DE10225162A1

DE10225162A1 - Lid and coil receptacle for electromagnet, e.g. for vehicle, are made of magnetic material and have dovetail joints inside and outside annular coil space to firmly fasten lid onto receptacle

Info

Publication number: DE10225162A1
Application number: DE2002125162
Authority: DE
Inventors: Christian Mohncke; Dieter Paul
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2003-12-18

Abstract

The electromagnet (101) has an annular receptacle (3) for the excitation coil (2). A central bore accommodates an armature (5). A circular lid (4) with a central hole fits over the receptacle and closes the top of the space containing the coil. There are dovetail or tongue-and- groove joints (13,16) and (14,17) to fasten the lid firmly onto the top edges of the walls of the receptacle. Projections on the underside of the lid fit into grooves in the top edges of the walls.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a magnet arrangement according to the preamble of the claim 1.

Derartige schaltbare Magnetanordnungen dienen etwa zur Bewirkung von unterschiedlichen Schaltungszuständen von beispielsweise Ventilen oder anderen Funktionselementen. Die Magnetanordnungen können zum Beispiel im mobilen Einsatz, wie in Kraftfahrzeugen, Verwendung finden und auch zum periodischen Einsatz mit hohen Schaltfrequenzen vorgesehen sein. Bei einem den Hubweg zwischen den beiden Körpern bildenden Abstand von ungefähr einigen Zehntel- bis zu einigen Millimetern sind Kräfte zur Bewegung des zweiten gegenüber dem ersten Körper von einigen zehn Newton üblich. Switchable magnet arrangements of this type are used, for example, to effect different switching states of, for example, valves or others Functional elements. The magnet arrangements can, for example, in the mobile Use, such as in motor vehicles, and also for periodic use Use with high switching frequencies may be provided. With the stroke distance of about a few tenths between the two bodies up to a few millimeters are forces to move the second against the first body of a few tens of Newtons usual.

Bei derartigen Magnetanordnungen macht sich die Tatsache, dass die Magnetanfangskraft exponentiell zur Vergrößerung des Hubweges sinkt besonders problematisch bemerkbar. Bei großen Hüben ergibt sich somit bedingt durch den großen magnetischen Luftspalt bei Hubanfang und durch den kleinen magnetischen Luftspalt bei Hubende, dass nur eine geringe Anfangsmagnetkraft, aber eine große Endmagnetkraft erreicht wird. Um trotz des großen Spaltes dennoch eine hohe Anfangskraft zu erreichen, werden derartige Magnete bisher mit einem hohen Strom beaufschlagt. Dieser hohe Strom führt jedoch dazu, dass die Magnetendkraft übergroß wird. Zudem wird der Magnet durch die großen Stomflüsse heiß. Deshalb benötigen derartige Magnetanordnungen bisher eine Elektronok zur Stromabsenkung zum Hubende hin. Bei derartigen Magnetanordnungen mit großen Hüben ergibt sich bei Hubanfang ein geringer Magnetfluß und dadurch sehr zum Nachteil für ein schnelles Schalten ein langsamer Magnetfeldaufbau. Am Hubende ergibt sich ein großer Magnetfluß, der wiederum einen langen Magnetfeldabbau und damit ebenfalls zu langen Schaltzeiten führt. Dieses magnetische Verhalten der Magnetanordnug bewirkt zudem eine hohe Remanenz, die ebenfalls eine Verlängerung der Schaltzeit hervorruft. With such magnet arrangements, the fact that the Magnetic initial force drops exponentially to increase the stroke problematic noticeable. For large strokes, this results from the large magnetic air gap at the start of the stroke and through the small magnetic air gap at stroke end that only a small initial magnetic force, however a large final magnetic force is achieved. To despite the large gap To achieve a high initial force, such magnets have so far been used with one high current applied. However, this high current causes the Magnetic end force becomes excessive. The magnet is also affected by the large current flows hot. Therefore, such magnet arrangements have hitherto required an electronok Lowering the current towards the end of the stroke. With such magnet arrangements with Large strokes result in a low magnetic flux at the beginning of the stroke and therefore very much to slow down a slow magnetic field build-up. At the There is a large magnetic flux at the end of the stroke, which in turn produces a long one Magnetic field reduction and thus also leads to long switching times. This magnetic Behavior of the magnet arrangement also causes a high remanence, which also prolongs the switching time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zum Schließen der Magnetanordnung erforderliche Anfangskraft bei möglichst geringer Stromstärke zu erreichen und die Lösung der Körper durch Verringerung der Haftkraft zu erleichtern. The invention has for its object to close the Magnet arrangement to achieve the required initial force with the lowest possible current and facilitate the release of the body by reducing the adhesive force.

Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Magnetanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die Unteransprüche 2 bis 9 verwiesen. The invention solves this problem by a magnet arrangement with the Features of claim 1. With regard to advantageous embodiments, the Subclaims 2 to 9 referenced.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es möglich, bei gleichem Hubweg wie bei Magnetanordnungen nach dem Stand der Technik mit geringerem Strom die gleiche Hubanfangskraft zu erreichen. Durch die in den Spalt des Hubwegs hineinragende Ausformung(en) sind die magnetischen Luftspalte auch bei Hubanfang sehr klein. Dadurch wird bei gleicher Anfangskraft ein geringerer Strom benötigt, der bei Hubende eine kleinere Magnetkraft bewirkt. Weiterhin wirkt ein Teil des Magnetflusses nicht axial in des Gegenstück sondern senkrecht dazu, was wiederum eine Senkung der Magnetkraft bei Hubende bewirkt. With the design according to the invention it is possible with the same stroke as in magnet arrangements according to the prior art with a lower current to achieve the same lifting force. By in the gap of the stroke The outstanding shape (s) are the magnetic air gaps even at the start of the stroke tiny. This means that a lower current is required for the same initial force, which causes a smaller magnetic force at the end of the stroke. Part of the Magnetic flux not axially in the counterpart but perpendicular to what in turn causes a reduction in the magnetic force at the end of the stroke.

Wenn die oder eine Ausformung den Abstand zwischen den Körpern vollständig überbrückt und mit ihrem axial am weitesten ausgreifenden Ende in die vordere Ebene des anderen Körpers ragenden Endes gelangt, kann in dieser Ebene der Abstand zwischen dem die Einformung und dem die Ausformung aufweisenden Körper minimiert sein und beispielsweise nur eine radiale Komponente, die innerhalb der Fertigungstoleranz liegt, aufweisen. Die Feldlinien sind dann von dem rein axialen Verlauf abweichend gekrümmt bis hin zu einem zur Achse rechtwinkligen Verlauf und in diesem Bereich verdichtet, wodurch eine erhöhte Anfangskraft bedingt ist. Bei Haften der Körper aneinander im entsprechend bestromten Zustand der Spule(n) ist hingegen die Haftkraft der axial gegeneinander beweglichen aneinander Körper vermindert, da die Kraftwirkung im Bereich der Aus- und Einformung dann nicht axial in Richtung der Haftkraft, sondern gekrümmt bis senkrecht zur Haftkraft wirkt und diese dadurch verringert. If the or a shape the distance between the bodies completely bridged and with its axially most far reaching end in the front Level of the other body protruding end can in this level of Distance between the one with the indentation and the one with the indentation Body be minimized and for example only a radial component that is within the manufacturing tolerance. The field lines are then from that purely axial course deviatingly curved up to one to the axis rectangular course and compacted in this area, creating an increased initial force is conditional. When the body sticks to each other in the appropriate current The condition of the coil (s), however, is the adhesive force of the axially movable one against the other to each other body diminished, since the force effect in the area of the out and Deformation then not axially in the direction of the adhesive force, but curved up to acts perpendicular to the adhesive force and thereby reduces it.

Insbesondere kann die Magnetanordnung eine Spule umfassen, die in einem rotationssymmetrischen ersten magnetisierbaren Körper gehalten ist, der im Querschnitt jeweils hufeisenförmig die Spulenwindungen umgreift und dessen offenes Ende durch den zweiten magnetisierbaren Körper, insbesondere einen Plattenkörper, zu einem durchgehenden Leitelement für die magnetischen Feldlinien geschlossen werden kann. In particular, the magnet arrangement can comprise a coil which is in a rotationally symmetrical first magnetizable body is held in the Cross section each encircles the coil turns in a horseshoe shape and its open one End through the second magnetizable body, especially one Plate body, to a continuous guide element for the magnetic field lines can be closed.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung. Further advantages and features of the invention emerge from the drawing illustrated and described below embodiments of Object of the invention.

In der Zeichnung zeigt: The drawing shows:

Fig. 1 die Querschnitt-Ansicht einer typischen Magnetanordnung nach dem Stand der Technik, bei der die beiden Körper zu einem Magnetkreis geschlossen werden können, Fig. 1, the cross-sectional view of a typical magnet assembly according to the prior art, in which the two bodies can be closed to form a magnetic circuit,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Magnetanordnung mit zwei jeweils dem Plattenkörper zugeordneten Ausformungen und zwei komplementär dem ersten magnetisierbaren Körper zugeordneten Einformungen in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1, Fig. 2 is a magnet assembly according to the invention with two each of the plate body associated formations and two complementary to the first magnetizable body associated recesses in a similar representation as Fig. 1,

Fig. 3 das Detail III in Fig. 2 im kraftfreien Zustand, Fig. 3 shows the detail III in Fig. 2 in the force-free state,

