DE4110815C2 - Polarisierter umschlagmagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen polarisierten Umschlagma­ gneten mit einem im wesentlichen U-förmigen Joch, in das ein Spulenkörper eingesetzt ist, mit einem Anker, der durch den Spulenkörper geführt ist, und der um eine zum Jochboden parallel verlaufende Achse zwischen zwei Polstücken be­ wegbar ist wobei im magnetischen Flußverlauf zwischen den Jochschenkeln und den Polstücken Permanentmagnete angeordnet sind.

Derartig polarisierte Magnetsysteme finden Anwendung zur magneto-mechanischen Speicherung der Endlagen des An­ kers. Bei derartigen Magnetsystemen ist die Anordnung von Permanentmagneten im Flußverlauf der Jochschenkel des Magnetsystemes zur Erzielung einer permanentmagneti­ schen Haltekraft in den Endlagen des Ankers erforder­ lich. Es ist weiterhin eine elektrische Spule erforder­ lich, die bei entsprechender Bestromung eine elektro­ magnetische Kraft hervorruft, die der jeweiligen Halte­ kraft entgegengesetzt ist und eine Bewegung des Ankers in die andere Endlage bewirkt.

Es sind polarisierte Magnetsysteme bekannt, bei denen in einem U-förmigen Magnetjoch eine elektrische Spule ange­ ordnet ist, wobei der Anker an seinem dem Jochboden zu­ gewandten Ende mit einer Achse versehen ist, die in ei­ ner Ausnehmung einer zwischen Jochboden und Spulen­ körperunterseite angeordneten, magnetisch leitfähigen Metallplatte gehalten ist. Bei dem bekannten Magnetsy­ stem ist der zur Erzeugung der permanentmagnetischen Kraft erforderliche Permanentmagnet zwischen dem einen Längsschenkel des U-förmigen Magnetjoches und dem zu einem Polschenkel abgewinkelten Schenkel eingefügt, wäh­ rend der andere Polschenkel beispielsweise ohne Zwi­ schenschaltung eines Permanentmagneten direkt an dem anderen Längsschenkel des U-förmigen Magnetjoches befe­ stigt ist. Dabei sind bei dem bekannten Magnetsystem die einzelnen Teile dieses Magnetsystems, einschließlich des Spulenkörpers, mit Ausnahme des auf der Ankerachse be­ weglichen Ankers durch Klebverbindungen miteinander ver­ bunden und lagegesichert. Bei einem derartigen Magnetsy­ stem sind jedoch eine Vielzahl von Einzelteilen nötig, die zudem nach dem mechanischen Zusammenfügen miteinan­ der verklebt werden müssen. Dabei sind zwecks Einhaltung von vorgegebenen mechanischen Werten, insbesondere des Arbeitsluftspaltes, umfangreiche und komplizierte Vor­ richtungen erforderlich, die diese Werte nach dem Ver­ kleben sicherstellen, da nach dem Aushärten des Klebers eine Korrektur praktisch nicht mehr möglich ist.

Aus der DE-OS 34 18 471 ist ein polarisiertes Magnetsy­ stem bekanntgeworden, bei dem zur Halterung der Einzel­ teile des Systems ein die Außenseiten der Jochschenkel übergreifender Halterahmen vorgesehen ist. Dabei ist der Halterahmen mit Führungen zum paßgenauen Aufschieben auf das Magnetsystem versehen. Bei diesem im großen und gan­ zen zufriedenstellenden Magnetsystem sind jedoch immer noch relativ aufwendige Justagearbeiten bei der Montage nötig, und darüber hinaus bedingt die Verwendung eines zusätzlichen Halterahmens erhöhte Herstellungskosten.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen polarisierten Umschlagmagneten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Anzahl der erforderlichen Einzelteile auf ein Minimum reduziert ist, der ohne auf­ wendige Justagearbeiten zusammengefügt werden kann und der somit einfach zu montieren und kostengünstig her­ stellbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Spulenkörper formschlüssig in das U-förmige Joch einschiebbar ist, wobei der untere Spulenkörperflansch mit Anformungen versehen ist, die in Ausnehmungen in bzw. am Jochboden eingreifen, daß der obere Spulenkörperflansch rahmenar­ tig ausgebildet ist und Ausnehmungen aufweist, in die die mit beabstandeten lappenartigen Anformungen versehenen oberen Enden der Jochschenkel eingreifen, und daß die gewinkelten Polstücke und die Permanentmagnete durch Durchbrüche im oberen Spulenkörperflansch in das Ma­ gnetsystem einschiebbar sind, wobei Anschläge am Spulen­ körperflansch die Einschiebtiefe der Polstücke begren­ zen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 näher erläutert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß das vollständige Magnetsystem aus wenigen einfach zu montierenden Einzelteilen besteht, wobei die Montage durch einfaches Zusammenstecken der Einzelteile erfolgt. Durch entsprechende Anschläge beim Einfügen der Polstücke ist dabei gewährleistet, daß der vorgegebene Arbeitsluftspalt des Magnetsystemes stets genau erzielt wird, ohne daß zusätzliche Justagearbeiten durchgeführt werden müssen bzw. Fühl- und Meßlehren o. ä. Hilfsmittel verwendet werden müßten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines Umschlagmagneten im Schnitt,

