SE464378B - Elektromagnet - Google Patents

Description

464 578 Uppfinníngen avser därvid en elektromagnet omfattande en induktionsspole, en första och en andra relativt varand- ra rörliga magnetiskt samverkande delar, av vilka den första delen består av en av spolen omgiven kärna och den andra delen består av en inre magnetpol belägen i närhe- ten av spolen och en yttre magnetpol belägen på större avstånd från spolen, varvid en permanentmagnet är insatt mellan den yttre och den inre magnetpolen och varvid kärnan åtminstone vid en ände av spolen har en polplatta som ingriper i ett luftgap mellan den inre och den yttre magnetpolen.

Enligt uppfinningen kännetecknas elektromagneten av en omagnetísk ram som griper om och låser den yttre magnet- polen och har säten för permanentmagneten och för den inre magnetpolen i form av organ tjänande att inställa och kvarhålla magnetpolerna och permanentmagneten i av- seende på förflyttning i tvärriktning mot permanentmag- netens magnetiska axel.

Fastsättningen genom spärrande låsning tillförsäkrar utan svårighet en noggrann positionering. Ramen kan därigenom inställas i noggrant läge i förhållande till den yttre magnetpolen. Denna inställer sedan noggrant den inre magnetpolen.

Ramen inställer och kvarhåller magnetpolerna och perma- nentmagneten relativt varandra i avseende på förflytt- ning i tvärriktning mot permanentmagnetens magnetiska axel. Det har visat sig vid uppfinningsföremålet att för- flyttning i magnetiseringsriktningen effektivt motverkas genom den attraktionskraft som permanentmagneten utövar på båda magnetpolerna.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen bildar ra- men på den från luftgapet vända sidan av den inre mag- 464 378 netpolen ett säte för en magnetisk klack som står i mag- netisk kontakt med den yttre magnetpolen och med ett tvärgående parti av den yttre magnetpolen bildar ett luftgap i vilket en andra polplatta av kärnan är rörlig relativt den yttre magnetpolen, mellan ett läge i vilket den andra polplattan anligger mot den yttre magnetpolen och ett läge i vilket den andra polplattan befinner sig vid nämnda klack.

Härigenom erhålles en monostabil elektromagnet. I den rörliga delens tvâ lägen är den andra polplattan magne- tiskt ansluten till den yttre magnetpolen. Permanent- magneten strävar att återföra den rörliga delen till det läge i vilket permanentmagnetens magnetkrets är sluten, d.v.s. det läge, i vilket den första polplattan står i kontakt med den inre magnetpolen, varvid magnetkretsen flyter genom kärnan, den första polplattan, den inre magnetpolen, permanentmagneten, den yttre magnetpolen och den andra polplattan.

I denna utföringsform håller ramen nämnda klack i läge mot den yttre magnetpolen. Detta möjliggör att den ytt- re magnetpolen och klacken utföres som separata enheter av enkelt material sàsom plåt. Enligt FR-A-2 358 006 är istället den yttre magnetpolen och klacken utförda i ett stycke eller hopfogade för att bilda en sammanhängande del, vilket komplicerar tillverkningen.

Uppfinningen beskrivas nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Fig. 1 visar den övre hälften av en elektromagnet enligt uppfinningen i sidovy. Fig. 2 visar den yttre magnetpo- len i perspektiv. Fig. 3 visar en av de tvâ làsramarna i perspektiv i större skala. Fig. 4 är ett axialsnitt av den fasta magnetdelen. Fig. 5 är ett snitt utmed linjen 464 378 V-V på fig. 1. Fig. 6 visar den inre magnetpolen i per- spektiv.

I det visade exemplet omfattar elektromagneten en spole 11, som är lindad på en stomme llc med ändflänsar lla och llb.

En första magnetisk del eller rörlig del består av en magnetkärna 12, som är axiellt glidbar i spolen. Kärnan 12 har vid sidan av flänsen lla en första polplatta l4a och vid sidan av flänsen llb en andra polplatta l4b.

