NL8801800A - Elektromagneet met in een kooi vastgehouden permanente magneet. - Google Patents

Description

> ' N.0. 35293 1 «

Elektromagneet met in een kooi vastgehouden permanente magneet.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een gepolariseerde 5 elektromagneet en meer in het bijzonder op middelen voor het samenhouden van de permanente polarisatiemagneet en verschillende mechanisch daaraan verbonden delen.

Uit FR-A-2.358.006 zijn gepolariseerde elektromagneten bekend waarbij een permanente magneet geplaatst is tussen een inwendig pool-10 stuk, verhoudingsgewijze dicht bij de spoel, en een uitwendig poolstuk, dat zich zijdelings op grotere afstand van de spoel bevindt. Een magnetische kern die axiaal beweegbaar is in de spoel bezit aan elk uiteinde poolschoenen waarvan ten minste een gestoken is in een luchtspleet tussen twee poolvlakken die respectievelijk behoren bij inwendige en uit-15 wendige pool stukken.

Al naar gelang of men een blstabiele danwel een monostabiele elektromagneet wenst te vervaardigen, verloopt de andere pool schoen in een andere luchtspleet tussen binnenste en buitenste pool stukken of daarentegen slechts in de nabijheid van een of twee vlakken van de een van de 20 pool stukken op afstand van het andere pool stuk.

FR-A-2.358.006 heeft in beginsel betrekking op permanente magnetische circuits, op basis waarvan bepaalde functies kunnen worden uitgevoerd. Het op economische wijze vervaardigen van deze circuits leidt tot bepaalde problemen. De bevestigingen zijn moeilijk nauwkeurig te 25 vervaardigen en geven aanleiding tot aanvullende luchtspleten. Mechanische vastzetsystemen waarbij klinknagels worden gebruikt zijn kostbaar wanneer zij nauwkeurig worden uitgevoerd en beïnvloeden de magnetische flux.

Doel van de uitvinding is derhalve eenvoudige, doeltreffende, 30 nauwkeurige en gemakkelijk te monteren middelen te verschaffen, welke geen nadelige gevolgen hebben met betrekking tot het magnetisme, voor het vervaardigen van het samenstel van twee pool stukken en de permanente magneet bij een elektromagneet van het genoemde soort.

Doel van de uitvinding is derhalve een elektromagneet met een in-35 duktiespoel en een eerste en een tweede ten opzichte van elkaar beweegbaar magnetisch samenstel, waarbij het eerste samenstel een kern bevat die omgeven is door de spoel, en het tweede samenstel een inwendig pool stuk bevat, verhoudingsgewijze dicht bij de spoel, een uitwendig pool stuk dat zich op verhoudingsgewijze grote afstand van de spoel be-40 vindt, waarbij een permanent magneet zich bevindt tussen de uitwendige «8801800 2 en de inwendige pool stukken, en waarbij de kern aan ten minste een kant van de spoel een schoen bevat die gestoken is in een luchtspleet die bepaald is tussen de inwendige en uitwendige pool stukken.

Volgens de uitvinding wordt de elektromagneet gekenmerkt door een 5 niet-magnetische kooi die op het uitwendige pool stuk is geklikt en die voor de permanente magneet en voor het inwendige pool stuk respectievelijke behuizingen bezit bepaald door positionerings- en vasthoudmidde-len met betrekking tot dwarsverplaatsingen ten opzichte van de magneti-satie-as van de permanente magneet.

10 De wijzen voor het vastzetten door klikken verzekeren zonder moeilijkheden een nauwkeurige positionering. De kooi kan derhalve nauwkeurig gepositioneerd worden ten opzichte van het uitwendige pool stuk. Op zijn beurt positioneert hij met nauwkeurigheid het inwendige pool stuk.

De kooi positioneert de pool stukken en de permanente magneet ten 15 opzichte van elkaar en houdt deze vast met betrekking tot ten opzichte van de magnetisatie-as van de permanente magneet dwars gerichte verplaatsingen. Volgens de uitvinding is gebleken dat de bewegingen in de magnetisatierichting doeltreffend worden tegengegaan door de aantrekkingskracht die de permanente magneet uitoefent op elk van de poolstuk-20 ken.

Volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding bepaalt de kooi, . aan de zijde van het inwendige pool stuk tegenover de luchtspleet, een behuizing voor een magnetische spits die magnetisch in aanraking is met het uitwendige pool stuk en die samen met een dwarsgebied van het uit-25 wendige pool stuk een luchtspleet bepaalt waardoor beweegbaarheid bestaat tussen een tweede schoen van de kern en het uitwendige pool stuk tussen een positie waarin de tweede schoen rust tegen het uitwendige pool stuk en een positie waarin de tweede schoen zich nabij de spits bevindt.

30 Op deze wijze wordt een monostabiele elektromagneeet vervaardigd.

In de twee posities van het beweegbare samenstel is de tweede schoen magnetisch verbonden aan het uitwendige pool stuk. De permanente magneet tracht om het beweegbare samenstel terug te brengen in de positie waarin het magnetische circuit van de permanente magneet is gesloten, dat 35 wil zeggen de positie waarin de eerste poolschoen in aanraking is met het inwendige pool stuk, waarbij het magnetische circuit dan door de kern, de eerste poolschoen, het inwendige pool stuk, de permanente magneet, het uitwendige pool stuk en de tweede poolschoen loopt.

Volgens deze uitvoeringsvorm houdt de kooi de spits op de juiste 40 plaats tegen het uitwendige pool stuk. Daardoor kunnen het uitwendige t 860 1 80 0 * 3 t poolstuk en de spits afzonderlijk van elkaar vervaardigd worden uit eenvoudige uitgangsmaterialen zoals plaatmateriaal. Uit FR-A-2.358.006 wordt eerder de aanwijzing verkregen om het uitwendige pool stuk en de spits in een geheel te vervaardigen of zodanig samen te stellen dat ze 5 een enkel stuk vormen» hetgeen ingewikkeld is met het oog op de vervaardiging.

Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen uit de nu volgende beschrijving volgen.

De tekeningen zijn als niet-beperkende voorbeelden gegeven.

10 Fig. 1 toont een half aanzicht van een elektromagneet volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een aanzicht in perspectief van het uitwendige pool- stuk.

Fig. 3 toont een aanzicht in perspectief van een van de twee 15 kooien op grotere schaal.

Fig. 4 toont een axiaal aanzicht in doorsnede van het vaste magnetische samenstel.

Fig. 5 toont een doorsnede volgens het vlak V-V van fig. 1.

Fig. 6 toont een aanzicht in perspectief van het inwendige pool- 20 stuk.

In het afgebeelde voorbeeld bevat de elektromagneet een spoel 11 waarvan de wikkelingen aangebracht zijn op een juk 11c dat in het bijzonder eindflenzen 11a en 11b bezit.

Een eerste magnetisch samenstel, of beweegbaar samenstel, bevat 25 een magnetische kern 12 die axiaal verschuifbaar is in het inwendige van de spoel. De kern 12 bevat, voorbij de flens 11a van de spoel, een eerste pool schoen 14a en voorbij de flens 11b een tweede pool schoen 14b.

De elektromagneet bevat bovendien een tweede magnetisch samenstel 30 - of vast samenstel - met een uitwendig pool stuk 61 in de vorm van een rechthoekig gestel waarvan twee tegenover elkaar liggende vlakken 30a en 30b centrale gaten 62a en 62b vormen waarin verschuifbaar de uiteinden 12a en 12b van de kern 12 zijn gestoken, die zich bevinden voorbij de pool schoenen 14a en 14b. Het uitwendige pool stuk 61 is vervaardigd 35 van een strook magnetisch plaatmateriaal die viermaal over 90° gevouwen is zodanig dat zijn twee uiteinden met elkaar in aanraking zijn volgens een vlak 88 dat loopt door de as VV' van de spoel. Het gedeelte 30a bestaat zodoende uit twee halfvlakken 30'a en 30"a. De gedeelten 30a en 30b staan loodrecht op de as VV'. De twee andere gedeelten 29 lopen 40 evenwijdig aan de as VV', en zelfs evenwijdig aan het symmetrievlak van , 880 1 800 4 de elektromagneet, lopend door de as VV'.

