DE29903873U1 - Electrical device, especially lifting magnet - Google Patents
Electrical device, especially lifting magnetInfo
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Kuhnke GmbH
Lütjenburger Straße 101
23714 MalenteKuhnke GmbH
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Elektrisches Gerät, insbesondere HubmagnetElectrical device, especially lifting magnet
Die Erfindung geht aus von einem elektrischem Gerät, insbesondere einem Hubmagneten, mit mindestens einer elektrisch bestrombaren Spule, einem, von magnetischen Feldlinien durchflutbaren, weichmagnetischen Jochkreis, welcher die Spule wenigstens teilweise umgreift, mit einem Kern, der mindestens teilweise in die Spule eintaucht, und der unter Anlage am Jochkreis ortsfest mit diesem verbunden ist, ferner mit einem Anker, der axialbewegbar in die Spule hineinragt, wobei der Anker bei unbestromter Spule eine erste Position einnimmt und durch Bestromung der Spule eine zweite Position einnimmt, daß der Anker mit Riegelmittel zusammenwirkt und der Anker in wenigstens einer seiner Positionen durch das Riegelmittel entriegelbar oder verriegelbar ist, wobei das Riegelmittel bei unbestromter Spule eine erste Position bzw. bei bestromter Spule eine zweite Position einnimmt.The invention is based on an electrical device, in particular a lifting magnet, with at least one coil that can be electrically energized, a soft magnetic yoke circuit through which magnetic field lines can flow, which at least partially surrounds the coil, with a core that is at least partially immersed in the coil and which is connected to the yoke circuit in a fixed position while resting on it, furthermore with an armature that projects axially into the coil, whereby the armature assumes a first position when the coil is not energized and assumes a second position when the coil is energized, that the armature cooperates with locking means and the armature can be unlocked or locked in at least one of its positions by the locking means, whereby the locking means assumes a first position when the coil is not energized and a second position when the coil is energized.
In der DE 196 25 657 A1 wird ein elektrisches Gerät mit einem Riegelmittel beschrieben. Dieses Riegelmittel ist ein schwenkbeweglicher Teil des Jochkreises und - in bestromten Zustand annähernd achsparallel - über die gesamte Länge der Spule hinausgehend angeordnet. Im Bereich des aus der Spule austretenden Ankers ist dieses Riegelmittel abgewinkelt, wobei das abgewinkelte Teil über die Mittenachse des elektrischen Gerätes hinausragt. InIn DE 196 25 657 A1 an electrical device with a locking means is described. This locking means is a pivoting part of the yoke circle and - when energized - is arranged almost parallel to the axis over the entire length of the coil. In the area of the armature emerging from the coil, this locking means is angled, with the angled part protruding beyond the center axis of the electrical device. In
diesem abgewinkelten Teil des Riegelmittels ist eine Ausnehmung so eingebracht, daß der Anker einerseits in unbestromtem Zustand axial frei beweglich ist, andererseits in bestromtem Zustand der Spule verriegelt ist. Zur Bewegungsfreigabe des Ankers wird u. a. durch eine quer zur Achsrichtung angeordnete Feder genutzt, deren Federkraft das Riegelmittel in unbestromtem Zustand der Spule in eine entriegelte Position bringt. Wird die Spule bestromt, bewegt sich aufgrund der elektromagnetischen aufgebrachten Kraft zum einen der Anker axial in die Spule hinein, zum anderen wird das Riegelmittel gleichzeitig gegen die Wirkung der Feder, ebenfalls durch die elektromagnetische Kraft, in die Ausnehmung des Ankers zum Eingriff gebracht. In dieser Position ist der Anker durch das Riegelmittel gesichert, so daß der Anker auch einer externen auf den Anker einwirkenden - und der elektromagnetischen Kraft entgegengerichteten Kraft in der verriegelten Position verbleibt.A recess is made in this angled part of the locking means so that the armature can move freely axially when the coil is de-energized, and is locked when the coil is energized. The armature is released to move using a spring arranged transversely to the axial direction, the spring force of which brings the locking means into an unlocked position when the coil is de-energized. If the coil is energized, the armature moves axially into the coil due to the electromagnetic force applied, and the locking means is simultaneously brought into engagement with the armature's recess against the effect of the spring, also by the electromagnetic force. In this position, the armature is secured by the locking means, so that the armature remains in the locked position even when an external force acts on the armature - and is directed against the electromagnetic force.
