DE1489047A1 - Elektro-Hubmagnet - Google Patents

Description

• Die L-#rfindunG betrifft einen BlektrO-i#lubmagneten., bei wel-.

  chem an dem Hubende des b#ers Gegenst ick--#.usgestaltungen

  zur !Formung einer gew#Lischten hnzu##skannlinie. vorgesehen

  sind.

  Inzsibesondere bezieht sich dabei die oirfindun.. auf einen

  i-,ubina2#neten mit ei-neL.i topfarti2;en #,#.nKer-Gebr#enstück, in das

  der -4ilKer mit einem --£bsch-ni-bt hinein..ezo-en w-ird.

  CD

  #3olche L#usführungen sind beKairit Lind dienen dazu, eine inli

  -#y-jes3ntlichen waagerechta, so#iar abfallende

  iiennlinie zu schaffen. Z-ju d'ies(j£ Z;#ec.E liz-unn das topfartige

  .z:u-lker-Ge#,enstäck eine konisclie iffnuriä haben, in die ein

  konischer i'-nsatz des !Lnkers 2erner kann der

  i&ndteil des topfarti##en Gegenstickes eine in Richtung des

  Anxerhubes zunehmende ;3tärke hab-,ji. unt die Charakteristik

  zu beeinflussen.

  In diesem Zusammenhang sind auch andere AusfUhrunülsformen

  bekannt,. bei denen beispiels,i,-veise Vorsprünge im Gegenstück

  in mittlere _m"«usnehmungen des Ankers ein##reifen. Diese Jor-

  kehrungen dienen lediglich dazu. die Kennlinie hinsichtlich

  ihres Verlaufes zu beeinf lussen. Solche Vorkehrun#-ien werden

  in jeder mÖglichen Form einbezogen.

  Wenn auch mit den ;:-eschilderten Vorhehrun-,en ein bestLinater

  Verlauf der Magnwe-%,lh*jUA'%, beispielsvveise im -.vesentlichen

  horizontal, was vielfach erwÜnscht ist, erreicht Lzami-,

  ergibt sich der Nachteil, daß je nach Ausle--,unü, da#

  ano.vdnunG entweder am Hubende eine erhebliche Kraf-c, v-er-

  bleibt, die den Anker -egen ein Ididerlager

  oder daß ein so allmählicher Abfall der ;#,uEair: ur- ents eh-

  daß der Anker'bei einer bestiia-uten Ge.--er-,I:#reft L)cr.on v-#rhällt-

  nismäßig aeit vor seiner möclichsten""#iLu£,,erstei-. zun,

  Stillstand gebracht wird. Dadurch ergi,.#t sic1) -,iic;I.L

  beträchtliche B.augrÖße, veil auch der rLicjit voin, -dea ii#azer

  durchschrittene ...eg iei!den muß, -#3oiider,i --B

  stellen,sich dann'" wenn die ain iinI#iar

  aufgrund bestimmter Einfl"isse ihre -ziidejL:-b,

  erfaßbare, verschiedene ##udstellun-en ein. di-i

  des !iFagneten darin liegt, auch bei -ewisse,#i en

  , CD tD #.3

  der Gegenwmaft jejreils eine definierte zu -2r-

  reichen, genÜgen die beI#zannten diesen

  gen nicht.

  Der -Erf indung lie-- t die kLuf-abe zu,#:rLuide, -einen meten

  e3 U tD li

  oo auszufähren, daß die I#lagnetkraft-Hüb'-Hennlinie unmittel-

  bar vor dem Hubende in sehr steilem Verlauf auf Null zuräck-

  c)eht. Dieser vexhältnismäßig steile Verlauf würde nämlich ge-

  währleisten, daß auch bei 'Veränderunt#en der am Anker wirken-

  den*Gegenkraft der Stillstand praktisch immer im-gleichen

  .c,ereich dicht vor dem Hubende erreicht wird.