Het naar de as VV' gekeerde vlak van elk gedeelte 29 van het uitwendig pool stuk 61 bevindt zich nabij een van de pool vlakken, het zuid-poolvlak in het voorbeeld, van een respectievelijke permanente magneet 5 17. Het andere pool vlak van elk van de magneten 17, gekeerd naar de as VV', bevindt zich nabij een respectievelijk inwendig poolstuk 16.

Het vlak gekeerd naar de as VV' van elk gedeelte 29 van het uitwendig poolstuk is bovendien magnetisch in aanraking met een pool spits 36 vervaardigd van magnetisch materiaal en die zich uitstrekt naar de 10 as VV' tussen de magneet 17 en het gedeelte 30b van het uitwendige poolstuk 61. Elke pool spits 36 bezit de vorm van een afgeplat parallellepipedum evenwijdig aan het vlak van het gedeelte 30b. De vrije afstand tussen het gedeelte 30b en het vlak 36a van de pool spits 36 gekeerd naar het gedeelte 30b is gelijk aan de vrije afstand tussen het 15 gedeelte 30a en een eindvlak 27a dat elk inwendig poolstuk 16 bezit naar het gedeelte 30a. Elke spits 36 bevindt zich op afstand van de naburige magneet 17 en het naburige inwendige poolstuk.

De pool schoen 14a van de kern 12 is gestoken in de twee luchtsple-ten 25a die elk gevormd zijn tussen het eindvlak 27a van een van de 20 stukken 16 en het gedeelte 30a van het uitwendige poolstuk 61. De andere schoen 14b van de kern 12 is gestoken in de luchtspleten 25b die elk gevormd worden door het vlak 36a van een van de spitsen 36 en het gedeelte 30b van het uitwendige poolstuk 61. Verder is de afstand tussen de pool schoenen 14a en 14b zodanig dat wanneer de pool schoen 14a in 25 aanraking is met het gedeelte 30a, de pool schoen 14b in aanraking is met de spitsen 36 en wanneer de schoen 14a in aanraking is met het vlak 27a van de inwendige pool stukken 16, de schoen 14b in aanraking is met het gedeelte 30b van het uitwendige poolstuk 61.

Wanneer derhalve de spoel wordt bekrachtigd, rekening houdend met 30 de circulatierichting van de stroom ten opzichte van de wikkel richting van de windingen, wordt de kern 12 aangedreven naar de eerste van de posities die zojuist beschreven zijn (positie weergegeven in fig. 1) waarin hij een gesloten of bij benadering gesloten magnetisch circuit vormt lopend door de kern 12, schoèn 14a, uitwendig poolstuk 61, spits 35 36, en de schoen 14b. Dit magnetische circuit loopt niet door de permanente magneet 17. Wanneer derhalve de bekrachtiging van de spoel 11 wordt opgeheven, dringt de magneet 17 het beweegbare samenstel terug naar de tweede genoemde positie waarin de eerste schoen 14a in aanraking is met de inwendige pool stukken 16 terwijl de tweede schoen 14b in 40 aanraking is met het gedeelte 30b van het uitwendige poolstuk 61, zoda- ,8801800 5 nig dat het magnetische circuit zich weer sluit over de permanente magneten 17, die, zoals de inwendige pool stukken 16, magnetisch evenwijdig aan elkaar zijn gemonteerd.

Ter verzekering van de mechanische samenhang van het vaste magne-5 tische samenstel is volgens de uitvinding voor elk samenstel dat een van de gedeelten 29a of 29b bevat van het uitwendige pool stuk 61, en de bijbehorende magneet 17, het inwendige pool stuk 16 en de bijbehorende spits 36, een vasthoudkooi 60 voorzien.

Elke kooi 60 bevat twee langswanden 73, 74 evenwijdig aan de 10 as W' en loodrecht op de vlakken van de gedeelten 29. De vrije afstand tussen de wanden 73, 74 is gelijk aan de breedte p (fig. 5} van de ge deelten 29 van het uitwendige poolstuk 61. In bedrijf liggen de wanden 73, 74 aan weerszijden van het bijbehorende gedeelte 29. De uitwendige rand van de wanden 73, 74 komt gelijk te liggen met het uitwendige vlak 15 van het gedeelte 29. De in hetzelfde vlak liggende vlakken 85, 86, 87 van de drie dwarsbalken 75, 76, 77 die de wanden 73, 74 onderling verbinden, bevinden zich nabij het inwendig vlak van het gedeelte 29.