Elektromagneten har vidare en andra magnetisk del - eller fast del - bestående av en yttre magnetpol 61 i form av en rektangulär ram, vars två motsatta sidor 30a och 30b har centrala hål 62a och 62b i vilka ändarna 12a och 12b av kärnan 12 är glidbart lagrade utanför polplattorna 14a och l4b. Den yttre magnetpolen 61 är utförd av ett magnetiskt plátband som är bockat 90' på fyra ställen så att bandets båda ändar anligger mot varandra utmed ett plan 88 genom spolens axel VV'. Partiet 30a av magnet- polen består sålunda av två delar 30'a och 30"a. Par- tierna 30a och 30b sträcker sig vinkelrätt mot axeln VV'. De två ytterligare partierna 29 sträcker sig paral- lellt med axeln VV' och därvid parallellt med elektro- magnetens symmetriplan genom axeln VV'. Den mot axeln VV' vända sidan av varje parti 29 av den yttre magnet- polen 61 anligger mot en av polytorna av en respektive permanentmagnet 17, exempelvis polytan S av permanent- magneten. Den andra polytan av respektive magnet 17 är vänd mot axeln VV' och anligger mot en respektive inre magnetpol 16.

Den mot axeln VV' vända sidan av varje parti 29 av den yttre magnetpolen står vidare i magnetisk kontakt med en polklack 36 av magnetiskt material, vilken sträcker sig i 464 378 riktning mot axeln VV' mellan magneten 17 och partiet 30b av den yttre magnetpolen 61. Varje polklack 36 har plan parallellepipedisk form och sträcker sig parallellt med partiet 30b. Det fria avståndet mellan partiet 30b och den mot partiet 30b vända sidan 36a av klacken 36 är lika med det fria avståndet mellan partiet 30a och en ändyta 27a, som varje inre magnetpol 16 vänder mot partiet 30a.

Varje klack 36 ligger på avstånd från permanentmagneten 17 och närliggande inre magnetpol 16.

Polplattan 14a av kärnan 12 ingriper i de två luftgap 25a som bildas mellan ändytan 27a av respektive magnetpol 16 och partiet 30a av den yttre magnetpolen 61. Den andra polplattan 14b av kärnan 12 ingriper i de luftgap 25b, som bildas mellan sidan 36a av respektive klack 36 och partiet 30b av den yttre magnetpolen 61. Avståndet mellan polplattorna 14a och 14b är sådant att polplattan 14b står i kontakt med klackarna 36 när polplattan 14a står i kontakt med partiet 30a, medan polplattan 14b står i kon- takt med partiet 30b av den yttre magnetpolen 61 när pol- plattan 14a står i kontakt med sidan 27a av de inre pol- plattorna 16.

När spolen aktiveras kommer kärnan 12 vid motsvarande an- passad strömriktning genom spolen att föras till det första av ovan beskrivna lägen (läget enligt fig. 1), i vilket kärnan bildar en sluten eller väsentligen sluten magnetkrets genom kärnan 12, polplattan 14a, den yttre magnetpolen 61, klacken 36, polplattan l4b. Den magnetiska kretsen sträcker sig ej genom permanent- magneten 17. När spolen 11 ej längre är aktiverad, kommer därför permanentmagneten 17 att återföra den rörliga delen till dess ovan angivna läge i vilket den första polplattan 14a står i kontakt med de inre magnetpolerna 16 medan den andra polplattan 14b står i kontakt med partiet 30b av den yttre magnetpolen 61, 464 378 så att magnetkretsen åter slutes över permanentmagne- terna 17, vilka liksom de inre polplattorna 16 är mag- netiskt parallellkopplade till varandra.

