenn sich das Schaltelement 24 im Bereich der Schaltabschnitte 25, 26, 27 befindet. Außer Vorsprünge können Schaltabschnitte auch Absätze oder Vertiefungen umfassen. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen kann das Schaltelement 24 elektrisch isoliert am Magnetkolben 5 oder gegebenenfalls an der Achse 7 angeordnet sein.The switching element 24 is an electrically conductive element, which, when actuated, is brought into electrically conductive engagement with two electrical contacts when it is located at a position in which at least one contact 21, 22 has switching sections 25, 26, 27, which Projections are formed. When the switching element 24 is moved away from these switching sections 25, 26, 27, the electrically conductive connection between adjacent contacts is interrupted. The contacts 21, 22, 23 are formed as contact springs which exert a mechanical bias on the switching element 24 when the switching element 24 is in the region of the switching sections 25, 26, 27. In addition to projections, switching sections may also include shoulders or depressions. To avoid short circuits, the switching element 24 can be arranged electrically isolated on the magnetic piston 5 or optionally on the axis 7.

Als alternative Lösung zur Erstellung oder Lösung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Kontakten wird vorgeschlagen, das Schaltelement so auszubilden, dass es bei seiner Betätigung zumindest einen Kontakt auslenkt und dabei diesen Kontakt in oder außer Eingriff mit dem anderen Kontakt bringt.As an alternative solution for creating or solving an electrical connection between two contacts is proposed to form the switching element so that it deflects at least one contact during its operation and thereby brings this contact in or out of engagement with the other contact.

Wie aus Fig. 2 am besten ersichtlich, sind die Kontakte 21, 22, 23 zumindest teilweise im Spulenkörper 4 aufgenommen und sind in einem Flansch 4c des Spulenkörpers 4 so geführt, dass sie radial über diesen Flansch 4c hinausragen und mit einer Verkabelung verbunden werden können. Fig. 1 und Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltmagneten 10 mit so genannten außenliegenden Kontakten, das sind Kontakte, die (auch) an der Außenfläche des zylindrischen Basisabschnitts des Spulenkörpers 4 geführt sind.How out Fig. 2 best seen, the contacts 21, 22, 23 are at least partially received in the bobbin 4 and are guided in a flange 4c of the bobbin 4 so that they protrude radially beyond this flange 4c and can be connected to a wiring. Fig. 1 and Fig. 2 shows an embodiment of the switching magnet 10 according to the invention with so-called external contacts, which are contacts (also) are guided on the outer surface of the cylindrical base portion of the bobbin 4.

Fig. 4A, Fig. 4B und Fig. 4C zeigen eine Variante eines erfindungsgemäßen Schaltmagneten 10", der sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass er innenliegende Kontakte 41 aufweist, das sind Kontakte, die an der Innenfläche des zylindrischen Basisabschnitts des Spulenkörpers 4 geführt sind. Die übrigen Bauteile des Schaltmagneten 10" entsprechen im Wesentlichen jener des oben beschriebenen Schaltmagneten 10, so dass bezüglich der Beschreibung ihrer Form und Funktion auf die obigen Absätze verwiesen werden kann. FIGS. 4A, 4B and 4C show a variant of a switching magnet 10 "according to the invention, which differs from the above-described first embodiment in that it has internal contacts 41, which are contacts, which are guided on the inner surface of the cylindrical base portion of the bobbin 4. The other components of Solenoids 10 "substantially correspond to those of the above-described solenoid 10, so that reference may be made to the above paragraphs with regard to the description of their form and function.

Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 3C zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltmagneten 10' mit vier Kontakten 31, 32, 33, 34. FIGS. 3A, 3B and 3C show a further embodiment of a switching magnet 10 'according to the invention with four contacts 31, 32, 33, 34th

Claims (13)

