DE102008057738B4 - Electromagnet with adjustable bypass air gap - Google Patents

Abstract

Elektromagnet (1) mit einem weichmagnetischen Gehäuse (2), der zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes eine Erregerspule (3) und zur Erzeugung eines zweiten Magnetfeldes einen Permanentmagneten (7) sowie einen in der Erregerspule (3) zentrisch gelagerten, verschiebbaren Anker (4) aufweist, wobei der Permanentmagnet (7) im Gehäuse (2) derart angeordnet ist, dass sich das zweite Magnetfeld im Anker (4) dem ersten Magnetfeld überlagert,
dadurch gekennzeichnet, dass
– ein lageveränderbarer Magnetshunt (8) zur Bildung eines magnetischen Nebenschlusses für den Permanentmagneten (7) in dessen Nachbarschaft angeordnet ist, und
– der Magnetshunt (8) unter Ausbildung einer Luftspaltfläche (11) derart geformt ist, dass zwischen der Luftspaltfläche (11) und einer Innenfläche des Gehäuses (2) ein Nebenschlussluftspalt (9) gebildet wird, der durch eine Lageveränderung des Magnetshunts (8) einstellbar ist.Electromagnet (1) having a soft magnetic housing (2) for generating a first magnetic field, an exciter coil (3) and for generating a second magnetic field, a permanent magnet (7) and a in the exciter coil (3) centrally mounted, displaceable armature (4) wherein the permanent magnet (7) is arranged in the housing (2) in such a way that the second magnetic field in the armature (4) is superimposed on the first magnetic field,
characterized in that
- A position variable magnetic shunt (8) for forming a magnetic shunt for the permanent magnet (7) is arranged in the vicinity, and
- The magnetic shunt (8) to form an air gap surface (11) is formed such that between the air gap surface (11) and an inner surface of the housing (2) a bypass air gap (9) is formed, the adjustable by a change in position of the magnetic shunt (8) is.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem von einer Erregerspule erzeugten ersten Magnetfeld sowie einem von einem Permanentmagnet erzeugten zweiten Magnetfeld gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electromagnet having a first magnetic field generated by an exciter coil and a second magnetic field generated by a permanent magnet according to the preamble of patent claim 1.

Ein solcher Elektromagnet mit einer Erregerspule und einem Permanentmagneten ist als polarisierbarer, bistabiler Gleichstrom-Impulsmagnet mit zwei stabilen Hubstellungen aus der DE 298 03 511 U1 bekannt.Such an electromagnet with an excitation coil and a permanent magnet is as a polarizable, bistable DC pulse magnet with two stable stroke positions from the DE 298 03 511 U1 known.

Ähnliche Elektromagnete sind in EP 0 294 481 A1 , DE 32 15 057 A1 und EP 1 788 591 A1 beschrieben.Similar electromagnets are in EP 0 294 481 A1 . DE 32 15 057 A1 and EP 1 788 591 A1 described.

Bei Bestromung der Erregerspule dieses Elektromagneten fährt ein Anker aus der ersten Hubstellung gegen die Federkraft einer Druckfeder in eine zweite Hubstellung, in der der Anker an einem Polkern annähernd flächenbündig anliegt und dabei die Druckfeder vorgespannt wird. Der Permanentmagnet ist auf der zum Anker abgewandten Seite des Polkernes so angeordnet, dass dessen Magnetfeld das Magnetfeld der Erregerspule bei dieser Bewegung des Ankers in die zweite Hubstellung unterstützt. Nach dem Abschalten des Stromes wird der Anker lediglich durch das Magnetfeld des Permanentmagneten in der zweiten Hubstellung gehalten.When energizing the exciter coil of this electromagnet an anchor moves from the first stroke position against the spring force of a compression spring in a second stroke position, in which the armature rests almost flush on a pole core while the compression spring is biased. The permanent magnet is arranged on the side facing away from the armature of the pole core so that its magnetic field supports the magnetic field of the excitation coil in this movement of the armature in the second stroke position. After switching off the current, the armature is held only by the magnetic field of the permanent magnet in the second stroke position.

Um bei diesem bekannten Elektromagneten den Anker aus der zweiten Hubstellung wieder in die erste Hubstellung zu bewegen, wird die Erregerspule in umgekehrter Richtung bestromt, so dass ein gegen das Permanentmagnetfeld gerichtetes Magnetfeld von der Erregerspule aufgebaut wird. Dabei wird das Magnetfeld des Permanentmagneten im Bereich der anliegenden Polflächen des Ankers und des Polkernes so geschwächt, dass die Rückstellkraft der Druckfeder ausreicht, um die Haftkraft des Ankers am Polkern zu überwinden und den Anker in die erste Hubstellung zu bewegen, wo er aufgrund einer verbleibenden Vorspannung der Druckfeder stabil gehalten wird.In order to move the armature from the second stroke position back into the first stroke position in this known electromagnet, the exciter coil is energized in the opposite direction, so that a directed against the permanent magnetic field magnetic field is built up by the exciter coil. In this case, the magnetic field of the permanent magnet in the adjacent pole faces of the armature and the pole core is weakened so that the restoring force of the compression spring is sufficient to overcome the adhesive force of the armature on the pole core and to move the armature in the first stroke position, where he due to a remaining Pretension of the compression spring is kept stable.

Da bei diesem bekannten Elektromagneten der plattenförmig ausgebildete Permanentmagnet flächenbündig an dem Polkern anliegt, bildet dieser Polkern einen magnetischen Nebenschluss, mit der Folge, dass sich die Feldlinien nicht über das Gehäuse und den Anker schließen, sondern über den Polkern, und dies zu einer reduzierten Felddichte auf der Polfläche des Ankers führt. Um einen solchen Streufluss über den Polkern zu minimieren, also den magnetischen Widerstand über diesen Polkern zu erhöhen, erstreckt sich in einen Spalt zwischen dem äußeren Rand des Polkerns und der weichmagnetischen Gehäusewand ein an den Spulenkörper angeformter ringförmiger Fortsatz, wodurch gleichzeitig der Polkörper gegenüber dem Anker zentriert und fixiert wird. Da der Spulenkörper aus diamagnetischem Kunststoff besteht, stellt der Spalt für den Magnetfluss des Permanentmagnetfeldes einen hohen magnetischen Widerstand dar, infolge dessen der magnetische Fluss den Weg über das Gehäuse wegen dessen geringeren magnetischen Widerstandes nimmt und dadurch die Flussdichte im Anker zunimmt.Since in this known electromagnet the plate-shaped permanent magnet rests flush against the pole core, this pole core forms a magnetic shunt, with the result that the field lines do not close over the housing and the armature, but over the pole core, and this to a reduced field density on the pole face of the anchor leads. In order to minimize such leakage flux over the pole core, so to increase the magnetic resistance across this pole core, extending into a gap between the outer edge of the pole core and the soft magnetic housing wall an integrally formed on the bobbin annular extension, whereby at the same time the pole body relative to the armature centered and fixed. Since the bobbin is made of diamagnetic plastic, the gap for the magnetic flux of the permanent magnetic field is a high magnetic resistance, as a result of which the magnetic flux takes over the housing because of its lower magnetic resistance and thereby increases the flux density in the armature.

Bei der Fertigung eines solchen bekannten Elektromagneten tritt jedoch das Problem auf, dass aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen die Haltekraft des Permanentmagneten sowohl bei nicht bestromter als auch bei bestromter Erregerspule eine große Streubreite aufweist, mit der Folge, dass der Permanentmagnet so ausgelegt werden muss, dass auch im ungünstigsten Fall einer Toleranz die erforderliche Haltekraft zur Verfügung steht.In the manufacture of such a known electromagnet, however, the problem arises that due to production-related tolerances, the holding force of the permanent magnet both at not energized and energized exciter coil has a large spread, with the result that the permanent magnet must be designed so that in the worst case of a tolerance the required holding power is available.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem fertigungsbedingte Toleranzen auf einfache Weise kompensiert werden können, um entweder geforderte Leistungsdaten des Elektromagneten genau einzuhalten oder einzelne Leistungsdaten zu optimieren.The invention is therefore an object of the invention to provide an electromagnet of the type mentioned, can be easily compensated in the manufacturing tolerances in order to comply either required performance data of the solenoid exactly or to optimize individual performance data.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by an electromagnet having the features of patent claim 1.