Fig. 2 die Seitenansicht des Umschlagmagneten gem. Fig. 1 im Halbschnitt,

Fig. 3 die Aufsicht auf den Umschlagmagneten gem. Fig. 1 im Halbschnitt,

Fig. 4 die Unteransicht des Umschlagmagneten gem. Fig. 1,

Fig. 5 die Ansicht eines Spulenkörpers,

Fig. 6 die Seitenansicht von links des Spulenkörpers gem. Fig. 5,

Fig. 7 die Seitenansicht von rechts des Spulenkörpers gem. Fig. 5,

Fig. 8 die Unteransicht des Spulenkörpers gem. Fig. 5,

Fig. 9 die Aufsicht auf den Spulenkörper gem. Fig. 5,

Fig. 10 die Ansicht eines Joches für den Umschlagmag­ neten,

Fig. 11 die Seitenansicht des Joches gem. Fig. 10,

Fig. 12 die Unteransicht des Joches gem. Fig. 10,

Fig. 13 die Ansicht einer Grundplatte.

Der in den Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellte polarisierte Umschlagmagnet besteht im wesentlichen aus einem U- förmigen Joch 1, einem Spulenkörper 2 mit einer Erreger­ wicklung 3, zwei Polstücken 4, 4′, zwei Permanentmagne­ ten 5, 5′ sowie einem Anker 6.

Der Anker 6 ist im unteren Teil des Spulenkörpers mit­ tels einer Achse 7 gelagert und ist mit einem Abgriff 8 versehen, der beispielsweise als Kunststoffteil am obe­ ren Ende des Ankers angeformt ist. Dabei dienen seitli­ che Flächen 9 dieses Teiles zur seitlichen Führung des Ankers im Bereich des oberen Spulenkörperflansches.

Der Spulenkörper 2, der in den Fig. 5 bis Fig. 9 in ver­ schiedenen Ansichten dargestellt ist, weist einen recht­ eckrohrförmigen mittleren Teil 10 als Träger für die Erregerwicklung sowie einen oberen Flansch 11 und einen unteren Flansch 12 auf. Eine im wesentlichen rechteckige Ausnehmung 13 durchsetzt den gesamten Spulenkörper in seiner Längsrichtung.

Der obere Flansch 11 ist mit zwei seitlichen, im wesent­ lichen rechteckigen Durchbrüchen 14 versehen, die je­ weils in zwei seitliche, schmale Ausnehmungen 15 überge­ hen. Zur Bildung eines Anschlages 16 bzw. einer Auflage­ fläche, deren Wirkungsweise weiter unten näher erläutert wird, ist neben den Durchbrüchen 14 zur Mitte des Spulenkörpers hin ein in bezug auf die Flanschoberfläche vertieft angeordneter Bereich 17 im Flansch 11 vorge­ sehen.

Der untere Flansch 12 ist von der Unterseite her gesehen mit einer kastenförmigen Vertiefung 18 versehen, und es ist seitlich jeweils eine schmale, nach unten hin vor­ springende Anformung 19 ausgebildet. Neben der Ausneh­ mung 13 sind seitliche Halteösen 20 angeformt, in deren Öffnungen 21 bei der Montage des Magneten die Lager- Achse 7 eingeschoben wird. Ein seitlicher Durchbruch 22 ermöglicht dabei das Einschieben der Achse, die nach der Montage innerhalb der kastenförmigen Vertiefung 18 ange­ ordnet ist.

In den Fig. 10 bis Fig. 12 ist das Joch 1 des Umschlag­ magneten in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Joch besteht aus einem U-förmig gebogenen Blechteil, wobei beim Biegevorgang die beiden Jochschenkel 23 aus­ gebildet werden. An den oberen Enden der Jochschenkel sind stirnseitig jeweils zwei beabstandete Lappen 24 angeformt, die zur Innenseite des Jochs hin gekröpft sind. Die Lappen sind an ihren zur Jochaußenseite wei­ senden Seiten mit Schrägen 25 und daran anschließenden Rastnasen 26 versehen. Der Boden 27 des Joches weist schließlich einen mittleren rechteckigen Durchbruch 28 sowie zwei schmale seitliche Einformungen 29 auf. Wei­ terhin sind die Jochschenkel mit geprägten Halte- und Begrenzungsnoppen 35, 36 versehen, die zur Innenseite des Joches weisen.