För att tillförsäkra intim mekanisk anslutning av den fasta magnetdelen är denna enligt uppfinningen försedd med en gripram eller låsram 60 för vardera magnetaggre- gatet. Varje sådant magnetaggregat omfattar ett av par- tierna 30a eller 30b av den yttre magnetpolen 61, per- manentmagneten 17, den inre magnetpolen 16 och till- hörande magnetklack 36.

Varje ram 60 består av två väggar 73, 74 som sträcker sig i längdriktning parallellt med axeln VV' och vinkelrätt mot sidopartierna 29. Det fria avståndet mellan väggarna 73, 74 är lika med bredden p (fig. 5) av partierna 29 av den yttre magnetpolen 61. Den yttre kanten av väggarna 73, 74 ligger i samma plan som utsidan av partiet 29. Tre tvärbalkar 75, 76, 77 med sidorna 85, 86, 87 i samma plan förbinder väggarna 73, 74 med varandra och anligger mot insidan av partiet 29.

De två yttre tvärbalkarna 75 och 77 är försedda med ut- språng 78 respektive hakar 80 för ingrepp i urtag 63 res- pektive 64 på magnetpolen 61 så att ramen 60 kan insättas och låsas mot insidan av partiet 29 i ovan beskrivet läge.

Utspràngen 78 på tvärbalken 75 är riktade mot väggen 30a och ingríper, väsentligen utan spel i tvärriktning mot axeln VV' i urtag 63 anordnade i magnetpolen 61 i de två ändarna av kanten mellan tillhörande parti 29 och parti- et 30a. På motsatt sida mot sidan 85 har utsprången 78 en ansats 79 för anliggning mot insidan av partiet 30a så att läget av ramen noga bestämmas i förhållande till den yttre magnetpolen i riktningen VV'. 464 378, Varje hake 80 bildar tillsammans med tillhörande tvärbalk 77 ett U-format element med öppningen vänd mot partiet 30a. Varje hake 80 är anordnad att ingripa i ett urtag 64 vid kanten av partiet 29, så att ändpartiet av varje hake 80 anligger mot utsidan av partiet 29 medan ryggpartiet 81 av den U-formade haken anligger elastiskt med sin ut- sida mot motsvarande kant av urtaget 64 och trycker ra- men elastiskt över dess ansatser 79 mot partiet 30a.

Tvärbalkarna 75 och 76 avgränsar mellan sig ett säte som noga svarar mot dimensionen av permanentmagneten 17.

Den mellanliggande tvärbalken 76 har ökad bredd i rikt- ning mot axeln VV' genm en fläns 76a, som sträcker sig fram till den inre kanten av varje längsgående vägg 73 eller 74. Den inre magnetpolen 16 infattas mellan denna fläns 76a och två mot varandra riktade kantflänsar 82, 83 på väggarna 73, 74. Dessa kantflänsar sträcker sig mellan respektive inre kantpartier av väggarna och tvärbalken 75. Det fria avståndet mellan flänsen 76a och kantflän- sarna 82, 83 är lika med motsvarande dimension av magnet- polen 16. Magnetpolen 16 har i riktning mot partiet 30a ett utsprång 27 (fig. 4 och 6) som ingriper mellan kant- flänsarna 82, 83 och sträcker sig fram till ett plan jäms med utsidan av kantflänsarna 82, 83.

För att ytterligare bestämma läget av magnetpolen 16 är denna pà sina längsgående kantsidor försedd med två mot- satta utspráng 91, 92 (fig. 6), som ingriper i motsvaran- de urtag 84, 186 (fig. 3) på den inre kanten av sidoväg- garna 74, 73. När dylika utspràng är anordnade kan kant- flänsarna 82, 83 utelämnas varvid den inre magnetpolen 16 kan sträcka sig över hela sin bredd fram till motsvarande ändsidor 71 av sidoväggarna 73 och 74. 464 378 Partiet 29, permanentmagneten 17 och den inre magnet- polen 16 har alla en bredd lika med det fria avståndet mellan väggarna 73 oc 74 och är staplade på varandra mellan dessa väggar. Väggarna 73 och 74 och tvärbalkarna 75 och 76 håller partiet 29, permanentmagneten 17 och magnetpolen 16 i inbördes bestämt läge enbart i avseende på förflyttning vinkelrätt mot permanentmagnetens 17 axel, d.v.s. parallellt med elektromagnetens symmetri- plan. Magnetpolerna 29 och 16 hindras enbart genom attrak- tionskraft från permanentmagneten 17 att skilja sig från denna. Väggarna 73 och 74 har sådan höjd att den inre längsgående kantsidan av väggarna ligger i samma plan som insidan av magnetpolen 16 i arbetsläge.