Ein solcher Elektromagnet mit einem neben dem üblichen von einer Erregerspule erzeugten Magnetfeld zusätzlichen von einem Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld umfasst erfindungsgemäß einen lageveränderbaren Magnetshunt zur Bildung eines magnetischen Nebenschlusses für den Permanentmagneten, der in dessen Nachbarschaft angeordnet ist, und der unter Ausbildung einer Luftspaltfläche so geformt ist, dass zwischen derselben und einer Innenfläche des Gehäuse ein Nebenschlussluftspalt gebildet wird, der durch eine Lageveränderung dieses Magnetshunts einstellbar ist.Such an electromagnet with a magnetic field generated by a permanent magnet in addition to the usual magnetic field generated by a field coil according to the invention comprises a position-adjustable magnetic shunt for forming a magnetic bypass for the permanent magnet, which is arranged in the vicinity thereof, and which is formed to form an air gap surface, that between the same and an inner surface of the housing a bypass air gap is formed, which is adjustable by a change in position of this magnetic shunt.

Damit es möglich, über die Breite des Nebenschlussluftspaltes den magnetischen Widerstand über diesen Magnetshunt einzustellen, wodurch die Flussdichte an der Polfläche und damit auch die auf dem Magnetfeld des Permanentmagneten beruhende Haltekraft am Anker bestimmt wird.This makes it possible to adjust over the width of the bypass air gap, the magnetic resistance across this Magnetshunt, whereby the flux density at the pole face and thus also based on the magnetic field of the permanent magnet holding force at the anchor is determined.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Magnetshunt platten- oder scheibenförmig ausgebildet und ist zur Lageverschiebung senkrecht zur Längserstreckung des Ankers derart verschiebbar, dass der zwischen der auf einer Stirnfläche des Magnetshunts ausgebildeten Luftspaltfläche und einer dieser Luftspaltfläche in Verschiebungsrichtung gegenüberliegenden Innenfläche des Gehäuses entstehende Nebenschlussluftspalt einstellbar ist, also dessen Breite verändert werden kann. So kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Elektromagneten bspw. die Haltekraft in Abhängigkeit der Stellung des Magnetshunts bzw. des dadurch veränderten Nebenschlussluftspaltes die Haltekraft am Anker vermessen werden und darauf basierend diesen Nebenschlussluftspalt so einzustellen, dass ein gewünschter Sollwert mit möglichst geringer Abweichung erreicht wird.In a further development of the invention, the magnetic shunt plate-shaped or disc-shaped and is displaceable to the position perpendicular to the longitudinal extension of the armature such that the formed between the formed on an end face of the magnetic shots air gap surface and one of these air gap surface in the direction of displacement opposing inner surface of the housing resulting bypass air gap is adjustable, so its width can be changed. Thus, in the production of the electromagnet according to the invention, for example, the holding force depending on the position of the magnetic shunt or the thereby modified bypass air gap, the holding force at anchor can be measured and based on this adjunct air gap set so that a desired target value is achieved with the least possible deviation.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Magnetshunt scheibenförmig ausgebildet und auf einer mit dem Anker verbundenen Druckachse zur Lageveränderung drehbar gelagert, wobei ein solcher scheibenförmige Magnetshunt mit einer auf dessen Stirnfläche ausgebildeten Luftspaltfläche derart ausgebildet ist, dass der durch Drehen des Magnetshunts zwischen dieser Luftspaltfläche und der dieser Luftspaltfläche gegenüberliegenden Gehäusewand entstehende Nebenschlussluftspalt einstellbar ist, also dessen Breite verändert werden kann. Auch bei dieser Weiterbildung der Erfindung kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Elektromagneten bspw. die Haltekraft in Abhängigkeit der Stellung des Magnetshunts bzw. des dadurch veränderten Nebenschlussluftspaltes die Haltekraft am Anker vermessen werden und darauf basierend diesen Nebenschlussluftspalt so einzustellen, dass ein gewünschter Sollwert mit möglichst geringer Abweichung erreicht wird.In another embodiment of the invention, the magnetic shunt is disc-shaped and rotatably supported on a pressure axis connected to the armature for changing the position, wherein such a disc-shaped magnetic shunt is formed with an air gap surface formed on the end face thereof such that by rotating the magnetic shunt between this air gap surface and the air gap surface opposite housing wall resulting bypass air gap is adjustable, so its width can be changed. In this development of the invention, for example, in the production of the electromagnet according to the invention, the holding force can be measured in dependence on the position of the magnetic shunt or the thereby changed bypass air gap, the holding force at the armature and based on adjusting this bypass air gap so that a desired target value as low as possible Deviation is achieved.

Der besondere Vorteil eines solchen scheibenförmigen Magnetshunts mit einer derartig konturierten Stirnfläche liegt darin, dass der zur Einstellung der Breite des Nebenschlussluftspaltes zur Verfügung stehende Drehwinkelbereich eine sehr große Spreizung des Einstellbereichs darstellt und somit mit großer Genauigkeit eine Einstellung möglich ist.The particular advantage of such a disc-shaped magnetic shunt with such a contoured end face is that the angle of rotation range available for adjusting the width of the bypass air gap represents a very large spread of the adjustment range and thus adjustment is possible with great accuracy.

Idealerweise kann bei dieser Weiterbildung der Erfindung der Magnetshunt mit einem Polkern ausgebildet ist. Vorzugsweise kann dabei eine zweiteilige Ausführung gewählt werden, wobei dann der Polkern und der Magnetshunt formschlüssig miteinander verbunden werden; daneben ist auch eine einstückige Ausführung verwendbar.Ideally, in this embodiment of the invention, the magnetic shunt is formed with a pole core. Preferably, a two-part design can be selected, in which case the pole core and the magnetic shunt are positively connected to one another; In addition, a one-piece design is also usable.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Permanentmagnet platten- oder scheibenförmig ausgebildet, wobei der Magnetshunt auf der zum Arbeitsluftspalt gerichteten Seite des Permanentmagneten angeordnet ist. Vorzugsweise liegt der Magnetshunt an dem Permanentmagnet flächenbündig an, jedoch bleibt der Magnetshunt gegenüber dem Permanentmagneten lageveränderbar. Aufgrund der direkten Nachbarschaft von Permanentmagnet und Magnetshunt wird der Magnetfluss des Permanentmagneten hauptsächlich über das Gehäuse und über den Magnetshunt geführt und damit ein Streufluss über andere mögliche Wege minimiert.In one embodiment of the invention, the permanent magnet is plate-shaped or disk-shaped, wherein the magnetic shunt is arranged on the side facing the working air gap side of the permanent magnet. Preferably, the magnetic shunt is flush with the surface of the permanent magnet, but the magnetic shunt remains positionally variable with respect to the permanent magnet. Due to the direct proximity of the permanent magnet and the magnetic shunt, the magnetic flux of the permanent magnet is mainly conducted via the housing and via the magnetic shunt, thereby minimizing leakage flux via other possible paths.

Vorzugsweise kann der Permanentmagnet auch ringförmig ausgebildet werden, um handelsübliche und damit kostengünstige Magnete in dem erfindungsgemäßen Elektromagnet einsetzen zu können.Preferably, the permanent magnet can also be formed annular to use commercially available and thus inexpensive magnets in the solenoid according to the invention can.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung zeigt eine einfache und kostengünstige Lösung, um den Magnetshunt nach Herstellung des Elektromagneten in seiner Lage so zu verändern, dass die gewünschten Eigenschaften des Elektromagneten eingestellt werden können, um ihn anschließend in dieser Lage zu fixieren. Hierzu werden lediglich Einstellöffnungen im Gehäuse im Bereich des Nebenschlussluftspaltes derart eingebracht, dass über diese Einstellöffnungen der Magnetshunt mittels eines Hilfsmittels, beispielsweise eines durch diese Einstellöffnungen in den Nebenschlussluftspalt einführbaren Stiftes, lageveränderbar ist. Eine Fixierung gegenüber dem Gehäuse erfolgt beispielsweise mittels eines in den Nebenschlussluftspalt über die Einstellöffnungen eingebrachten Vergusses oder Klebstoffes.A particularly advantageous development shows a simple and cost-effective solution to change the magnetic shunt after production of the electromagnet in its position so that the desired properties of the electromagnet can be adjusted to then fix it in this position. For this purpose, only adjusting openings in the housing in the vicinity of the bypass air gap are introduced such that the magnet shunt can be changed in position by means of an auxiliary means, for example a pin which can be inserted into the bypass air gap through these adjustment openings. A fixation relative to the housing takes place, for example, by means of a potting or adhesive introduced into the bypass air gap via the adjustment openings.