  Diese ikufi#abe -"vird erfi-ndunE#sgeinäß dadurch p ,elöst, daß an

  dem deml Geßenstäck entgeGengesetzten Ende des magnetischen

  Ureises beim .:Lillierhub eine iberlappung des Ankexendes und

  eines RUckschlußflansches des magnetisQhen Kreises vorgese-

  hen ist, -jobei ein lüeil der Feldlinien bei angezogenem Anker

  voii de£ Räckschlußflaxisch über die untere Stirnseite des An-

  icer.-3 V##r1äuft.

  bei eiiier au sich oaizaimten, topfartiGen Anker-Gegenstück-

  iLusfd.c#runb.j be-Yebeiienfalls jait zentrischen Vorsprüngen,

  t#

  sieht die irfindung vorteilhaft vor, daß der magnetische

  Lreis zwischen dem Loden des topfartigen Anker-GegE#hstückes

  und dea 2iit Äbstand von diesem angeordneten, im wesentlichen

  cjuer Lur des i#ers gerichteten Räckschluß-

  flansci-- dercrt in bezu#, zur bemessen ist, daß

  die de£ d-Uc£#-schluf#flansch zu"eordnete Ankerstirnfläche bei

  _'Lnker in einer Ebene z-..,rischen den Granzflächen

  des lieGt.

  Dia -,usfii#unz# schafft eine in ihrer Ein-

  CD

  i-*iösun.-- dadurch, dal# die Feldlinfent

  CD

  die vom Rückschlußflansch über die Stirnseite deb«Knkers geführt werdenp eine dem Hub entgegenwirkende Gegenkraft bilden, die um so größer wird, je mehr Feldlinien aus diesem Rückschlußflansch nicht mehr über die Seitenfläche des Ankers eintreten, sondern infolge der Überlappung durch die untere Stirnseite des-Ankers.
• Die Erfindung besteht daher im Prinzip darin, daß den positiven_ Kräften, welche in-der Magnetkraf-t-Hub-Kennlinie aufgetragen sind,. im Bereich,des Hubendes während einer äußerst kurzen Hubstrecke entgegenwirkende Kräfte überlagert werden, welche die Magnetkraft-Hub-Kennlinie im-Bereich des Hubendes sehr steil zu dem Wert Null abfallen lassen. Die hinten in Fig.2 angegebene-Magnetkraft-Hub-Kennlinie zeigt bereits den resultierenden Kraftverlauf.
• Als vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei mehrere Abwandlungen mög#lich-. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das bezüglich der Hubrichtung hintere Ankerende beispielsweise kegelförmig profiliert, um eine besondere Charakteristik zu erwirken. Vorteilhaft ist jedoch das Ankerende im wesentlichen senkreciit zur Ankerachse ausgeführt.Der Rückschlußflansch kann scheibenförmige Gestalt haben. Vorteilhaft weist er in einer besonderen Ausführungsform nach außen zunehmende Höhe auf, um den Überlappungsbereich zu kürzen und dadurch die Steuerungswirkung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Profilierung des zugeordneten Ankerendes, zu verbessern.
• Bei derartigen Hubmagneten ist es bekannt, in der Anordnunr,-L#. einen Gehäuseansatz vorzusehen, ##er das der Hubrichtung abgekehrte Ankerende bei entregtem Magneten aufnimmt. Dabei sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß dieser Gehäuseansatz von dem Rückschlußflansch mag4etisch.isoliert ist, so daß diesbezügliche Streuungen-der Magnetlinien vermieden werden. Die-Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigen: Fig.1. :*einen Hubmagneten±n Seitenansicht und im Schnitt, Fig.2 eine Magnetkraft-Hub-Kennlinie in schematischer Darstellung.
• Es wird darauf hingewiesen2 daß sich die Erfindung insbesondere auf einen Gleichstrom-Magneten bezieht und anhand eines solchen erläutert wird.