Schließlich ist in der Fig. 13 noch eine Grundplatte 30 dargestellt, die eine mittlere Ausnehmung 31 dergestalt aufweist, daß die Grundplatte, in die kastenförmige Ver­ tiefung 18 des unteren Flansches 12 des Spulenkörpers eingelegt, die Halteösen 20 sowie den in das Magnetsy­ stem eingefügten Anker umgreift. Die Dicke der Grund­ platte ist dabei entsprechend der Tiefe der Vertiefung 18 bemessen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend der Ablauf des Zusammenfügens der Teile des Umschlagma­ gneten kurz beschrieben.

In den Spulenkörper 2, der zuvor mit der Erregerwicklung 3 versehen wurde, wird der Anker 6 in die durchgehende Ausnehmung 13 von oben her eingeschoben, bis dessen La­ gerbohrung 32 mit den Öffnungen 21 der Halteösen 20 fluchtet. Anschließend wird die Lager-Achse 7 von der Seite her durch die Halteösen in die Lagerbohrung einge­ schoben. Die Lagerstelle im Anker 6 kann ggfs. mit einer Lagerbuchse 33 versehen sein, die über den Anker vor­ springende Ansätze 34 aufweist. Diese Ansätze, deren seitliche Flächen relativ klein sind, dienen der Zen­ trierung und Verringerung der Reibung zwischen den Hal­ teösen bzw. den Seitenwänden der Ausnehmung 13 im Spu­ lenkörper und dem Anker.

Anschließend wird die Grundplatte 30 in die kastenför­ mige Vertiefung 18 des unteren Spulenkörperflansches 12 eingelegt, wobei das untere Ende des Ankers und die Hal­ teösen 20 mitsamt der Lager-Achse 7 in der Ausnehmung 31 der Grundplatte aufgenommen sind. Dabei dient die Grund­ platte einerseits der Verbesserung der magnetischen Flußeinleitung zwischen Anker und Jochboden und anderer­ seits zur axialen Lagesicherung der Lager-Achse. Sodann wird die derart vormontierte Baugruppe in das U-förmige Joch 1 eingeschoben, wobei die Lappen 24 an den oberen Enden der Jochschenkel 23 in die Ausnehmungen 15 des oberen Spulenkörperflansches eintauchen und hier mittels der Rastnasen 26 hinter entsprechenden Schultern vom Spulenkörperflansch verrasten. Zur Erleichterung des Einschiebens der Lappen 24 in die jeweiligen Ausnehmun­ gen des Spulenkörperflansches sind an den Lappen die Schrägen 25 vorgesehen. Der untere Spulenkörperflansch 12 ist in dieser Lage der Teile mittels der Anformungen 19, die in entsprechende Einformungen 29 im bzw. am Jochboden 27 eingreifen, seitlich geführt gehalten. Gegebenenfalls kann auch vorgesehen sein, daß die Anformungen 19 mit Rastmitteln versehen sind, die mit dem Jochboden verrasten und einen festen Zusammenhalt von Spulenkörper und Joch bewirken. In diesem Falle kann dann auf die Rastnasen 26 an den Lappen 24 der Jochschenkel verzich­ tet werden.

Als nächstes werden die Permanentmagnete 5, 5′ durch die Durchbrüche 14 des oberen Spulenkörperflansches 11, an den Innenseiten der Jochschenkel anliegend, in das Ma­ gnetsystem eingeschoben, bis sie von den nach innen ra­ genden Begrenzungsnoppen 35 in ihrer Lage positioniert werden. Seitliche Haltenoppen 36 dienen als zusätzliche Zentrierhilfe beim Einschieben der Permanentmagnete. Sodann werden die gewinkelten Polstücke 4, 4′ durch die Durchbrüche 14 des oberen Spulenkörperflansches 11 ein­ geschoben, bis die Abwinkelung der Polstücke auf den durch die vertieften Bereiche 17 gebildeten Anschlägen bzw. Anschlagschultern 16 aufliegen. Durch entsprechende maßliche Abstimmung der Teile ist dabei dafür Sorge ge­ tragen, daß der Arbeitsluftspalt zwischen Anker und Pol­ stück eine genau vorherbestimmte Größe aufweist, ohne daß besondere Hilfsmittel wie Lehren o. ä. verwendet werden müßten.