Ferner ist in einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zwischen dem Anker und einer im Bereich des Polkernes liegenden Abstützfläche eine Druckfeder vorgesehen. Wird die Erregerspule bestromt und hierdurch der Anker aus seiner Hubanfangsstellung auf den Polkern zubewegt, ist bei Anliegen des Ankers an dem Polkern diese Druckfeder vorgespannt. Dabei ist der Nebenschlussluftspalt derart eingestellt, dass einerseits im unbestromten Zustand der Erregerspule der Anker von dem Permanentmagneten in dieser Position, also der Hubendstellung gehalten wird und andererseits bei einem definierten Druck auf die mit dem Anker verbundende Druckachse der Anker sich aus dieser Position löst und aufgrund der Vorspannung der Druckfeder der Anker in seine Hubanfangsstellung gedrückt wird. Mit der erfindungsgemäßen Einstellung des Nebenschluss luftspaltes lässt sich diese Sprungfunktion exakt einstellen, so dass bei einer vorgegebenen Hubstellung der Anker von der vorgespannten Druckfeder in die Hubanfangsstellung gedrückt wird.Furthermore, in a particularly preferred development of the invention, a compression spring is provided between the armature and a support surface located in the region of the pole core. If the excitation coil is energized and thereby the armature moves from its Hubanfangsstellung on the pole core, this pressure spring is biased at concern of the armature to the pole core. In this case, the bypass air gap is set such that on the one hand in the de-energized state of the excitation coil of the armature is held by the permanent magnet in this position, ie the Hubendstellung and on the other hand, at a defined pressure on the composite with the armature pressure axis of the armature is released from this position and due the bias of the compression spring of the armature is pushed into its Hubanfangsstellung. With the inventive setting of the bypass air gap, this jump function can be set exactly, so that is pressed at a predetermined stroke position of the armature of the prestressed compression spring in the Hubanfangsstellung.

Schließlich kann der erfindungsgemäße Elektromagnet mit einem U-förmigen Gehäuse aufgebaut sein, bestehend aus zwei Jochschenkel und einem Jochboden, wobei die beiden offenen Jochschenkel mittels einer Gehäuseplatte verbunden werden. Daneben können auch geschlossene, bspw. topfförmige Gehäuse mit Deckel eingesetzt werden.Finally, the electromagnet according to the invention can be constructed with a U-shaped housing, consisting of two yoke legs and a yoke bottom, wherein the two open yoke legs are connected by means of a housing plate. In addition, closed, for example, cup-shaped housing with lid can be used.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to FIGS attached figures described in detail. Show it:

1 eine perspektivische Darstellung eines Elektromagneten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 a perspective view of an electromagnet according to an embodiment of the invention,

2 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung des Elektromagneten nach 1, 2 a partially cutaway perspective view of the electromagnet after 1 .

3 eine perspektivische Detailansicht aus 2, 3 a perspective detail view 2 .

4 eine axiale Längsschnittdarstellung des Elektromagneten nach 1 in Hubanfangsstellung des Ankers, 4 an axial longitudinal sectional view of the electromagnet after 1 in Hubanfangsstellung of the anchor,

5 eine axiale Längsschnittdarstellung des Elektromagneten nach 1 in Hubendstellung des Ankers, 5 an axial longitudinal sectional view of the electromagnet after 1 in stroke end position of the anchor,

6 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung eines Elektromagneten gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Anker in Hubendstellung, 6 a partially cutaway perspective view of an electromagnet according to another embodiment of the invention with an anchor in the stroke end position,

7 eine axiale Längsschnittdarstellung des Elektromagneten nach 6 in Hubendstellung des Ankers, und 7 an axial longitudinal sectional view of the electromagnet after 6 in the stroke end position of the anchor, and

8 eine Schnittdarstellung des Elektromagneten gemäß Schnitt A-A nach 7. 8th a sectional view of the electromagnet according to section AA according to 7 ,

Der Elektromagnet 1 nach 1 ist als Hubmagnet mit einer in einem weichmagnetischen Gehäuse 2 angeordneten zylindrischen Erregerspule 3 aufgebaut, wobei das Gehäuse 2 als U-förmiges Joch mit zwei Jochschenkeln 2a, einen diese verbindenden Jochboden 2c und einer die auf der offenen Seite des U-förmigen Joches verbindenden Gehäuseplatte 2c ausgebildet ist. Eine durch die Gehäuseplatte 2c geführte Druckachse 12 und eine über den Jochboden 2b hinausragende Zugachse 13 bilden eine Längsachse des Elektromagneten 1.The electromagnet 1 to 1 is as a solenoid with one in a soft magnetic housing 2 arranged cylindrical exciter coil 3 built, with the housing 2 as a U-shaped yoke with two yoke legs 2a , a connecting yoke floor 2c and a housing plate connecting the open side of the U-shaped yoke 2c is trained. One through the housing plate 2c guided pressure axis 12 and one over the yoke floor 2 B protruding train axle 13 form a longitudinal axis of the electromagnet 1 ,

Die Lagerung und die Anbindung dieser Achsen 12 und 13 an einen Anker 4 zeigt die Längsschnittdarstellung nach 4. Dieser zylinderförmige Anker 4 ist in einem dünnwandigen Führungsrohr 19 gleitend gelagert und in Richtung der Gehäuseplatte 2c mit der Druckachse 12 und in Richtung des Jochbodens 2b mit der Zugachse 13 axial verbunden. Dieses Führungsrohr 19 wird flächenbündig von einem Spulenkörper 14 umschlossen, der zusammen mit einer Erregerwicklung die Erregerspule 3 bildet.The storage and connection of these axles 12 and 13 to an anchor 4 shows the longitudinal section after 4 , This cylindrical anchor 4 is in a thin-walled guide tube 19 slidably mounted and in the direction of the housing plate 2c with the pressure axis 12 and in the direction of the yoke floor 2 B with the pulling axis 13 axially connected. This guide tube 19 is flush with the surface of a bobbin 14 enclosed, which together with a field winding the exciter coil 3 forms.

In der Längsschnittdarstellung nach 4 befindet sich der Anker 4 in seiner Hubanfangsstellung und wird einmal im Bereich des Jochbodens 2b in einem Gleitlager 20 gelagert, das in einer Lagerbuchse 21 fixiert ist und ihrerseits von einer Öffnung 23 im Jochboden 2b aufgenommen wird. Die Umfangsfläche dieser Lagerbuchse 21 weist unter Ausbildung einer Schulter einen ringartigen Vorsprung auf, der sich auf der Außenfläche des Jochbodens 2b abstützt. Zum anderen wird der Anker 4 auf der gegenüberliegenden Seite durch eine in einem Gleitlager 17 gelagerte Druckachse 12 geführt. Dieses Gleitlager 17 ist ebenso mittels einer Lagerbuchse 18 fixiert, die ihrerseits in einer in der Gehäuseplatte 2c angeordneten Öffnung 22 gehalten wird.In the longitudinal section after 4 is the anchor 4 in its Hubanfangsstellung and is once in the area of the Jochbodens 2 B in a plain bearing 20 stored in a bushing 21 is fixed and in turn from an opening 23 in the yoke floor 2 B is recorded. The peripheral surface of this bearing bush 21 has a ring-like projection to form a shoulder, which is on the outer surface of the yoke bottom 2 B supported. The other is the anchor 4 on the opposite side by one in a plain bearing 17 mounted pressure axis 12 guided. This slide bearing 17 is also by means of a bearing bush 18 fixed, in turn, in one in the housing plate 2c arranged opening 22 is held.