De twee eindbalken 75 en 77 bezitten haken 78 respectievelijk 80 bestemd om samen te werken met inkepingen 63 en 64 respectievelijk van 2Q het pool stuk 61 om de kooi 60 in te klikken tegen het inwendig vlak van het gedeelte 29 in de hierboven beschreven positie.

Ite zich op de dwarsbalk 75 bevindende haken 78 zijn positione-ringsstiften gericht naar de wand 30a bestemd om, in wezen zonder speling dwars ten opzichte van VV', gestoken te worden in inkepingen 63 25 aangebracht in het pool stuk 61 aan de twee uiteinden van de hoek tussen het bijbehorende gedeelte 29 en het gedeelte 30a. Aan de zijde tegenover het vlak 85, bezitten de stiften 78 een schouder 79 bestemd om aan te liggen tegen het inwendig vlak van het gedeelte 30a teneinde de positie van de kooi nauwkeurig te bepalen ten opzichte van het uitwendige 30 pool stuk in (te richting VV' .

Elke haak 80 vormt met de dwarsbalk 77 waarop hij is aangebracht een U-vormige uitvoering met de opening gekeerd naar het gedeelte 30a. Elke haak 80 is bestemd gestoken te worden in een inkeping 64 van de rand van het gedeelte 29, zodanig dat het eindgedeelte van elke haak 80 35 steunt op het uitwendig oppervlak van het gedeelte 29 terwijl het centrale gebied 81 van de U-vormige uitvoering elastisch met zijn uitwendige vlak rust tegen de bijbehorende rand van de inkeping 64 zodanig dat de kooi met zijn schouders 79 elastisch aangedrukt wordt tegen het gedeelte 30a.

40 De dwarsbalken 75 en 76 bepalen onderling een behuizing met pre- .8801800 6 eies de afmetingen van de permanente magneet 17.

Bovendien is de tussendwarsbal k 76 verlengd naar de as VV' door een vleugel 76a die zich uitstrekt tot aan de inwendige rand van elke langswand 73 of 74. Het inwendige pool stuk 16 bevindt zich tussen deze 5 vleugel 76a en twee richels 82, 83 die naar elkaar gericht zijn, en zich bevinden op de langswanden 73, 74 tussen hun respectievelijke inwendige rand en de dwarsbalk 75. De vrije afstand tussen de vleugel 76a en de richels 82, 83 is gelijk aan de bijbehorende afmetingen van het pool stuk 16. In elk geval bezit het pool stuk 16 in de richting van het 10 gedeelte 30a een uitsteeksel 27 (fig. 4 en 6) gestoken tussen de richels 82, 83 zodanig dat zij met het reeds genoemde eindvlak 27a samenvallen met het uitwendig vlak van de richels 82, 83.

Om de positionering van het stuk 16 te verbeteren, bevat deze op zijn langsranden twee tegenover elkaar liggende oren 91, 92 (fig. 6) 15 gestoken in bijbehorende uitsparingen 84, 86 (fig. 3) van de inwendige rand van de zijwanden 74, 73. Wanneer deze laatste positioneringsmidde- len zijn voorzien, kunnen de richels 82, 83 worden weggelaten en kan het inwendige pool stuk 16 zich over zijn gehele breedte uitstrekken tot juist bij de bijbehorende randen 71 van de zijwanden 73 en 74.

20 Het gedeelte 29, de magneet 17 en het inwendige pool stuk 16 bezitten allen een breedte die gelijk is aan de vrije breedte tussen de wan den 73 en 74 en zijn eenvoudigweg opgestapeld tussen deze wanden. De wanden 73 en 74 en de dwarsbalken 75 en 76 positioneren het gedeelte 29, de magneet 17 en het pool stuk 16 ten opzichte van elkaar slechts 25 met betrekking tot verplaatsingen loodrecht op de magnetisatie-as van de magneet 17, dat wil zeggen evenwijdig aan het symmetrievlak van de elektromagneet. De magneet 17 verhindert door zijn aantrekkingskracht dat de pool stukken 29 en 16 zich daarvan verwijderen. De hoogte van de wanden 73 en 74 is zodanig dat de 'inwendige langsrand daarvan samenvalt 30 met het inwendig vlak van het pooTstuk 16 in bedrijf.