Fig. 4 das Detail III in Fig. 2 im bestromten Zustand, Fig. 4 shows the detail III in Fig. 2 in the energized state,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 einer alternativen Magnetanordnung, bei der eine umlaufende Ausformung dem zweiten, plattenförmigen Körper und eine Ausformung dem ersten Körper zugeordnet ist und dort durch eine Stufe in dessen äußerem Randbereich gebildet ist, Fig. 5 is a view similar to Fig. 2 of an alternative magnet arrangement wherein a peripheral shape of the second plate-shaped body and a formation associated with the first body and is formed there by a step in its outer edge region,

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5 einer weiteren alternativen Magnetanordnung, bei der insgesamt nur eine umlaufende Ausformung dem zweiten, plattenförmigen Körper zugeordnet ist, Fig. 6 is a view similar to FIG. 5, a further alternative magnet arrangement, only a circumferential shape associated with the second plate-shaped body in total,

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 6 einer weiteren alternativen Magnetanordnung, bei der zwei umlaufende Ausformungen dem zweiten Körper zugeordnet sind und zusätzlich eine Stufe in dem ersten und in dem zweiten Körper ausgebildet ist, so daß dieser von der plattenförmigen Gestalt abweicht, Fig. 7 is a view similar to FIG. 6, a further alternative magnetic arrangement in which two circumferential formations the second body are assigned, and in addition a step is formed in the first and in the second body so that it deviates from the plate-like shape,

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7 einer weiteren alternativen Magnetanordnung, bei der eine umlaufende Ausformung dem zweiten Körper zugeordnet ist und der äußere Wandungsbereich des ersten Körpers insgesamt als weitere Ausformung ausgebildet ist, Fig. 8 is a view similar to Fig. 7 a further alternative solenoid arrangement in which a circumferential shape is assigned to the second body and the outer wall area of the first body is formed as a whole and further shaping,

Fig. 9 eine stilisierte Ansicht des Feldlinienverlaufs bei einer Magnetanordnung nach Fig. 1, Fig. 9 is a stylized view of the field line course in a magnet arrangement according to Fig. 1,

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9 einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung mit zwei dem Plattenkörper zugeordneten Ausformungen in Ausbildung der Magnetanordnung nach Fig. 2, Fig. 10 is a view similar to Fig. 9 of a magnet assembly according to the invention with two of the plate body associated formations in formation of the magnet assembly of Fig. 2,

Fig. 11 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 10 einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung mit zwei dem Plattenkörper zugeordneten Ausformungen in Ausbildung der Magnetanordnung nach Fig. 5, Fig. 11 is a view similar to Fig. 10 of a magnet assembly according to the invention with two of the plate body associated formations in formation of the magnetic arrangement of FIG. 5,

Fig. 12 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 11 einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung mit einer dem Plattenkörper zugeordneten Ausformung in Ausbildung der Magnetanordnung nach Fig. 6, Fig. 12 is a view similar to Fig. 11 of a magnet assembly according to the invention with the plate body associated shape in design of the magnet assembly of Fig. 6,

Fig. 13 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 12 einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung mit zwei dem zweiten Körper zugeordneten Ausformungen in Ausbildung der Magnetanordnung nach Fig. 7, Fig. 13 is a view similar to Fig. 12 of a magnet assembly according to the invention with two second bodies associated formations in formation of the magnetic arrangement of FIG. 7,

Fig. 14 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 13 einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung mit einer dem Plattenkörper zugeordneten Ausformung und einer dem ersten Körper zugeordneten Ausformung in Ausbildung der Magnetanordnung nach Fig. 8, Fig. 14 is a view similar to Fig. 13 of a magnet assembly according to the invention with the plate body associated with a shape and the first body associated in shape design of the magnet assembly of Fig. 8,

Fig. 15 ein Diagramm mit Auftragung der magnetischen Kraft über den Hubweg in Magnetanordnungen nach den Fig. 1 (Stand der Technik), 2, 6 und 7 (jeweils erfindungsgemäß) im Vergleich, Fig. 15 is a diagram showing application of the magnetic force over the stroke path in the magnet arrangements of FIGS. 1 (prior art), 2, 6 and 7 (in each case according to the invention) in comparison,

Fig. 16 ein Diagramm mit Auftragung der magnetischen Kraft über den Hubweg in Magnetanordnungen nach den Fig. 1, 5 und 8 im Vergleich, Fig. 16 is a diagram showing application of the magnetic force over the stroke path in the magnet arrangements of FIGS. 1, 5 and 8 in comparison,