Die in der Öffnung 22 montierte Lagerbuchse 18 umfasst einerseits einen nach außen gerichteten ringförmigen Vorsprung, der sich gegen die Außenfläche der Gehäuseplatte 2c abstützt und andererseits einen nach innen in radialer Richtung abgesetzten ringförmigen Flansch, der durch einen plattenförmigen Permanentmagneten 7 hindurchgreift und sowohl einen drehbaren scheibenförmigen Magnetshunt 8 als auch einen zylinderförmigen Polkern 10 trägt. Der Permanentmagnet 7 liegt dabei flächenbündig zwischen der Innenfläche der Gehäuseplatte 2c und dem Magnetshunt 8.The one in the opening 22 mounted bearing bush 18 on the one hand comprises an outwardly directed annular projection which bears against the outer surface of the housing plate 2c supported and on the other hand, an inwardly radially offset annular flange, which by a plate-shaped permanent magnet 7 passes through and both a rotatable disk-shaped magnet shunt 8th as well as a cylindrical pole core 10 wearing. The permanent magnet 7 lies flush with the surface between the inner surface of the housing plate 2c and the magnetic shunt 8th ,

Der Polkern 10 weist eine plattenartige Basis auf, deren Umfangsfläche an der Innenfläche des Führungsrohres 19 anliegt und damit deren Öffnung abschließt. In Richtung des Ankers 4 ist die plattenartige Basis des Polkerns 10 mit einem konusförmigen Vorsprung ausgeformt, in die andere Richtung mit einem ringförmigen Steg, der als Drehachse für den drehbaren Magnetshunt 8 dient und gleichzeitig das Ende der Lagerbuchse 18 umschließt. In einer zentralen Bohrung des Polkerns 10 sowie in der Lagerbuchse 18 im Bereich der Überlappung mit dem Polkern 10 ist auf der Druckachse 12 eine Druckfeder 16 angeordnet, die auf der einen Seite gegen das Gleitlager 17 und auf der anderen Seite gegen den Anker 4 sich abstützt.The Polkern 10 has a plate-like base, whose peripheral surface on the inner surface of the guide tube 19 abuts and thus completes the opening. Toward the anchor 4 is the plate-like base of the polkernel 10 formed with a cone-shaped projection, in the other direction with an annular ridge, which serves as an axis of rotation for the rotatable magnet shunt 8th serves and at the same time the end of the bearing bush 18 encloses. In a central hole of the pole core 10 as well as in the bearing bush 18 in the area of the overlap with the pole core 10 is on the printing axis 12 a compression spring 16 arranged on one side against the plain bearing 17 and on the other side against the anchor 4 is supported.

Die dem Polkern 10 zugewandte Seite des Ankers 4 weist eine Polfläche 5 auf, die an die Konusform des Polkerns 10 angepasst ist. Auf einer die Druckachse 12 umschließenden ringförmigen Fläche auf dem Konusgrund des Innenkonus des Ankers 4 ist eine Abstandscheibe 24 angeordnet, die, wenn der Anker 4 nach einer Bestromung der Erregerspule 3 auf den Polkern 10 aufschlägt, einen definierten Abstand zwischen der Polfläche 5 des Ankers 4 und dem Polkern 10 sicherstellt und gleichzeitig den Aufschlag des Ankers 4 auf den Polkern 10 dämpft.The pole core 10 facing side of the anchor 4 has a pole face 5 up to the cone shape of the pole core 10 is adjusted. On one the printing axis 12 enclosing annular surface on the cone bottom of the inner cone of the anchor 4 is a spacer 24 arranged, when the anchor 4 after an energization of the exciter coil 3 on the pole core 10 hits a defined distance between the pole face 5 of the anchor 4 and the pole core 10 ensures and at the same time the impact of the anchor 4 on the pole core 10 attenuates.

Die Druckfeder 16 ist derart vorgespannt, dass sie im unbestromten Zustand der Erregerspule 3 den Anker 4 bis in die in 4 dargestellte Hubanfangsstellung drückt, die von einem in den 1 bis 5 nicht dargestellten Anschlag, an den das freie Ende der Zugachse 13 anschlägt, bestimmt wird. Zwischen der Polfläche 5 des Ankers 4 und dem Polkern 10 wird dadurch ein Arbeitsluftspalt 6 definiert, der bei Bestromung der Erregerspule 3 von magnetischen Feldlinien durchsetzt und der Anker 4 dadurch gegen die Federkraft der Druckfeder 16 auf den Polkern 10 zubewegt wird, bis die entsprechenden Polflächen in durch die Abstandscheibe 16 definierten Abstand aneinander liegen, wodurch die in 5 dargestellte Hubendstellung des Ankers 4 definiert ist.The compression spring 16 is biased so that it in the energized state of the exciter coil 3 the anchor 4 to the in 4 shown Hubanfangsstellung presses that of a in the 1 to 5 not shown, to which the free end of the pulling axis 13 determines, is determined. Between the pole surface 5 of the anchor 4 and the pole core 10 This creates a working air gap 6 defined when energized the excitation coil 3 interspersed by magnetic field lines and the anchor 4 thereby against the spring force of the compression spring 16 on the pole core 10 is moved until the corresponding pole faces in through the spacer 16 defined distance to each other, whereby the in 5 illustrated stroke end position of the armature 4 is defined.

Der Aufbau aus Lagerbuchse 18, Permanentmagnet 7 und Magnetshunt 8 ist auch in der im Bereich der Gehäuseplatte 2c teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung nach 2 sowie in einer vergrößerten Detaildarstellung nach 3 deutlich zu erkennen. So ist der drehbar gelagerte Magnetshunt 8 in einem Aufnahmeschacht 15 angeordnet, der einstückig an den Spulenkörper 14 so angeformt ist, dass der seitliche, die Erregerwicklung der Erregerspule 3 begrenzende Kragen 14a des Spulenkörpers 14 zusammen mit dem Polkern 10 die rückwärtige Begrenzung dieses Aufnahmeschachtes 15 bildet und auf den offenen Seiten des Gehäuses 2 der Kragen 14a in Seitenwände 15a des Aufnahmeschachtes 15 übergehen. Die Ebene des Permanentmagneten 7 bildet die vordere Wand 15b dieses Aufnahmeschachtes 15, wobei der Permanentmagnet 7 passgenau von dieser vorderen Wand 15 aufgenommen wird.The structure of bearing bush 18 , Permanent magnet 7 and magnetic shunt 8th is also in the area of the housing plate 2c partially cutaway perspective view 2 and in an enlarged detail after 3 clearly visible. So is the rotatably mounted magnet shunt 8th in a receiving shaft 15 arranged in one piece to the bobbin 14 is formed so that the lateral, the excitation winding of the exciter coil 3 limiting collar 14a of the bobbin 14 together with the pole core 10 the rear boundary of this receiving shaft 15 forms and on the open sides of the housing 2 the collar 14a in sidewalls 15a of the receiving shaft 15 pass. The plane of the permanent magnet 7 forms the front wall 15b this reception shaft 15 , wherein the permanent magnet 7 perfectly fitting from this front wall 15 is recorded.

Der Permanentmagnet 7 erzeugt zusätzlich zu dem von der Erregerspule 3 erzeugten ersten Magnetfeld ein zweites Magnetfeld, das so gepolt ist, dass es das erste Magnetfeld verstärkt. Dabei verlaufen die Feldlinien des ersten Magnetfeldes der Erregerspule 3 über den Anker 4, den Polkern 10, die Gehäuseplatte 2c bzw. teilweise auch über den Magnetshunt 8, die Schenkeljoche 2a und den Jochboden 2b. Die Feldlinien des zweiten Magnetfeldes des Permanentmagneten 7 verlaufen über die Schenkeljoche 2c und teilweise über den Magnetshunt 8 und sind dort für die Ankerbewegung nicht mehr wirksam.The permanent magnet 7 generated in addition to that of the exciter coil 3 generated a second magnetic field, which is polarized so that it amplifies the first magnetic field. The field lines of the first magnetic field of the excitation coil run 3 over the anchor 4 , the pole core 10 , the housing plate 2c or partly also via the magnetic shunt 8th , the thigh yokes 2a and the yoke floor 2 B , The field lines of the second magnetic field of the permanent magnet 7 run over the thigh yokes 2c and partly over the magnetic shunt 8th and are no longer effective there for the anchor movement.