  Die iMagnetspule 1 , die in an sich bekannter, aber nicht

  .näher dargestellter leise beispielsweise Über Schalter zu

  e iner Gleichstromquelle gefÜhrt iste ist in einem zylindxi-

  sehen Gehäuse 2 untergebracht. Das Gehäuse 2 ist an einer

  Stirnseite durch eine Platte 3 mit einem topfartigen Anker-

  GegenstÜck 4 abgeschlossen, --,xiährend es az der anderen Seite

  den RÜckschlußfla-.usch 5 aufweist. Die Teile 2 bis j bestehen

  aus inagnetisierbarein iviaterial. Die Platte 3 idt in der Iclitte

  von einer Öffnung, 6 du2chsetzt, durch die ein beislielsdei-

  se aus nicht-magnetischem Liaterial bestehender Ansatz 7 an

  dem t-inker hindurchtreten z-ann oder zur FührunC# des Aiik--rs

  gefährt ist. An dem HÜci#sch.lui.»flansch 5, der eine #'ittlere

  Öffnunf 8 von de2 GrÖße auf.ieis-b, daß der Ärij#er 9 in zi -leicher

  wie durch die i.Luiej2c Üffnuiig der Spule 1 hindurchtreten

  kann, ist ein uan'äuseaiisatz 10 axi"eordnet, cLer das in Viii#. 1

  untere i'IiL#Lerende bei etitrez:tem *#iagneten aufniüLn'u. Der Gehau-

  seansatz 10 ist# mit einer der Öffnuni, 6 ents...)rechenden Quf-

  nunb 11 -versehen, die \ion der !#olDenstan-e 12 CL##s zul K(-,-rs

  durchsetzt isb, die beispielsaeise auch aus

  sierbureia 1,ll-,iterial besülent. Der Gehäuseansatz 10 Icanli ein, . Z

  einer vorteilhaften aus ilicht-.,il-"l-,netisier-

  barem Miaterial bestehen oder durch einen #'Lbschiii-bt aus

  solchem #Jaterial von deia RÜckschlußflansch 5 sein.

  Der -,Jandteil des GeGenstLicz#L-es 4,- der jich in den "Ü'e,.je6un#,s-

  raum des AnXexs erstreckt, hut im "ezeigten lu;jfl"..'tlm#an,#sbei-

  spiel einen konischen Innenraum 14, dessen Jandneigung gegen-

  t)

  Über der Ve:Otikalen stärker ist als die schwach konisch ver-

  laufende Außenseite 15 des Jandteiles.

  Der Anker 9 ist in seiner unteren Stellung mit ausgezogenen

  Linien und in seiner oberen SteIlung mit gestrichelten-Linien

  dargestellt. Es ist erkennbar, daß der ,-inker 9 an seinem in

  hubrichtung gelegenen Ende einen dem durch die.Innenwand 14

  des topfartigen GegenstÜckes bestimmten Konus entsprechenden

  konischen Abschnitt 16 hat. Ferner isterkennbar,'daß die An-

  ordnung so bemessen ist, daß der Änker 9 bei entregtem blag-

  neten mit seiner unteren Stirnseite 17 auf dem "uerstück das

  (,ehauseansatzes 10 aufliegt" aobei die in Hubrichtung gele-

  bene Stirnseite 18 des konischen, Abschnittes 16 in einer Ebene

  angeordnet ist, die im Bereich des unteren Endes der dand 4

  u.es topfartigen Anker-Gegenstäckes liegt. Vorteilhaft befin-

  det sich die obere 8 tirnseite 18 bereits etaas in dem topf-

  artigen Anker-GesenstÜck.

  Die Gesamtabmassung ziischen den Stirnseiten 17, 18 ist mit

  19 üezeichnet. #iie ist auf die Läube der Gehäuseseitenwand 2

  so abuestimmt, daß bei aii[,e:#Gofsenem iuiker 9 - wie in gestrichel-

  ten Linien r #ezei,t ist die untere Stirnseite 17' im ßereich

  des ltäcicsclllu£flansclies lieGt, weiu.L sich die obere Stirn-

  seite 131 h-urz vor deia boden 20 der topfartigen ausnehmung

  des _-#J-benstUckes befindet. NI#omit ist der ubstand zaischen

  deia boden 20 und der Ivi7.ii;telebene im Räc1wchlußflansch 5 im

  aeseirt;lichen ..Bleich Dza. nur eröl-,er als die Strecke 19.