Die in Fig. 1 dargestellte Magnetanordnung 1 gemäß dem Stand der Technik umfaßt eine Erregerspule 2, die in einem ersten magnetisierbaren Körper 3, der ein axial einseitig offenes Gehäuse bildet, gelegen ist. Ein zweiter Körper 4 ist im wesentlichen plattenförmig gebildet und umfaßt eine Ankerführungsstange 5, die in zwei Lagerungen 6, 7 im Zentrum des ersten Körpers 3 gelagert und axial beweglich ist. Die Ankerführungsstange 5 ist mit der Ankerplatte 8 des zweiten Körpers 4 verbunden. Eine Oberfläche 9 dieser Ankerplatte 8 ist dem offenen Ende des ersten Körpers 3 zugewandt und tritt bei entsprechender Bestromung der Erregerspule 2 in Kontakt mit diesem. Hierfür wird von der Ankerplatte 8 der Luftspalt 11 als Hubweg durchlaufen. Um die anschließend fest aufeinander haftenden Oberflächen 9, 10 voneinander lösen zu können, wird die Bestromung der Erregerspule 2 abgeschaltet, so dass der Hubweg von der Ankerplatte 8 des ersten magnetischen Körpers 3 umgekehrt durchlaufen wird. The according to in Fig. 1 illustrated magnet assembly 1 to the prior art comprises an exciting coil 2, which is located in a first magnetizable body 3, which forms an axially open on one side housing. A second body 4 is substantially plate-shaped and comprises an anchor guide rod 5 which is mounted in two bearings 6 , 7 in the center of the first body 3 and is axially movable. The anchor guide rod 5 is connected to the anchor plate 8 of the second body 4 . A surface 9 of this armature plate 8 faces the open end of the first body 3 and comes into contact with it when the excitation coil 2 is energized accordingly. For this purpose, the air gap 11 is traversed by the anchor plate 8 as a stroke. In order to be able to detach the surfaces 9 , 10 which are then firmly adhering to one another, the energization of the excitation coil 2 is switched off, so that the stroke path of the armature plate 8 of the first magnetic body 3 is reversed.

In dem Luftspalt 11 laufen die magnetischen Feldlinien 12 nahezu in axialer Richtung. Daraus resultiert eine hohe Haftkraft der Oberflächen 9, 10 aneinander. Durch die auch bei Abschaltung der Bestromung verbleibende Remanenz ist ein Lösen der Körper 3, 4 voneinander erschwert. In the air gap 11 , the magnetic field lines 12 run almost in the axial direction. This results in a high adhesive force of the surfaces 9 , 10 to one another. The remanence that remains even when the current supply is switched off makes it more difficult for the bodies 3 , 4 to separate from one another.

In der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung 101 nach Fig. 2 sind der Oberfläche 9 der Ankerplatte 8 zwei Ausformungen 13, 14 zugeordnet, die sich rotationssymmetrisch um die Zentralachse 15 erstrecken und einstückig mit der Ankerplatte 8 ausgebildet sein können. Die Ausformungen 13, 14 sind im Querschnitt rechteckig, was nicht zwingend ist, jedoch besonders vorteilhaft, da hierdurch der radiale Abstand zu der Oberfläche 10 des gegenüberliegenden Körpers 3 minimiert ist. Die Ausformungen 13, 14 erstrecken sich in Richtung der Oberfläche 10 (s. Fig. 3) des ersten Körpers 3 in den Luftspalt 11 hinein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird dabei der Luftspalt 11 vollständig von der axialen Erstreckung der Ausformungen überbrückt. Den Ausformungen 13, 14 axial gegenüber gelegen sind Einformungen 16, 17 des ersten Körpers 3, so daß im kraftfreien Zustand (Fig. 2, Fig. 3) die Ausformungen 13, 14 keinen Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche 10 erreichen und die Feldlinien 12 in jedem Fall einen Luftraum durchlaufen müssen (Fig. 10). Allerdings ist im Übergangsbereich der Ausformungen 13, 14 zu der Oberfläche 10 des Körpers 3 der Abstand zwischen den beiden Körpern 3, 4 minimiert, wodurch sich eine hohe Feldliniendichte und eine hohe Anfangskraft bei Bestromung der Spule 2 ergibt. In the configuration of a magnet arrangement 101 according to the invention according to FIG. 2, the surface 9 of the armature plate 8 is assigned two formations 13 , 14 , which extend rotationally symmetrically about the central axis 15 and can be formed in one piece with the armature plate 8 . The formations 13 , 14 are rectangular in cross section, which is not mandatory, but is particularly advantageous since this minimizes the radial distance from the surface 10 of the opposite body 3 . The formations 13 , 14 extend in the direction of the surface 10 (see FIG. 3) of the first body 3 into the air gap 11 . In the embodiment shown, the air gap 11 is completely bridged by the axial extent of the formations. The formations 13 , 14 are axially opposite, formations 16 , 17 of the first body 3 , so that in the force-free state ( FIG. 2, FIG. 3) the formations 13 , 14 do not come into contact with the opposite surface 10 and the field lines 12 in always have to go through an airspace ( Fig. 10). However, in the transition area of the formations 13 , 14 to the surface 10 of the body 3, the distance between the two bodies 3 , 4 is minimized, which results in a high field line density and a high initial force when the coil 2 is energized.