De kooi bepaalt bovendien tussen de dwarsbalk 76 en de dwarsbalk 77 een behuizing 72 waarin in bedrijf de spits 36 wordt opgenomen, welke bestaat uit een eenvoudig rechthoekig parallellepipedum van magneti-seerbaar materiaal. De spits 36 bezit naar de as VV een vlak dat in 35 bedrijf zich in het verlengde bevindt van de inwendige rand van de vleugel 76a en in het verlengde van het inwendig vlak van het pool stuk 16. Teneinde de spits 36 in deze positie te houden waarin zijn vlak gekeerd naar het gedeelte 29 stevig tegen deze laatste is aangebracht, bezit elk van de langswanden 73 en 74 langs zijn inwendige rand een 40 klikbek 86 waarmee de pool spits 36 wordt vastgehouden. De dwarsbalk 76 .8801800 7 en zijn vleugel 76a vormen een schot tussen aan de ene kant de spits 36 en aan de andere kant de magneet 17 en het inwendige pool stuk 16.

Teneinde de afmetingen te rationaliseren, is voorzien dat de kooi 60 de spits 36 zodanig vasthoudt dat zijn luchtspleetvlak 36a zich in 5 wezen in het vlak BB' bevindt (fig. 4) van de flens lib (fig. l) en het inwendige pool stuk 16 zodanig vasthoudt dat zijn luchtspleetvlak 27a in wezen in het vlak AA' (fig. 4) ligt van de andere flens 11a (fig. 1). Zodoende zijn de enige ruimten die in belangrijke mate niet gebruikt worden in het inwendige van de elektromagneet die welke nodig zijn voor 10 de verplaatsing van de pool schoenen 14a en 14b.

Bij voorkeur is (te kooi in een geheel uitgevoerd van gevormd kunststofmateriaal, Ook is het echter denkbaar om ten minste bepaalde gedeelten van de kooi uit te voeren in niet-magnetisch metaal, in het bijzonder uit een blad van niet-magnetisch metaal.

15 Natuurlijk is de uitvinding niet beperkt tot de beschreven en weergegeven voorbeelden.

De uitvinding is in het bijzonder toepasbaar op elektromagneten die geen spits bevatten zoals 36 en waarvan het inwendige pool stuk 16 twee tegenover elkaar liggende luchtspleetvlakken bezit, de ene zoals 20 26a en de andere tegenover het gedeelte zoals 30b. In dit geval zou de kooi een rechter gedeelte kunnen hebben (zoals afgebeeld in de figuren) dat niet veranderd is en een linker gedeelte dat symmetrisch is ten opzichte van het rechter gedeelte met betrekking tot een vlak loodrecht op VV‘, waarbij de haakmiddelen de In het voorbeeld van de fig. 1 t/m 6 25 beschreven constructie evenwel vasthouden.

Indien gevreesd wordt dat de aantrekkingskracht van de magneet 17 onvoldoende is om de samenhang met betrekking tot verplaatsingen evenwijdig aan de magnetisatie-as van de magneet te verzekeren, kan de klikbek zoals 86 verlengd worden langs de inwendige rand van de wanden 30 73 en 74 zodanig dat hij tevens het inwendige pool stuk 16 vasthoudt.