Der Magnetshunt 8 stellt damit für den scheibenförmigen Permanentmagneten 7 einen magnetischen Nebenschluss dar, dessen magnetischer Widerstand an einem zwischen einer an einer Stirnfläche des Magnetshunts 8 ausgebildeten Luftspaltfläche 11 und einer Innenfläche des Jochschenkel 2a vorgesehenen Nebenschlussluftspalt 9 eingestellt wird. Infolgedessen hängt die durch den Permanentmagneten 7 in dem Arbeitsluftspalt 6 bewirkte Magnetkraft von dem magnetischen Widerstand über den Magnetshunt 8, also von der Größe des Nebenschlussluftspalts 9 ab.The magnetic shunt 8th thus represents the disc-shaped permanent magnet 7 a magnetic shunt whose magnetic resistance at one between a at an end face of the magnetic shunt 8th trained air gap surface 11 and an inner surface of the yoke leg 2a provided bypass air gap 9 is set. As a result, depends on the permanent magnet 7 in the working air gap 6 caused magnetic force from the magnetic resistance across the magnetic shunt 8th , that is, the size of the shunt air gap 9 from.

Bei einer Bestromung der Erregerspule 3 überlagern sich beide Magnetfelder im Anker, insbesondere im Arbeitsluftspalt 6, so dass die Hubbewegung des Ankers 4 von dem zweiten Magnetfeld des Permanentmagneten 10, nämlich mit dem nicht über den Magnetshunt 8 und den Nebenschlussluftspalt 9 verlaufenden Anteil, unterstützt wird.When energizing the exciter coil 3 Both magnetic fields overlap in the armature, especially in the working air gap 6 , so that the lifting movement of the anchor 4 from the second magnetic field of the permanent magnet 10 , namely with the not over the magnetic shunt 8th and the bypass air gap 9 current share.

Nach dem Abschalten des Stromes wird der Anker 4 durch die an der Polfläche 5 des Ankers 4 ausschließlich von der durch den Permanentmagneten erzeugten Haltekraft gegen die Vorspannkraft der Druckfeder 16 in dieser Hubendstellung gemäß 5 gehalten, wobei diese Haltekraft so eingestellt ist, dass bei einem definierten Druck auf die Druckachse 12 in Richtung des Ankers 4 sich dieser in eine definierte Hubstellung bewegt, in der die Vorspannkraft der Druckfeder 16 größer als die Haltekraft des Permanentmagneten 7 ist, wodurch der Anker 4 in seine Hubanfangsstellung gemäß 4 gedrückt wird.After switching off the current becomes the anchor 4 through the at the pole face 5 of the anchor 4 solely by the holding force generated by the permanent magnet against the biasing force of the compression spring 16 in this stroke end position according to 5 held, this holding force is set so that at a defined pressure on the pressure axis 12 in the direction of the anchor 4 this moves in a defined stroke position in which the biasing force of the compression spring 16 greater than the holding force of the permanent magnet 7 is, causing the anchor 4 in his Hubanfangsstellung according to 4 is pressed.

Dies wird dadurch sichergestellt, dass mittels des drehbaren Magnetshunts 8 der Nebenschlussluftspalt 9 entsprechend eingestellt wird. Hierzu ist – wie aus diesen 2 und 3 zu erkennen ist – der scheibenförmige Magnetshunt 8 annähernd quadratisch oder rechteckförmig derart ausgebildet ist, dass beim Drehen des Magnetshunts 8 in Richtung des Richtungspfeiles 25 dessen Ecken an die Seitenflächen 15a des Aufnahmeschachtes 15 anstoßen und somit die Drehbewegung begrenzt wird. Auf der dem Jochschenkel 2a gegenüberliegender Stirnfläche ist eine ebene Luftspaltfläche 11 derart geformt, dass in dieser Position ein annähernd dreieckförmiger Nebenschlussluftspalt 9 entsteht, dessen langen Dreiecksschenkel von der Luftspaltfläche 11 und der dieser gegenüberliegenden Innenfläche des Jochschenkels 2a und dessen dritter Dreiecksschenkel von einem Teil des Seitenwand 15a des Aufnahmeschachtes 15 gebildet werden. In dieser Position wird der größte Nebenschlussluftspalt 9 eingestellt, mit der Folge eines hohen magnetischen Widerstandes über diesen Nebenschlussluftspalt 9 und den Magnetshunt 8. Damit wird ein maximaler Teil des von dem Permanentmagneten 7 erzeugten magnetischen Flusses über den Anker 4 bzw. den Arbeitsluftspalt 6 geleitet.This is ensured by means of the rotatable magnetic shunt 8th the bypass air gap 9 is adjusted accordingly. This is - as from these 2 and 3 to recognize is - the disc-shaped magnetic shunt 8th approximately square or rectangular is formed such that upon rotation of the magnetic shunt 8th in the direction of the directional arrow 25 its corners on the side surfaces 15a of the receiving shaft 15 abut and thus the rotational movement is limited. On the yoke leg 2a opposite end face is a plane air gap surface 11 shaped such that in this position an approximately triangular shunt air gap 9 arises, the long triangular leg of the air gap surface 11 and the opposite inner surface of the yoke leg 2a and its third triangle leg from a part of the sidewall 15a of the receiving shaft 15 be formed. In this position, the largest bypass air gap 9 adjusted, with the result of a high magnetic resistance across this bypass air gap 9 and the magnetic shunt 8th , This will be a maximum part of the permanent magnet 7 generated magnetic flux across the anchor 4 or the working air gap 6 directed.

Wird nun der Magnetshunt 8 in entgegengesetzter Richtung des Richtungspfeiles 25 gedreht, erreicht die Luftspaltfläche 11 eine Stellung, in der diese nahezu parallel zur gegenüberliegenden Innenfläche des Jochschenkels 2a ausgerichtet ist, in der der Nebenschlussluftspalt 9 die kleinste Größe aufweist. In dieser Position wird der magnetische Widerstand über diesen von dem Nebenschlussluftspalt 9 und dem Magnetshunt 8 gebildeten magnetischen Nebenschluss am geringsten, mit der Folge, dass nur ein geringer Teil des von dem Permanentmagneten 7 erzeugte magnetische Fluss über den Anker 4 bzw. den Arbeitsluftspalt 6 geleitet wird.Will now be the magnetic shunt 8th in the opposite direction of the directional arrow 25 turned, reaches the air gap surface 11 a position in which this almost parallel to the opposite inner surface of the yoke leg 2a is aligned, in which the bypass air gap 9 has the smallest size. In this position, the magnetic resistance across it from the bypass air gap 9 and the magnetic shunt 8th formed magnetic shunt least, with the result that only a small part of that of the permanent magnet 7 generated magnetic flux across the anchor 4 or the working air gap 6 is directed.

Der besondere Vorteil einer solchen konturierten Stirnfläche zur Formung der Luftspaltfläche 11 liegt darin, dass der zur Einstellung der Luftspaltbreite zur Verfügung stehende Drehwinkelbereich eine sehr große Spreizung des Einstellbereichs darstellt und somit mit großer Genauigkeit eine Einstellung möglich ist.The particular advantage of such a contoured end face for shaping the air gap surface 11 lies in the fact that the available for adjusting the air gap width rotation angle range a very represents large spread of the adjustment range and thus a setting is possible with great accuracy.

