DE19859387A1

DE19859387A1 - Hubmagnet mit Haltefunktion

Info

Publication number: DE19859387A1
Application number: DE1998159387
Authority: DE
Inventors: Artur Daneliuc; Lothar Fleig; Gerald Puchner
Original assignee: Kendrion Binder Magnete GmbH
Current assignee: Kendrion Binder Magnete GmbH
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-06

Abstract

Ein Hubmagnet (10) mit Haltefunktion weist einen innerhalb eines ersten Gehäuses (12) angeordneten und von einer Spule (14) umgebenen Spulenkörper (16) auf. Dieser Spulenkörper (16) enthält eine obere Öffnung (18) und eine untere Öffnung (20) sowie einen mindestens durch die obere Öffnung (18) ragenden und axial zum Spulenkörper (16) bewegbaren Anker (22). Dieser Anker (22) wird in einer Endposition des Ankerhubes von einem Permanentmagneten (24) gehalten. Dabei ist der Permanentmagnet (24) außerhalb einer der beiden Öffnungen (18, 20) in einem zweiten Gehäuse (26) angeordnet, das mit dem ersten Gehäuse (12) derart verbunden ist, daß bei Bestromung der Spule (14) auch in dem zweiten Gehäuse (26) ein Magnetfeld erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubmagneten mit Haltefunktion nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein derartiger Hubmagnet ist beispielsweise aus der DE-OS 44 39 695 A1 bekannt. Dieser daraus bekannte Hubmagnet mit Hal tefunktion weist einen innerhalb eines Gehäuses angeordneten und von einer Spule umgebenden Spulenkörper auf, der eine obere und eine untere Öffnung enthält. Ferner enthält dieser Hubmagnet einen mindestens durch die obere Öffnung ragenden und axial zum Spulenkörper bewegbaren Anker, der in einer Endposition des Ankerhubes von einem Permanentmagneten gehal ten wird.

Dieser Permanentmagnet ist bei dem bekannten Hubmagneten in nerhalb des Gehäuses angeordnet, ring- oder scheibenförmig ausgebildet und von einer weiteren Spule umgeben. Diese wei tere Spule dient dazu, das von dem Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld bei Bestromung dieser weiteren Spule weitestgehend aufzuheben, um die Haltefunktion zu beseitigen und den Anker in einer dem Permanentmagneten entgegengesetzten Richtung durch Bestromung der ersten Spule verfahren zu können.

Die zweite Spule, welche ausschließlich zur Neutralisation der Rückhaltekraft in einer Endstellung des Ankers dient, wird dabei separat angesteuert, was drei elektrische Leitun gen erforderlich macht. Sie kann aber auch in Reihe mit der Erregerspule liegen, wobei der Strom der zweiten Spule über ein entsprechendes elektrisches Bauelement beim Abrißstrom, also beim benötigten Strom für die Vorneutralisation des Per manentmagneten, begrenzt wird. Hierbei sind dann zwei elek trische Zuleitungen erforderlich.

Neben der recht aufwendigen und somit kostspieligen Konstruk tion, die auch noch zusätzliche Steuereinrichtungen benötigt besteht ein weiteres Problem darin, daß er ein Spezialbauteil mit Haltefunktion ist und nicht unter Verwendung von einfa chen Hubmagneten hergestellt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hubmagneten mit Haltefunktion der eingangs genannten Art anzugeben, der einfach herzustellen ist, im Ruhezustand einen sicheren Halt des Ankers in einer Endposition ermög licht, trotz dieser Haltekraft im Betrieb den Anker zuverläs sig und schnell freigibt, sowie die Möglichkeit eröffnet, zu seiner Herstellung auf Standardbauteile zurückgreifen zu kön nen.

Diese Aufgabe wird durch einen Hubmagneten mit Haltefunktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Die Erfindung beruht darauf, daß ein einfacher Hubmagnet mit einem zweiten Gehäuse versehen ist, innerhalb dessen der Per manentmagnet zum Halten des Ankers in einer Endposition ange ordnet ist. Dieses zweite Gehäuse ist mit dem ersten Gehäuse derart verbunden, daß bei Bestromung der Spule auch in dem zweiten Gehäuse ein Magnetfeld erzeugt wird, daß das Magnet feld des Permanentmagneten zumindest weitestgehend neutrali siert.