Bei einer, eine anziehende Kraft bewirkenden Bestromung der Spule 2 werden die Ausformungen 13, 14 dann derart in die Einformungen 16, 17 hineingezogen, daß sie mit ihren am weitesten herausragenden Bereichen 18 in flächigen Kontakt mit den Bodenabschnitten 19 der Einformungen 16, 17 gelangen. Lediglich in radialer Richtung verbleibt ein toleranzausgleichender Spalt 20 (Fig. 4). Dieser ist allerdings sehr klein, so daß schon im kraftfreien Zustand die Feldlinien 12 nur einen minimalen Luftraum durchlaufen müssen. When the coil 2 is energized with an attractive force, the formations 13 , 14 are then drawn into the formations 16 , 17 in such a way that their most protruding regions 18 come into surface contact with the bottom portions 19 of the formations 16 , 17 . A tolerance-compensating gap 20 only remains in the radial direction ( FIG. 4). However, this is very small, so that the field lines 12 only have to pass through a minimal air space even when the power is off.

Durch die Ausformungen 13, 14 und die Einformungen 16, 17 werden sowohl im kraftfreien als auch im bestromten Zustand die Feldlinien 12 abgelenkt. Insbesondere ergibt sich an den Randbereichen der Ausformungen 13, 14 und Einformungen 16, 17 eine Abweichung vom axialen Verlauf der Feldlinien 12. In Fig. 10 ist der Feldlinienverlauf im beabstandeten Zustand der Körper 3, 4 aufgetragen. Es wird sichtbar, daß in den Ausformungen 13, 14 die Feldlinien mit erhöhter Dichte verlaufen und im Übergang zu den Randbereichen der Einformungen 16, 17 eine von der Achse 15 abgekrümmte Richtung einnehmen. Je weiter die Ausformungen 13, 14 in die Einformungen 16, 17 eingezogen werden, desto mehr gehen in diesem Bereich Feldlinien 12 in eine senkrecht zur Achse 15 stehende Richtung über. Dadurch wird die Haltekraft verringert, die anschließende Lösung der Teile 3, 4 erleichtert. The field lines 12 are deflected by the formations 13 , 14 and the formations 16 , 17 both in the non-energized and in the energized state. In particular, there is a deviation from the axial course of the field lines 12 at the edge regions of the formations 13 , 14 and indentations 16 , 17 . In Fig. 10, the field line course in the spaced state of the body 3, is applied. 4 It can be seen that in the formations 13 , 14 the field lines run with increased density and assume a direction curved from the axis 15 in the transition to the edge areas of the formations 16 , 17 . The further the formations 13 , 14 are drawn into the formations 16 , 17 , the more field lines 12 in this area merge into a direction perpendicular to the axis 15 . As a result, the holding force is reduced and the subsequent solution of the parts 3 , 4 is facilitated.

Durch die Bündelung wird andererseits die Anfangskraft erhöht, so daß die Stromstärke zum Verbinden der Körper 3, 4 vermindert ist (Fig. 15). Es ergibt sich somit ein doppelter positiver Effekt sowohl bezüglich der Anfangs- als auch der Haltekraft. On the other hand, the bundling increases the initial force, so that the current intensity for connecting the bodies 3 , 4 is reduced ( FIG. 15). There is thus a double positive effect with regard to both the initial and the holding force.

In Fig. 5 ist eine weitere Magnetanordnung 201 gezeigt, deren Feldlinienverlauf in Fig. 11 dargestellt ist. Dabei ist eine Ausformung 113 dem zweiten magnetisierbaren Körper 4 und eine andere Ausformung 114 dem ersten magnetisierbaren Körper 3 zugeordnet, wobei auch hier beide Ausformungen 113, 114 und gegenüberliegende Einformungen 116, 117 jeweils nach Art von Nut und Feder ausgebildet sind und somit formschlüssig ineinandergreifen, abgesehen von einem toleranzausgleichenden Spalt 20. Damit ist wieder im kraftfreien Zustand der Feldlinienverlauf 12 derart optimiert, daß die vorstehenden Eckbereiche der Ein- und Ausformungen 113, 114, 116, 117 fast unmittelbar aneinander angrenzen und der dazwischen verbleibende Luftspalt minimiert ist. Damit werden große Vorteile bezüglich der Steigerung der Anfangskraft erreicht - anders als etwa bei konischen Ein- und Ausformungen, die im kraftfreien Zustand überall einen relativ großen Abstand zueinander hätten. In Fig. 5, a further magnet arrangement 201 is shown, the field line course shown in Fig. 11. One shape 113 is assigned to the second magnetizable body 4 and another shape 114 is assigned to the first magnetizable body 3 , both shapes 113 , 114 and opposing shapes 116 , 117 also being designed in the manner of tongue and groove and thus interlocking, apart from a tolerance-compensating gap 20 . Thus, again in the force-free state, the field line course 12 is optimized in such a way that the protruding corner regions of the indentations and recesses 113 , 114 , 116 , 117 adjoin one another almost immediately and the air gap remaining between them is minimized. This gives great advantages in terms of increasing the initial force - unlike, for example, conical indentations and formations, which would have a relatively large distance from each other when the force was not applied.