Die als Teil einer Stirnfläche des Magnetshunts 8 ausgebildeten Luftspaltfläche 11 wird einerseits von einer Ecke des Magnetshunts 8 begrenzt und andererseits durch einen in radialer Richtung auf die Drehachse zulaufenden und abgerundeten Absatz. Anschließend nimmt die Stirnfläche einen kurzen kreisbogenförmigen Verlauf und geht in eine ebene Stirnfläche über, die in einer weiteren Ecke des Magnetshunts 8 ausläuft. Diese zuletzt genannte Stirnfläche hat einen solchen großen Abstand von der Innenfläche des Jochschenkels 2a, dass sowohl in der Position der kleinsten als auch des größten Nebenschlussluftspaltes 9 dieser Abstand nur unwesentlichen Einfluss auf den magnetischen Widerstand des magnetischen Nebenschlusses hat. Die gegenüberliegende Stirnfläche des Magnetshunts 8 hat in gleicher Weise einen solchen Abstand von der gegenüberliegenden Innenfläche des Jochschenkels 2a, so dass auch dort der Einfluss auf den magnetischen Widerstand im Bereich des Nebenschlussluftspaltes 9 nur gering ist.The as part of an end face of the magnetic shunt 8th trained air gap surface 11 on the one hand from a corner of the magnetic shunt 8th limited and on the other hand by a tapered in the radial direction on the axis of rotation and rounded paragraph. Subsequently, the end face takes a short arcuate course and merges into a flat end face, which in another corner of the magnetic shunt 8th expires. This latter end face has such a large distance from the inner surface of the yoke leg 2a in that both in the position of the smallest and the largest bypass air gap 9 this distance has only insignificant influence on the magnetic resistance of the magnetic shunt. The opposite end face of the magnetic shunt 8th has in the same way such a distance from the opposite inner surface of the yoke leg 2a , so that there too the influence on the magnetic resistance in the area of the bypass air gap 9 only small.

Zum Abschluss der Herstellung des Elektromagneten 1 muss die Drehstellung des Magnetshunts ermittelt werden, in der die geforderten Daten erreicht werden. Über Einstellöffnungen 26 und 27 in dem Jochschenkel 2a kann mittels eines in diese Öffnungen einführbaren Stiftes der Magnetshunt 8 gedreht und dabei gleichzeitig mit einer Messeinrichtung die Messdaten des Elektromagneten aufgenommen werden. Ist die Einstellung des Magnetshunts, in der die Solldaten erreicht sind, vorgenommen, muss diese Position des Magnetshunts fixiert werden, bspw. mittels eines Vergusses oder eines Klebstoffs, der in die Öffnungen 26 und 27 gespritzt wird.To complete the production of the electromagnet 1 the rotational position of the magnetic shunt must be determined, in which the required data is reached. About adjustment openings 26 and 27 in the yoke leg 2a can by means of an insertable into these openings pin of the magnetic shunt 8th rotated and simultaneously recorded with a measuring device, the measurement data of the electromagnet. If the setting of the magnetic shunt, in which the target data are reached, made this position of the magnetic shunt must be fixed, for example. By means of a potting or an adhesive, in the openings 26 and 27 is injected.

Der in den 6 bis 8 dargestellte Elektromagnet 1 ist ebenfalls ein Hubmagnet mit einem ähnlichen Aufbau wie der Elektromagnet nach den 1 bis 5 und wird als Schaltmagnet eingesetzt. Er umfasst in gleicher Weise neben einer Erregerspule 3 zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes ebenso einen Permanentmagneten 7 zur Erzeugung eines zweiten Magnetfeldes.The in the 6 to 8th illustrated electromagnet 1 is also a solenoid with a similar structure as the electromagnet of the 1 to 5 and is used as a solenoid. It similarly includes besides an exciter coil 3 to generate a first magnetic field as well as a permanent magnet 7 for generating a second magnetic field.

Nach den 6 bis 8 ist ein weichmagnetisches Gehäuse 2 des Elektromagneten 1 ebenfalls U-förmig mit zwei Jochschenkeln 2a, einem Jochboden 2b und einer die beiden Enden der Jochschenkel 2a verbindenden Gehäuseplatte 2c aufgebaut.After the 6 to 8th is a soft magnetic housing 2 of the electromagnet 1 also U-shaped with two yoke legs 2a , a yoke floor 2 B and one the two ends of the yoke legs 2a connecting housing plate 2c built up.

In einer zylinderförmigen Erregerspule 3 ist zentrisch ein Anker 4 verschiebbar gelagert, der sich über die Gehäuseplatte 2c hinaus erstreckt und dort in einem Gleitlager gelagert ist. Das aus der Gehäuseplatte 2c ragenden Ende des Ankers 4 trägt eine kreisförmige Endplatte 29 mit gegenüber dem Anker 4 größeren Durchmesser, so dass zwischen dieser Endplatte 29 und der Gehäuseplatte 2c eine in Richtung der Endplatte 29 konisch verjüngt verlaufende Druckfeder 16 sich abstützen kann. Das sich an diese Endplatte 29 anschließenden Ende des Ankers 4 ist als Zuganker ausgebildet, um ein dort eingreifendes Betätigungsglied (nicht dargestellt) zu betätigen. Zum Schalten eines solchen Betätigungsgliedes wird die Erregerspule 3 bestromt, wodurch der Anker 4 in die in den 6 und 7 dargestellte Endposition fährt. Wird der Strom abgeschaltet, drückt die Druckfeder den Anker 4 einschließlich des Betätigungsgliedes wieder in die Hubanfangsstellung.In a cylindrical exciter coil 3 Centric is an anchor 4 slidably mounted, extending over the housing plate 2c extends out and stored there in a plain bearing. That from the housing plate 2c protruding end of the anchor 4 carries a circular end plate 29 with opposite the anchor 4 larger diameter, so that between this end plate 29 and the housing plate 2c one in the direction of the end plate 29 conically tapered compression spring 16 can support themselves. That adheres to this end plate 29 subsequent end of the anchor 4 is designed as a tie rod to actuate a there engaging actuator (not shown). For switching such an actuator, the exciting coil 3 energized, causing the anchor 4 in the in the 6 and 7 shown end position moves. When the power is turned off, the compression spring pushes the armature 4 including the actuator back to the Hubanfangsstellung.

An die Gehäuseplatte 2c schließt sich ein Spulenkörper 14 an, dessen eine Begrenzung der Erregerspule 3 bildender Kragen 14a flächenbündig an der Innenfläche der Gehäuseplatte 2c anliegt. An den die andere Begrenzung der Erregerspule 3 bildender Kragen 14a schließt sich ein plattenförmiger Magnetshunt 8 an, der in einem Aufnahmeschacht 15 senkrecht zur Längsachse des Ankers 4 in Richtung des Pfeils 25 verschiebbar angeordnet ist und daher in dieser Verschieberichtung kürzer als der innere Abstand der beiden Jochschenkel 2a ist, wie dies deutlich in den 7 und 8 erkennbar ist. Der Aufnahmeschacht 15 wird an den offenen Seiten des U-förmigen Gehäuses 2 von jeweils einer Seitenwand 15a begrenzt, die einstückig mit dem Kragen 14a des Spulenkörpers 14 ausgebildet sind. Wie in 8 dargestellt, bilden die beiden Seitenwände 15a des Aufnahmeschachtes 15 die lateralen Begrenzungen für den Magnetshunt 8, der somit in dieser Richtung, also rechtwinklig zur Richtung des Richtungspfeiles 25 nicht verschiebbar ist.To the housing plate 2c closes a bobbin 14 whose limit is the excitation coil 3 forming collar 14a flush with the inner surface of the housing plate 2c is applied. At the other limit of the exciter coil 3 forming collar 14a closes a plate-shaped magnetic shunt 8th on in a receiving shaft 15 perpendicular to the longitudinal axis of the anchor 4 in the direction of the arrow 25 is arranged displaceably and therefore shorter in this direction than the inner distance of the two yoke legs 2a is, as clearly in the 7 and 8th is recognizable. The receiving shaft 15 is on the open sides of the U-shaped housing 2 each of a side wall 15a limited to the one-piece with the collar 14a of the bobbin 14 are formed. As in 8th represented, form the two side walls 15a of the receiving shaft 15 the lateral limits for the magnetic shunt 8th , thus in this direction, that is perpendicular to the direction of the directional arrow 25 is not movable.