Der permanentmagnetische Kreis ist immer aktiv und erzeugt eine Anzugs- und Haltekraft in Längsachsenrichtung der Spule. Der Magnetkreis besteht dabei aus dem zweiten Gehäuse, dem Bereich des ersten Gehäuses, an dem das zweite Gehäuse an geschlossen ist, dem Anker sowie dem Permanentmagneten.

Da das zweite Gehäuse an dem ersten Gehäuse angeschlossen ist, besteht bei Bestromung der Spule der elektromagnetische Kreis aus dem ersten Gehäuse, dem Bereich des ersten Gehäu ses, an dem das zweite Gehäuse angeschlossen ist, dem Anker, dem Polkern oder Ankergegenstück sowie der Spule. Dabei wird ein Magnetfeld erzeugt, daß in dem zweiten Gehäuse dem Feld des Permanentmagneten entgegengesetzt ist und es dadurch ganz oder teilweise kompensiert.

Der wesentliche Vorteil eines solches Systems liegt darin, daß zur Herstellung eines Hubmagneten mit Haltefunktion ein einfacher sogenannter Standardhubmagnet verwandt werden kann, an dem lediglich das zweite Gehäuse mit dem Permanentmagneten gegebenenfalls auch lösbar angeschlossen ist. Somit läßt die Bauform eine Verwendung des Hubmagneten mit oder ohne Halte funktion zu.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Gehäuse im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei dessen freie Schen kel Öffnungen aufweisen, die mit den oberen und den unteren Öffnungen des Spulenkörpers zumindest fluchten. Dabei ist das zweite Gehäuse ebenfalls U-förmig ausgebildet und mit den Enden seiner Schenkel an der Außenseite eines freien Schen kels des ersten Gehäuses angeschlossen. Dadurch ist sicher gestellt, daß bei Bestromung der Spule ein zu der Längsachse der Spule symmetrisches Magnetfeld im zweiten Gehäuse zur Neutralisierung des Magnetfeldes des Permanentmagneten er zeugt wird.

Der Permanentmagnet kann entweder scheiben- oder plattenför mig ausgebildet sein. Wenn der Permanentmagnet auf seiner zum Anker weisenden Seite mit einer Kappe abgedeckt ist, die aus Kunststoff bestehen kann, wird der Permanentmagnet vor even tuell zerstörenden Stößen durch den anziehenden Anker ge schützt. Hinzu kommt bei einer Kappe aus Kunststoff noch eine elastische Dämpfung, die das Aufschlaggeräusch sowie die Auf schlagkraft dämpft. Außerdem stellt diese Kappe einen Abstand zwischen dem Anker und dem Permanentmagneten sicher, der wie ein Luftspalt wirkt, so daß der Anker leichter von dem Perma nentmagneten wegbewegt werden kann, wenn die Spule bestromt wird.

Eine Verbesserung des Magnetflusses sowohl des Permanentmag neten als auch bei Bestromung der Spule des Elektromagneten kann dadurch verbessert werden, wenn auf dem Permanentmagnet auf seiner zum Anker weisenden Seite mit einer Polplatte aus magnetisierbarem Material aufliegt. Diese Polplatte kann z. E. aus Stahl bestehen. Zweckmäßigerweise überragt die Pol platte die Außenkontur des Permanentmagneten. Die Polplatte kann scheiben- oder plattenförmig ausgebildet sein.

Der Wartungsaufwand für den Hubmagneten kann verringert oder gar völlig beseitigt werden, wenn der Anker von einem DU-La ger geführt ist, das in der zum Permanentmagneten weisenden oberen Öffnung des Spulenkörpers angeordnet ist.

Das zweite Gehäuse kann mit dem ersten Gehäuse verstemmt, verschweißt oder verschraubt werden.

Vorteilhafterweise ist bei Nichtbestromung der Spule das Ma gnetfeld des Permanentmagneten für eine Rückführung des An kers in die Endstellung des Ankerhubes ausreichend stark.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Hubmagnet ein Gleichstrommagnet.