Die äußere Ausformung 114 bildet in diesem Beispiel zugleich den oberen Teil der äußeren Wandung des Körpers 3 aus, was fertigungstechnisch günstig ist. In this example, the outer shape 114 also forms the upper part of the outer wall of the body 3 , which is favorable in terms of production technology.

In Fig. 6 und Fig. 12 ist eine Variante einer Magnetanordnung 301 gezeigt, bei der lediglich eine umlaufende Ausformung 213 und eine nutartige Einformung 216 vorgesehen ist. Wie in Fig. 15 und 16 sichtbar ist, ist diese Variante nicht so effektiv wie die weiteren. Dafür ist der Fertigungsaufwand hierfür gering. In FIG. 6 and FIG. 12 is a variant of a magnet arrangement 301 is shown, only one circumferential groove-like molding 213, and a dimple 216 is provided in the. As can be seen in Figs. 15 and 16, this variant is not as effective as the others. The manufacturing effort for this is low.

Eine sehr effektive Ausbildung stellt die Magnetanordnung 401 nach Fig. 7 dar. Hier sind dem zweiten Körper 4 wiederum zwei Ausformungen 313, 314 zugeordnet. Zusätzlich weisen die Körper 3, 4 selbst auch eine erhebliche Stufe auf, wodurch in einem großen Bereich die Feldlinien gegenüber einem axialen Verlauf abgekrümmt sind. Wie anhand der ermittelten Anfangskraft (rechter Teil im Diagramm von Fig. 15) und Haltekraft (linker Teil im Diagramm von Fig. 15) deutlich wird, ist auch hier der oben erwähnte doppelte positive Effekt feststellbar einerseits ist bei großem Hub, also nahe dem Ausgangsabstand, die magnetische Kraft bei gleicher Stromstärke gegenüber dem Stand der Technik (ebenfalls in Fig. 15 eingezeichnet) erhöht. Die Schließbewegung der Körper 3, 4 kann somit beschleunigt werden. Andererseits ist nahe dem Kontakt der Körper 3, 4, also im Bereich der Haltekraft, die Kraft vermindert. Somit ergibt sich ein geringerer Kraftaufwand zum Lösen der Körper 3, 4 voneinander. Die Öffnungsbewegung kann beschleunigt werden. Insgesamt können somit die Schaltzeiten vermindert werden, was die Einsatzmöglichkeiten derartiger Anordnungen verbessert. The magnet arrangement 401 according to FIG. 7 represents a very effective embodiment. Here, the second body 4 is again assigned two formations 313 , 314 . In addition, the bodies 3 , 4 themselves also have a considerable step, as a result of which the field lines are curved over an axial course in a large area. As can be seen from the determined initial force (right part in the diagram in FIG. 15) and holding force (left part in the diagram in FIG. 15), the double positive effect mentioned above can also be ascertained here on the one hand at a large stroke, i.e. close to the initial distance , the magnetic force at the same current strength compared to the prior art (also shown in Fig. 15) increased. The closing movement of the bodies 3 , 4 can thus be accelerated. On the other hand, near the contact of the body 3 , 4 , ie in the area of the holding force, the force is reduced. This results in less effort for releasing the bodies 3 , 4 from one another. The opening movement can be accelerated. Overall, the switching times can thus be reduced, which improves the possible uses of such arrangements.

In Fig. 8 ist eine weitere Abwandlung einer erfindungsgemäßen Magnetanordnung 501 dargestellt, bei der - ähnlich wie bei der Magnetanordnung 201 - im Nahbereich der Achse 15 sich eine Ausformung 413 von dem Körper 4 in Richtung des Körpers 3 erstreckt und außen eine gegenläufige Ausformung 414 sich vom Körper 3 in Richtung des Körpers 4 erstreckt und dabei einen Teil der Gehäuseaußenwandung bildet. Allerdings ist hier die äußere Ausformung 413 derart ausgeführt, daß sie ohne Abstufung seitlich an dem Körper 4 vorbeiläuft und daher keine gegenüberliegende Einformung erforderlich ist. Da hier über einen großen Bereich die Feldlinien 12 nahezu radial und somit senkrecht zur Haltekraft verlaufen (Fig. 14), ergibt sich somit eine besonders effektive Verringerung der Haltekraft (Fig. 16). FIG. 8 shows a further modification of a magnet arrangement 501 according to the invention, in which - similar to the magnet arrangement 201 - in the vicinity of the axis 15 , a shape 413 extends from the body 4 in the direction of the body 3 and an opposite shape 414 extends on the outside extends from the body 3 in the direction of the body 4 and thereby forms part of the housing outer wall. However, here the outer shape 413 is designed in such a way that it runs past the body 4 laterally without gradation and therefore no opposite molding is required. Since the field lines 12 run almost radially and thus perpendicular to the holding force over a large area ( FIG. 14), this results in a particularly effective reduction in the holding force ( FIG. 16).