Dieser Magnetshunt 9 bildet auch einen Polkern für den Elektromagneten 1, weshalb in der Hubendstellung nach 7 des Ankers 4 dessen Polfläche 5 an diesen Magnetshunt 7 gegen die Federkraft der Druckfeder 16 anschlägt, wie dies deutlich in 7 dargestellt ist. Zur Reduzierung des Aufschlaggeräusches trägt die Polfläche 5 eine Dämpfungsscheibe.This magnet shunt 9 also forms a pole core for the electromagnet 1 , which is why in the stroke end position 7 of the anchor 4 its pole surface 5 to this magnet shunt 7 against the spring force of the compression spring 16 strikes as clearly in 7 is shown. To reduce the impact noise carries the pole face 5 a damping disk.

In dem verbleibenden Raum zwischen diesem Magnetshunt 8 und dem Jochboden 2b befindet sich ein plattenförmiger Permanentmagnet 7, der an die Breite des Jochbodens 2b angepasst und in Richtung des Richtungspfeiles 25 kürzer als der Magnetshunt 8 ist. Für diesen Permanentmagneten 7 bildet der Magnetshunt 8 einen magnetischen Nebenschluss, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem in den 1 bis 5 beschriebenen Elektromagneten erläutert wurde.In the remaining space between this magnet shunt 8th and the yoke floor 2 B there is a plate-shaped permanent magnet 7 which adjoins the width of the yoke floor 2 B adjusted and in the direction of the directional arrow 25 shorter than the magnetic shunt 8th is. For this permanent magnet 7 forms the magnetic shunt 8th a magnetic shunt, as already mentioned in the 1 to 5 described electromagnet has been explained.

Wie dort ausgeführt, verläuft der magnetische Fluss des von diesem Permanentmagneten 7 erzeugten zweiten Magnetfeldes sowohl unter Verstärkung des bei Bestromung der Erregerspule 3 entstehenden ersten Magnetfeldes über den Jochboden 2b, die Jochschenkel 2a und den Anker 4 als auch direkt über den Magnetshunt 8, so dass dieser Fluss nicht an der Polfläche 5 des Ankers 4 zur Erzeugung einer Haltekraft zur Verfügung steht. Das Maß des über diesen magnetischen Nebenschluss verlaufenden magnetischen Flusses hängt vom magnetischen Widerstand, insbesondere von einem zwischen einer Stirnseite 11 des rechteckförmigen Magnetshunts 8 und einer gegenüberliegenden Innenfläche des Jochschenkels 2a gebildeten Nebenschlussluftspalt 9 ab. Durch Verschieben dieses Magnetshunts 8 in Richtung des Richtungspfeiles 25 kann dieser Nebenschlussluftspalt 9 vergrößert oder verkleinert werden. Bei dieser Ausgestaltung kann der Magnetshunt 8 in Richtung des Jochschenkels 2a so verschoben werden, bis dessen Stirnfläche 11 an die Innenfläche des Jochschenkels 2a anschlägt, also kein Luftspalt zustande kommt. Die Länge des Magnetshunts 8 wird so gewählt, dass die der Luftspaltfläche 11 gegenüberliegende Stirnfläche 28 des Magnetshunts 8 im maßgeblichen Einstellungsbereich des Nebenschlussluftspalts 9 einen solchen Abstand zum Jochschenkel 2a aufweist, dass der dort bestehenden Luftspalt im Wesentlichen keinen Einfluss auf den magnetischen Widerstand an dieser Stirnfläche 28 des Magnetshunts 8 hat.As stated there, the magnetic flux passes from this permanent magnet 7 generated second magnetic field both under amplification of the energization of the excitation coil 3 resulting first magnetic field over the yoke bottom 2 B , the yoke legs 2a and the anchor 4 as well as directly over the magnetic shunt 8th so that this river is not at the pole face 5 of the anchor 4 is available for generating a holding force. The degree of magnetic flux passing through this magnetic bypass depends on the magnetic resistance, especially between one end face 11 of the rectangular magnetic shunt 8th and an opposite inner surface of the yoke leg 2a formed bypass air gap 9 from. By moving this magnetic shunt 8th in the direction of the directional arrow 25 can this bypass air gap 9 be enlarged or reduced. In this embodiment, the magnetic shunt 8th in the direction of the yoke leg 2a be moved until its end face 11 to the inner surface of the yoke leg 2a strikes, so no air gap comes about. The length of the magnetic shunt 8th is chosen so that the air gap surface 11 opposite end face 28 of the magnetic shunt 8th in the relevant setting range of the bypass air gap 9 such a distance to the yoke leg 2a that the air gap existing there has essentially no influence on the magnetic resistance at this end face 28 of the magnetic shunt 8th Has.

Wird in der Hubanfangsstellung des Elektromagneten 1 die Erregerspule 3 bestromt, überlagert sich das Magnetfeld des Permanentmagneten 7 dem Elektromagnetfeld im Anker 4 und in dem durch den Abstand von Anker 4 und Magnetshunt 8 gebildeten Arbeitsluftspalt, wodurch die Bewegung des Ankers 4 gegen die Federkraft der Druckfeder 16 in Richtung der Hubendstellung unterstützt wird. Die erforderliche Haltekraft in der Hubendstellung des Ankers 4 wird mittels des Nebenluftspaltes 9 eingestellt.Is in the Hubanfangsstellung of the electromagnet 1 the exciter coil 3 energized, superimposed on the magnetic field of the permanent magnet 7 the electromagnetic field in the armature 4 and in that by the distance from anchor 4 and magnetic shunt 8th formed working air gap, causing the movement of the armature 4 against the spring force of the compression spring 16 is supported in the direction of stroke end position. The required holding force in the stroke end position of the anchor 4 is by means of the secondary air gap 9 set.

Zur Einstellung und Fixierung des Magnetshunts 8 wird wie in dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 5 verfahren. Über in den beiden Jochschenkeln 2a im Bereich des Aufnahmeschachtes 15 angeordnete Einstellöffnungen 26 wird nach der Herstellung des Elektromagneten 1 mittels eines durch diese Einstellöffnungen 26 hindurchgeführten Stiftes der Magnetshunt 8 verschoben und dabei gleichzeitig mit einer Messeinrichtung die Messdaten des Elektromagneten aufgenommen. Ist die Einstellung des Magnetshunts 8, in der die Solldaten erreicht werden, vorgenommen, muss diese Position des Magnetshunts 8 fixiert werden, bspw. mittels eines Vergusses oder eines Klebstoffs, der in die Öffnungen 26 gespritzt wird.For setting and fixing the magnetic shunt 8th is like in the embodiment of the 1 to 5 method. Over in the two yoke legs 2a in the area of the receiving shaft 15 arranged Einstellöffnungen 26 will after the production of the electromagnet 1 by means of one of these adjustment openings 26 passed through the magnetic shunt pin 8th moved and simultaneously recorded with a measuring device, the measured data of the electromagnet. Is the setting of the magnetic shunt 8th , in which the target data are reached, this position of the magnetic shunt must be 8th be fixed, for example. By means of a potting or an adhesive, in the openings 26 is injected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Elektromagnetelectromagnet

22

Gehäusecasing

2a2a

Jochschenkelyoke leg

2b2 B

Jochbodenyoke bottom

2c2c

Gehäuseplatte zum Verbinden der offenen JochschenkelHousing plate for connecting the open yoke legs