.8601800

Claims (12)

1. Elektromagneet met een induktiespoel (11) en een. eerste en een tweede magnetisch samenstel die ten opzichte van elkaar beweegbaar 5 zijn, waarbij het eerste samenstel een kern (12) bevat omgeven door de spoel (11), het tweede samenstel een inwendig pool stuk (16) bevat, verhoudingsgewijze dichtbij de spoel (11) en een uitwendig poolstuk (61) op verhoudingsgewijze grote afstand van de spoel (11), een permanente magneet (17) geplaatst tussen de uitwendige (61) en inwendige (16) 10 pool stukken, waarbij de kern (12) aan ten minste een kant van de spoel (11) een schoen (14a) bevat gestoken in een luchtspleet (25a) die bepaald is tussen de inwendige (16) en uitwendige (61) poolstukken, gekenmerkt door een niet-magnetische kooi (60) die geklikt is op het uitwendige pool stuk (61) en voor de permanente magneet (17) en voor het 15 inwendige pool stuk (16) respectievelijke behuizingen bevat bepaald door middelen (73 t/m 77) voor het positioneren en vasthouden met betrekking tot verplaatsingen dwars gericht ten opzichte van de magnetisatie-as van de permanente magneet (17).

2. Elektromagneet volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat els 20 klikmiddelen de kooi (16) haken (78, 80) bevat gestoken in inkepingen (63, 64) van het uitwendige pool stuk.

3. Elektromagneet volgens een van de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de kooi (60) twee langswanden (73, 74) bevat waartussen de poolstukken (61, 16) en de permanente magneet (17) worden opgestapeld.

4. Elektromagneet volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat elke langswand (73, 74) een inkeping (84, 86) bevat waarin een oor (94, 92) gestoken is van een inwendig pool stuk (16).

5. Elektromagneet volgens een van de conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat de kooi twee dwarsbalken (75, 76) bevat geplaatst tussen 30 de poolstukken (16, 61) aan weerskanten van de permanente magneet (17) die deze positioneren.

6. Elektromagneet volgens een van de conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat met betrekking tot verplaatsingen evenwijdig aan de magne-tisatie-as van de permanente magneet (17) de poolstukken (16, 61) en de 35 permanente magneet (17) onbeweegbaar vastgehouden worden door de kracht van de permanente magneet.

7. Elektromagneet volgens een van de conclusies 1 t/m 6, met het kenmerk, dat aan de zijde van de luchtspleet de kooi (60) twee naar elkaar gekeerde richels (82, 83) bezit, welke het inwendige pool stuk (16) 40 positioneren met betrekking tot verplaatsingen in de richting van de .8801800 vernauwing van de luchtspleet (25a).

, 8. Elektromagneet volgens een van de conclusies 1 t/m 7, met het kenmerk, dat aan de kant van het inwendige pool stuk (16) tegenover de luchtspleet (25a) de kooi (60) een behuizing (72) bepaalt voor een mag-5 netische spits (36) die magnetisch in contact is met het uitwendige pool stuk (61) en die met een dwarsgebied (30b) van het uitwendige pool-stuk (61) een luchtspleet (25) bepaalt waarin een tweede schoen (14b) van de kern (12) en het uitwendige pool stuk (61) ten opzichte van elkaar beweegbaar zijn tussen een positie waarin de tweede schoen (14b) 10 aanligt tegen het uitwendige poolstuk (61) en een positie waarin de tweede schoen (14b) nabij de spits (36) ligt.

9. Elektromagneet volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de kooi (60) een schot (76, 76a) bevat geplaatst tussen de spits (36) aan de ene kant en de magneet (17) en het inwendige poolstuk (16) aan de 15 andere kant.

10. Elektromagneet volgens een van de conclusies 8 of 9, met het kenmerk, dat de kooi (60) klikmiddelen (86) bevat waarmee de spits (36) aangehouden wordt tegen het uitwendige poolstuk (61).

11. Elektromagneet volgens een van de conclusies 8 t/m 10, waarbij 20 de induktiespoel (11) windingen bevat gevormd tussen twee eindflenzen (11a, 11b), met het kenmerk, dat de kooi (60) de spits (36) vasthoudt zodanig dat zijn luchtspleetvlak (36a) zich in wezen bevindt in het vlak (BB') van een van de flenzen (11b), en het inwendige poolstuk (16) zo vasthoudt dat zijn luchtspleetvlak (27a) zich in wezen bevindt in 25 het vlak (AA1) van de andere flens (11a).

12. Elektromagneet volgens een van de conclusies 1 t/m 11, met het kenmerk, dat de kooi (60) van kunststof is. . 880 1 80 0