Der Hubmagnet nach der Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnun gen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht in Längs richtung eines Hubmagneten eines ersten Aus führungsbeispiels;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht in Fig. 1 gezeigten Hubmagneten;

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht eines Hubmagneten gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine perspektivische Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Hubmagneten; und

Fig. 5 eine perspektivische Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Hubmagneten.

In den Figuren bezeichnen, sofern nichts anderes angegeben ist, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeu tung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 werden nunmehr zwei Ausführungsbeispiele eines Hubmagneten 10 beschrieben.

Wie aus den Figuren entnehmbar, bestehen die Hubmagneten 10 beider Ausführungsbeispiele aus einem Gehäuse 12, das U-för mig ausgebildet ist und zwischen seinen freien Schenkeln 12a und 12b eine Spule 14 mit entsprechendem Spulenkörper 16 auf nimmt.

Dieser Spulenkörper 16 enthält eine obere Öffnung 18 sowie eine untere Öffnung 20, wobei die freien Schenkel 12a und 12b des Gehäuses 12 mit entsprechenden Öffnungen versehen ist.

Ein Anker 22 ragt durch die obere Öffnung 18 hindurch und ist axial zum Spulenkörper 16 bewegbar.

An dem der oberen Öffnung 18 benachbarten freien Schenkel 12a des Gehäuses 12 ist ein zweites Gehäuse 26 gegebenenfalls lösbar angeschlossen. Dabei ist dieses zweite Gehäuse 26 ebenfalls U-förmig ausgebildet, und die Enden der beiden Schenkel 26a und 26b des zweiten Gehäuses 26 sind mit dem oben genannten freien Schenkel 12a verbunden.

Zu der oberen Öffnung 18 weisend ist an dem zweiten Gehäuse 26 ein Permanentmagnet 24 vorhanden.

Sowohl aus Schutzgründen als auch aus Dämpfungsgründen ist der Permanentmagnet 24 mit einer Kappe 28 abgedeckt, die be vorzugt aus Kunststoff besteht.

In den Fig. 1 bis 3 ist der Hubmagnet 10 in seinem unbe stromten Zustand dargestellt, so daß durch die Wirkung des Magnetfeldes des Permanentmagneten 26 der Anker 22 von dem Permanentmagneten 24 in seiner in den Figuren linken Endstel lung gehalten wird.

Wird nun für irgendeinen Schaltvorgang die Spule 14 des Hubmagneten 10 bestromt, so wird aufgrund der Verbindung zwi schen dem ersten Gehäuse 12 und dem zweiten Gehäuse 26 in diesem zweiten Gehäuse 26 ein Magnetfeld erzeugt, das dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegenwirkt und zusätzlich noch den Anker 22 aus seiner Halteposition heraus, geführt von einem in der oberen Öffnung 18 des Spulenkörpers 16 an geordneten DU-Lager 32, auf einen in dem Spulenkörper 16 vor handenen Polkern bzw. Ankergegenstück 34 zu bewegt. An dem zum Ankergegenstück 34 weisenden Ende des Ankers 22 ist ein Stößel 36 vorhanden, der durch eine in dem Ankergegenstück 34 entsprechend ausgebildete Öffnung bzw. Bohrung hindurchbewegt wird.

In der Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Hub magneten 10 gezeigt. Der einzige Unterschied zu dem in den Fig. 1 und insbesondere 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist das zweite Ausführungsbeispiel des Hubmagneten 10 eine zwischen dem Permanentmagneten 24 und der Kappe 28 eingefügte Polplatte 30 auf. Diese Polplatte besteht aus ei nem magnetisierbaren Material, z. B. magnetisierbaren Stahl und dient zur Verbesserung des von dem Permanentmagneten 24 erzeugten Magnetfelds.

Dabei kann die Verbesserung noch erhöht werden, wenn diese scheiben- oder plattenförmig ausgebildete Polplatte 28 die Außenkontur des Permanentmagneten 24 überragt.

Wenn, wie in der Fig. 3 gezeigt, dieser überstehende Rand der Platte 28 auch noch formschlüssig in den Randbereichen der Kappe 28 aufgenommen ist, kann diese Polplatte 28 die Hauptkraft des Ankerstoßes aufnehmen.