Neben den gezeigten Magnetanordnungen 101, 201, 301, 401 und 501 sind weitere Ausbildungen möglich. Ihr Einsatz kann je nach Zweck (z. B. besonders hohe Anfangskraft oder besonders geringe Haltekraft gewünscht) variieren. In addition to the magnet arrangements 101 , 201 , 301 , 401 and 501 shown , further designs are possible. Their use can vary depending on the purpose (e.g. particularly high initial force or particularly low holding force desired).

Die Einbaulage derartiger Magnetanordnungen ist beliebig. Auch die Materialien können nach jeweiligen Druck- und Temperaturanforderungen sowie nach mechanischer Anforderung ausgewählt werden. Bezugszeichenliste 1; 101; 201; 301; 401; 501 Magnetanordnung,
2 Erregerspule,
3 erster Körper,
4 zweiter Körper,
5 Ankerführungsstange,
6 oberes Lager,
7 unteres Lager,
8 Ankerplatte,
9 Oberfläche,
10 Oberfläche,
11 Luftspalt,
12 Feldlinien,
13, 113, 213, 313, 413 Ausformungen,
14, 114, 314, 414 Ausformungen,
15 Zentralachse
16, 116, 216, 316, 416 Einformungen,
17, 117, 217, 317, 417 Einformungen.
18 herausragender Bereich
19 Bodenabschnitte
20 Spalt
The installation position of such magnet arrangements is arbitrary. The materials can also be selected according to the respective pressure and temperature requirements as well as mechanical requirements. Reference symbol list 1 ; 101 ; 201 ; 301 ; 401 ; 501 magnet arrangement,
2 excitation coil,
3 first body,
4 second body,
5 anchor guide rod,
6 upper bearing,
7 lower camp,
8 anchor plate,
9 surface,
10 surface,
11 air gap,
12 field lines,
13 , 113 , 213 , 313 , 413 formations,
14 , 114 , 314 , 414 formations,
15 central axis
16 , 116 , 216 , 316 , 416 indentations,
17 , 117 , 217 , 317 , 417 indentations.
18 outstanding area
19 floor sections
20 gap

Claims

1. Schaltbare Magnetanordnung (101; 201; 301; 401; 501) mit zumindest einer Erregerspule (2), zu der ein erster magnetisierbarer Körper (3) konzentrisch angeordnet ist, und mit einem axial an die Erregerspule (2) in kraftfreiem Zustand mit Abstand anschließenden zweiten magnetisierbaren Körper (4), der bei Strombeaufschlagung der Erregerspule (2) axial in Richtung der Erregerspule (2) hubbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite magnetisierbare Körper (3; 4) komplementäre Ein- bzw. Ausformungen (13, 14, 16, 17; 113, 114, 116, 117; 213, 216; 313, 314, 316, 317; 413, 414, 416) umfassen, wobei die Ausformung(en) (13, 14; 113, 114; 213; 313, 314, 413, 414) in kraftfreiem Zustand der Magnetanordnung den axialen Abstand der beiden Körper (3; 4) zueinander zumindest nahezu überbrückt oder überbrücken und quer zur axialen Richtung dem gegenüberliegenden Körper (4; 3) dicht benachbart liegt oder liegen. 1. Switchable magnet arrangement ( 101 ; 201 ; 301 ; 401 ; 501 ) with at least one excitation coil ( 2 ), to which a first magnetizable body ( 3 ) is arranged concentrically, and with one axially on the excitation coil ( 2 ) in the non-energized state spacing subsequent second magnetizable body (4) which is in current to the exciter coil (2) axially in the direction of the excitation coil (2) in a stroke, characterized in that the first and second magnetizable body (3; 4) complementary inputs and shapings ( 13 , 14 , 16 , 17 ; 113 , 114 , 116 , 117 ; 213 , 216 ; 313 , 314 , 316 , 317 ; 413 , 414 , 416 ), the shape (s) ( 13 , 14 ; 113 , 114 ; 213 ; 313 , 314 , 413 , 414 ) in the non-energized state of the magnet arrangement at least almost bridges or bridges the axial distance between the two bodies ( 3 ; 4 ) to one another and lies closely adjacent to the opposite body ( 4 ; 3 ) transversely to the axial direction or lie n.

2. Magnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausformung(en) (13, 14; 113, 114; 213; 313, 314, 413, 414) der Abstand vollständig überbrückt ist und die Ausformung(en) (13, 14; 113, 114; 213; 313, 314, 413, 414) mit ihrem am weitesten ausgreifenden Ende im kraftfreien Zustand in der Ebene des axial am weitesten in Richtung des anderen Körpers ragenden Endes liegt. 2. Magnet arrangement according to claim 1, characterized in that the distance is completely bridged by the shape (s) ( 13 , 14 ; 113 , 114 ; 213 ; 313 , 314 , 413 , 414 ) and the shape (s) ( 13 , 14 ; 113 , 114 ; 213 ; 313 , 314 , 413 , 414 ) with its most extended end in the non-energized state lies in the plane of the axially most protruding end in the direction of the other body.

3. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden magnetisierbaren Körper (3; 4) bei Beaufschlagung der Erregerspule(n) (2) axial unmittelbar aufeinander liegen und dabei die Ein- und Ausformungen (13, 14, 16, 17; 113, 114, 116, 117; 213, 216; 313, 314, 316, 317; 413, 414, 416) mit radialem Spiel und ansonsten formschlüssig ineinander greifen. 3. Magnet arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the two magnetizable bodies ( 3 ; 4 ) upon application of the excitation coil (s) ( 2 ) lie axially directly on top of each other and thereby the indentations and projections ( 13 , 14 , 16 , 17 ; 113 , 114 , 116 , 117 ; 213 , 216 ; 313 , 314 , 316 , 317 ; 413 , 414 , 416 ) with radial play and otherwise interlocking.

4. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausformungen (13, 14, 16, 17; 113, 114, 116, 117; 213, 216; 313, 314, 316, 317; 413, 414, 416) rotationssymmetrisch um die Achse (15) der Erregerspule (2) ausgebildet sind. 4. Magnet arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the indentations and formations ( 13 , 14 , 16 , 17 ; 113 , 114 , 116 , 117 ; 213 , 216 ; 313 , 314 , 316 , 317 ; 413 , 414 , 416 ) are rotationally symmetrical about the axis ( 15 ) of the excitation coil ( 2 ).

5. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Ausformung (13, 113, 213, 313, 413) innerhalb der axialen Fortsetzung des von den Windungen der Erregerspule umgrenzten Rundzylinders liegt. 5. Magnet arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one formation ( 13 , 113 , 213 , 313 , 413 ) lies within the axial continuation of the round cylinder delimited by the turns of the excitation coil.

6. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Ausformung (14, 114, 314, 414) außerhalb der axialen Fortsetzung des von den Windungen der Erregerspule (2) umgrenzten Rundzylinders liegt. 6. Magnet arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one formation ( 14 , 114 , 314 , 414 ) lies outside the axial continuation of the round cylinder bounded by the windings of the excitation coil ( 2 ).

7. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Richtung der Erregerspule (2) wirkenden Kraft das axial äußere Ende der Ausformung(en) (13, 14; 113, 114; 213; 313, 314, 413, 414) an dem axial inneren Ende der Einformung(en) unmittelbar anliegt oder anliegen. 7. Magnet arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the force acting in the direction of the excitation coil ( 2 ), the axially outer end of the formation (s) ( 13 , 14 ; 113 , 114 ; 213 ; 313 , 314 , 413 , 414 ) directly abuts the axially inner end of the indentation (s).

8. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste magnetisierbare Körper (3) die Erregerspule(n) (2) radial innen und außen übergreift und an einem axialen Ende geschlossen und an dem anderen offen ist und der zweite magnetisierbare Körper (4) ein dem offenen Ende des ersten magnetisierbaren Körpers (3) zugeordneter Plattenkörper (4) mit einer axial in den Innenraum der Erregerspule(n) (2) eingreifenden und gegenüber dem ersten Körper (3) hubbeweglichen Ankerführungsstange (5) ist. 8. Magnet arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first magnetizable body ( 3 ) overlaps the excitation coil (s) ( 2 ) radially inside and outside and is closed at one axial end and open at the other and the second magnetizable body (4) is associated with the open end of the first magnetizable body (3) plate body (4) having an axially engaging in the interior of the exciter coil (s) (2) and liftable relative to the first body (3) armature guide rod (5) ,

9. Magnetanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Plattenkörper (4) die Ausformung(en) (13, 14; 113, 114; 213; 313, 314, 413, 414) zugeordnet ist oder sind. 9. Magnet arrangement according to claim 8, characterized in that the plate body ( 4 ) the formation (s) ( 13 , 14 ; 113 , 114 ; 213 ; 313 , 314 , 413 , 414 ) is or are assigned.