Durch das Einschieben der oberen Enden der Polschenkel (der Lappen 24) in Ausnehmungen 15 im oberen Spulenkör­ perflansch, wird neben dem festeren Zusammenhalt zwi­ schen dem Spulenkörper und dem Joch auch erreicht, daß die Jochschenkel beim Betrieb des Magnetsystemes nicht nach außen ausweichen/wegfedern können, wenn der Anker auf das jeweilige Polstück aufschlägt.

Die stirnseitig an die Jochschenkel angeformten Lappen 24 sind vorzugsweise in einem solchen gegenseitigen Ab­ stand angeordnet, daß - bedingt durch die Kröpfung - die Permanentmagnete soeben zwischen die Lappen geschoben werden können. Dabei werden die Permanentmagnete dann nach dem Einschieben seitlich exakt geführt gehalten. Die Permanentmagnete und die Polstücke sind vorzugsweise schmaler als die Jochschenkel 23 ausgebildet, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung dicht benachbarter Ma­ gnetsysteme weitestgehend verhindert wird.

Zum Schluß der Montage werden die Polstücke und Perma­ nentmagnete durch einige Tropfen eines schnellhärtenden Klebers lagegesichert. Gegebenenfalls kann auch vorgesehen sein, die Innenräume zwischen Spulenkörper, Polstücken, Perma­ nentmagneten und Jochschenkeln insgesamt mit einer Ver­ gußmasse auszufüllen.

Claims (10)

1. Polarisierter Umschlagmagnet mit einem im wesentli­ chen U-förmigen Joch (1), in das ein Spulenkörper (2) eingesetzt ist, mit einem Anker (6), der durch den Spulenkörper (2) geführt ist, und der um eine zum Jochboden (27) parallel verlaufende Achse zwischen zwei Polstücken (4, 4′) bewegbar ist, und wobei im magnetischen Flußverlauf zwischen den Jochschenkeln (23) und den Polstücken (4, 4′) Permanentmagnete (5, 5′) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenkörper (2) formschlüssig in das U- förmige Joch (1) einschiebbar ist, wobei der untere Spulenkörperflansch (12) mit Anformungen (19) verse­ hen ist, die in Ausnehmungen (29) im bzw. am Jochbo­ den (27) eingreifen bzw. einrasten,
daß der obere Spulenkörperflansch (11) rahmenartig ausgebildet ist und Ausnehmungen (15) aufweist, in die die mit beabstandeten lappenartigen Anformungen (24) versehenen oberen Enden der Jochschenkel (23) eingreifen, und
daß die gewinkelten Polstücke (4, 4′) und die Perma­ nentmagnete (5, 5′) durch Durchbrüche (14) im oberen Spulenkörperflansch (11) in das Magnetsystem ein­ schiebbar sind, wobei Anschläge (16) am Spulenkör­ perflansch die Einschiebtiefe der Polstücke begren­ zen.

2. Umschlagmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformungen (24) eine zur Innenseite des U-förmigen Joches (1) weisende Kröpfung aufweisen.

3. Umschlagmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Anformungen (24) der Breite des jeweiligen Permanentmagneten (5, 5′) entspricht, wobei der Permanentmagnet nach dem Einschieben in das Magnetsystem durch die Anformungen (24) seitlich gehalten ist.

4. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenseiten der Jochschenkel (23) zusätzliche Halte- (36) bzw. Begrenzungsnoppen (35) angeordnet sind, die die Position der Permanentmagnete (5, 5′) in ihrer Höhen- und Seitenlage festlegen.

5. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformungen (24) eine Einlaufschräge (25) zur Montagehilfe und eine Hinterschneidung, die beim Einführen des Spulenkörpers (2) in das Joch (1) mit dem oberen Spulenkörperflansch (11) verrastet, aufweisen.

6. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformungen (19) des unteren Spulenkörper­ flansches (12) mit Rastvorsprüngen versehen sind, die in entsprechende Einformungen am Jochboden (27) einrastbar sind.

7. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Permanentmagnete (5, 5′) sowie der Polstücke (4, 4′), d. h. ihre Abmessung parallel zur Ankerachse (7), geringer als die Breite der Jochschenkel (23) ist.

8. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Spulenkörperflansch (12) zwei Halteösen (20) angeformt sind, in die die Achse (7) des Ankers (6) spielfrei einschiebbar ist.

9. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Spulenkörperflansch (12) eine kasten­ artige Vertiefung (18) aufweist, in die eine das untere Ende des Ankers (6) im Bereich der Achse (7) umgreifende Grundplatte (30) aus magnetisierbarem Material einsetzbar ist, wobei die Achse (7) durch die Grundplatte (30) an einer seitlichen Verschiebung gehindert ist.

10. Umschlagmagnet nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (6) mit einer Lagerbuchse (33) verse­ hen ist, die beidseitig geringfügig über den Anker vorsteht.