Da die übrigen Teile mit denjenigen des ersten Ausführungs beispiels übereinstimmen, werden diese nicht erneut beschrie ben.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in perspektivischer Darstellung die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 und 3 im Längsschnitt zum besseren Verständnis dieser Ausführungsbei spiele. Da die entsprechenden Bauteile bereits unter Bezug nahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben sind, wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet.

Bevorzugt ist der Hubmagnet ein Gleichstrommagnet mit axialer Ankerverschiebung und Kraftwirkung beim Zuschalten der elek trischen Spannung bzw. des Stromes. Die Halteeinrichtung mit dem Permanentmagneten dient zur Erzeugung einer Haltekraft in axialer Richtung auf den Anker des Hubmagneten.

Wie bereits oben ausgeführt, kann die Bauweise so ausgeführt werden, daß das Magnetgehäuse des Hubmagneten teilweise gleichzeitig das Gehäuse des Haltemagneten bildet. Wenn das zweite Gehäuse lösbar an dem ersten Gehäuse befestigt ist, ist eine Verwendung des Hubmagneten mit oder ohne Haltefunk tion möglich.

Der Hubmagnet kann durch Kennlinienbeeinflussung in allen bekannten Formen gekennzeichnet sein (Anker-polkern-Geomet rie)

Bezugszeichenliste

10

Hubmagnet

12

erstes Gehäuse

12

a ,b freie Schenkel

14

Spule

16

Spulenkörper

18

obere Öffnung

20

untere Öffnung

22

Anker

24

Permanentmagnet

26

zweites Gehäuse

26

a ,b freie Schenkel

28

Kappe

30

Polplatte

32

DU-Lager

34

Ankergegenstück

36

Stößel

Claims

1. Hubmagnet (10) mit Haltefunktion, der mit einem innerhalb eines ersten Gehäuses (12) angeordneten und von einer Spule (14) umgebenden Spulenkörper (16) versehen ist, welcher eine obere Öffnung (18) und eine untere Öffnung (20) aufweist, sowie einen mindestens durch die obere Öffnung (18) ragenden und axial zum Spulkörper (16) bewegbaren Anker (22) enthält, der in einer Endposition des Ankerhubes von einem Permanent magneten (24) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Perma nentmagnet (24) außerhalb einer der beiden Öffnungen (18, 20) in einem zweiten Gehäuse (26) angeordnet ist, welches mit dem ersten Gehäuse (12) derart verbunden ist, daß bei Bestromung der Spule (14) auch in dem zweiten Gehäuse (26) ein Magnet feld erzeugt wird.

2. Hubmagnet (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuse (12) im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und dessen freien Schenkel (12a, 12b) Öffnungen aufweisen, die mit den oberen und unteren Öffnungen (18, 20) zumindest fluchten, und daß das zweite Gehäuse (26) U-förmig ausgebil det und mit den Enden der Schenkel (26a, 26b) an der Außen seite eines freien Schenkels (12a) des ersten Gehäuses (12) angeschlossen ist.

3. Hubmagnet (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Perma nentmagnet (24) scheiben- oder plattenförmig ausgebildet ist.

4. Hubmagnet (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Perma nentmagnet (24) auf seiner zum Anker (22) weisenden Seite mit einer Kappe (28) abgedeckt ist.

5. Hubmagnet (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (28) aus Kunststoff besteht.

6. Hubmagnet (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Perma nentmagnet (24) auf seiner zum Anker (22) weisenden Seite mit einer Polplatte (30) aus magnetisierbarem Material versehen ist.

7. Hubmagnet (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplat te (30) scheiben- oder plattenförmig ausgebildet ist.

8. Hubmagnet (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplat te (30) die Außenkontur des Permanentmagneten (24) überragt.

9. Hubmagnet (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (22) von einem DU-Lager (32) geführt ist, daß in der zum Per manentmagneten (24) weisenden oberen Öffnung (18) des Spulen körpers (16) angeordnet ist.

10. Hubmagnet (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gehäuse (26) mit dem ersten Gehäuse (12) verstemmt, ver schweißt oder verschraubt ist.

11. Hubmagnet (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmag net ein Gleichstrommagnet (10) ist.

12. Hubmagnet (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nicht bestromung der Spule (14) das Magnetfeld des Permanentmagne ten (24) für eine Rückstellung des Ankers (22) in die End stellung des Ankerhubes ausreichend stark ist.