33

Erregerspuleexcitation coil

44

Ankeranchor

55

Polfläche des Ankers 4 Pole surface of the anchor 4

66

ArbeitsluftspaltWorking air gap

77

Permanentmagnetpermanent magnet

88th

Magnetshuntmagnet Hunt

99

NebenschlussluftspaltShunt air gap

1010

Polkernpole core

1111

LuftspaltflächeAir gap area

1212

Druckachsepressure axis

1313

Zugachsetensile axis

1414

Spulenkörperbobbins

14a14a

Kragen des Spulenkörpers 14 Collar of the bobbin 14

1515

Aufnahmeschacht für Magnetshunt 8 Receiving shaft for magnetic shunt 8th

15a15a

Seitenwand des Aufnahmeschachtes 15 Side wall of the receiving shaft 15

15b15b

vordere Wand des Aufnahmeschachtes 15 front wall of the reception shaft 15

1616

Druckfedercompression spring

1717

Gleitlagerbearings

1818

Lagerbuchsebearing bush

1919

Führungsrohr für Anker 4 Guide tube for anchor 4

2020

Gleitlagerbearings

2121

Lagerbuchsebearing bush

2222

Öffnung für Lagerbuchse 18 Opening for bearing bush 18

2323

Öffnung für Lagerbuchse 21 Opening for bearing bush 21

2424

Abstandsscheibespacer

2525

Richtungspfeilarrow

2626

Einstellöffnunginsertion opening

2727

Einstellöffnunginsertion opening

2828

Stirnfläche des Magnetshunts 8 Face of the magnetic shunt 8th

2929

Endplatte am Anker 4 End plate at the anchor 4

Claims (10)

Elektromagnet (1) mit einem weichmagnetischen Gehäuse (2), der zur Erzeugung eines ersten Magnetfeldes eine Erregerspule (3) und zur Erzeugung eines zweiten Magnetfeldes einen Permanentmagneten (7) sowie einen in der Erregerspule (3) zentrisch gelagerten, verschiebbaren Anker (4) aufweist, wobei der Permanentmagnet (7) im Gehäuse (2) derart angeordnet ist, dass sich das zweite Magnetfeld im Anker (4) dem ersten Magnetfeld überlagert, dadurch gekennzeichnet, dass – ein lageveränderbarer Magnetshunt (8) zur Bildung eines magnetischen Nebenschlusses für den Permanentmagneten (7) in dessen Nachbarschaft angeordnet ist, und – der Magnetshunt (8) unter Ausbildung einer Luftspaltfläche (11) derart geformt ist, dass zwischen der Luftspaltfläche (11) und einer Innenfläche des Gehäuses (2) ein Nebenschlussluftspalt (9) gebildet wird, der durch eine Lageveränderung des Magnetshunts (8) einstellbar ist.Electromagnet ( 1 ) with a soft magnetic housing ( 2 ), for generating a first magnetic field, an exciter coil ( 3 ) and for generating a second magnetic field, a permanent magnet ( 7 ) and one in the exciter coil ( 3 ) Centrally mounted, displaceable anchor ( 4 ), wherein the permanent magnet ( 7 ) in the housing ( 2 ) is arranged such that the second magnetic field in the armature ( 4 superimposed on the first magnetic field, characterized in that - a position-adjustable magnetic shunt ( 8th ) for forming a magnetic shunt for the permanent magnet ( 7 ) is arranged in the vicinity, and - the magnetic shunt ( 8th ) forming an air gap surface ( 11 ) is shaped such that between the air gap surface ( 11 ) and an inner surface of the housing ( 2 ) a bypass air gap ( 9 ) educated is caused by a change in position of the magnetic shunt ( 8th ) is adjustable. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetshunt (8) platten- oder scheibenförmig ausgebildet ist, – der Magnetshunt (8) zur Lageveränderung senkrecht zur Längserstreckung des Ankers (4) verschiebbar ist, und – durch Verschieben des Magnetshunts (8) der zwischen der auf einer Stirnfläche des Magnetshunts (8) ausgebildeten Luftspaltfläche (11) und einer dieser Luftspaltfläche (11) in Verschiebungsrichtung gegenüberliegenden Innenfläche des Gehäuses (2) entstehende Nebenschlussluftspalt (9) einstellbar ist.Electromagnet according to claim 1, characterized in that the magnetic shunt ( 8th ) is plate-shaped or disk-shaped, - the magnetic shunt ( 8th ) to the position change perpendicular to the longitudinal extent of the armature ( 4 ) is displaceable, and - by moving the magnetic shunt ( 8th ) between the on a face of the magnetic shunt ( 8th ) formed air gap surface ( 11 ) and one of these air gap surface ( 11 ) in the direction of displacement opposite inner surface of the housing ( 2 ) resulting bypass air gap ( 9 ) is adjustable. Elektromagnet nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Magnetshunt (8) auf einer mit dem Anker (4) verbundenen Druckachse (12) zur Lageveränderung drehbar gelagert ist, – der Magnetshunt (8) scheibenförmig mit einer auf dessen Stirnfläche ausgebildeten Luftspaltfläche (11) derart ausgebildet ist, dass der durch Drehen des Magnetshunts (8) zwischen der Luftspaltfläche (11) des Magnetshunts (8) und der dieser Luftspaltfläche (11) gegenüberliegenden Innenfläche des Gehäuses (2) entstehende Nebenschlussluftspalt (9) einstellbar ist.Electromagnet according to claim 1, characterized in that - the magnetic shunt ( 8th ) on one with the anchor ( 4 ) associated pressure axis ( 12 ) is rotatably mounted to change position, - the magnetic shunt ( 8th ) disc-shaped with a formed on the end face of the air gap surface ( 11 ) is formed such that by turning the magnetic shunt ( 8th ) between the air gap surface ( 11 ) of the magnetic shunt ( 8th ) and of this air gap surface ( 11 ) opposite inner surface of the housing ( 2 ) resulting bypass air gap ( 9 ) is adjustable. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetshunt (8) mit einem Polkern (10) ausgebildet ist.Electromagnet according to claim 3, characterized in that the magnetic shunt ( 8th ) with a pole core ( 10 ) is trained. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (7) platten- oder scheibenförmig ausgebildet ist und der Magnetshunt auf (8) der zum Arbeitsluftspalt (6) gerichteten Seite des Permanentmagneten (7) angeordnet ist.Electromagnet according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet ( 7 ) is plate-shaped or disk-shaped and the magnetic shunt on ( 8th ) to the working air gap ( 6 ) directed side of the permanent magnet ( 7 ) is arranged. Elektromagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetshunt (8) an dem Permanentmagnet (7) flächenbündig anliegt.Electromagnet according to claim 5, characterized in that the magnetic shunt ( 8th ) on the permanent magnet ( 7 ) is flush with the surface. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (7) ringförmig ausgebildet ist.Electromagnet according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet ( 7 ) is annular. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einstellöffnungen (26, 27) in dem Gehäuse (2) im Bereich des Nebenschlussluftspaltes (9) derart vorgesehen sind, dass über diese Einstellöffnungen (26, 27) der Magnetshunt (8) lageveränderbar und gegenüber dem Gehäuse (2) fixierbar ist.Electromagnet according to one of the preceding claims, characterized in that adjusting openings ( 26 . 27 ) in the housing ( 2 ) in the area of the bypass air gap ( 9 ) are provided such that via these adjustment openings ( 26 . 27 ) the magnetic shunt ( 8th ) and with respect to the housing ( 2 ) is fixable. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen dem Anker (4) und einer im Bereich des Polkernes (10) liegenden Abstützfläche eine Druckfeder (16) vorgesehen ist, die bei Anliegen des Ankers (4) an dem Polkern (10) vorgespannt wird, und – der Nebenschlussluftspalt (9) derart eingestellt ist, dass einerseits im unbestromten Zustand der Erregerspule (2) der Anker (4) von dem Permanentmagneten (7) in dieser Position gehalten wird und andererseits bei einem definierten Druck auf eine mit dem Anker (4) verbundende Druckachse (12) der Anker (4) sich aus dieser Position löst.Electromagnet according to one of the preceding claims 3 to 8, characterized in that - between the armature ( 4 ) and one in the region of the Polkernes ( 10 ) lying support surface a compression spring ( 16 ) is provided, which at concerns of the anchor ( 4 ) on the pole core ( 10 ), and - the bypass air gap ( 9 ) is set such that on the one hand in the de-energized state of the exciter coil ( 2 ) the anchor ( 4 ) of the permanent magnet ( 7 ) is held in this position and on the other hand at a defined pressure on one with the anchor ( 4 ) connected pressure axis ( 12 ) the anchor ( 4 ) dissolves from this position. Elektromagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) U-förmig mit Jochschenkel (2a) und einem Jochboden (2b) ausgebildet ist.Electromagnet according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 ) U-shaped with yoke legs ( 2a ) and a yoke bottom ( 2 B ) is trained.

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