Schaltmagnet (10) mit einer Erregerspule, die eine auf einem Spulenkörper (4) angeordnete Wicklung (3), einen in einer zentralen Durchgangsöffnung (4a) des Spulenkörpers angeordneten Polkern (2) sowie einen in der Durchgangsöffnung (4a) des Spulenkörpers (4) axial verlagerbaren Magnetkolben (5) umfasst, wobei optional eine vom Magnetkolben (5) bewegbare Achse (7) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch zumindest einen in den Schaltmagneten (10) integrierten Kolbenpositionsdetektor (20).Switching magnet (10) having an exciter coil, a winding (3) arranged on a coil former (4), a pole core (2) arranged in a central passage opening (4a) of the coil former, and a coil core (4) in the passage opening (4a). axially displaceable magnetic piston (5), optionally provided by the magnetic piston (5) movable axis (7) is provided, characterized by at least one in the shift magnet (10) integrated piston position detector (20). Schaltmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenpositionsdetektor (20) zumindest zwei unterschiedliche Positionen des Magnetkolbens (5) erfasst.Switching magnet according to claim 1, characterized in that the piston position detector (20) detects at least two different positions of the magnetic piston (5). Schaltmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenpositionsdetektor (20) in den Spulenkörper (4) eingebaut ist.Switching magnet according to claim 1 or 2, characterized in that the piston position detector (20) in the bobbin (4) is installed. Schaltmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenpositionsdetektor zumindest teilweise zwischen dem Spulenkörper (4) und dem Magnetkolben (5) angeordnet ist.Switching magnet according to claim 1 or 2, characterized in that the piston position detector is at least partially disposed between the bobbin (4) and the magnetic piston (5). Schaltmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenpositionsdetektor (20) zumindest zwei Kontakte (21, 22, 23; 31 - 34; 41) und ein Schaltelement (24) aufweist, wobei das Schaltelement direkt oder mittelbar durch den Magnetkolben (5) betätigbar ist und bei Betätigung Kontakte öffnet und/oder schließt.Shifting magnet according to one of the preceding claims, characterized in that the piston position detector (20) has at least two contacts (21, 22, 23; 31-34; 41) and a switching element (24), wherein the switching element is directly or indirectly connected by the magnetic piston (10). 5) is actuated and opens and / or closes contacts when actuated. Schaltmagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (24) am Magnetkolben (5) oder gegebenenfalls an der Achse (7) angeordnet ist.Switching magnet according to claim 5, characterized in that the switching element (24) on the magnetic piston (5) or optionally on the axis (7) is arranged. Schaltmagnet nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (24) dazu ausgebildet ist, bei seiner Betätigung zumindest einen Kontakt auszulenken und dadurch diesen Kontakt in oder außer Eingriff mit einem weiteren Kontakt zu bringen.Switching magnet according to claim 5 or 6, characterized in that the switching element (24) is adapted to deflect at least one contact during its operation and thereby bring this contact into or out of engagement with another contact. Schaltmagnet nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (24) ein elektrisch leitfähiges Element ist, dass bei seiner Betätigung in oder außer elektrisch leitenden Eingriff mit zumindest zwei elektrischen Kontakten (21, 22, 23; 31 - 34; 41) bringbar ist.Switching magnet according to Claim 5 or 6, characterized in that the switching element (24) is an electrically conductive element which, when actuated in or out of electrically conductive engagement with at least two electrical contacts (21, 22, 23; 31-34; 41) can be brought. Schaltmagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (24) elektrisch isoliert am Magnetkolben (5) oder gegebenenfalls an der Achse (7) angeordnet ist.Switching magnet according to claim 8, characterized in that the switching element (24) is electrically isolated on the magnetic piston (5) or optionally on the axis (7). Schaltelement nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontakt und/oder das Schaltelement durch Formgebung definierte Schaltabschnitte (25, 26, 27) aufweist, wobei nur an diesen Schaltabschnitten ein in oder außer Eingriff bringen mit einem anderen Kontakt oder dem Schaltelement möglich ist, wobei die Schaltabschnitte vorzugsweise als Vorsprünge, Absätze oder Vertiefungen ausgebildet sind.Switching element according to one of claims 5 to 9, characterized in that at least one contact and / or the switching element by forming defined switching sections (25, 26, 27), wherein only at these switching sections in or out of engagement with another contact or the switching element is possible, wherein the switching portions are preferably formed as projections, paragraphs or depressions. Schaltelement nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (21, 22, 23; 31 - 34; 41) als Kontaktfedern ausgebildet sind.Switching element according to one of Claims 5 to 10, characterized in that the contacts (21, 22, 23; 31-34; 41) are designed as contact springs. Schaltelement nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (21, 22, 23; 31 - 34; 41) zumindest teilweise im Spulenkörper (4) aufgenommen sind.Switching element according to one of Claims 5 to 11, characterized in that the contacts (21, 22, 23; 31-34; 41) are accommodated at least partially in the coil body (4). Schaltelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (21, 22, 23; 31 - 34; 41) in oder an zumindest einem Flansch (4c) des Spulenkörpers so geführt sind, dass sie radial über diesen Flansch (4c) hinausragen.Switching element according to Claim 12, characterized in that the contacts (21, 22, 23; 31-34; 41) are guided in or on at least one flange (4c) of the bobbin in such a way that they protrude radially beyond this flange (4c).
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