Mellan tvärbalken 76 och tvärbalken 77 bildar ramen vida- re ett säte 72 för upptagning av klacken 36, vilken be- står av en enkel rektangulär parallellepiped av magneti- serbart magerial. Klacken 36 har en mot axeln VV' vänd sida, som i arbetsläge ligger i samma plan som den inre kantsidan av flänsen 76a och insidan av magnetpolen 16.

För att hålla klacken 36 i detta läge i vilket dess mot partiet 29 vända sida stadigt anligger mot partiet 29 är vardera av de längsgående väggarna 73 och 74 vid sin inre kantsida försedda med en hake 286 för snäpplásning och fasthållning av klacken 36. Tvärbalken 76 och dess fläns 76a bildar en vägg mellan å ena sidan klacken 36 och å andra sidan permanentmagneten 17 och den inre magnetpolen 16.

För att nedbringa konstruktionslängden är klacken 36 mon- terad i ramen 60 så att dess sida 36a vid luftgapet lig- ger väsentligen i det plan BB' (fig. 4) som avgränsar ändflänsen 11b (fig. 1) medan den inre magnetpolen 16 är monterad så att dess sida 27a vid luftgapet ligger väsent- ligen i det plan AA' (fig. 4) som avgränsar den andra ändflänsen lla (fig. 1). De enda större utrymmen som ej 464 378 upptages av konstruktionsdelar är sålunda de utrymmen som erfordras för förflyttning av polplattorna 14a och l4b.

Ramen 60 är företrädesvis utförd i ett stycke av form- gjuten plast. Det är emellertid tänkbart att utföra åt- minstone några delar av ramen av omagnetisk metall, sär- skilt kan därvid en omagnetisk metallplåt användas som utgångsmaterial.

Uppfinningen är ej begränsad till det visade utförings- exemplet.

Uppfinningen kan sålunda tillämpas vid elektromagneter som ej omfattar en klack 36 men har en inre polplatta 16 med två motsatta ändsidor vid luftgapen, exempelvis en ändsida 27a och en motsatt ändsida vänd mot partiet 30b.

I detta fall kan ramen vara utformad med ett oförändrat högerparti (såsom visat på figurerna) och ett vänster- parti som är symmetriskt till högerpartiet i avseende på ett plan vinkelrätt mot VV', varvid låsorganen likväl är utförda såsom beskrivet i anslutning till fig. 1 - 6.

Om man befarar att permanentmagnetens 17 attraktionskraft skulle vara otillräcklig för att tillförsäkra erforderlig kvarhållning mot förflyttning i riktning av permanent- magnetens axel, kan snäpphakarna 286 förlängas utmed den inre kanten av väggarna 73 och 74 så att de på enahanda sätt fasthåller även den inre polplattan 16.