  ---*s versteht sich, da.Pi die Feldlinien durch den RÜckschluß-

  flansch dem 9 zu;..efährt werden. SolanGe die Seiten-

  ..r##nd des unIzers den Rückschlußflansch völlig überdeckt, er-

  gibt sich dabei kein die Hubkraf t verändernder Ei#f luß. Sowie aber die untere Stirnseite 17 bezüßlich Fig. 1 Über die durch die Randfläche 20 des Flanachea.5 bestimmte Ebene gelangt, kann ein Teil der Feldlinien entsprechend den mit-21 bezeichneten Feldlinien Über die untere Stirnseite 171 JI den Anker eintreten und eine der nach oben gerichteten Hubkraft entgegenwirkende Kraft erzeuge-no Die Stäxke dieser Xraft-kann durch den Verlauf der unteren Stirnfläche beeinflußtwerden. Wenn die Stirnfläche beispielsweise gemäß der strichpunktiert eingazeichneten Linie 22 schwach kegelAtumpffÖrmig ausgefÜhrt ist, wirkt die soßenannte RÜckzugskraft init geringerer Steilheit in Abhängigkeit von der Ankerbewegung ein.
• Um eine verhältnismäßig große ;iteuerstrecke fÜr die Rückzugskraft zu erreichen, kann der Flansch 5 in der Nähe seiner Öffnung verbreitert-ausgefÜhrt sein wie durch den nach oben gerichteten,zylindrischen ist. Die 't'Iirkung wird anhand der Fig. 2 geschildert. Die Kennlinie zeigt an der Ordinate 23 die Magnetkraft F und an der Äbszisse 24 den Weg a des Anhers, ausgehend.von einem Jert s n Die dadurch gebildete lgagnetk-raft-Hub-Kennlinie läuft beispielswei-se im oberen Bereich bei 25 im -viesentlichen horizontal und fällt kur z vor Erreichen des Jertes s = 0 an der Stelle der Ordinate in einem steilen Verlau-L--- des Zdeiges 26 auf den dert 0. Eine Gegenkraft kann beispielsjjeise entsprechend der ge--strichelt eingezeichneten Linie 27 nach der Formel y MX ± b verlaufen, 'wobei y an der Oxdinate und x an der Abszisse aufgetragen ist. Die Kurve 27 hat mit dem 2aeig 26 den Schnittpunkt 28.,Es ist ohne weiteres ersichtlich$ daß bei Verlagerung dieses Schnittpunktes 28 entaeder durch ;Änderung CD des Faktors m, was zu einer Veränderung der Neigunß fährt, CD oder durch Abiieichungen der GrÖße b, vias zu einer Parallel-. vexschiebung bezüglich der Abszisse führen wärde, dar Schnitt-28 auf dem steilen Zaeig um beträchtliche ;'erte wandern kann, ohne daß diese 'Verlar"erun,-7 zu einer nennens.jerten ;Lnderung des Abszissendertes, d.h. dcs Juikerjeges fährt. Somit ist ersichtlich, dar durch den e2findungsgemäß erreichten steilen t'£bfall der hiagnetkraft#Huo-Kelinlinie das Hubende im aesentlichen auch bei verschiedenen Ge:-;enXräft en beibehalten wird, "j-obei aber nlit Sicherheit ver.Mieden jerden kann, daß dew -'##.nker bei Verminderung der Ge-enkraft an Sein lInker-z-Ge-,enstück schlägt. Es wird darauf hingewiesen, daß der Pfeil 3o in Figur 2 die Richtung der Anke' rbewegung angibt.

Claims (1)

1. j?at--lltanspr-dche kers Gegenstdck-Z,LLISGestaltaii-eu zur ii'oriiiu-i, #-_LL1C1: ,vinschten ke.wizeiclu-ia-b. da-.. un des 4 netischen Kreises oeim Ankerhub ##;]Lie CLes kerendes (17) und eines i'LLic.'.-scliLlu.1:i_-I##l-Ii-,jc.'Lies 1,# -Z- #D -,ii". netischez Lreises vow-esellen ist-, -7oo#3-: ai,.L a i 1 1,--J a' w -Weldlinien bei an-ezo-ej:lein VO-.--L flansch (5) Übar die zLtirnsei-c-- de-- V,3r- läuft und.eine Ge. 2. -Gegen stäce, und iainei-i nker o s c.Lin i t t s. i--, s S #'a S ",3- - .ie#,baren Anher, daduwcl- tische t#reis z-,-visc.'Llel.L _DOUah L, .1-;-L Li -Ii# an (3,4) Lind de.-in #iii-u U--ii,-,-2i--.,ü Uin- iM .'ieSelltliCilen u y#,.sa usi-#; geordneten, sur -nusuef j-izüzers 3wichte-beii derart in bezug-zur Ankerlänge (19) bemessen ist, daß die dem Rückschlußflansch (5) zugeordnete Ankerstirnfläche (17) bei angezogenem Anker (9) in einer Ebene zwischen den Grenzflächen des Rückschlußflansches (5) liegt. Elektro-Hubmagnet nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschlußflansch nach außen zunehmende Höhe au£weist. Eler.-tro-Hubmagnet nach einem der Ansprüche A bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rückschlußflansch zugeordnete Ankerstirnfläche (17) konisch gestaltet ist. Elektro-Hubmaßnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekeni-izeichnet, daß der Rückschlußflansch von einem das Ankerende (17) bei entregtem Magneten aufnehmenden Gehäuse (lo) magnetisch isoliert ist.