Claims (12)

464 378 10 PATENTKRAV

1. Elektromagnet omfattande en induktionsspole (ll), en första och en andra relativt varandra rörliga magnetiskt samverkande delar, av vilka den första delen består av en av spolen (11) omgiven kärna (12) och den andra delen består av en inre magnetpol (16) belägen i närheten av spolen (11) och en yttre magnetpol (61) belägen på stör- re avstånd från spolen (11), varvid en permanentmagnet (17) är insatt mellan den yttre (61) och den inre (16) magnetpolen och varvid kärnan (12) åtminstone vid en än- de av spolen (11) har en polplatta (14a) som ingriper i ett luftgap (25a) mellan den inre (16) och den yttre (61) magnetpolen, k ä n n e t e c k n a d av en omagnetisk ram (60) som under snäpplåsning griper om den yttre mag- netpolen (61) och har säten för permanentmagneten (17) och för den inre magnetpolen (16) i form av organ (73 - - 77) tjänande att inställa och kvarhålla magnetpolerna och permanentmagneten i avseende på förflyttning i tvär- riktning mot permanentmagnetens (17) magnetiska axel.

2. Elektromagnet enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (60) har hakar (78, 80) för snäpplåsning, vilka ingriper i urtag (63, 64) på den yttre magnetpolen.

3. Elektromagnet enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att ramen (60) har två längsgående väggar (73, 74) mellan vilka magnetpolerna (61, 16) och permanentmagneten (17) är staplade på varandra.

4. Elektromagnet enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att varje längsgående vägg (73, 74) har ett urtag (84, l86)i.vilket ingriper ett utsprång (94, 92) på den inre magnetpolen (16). 464 378. H

5. Elektromagnet enligt något av kraven 1 - 4, k ä n - n e t e c k n a d av att ramen har två tvärbalkar (75, 76) belägna mellan magnetpolerna (16, 61) på ömse sidor om permanentmagneten (17) för att hälla denna i läge.

6. Elektromagnet enligt något av kraven 1 - 5, k ä n - n e t e c k n a d av att magnetpolerna (16, 61) och permanentmagneten (17) fasthålles genom permanentmagne- tens kraft mot förflyttning i riktning av permanentmag- netens magnetiska axel.

7. Elektromagnet enligt något av kraven 1 - 6, k ä n - n e t e c k n a d av att ramen (60) vid luftgapet har två mot varandra riktade kantflänsar (82, 83) vilka hål- ler den inre magnetpolen (16) i läge och hindrar för- flyttning av magnetpolen i riktning att minska luftgapet (25a).

8. Elektromagnet enligt något av kraven 1 - 7, k ä n - n e t e'c k n a d av att ramen (60) på den från luft- gapet (25a) vända sidan av den inre magnetpolen (16) bildar ett säte (72) för en magnetisk klack (36) som står i magnetisk kontakt med den yttre magnetpolen (61) och med ett tvärgâende parti (30b) av den yttre magnetpolen (61) bildar ett luftgap (25b) i vilket en andra polplat- ta (14b) av kärnan (12) är rörlig relativt den yttre mag- netpolen (61), mellan ett läge i vilket den andra pol- plattan (14b) anligger mot den yttre magnetpolen (61) och ett läge i vilket den andra polplattan (14b) befinner sig vid klacken (36).

9. Elektromagnet enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (60) har en vägg (76, 76a) belägen mellan klacken (36) å ena sidan och permanentmagneten (17) och den inre magnetpolen (16) á andra sidan. 464 378 /ß

10. Elektromagnet enligt något av kraven 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a d av att ramen (60) har snäpp- låsningsorgan(286)som håller klacken (36) i anliggning mot den yttre magnetpolen (61).

11. Elektromagnet enligt något av kraven 8 - 10, varvid induktionsspolen (11) har lindningsvarv belägna mellan tvâ ändflänsr (lla, llb), k ä n n e t e c k n a d av att ramen (60) håller klacken (36) i sådant läge att dess mot luftgapet vända sida (36a) ligger väsentligen i det plan (BB'), som avgränsar den ena ändflänsen (llb) och håller den inre magnetpolen (16) i sådant läge att dess mot luftgapet vända sida (27a) ligger väsentligen i det plan (AA') som avgränsar den andra ändflänsen (lla).

12. Elektromagnet enligt något av kraven 1 - 11, k ä n - n e t e c k n a d av att ramen (60) består av plast.