Dieses elektrische Gerät weist den Nachteil auf, daß bei einer entsprechend großen, der elektromagnetischen Kraft entgegengerichteten externen Kraft auf den Anker das Riegelmittel den Anker derart verriegelt, daß bei Stromfreischaltung der Spule die Feder nicht in der Lage ist, den Anker zuverlässig zu entriegeln. Eine Erhöhung der Federkraft verbietet sich, da diese wiederum der elektromagnetisch aufzubringenden Kraft entgegenwirkt. Weiterhin ist der magnetische Fluß im Bereich der Verschwenkbarkeit des Riegelmittels, das ein direkter Teil des Jochkreises ist, stark gestört, da hier mehrere funktionserforderliche Luftspalte durch die Feldlinien zu überbrücken sind. Dieses reduziert den Wirkungsgrad des Gerätes merklich.This electrical device has the disadvantage that if a sufficiently large external force is applied to the armature, which is directed against the electromagnetic force, the locking means locks the armature in such a way that when the coil is de-energized, the spring is not able to reliably unlock the armature. Increasing the spring force is not permitted, as this in turn counteracts the electromagnetic force that can be applied. Furthermore, the magnetic flux in the area where the locking means can be pivoted, which is a direct part of the yoke circuit, is severely disturbed, as several air gaps that are required for operation have to be bridged by the field lines. This noticeably reduces the efficiency of the device.
Es besteht die Aufgabe, ein elektromagnetisches Gerät, insbesondere einen Hubmagnet und im folgenden Hubmagnet genannt, dahingehend zu verbessern, daß eine sichere Verriegelung bzw. Entriegelung des Ankers in vorgegebener Position erreicht wird. Gleichzeitig soll die Verriegelung durch eine vorbestimmte erhöhte externe Krafteinwirkung auf den Anker gezielt ohne elektromagnetisch Einflußnahme aufgehoben werden können.The task is to improve an electromagnetic device, in particular a lifting magnet, hereinafter referred to as a lifting magnet, in such a way that a secure locking or unlocking of the armature in a predetermined position is achieved. At the same time, the locking should be able to be released by a predetermined increased external force on the armature in a targeted manner without electromagnetic influence.
Die Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Riegelmittel wenigstens teilweise aus weichmagnetischem Werkstoff besteht und am/im Jochflansch querbeweglich zur Längsachse des Ankers gelagert und wenigstens teilweise von magnetischen Feldlinien durchflutbar und hierdurch bewegbar ist, und daß das Riegelmittel und der Anker durch Bestromung der Spule aus einer jeweils ersten Position in eine jeweils zweite Position bringbar ist, wobei der Anker durch das Riegelmittel in wenigstens einer seiner jeweiligen Positionen verriegelt oder entriegelt ist. Hierbei steht das Riegelmittel mit dem Jochkreis wenigstens teilweise in flächigem Kontakt bzw. in Wirkkontakt und ist durch Bestromung der Spule quer zur Längsachse des Ankers, jedoch entlang der Längsachse des Riegelmittels und unter Überwindung eines Arbeitsluftspaltes bewegbar. Die elektromagnetisch bedingte Bewegung des Riegelmittels quer zur Längsachse des Ankers erfolgt gegen die Kraft einer Feder, die in vorgegebener Weise das Riegelmittel in unbestromtem Zustand in seine jeweilige Ausgangsposition, die sogenannte erste Position bringt. Durch Bestromung der Spule wird aufgrund des elektromagnetischen Einflusses und der entsprechenden magnetischen Durchflutung des Riegelmittels die Federkraft überwunden und das Riegelmittel bewegt sich unter Überwindung des Arbeitsluftspaltes in die mögliche zweite Position. Das Riegelmittel wirkt mit einer hierzu korrespondierenden Ausnehmung in einem entsprechend ausgestaltetem Teilabschnitt am Außenumfang des axialbeweglichen Ankers in der Weise zusammen, daß das Riegelmittel zur Verriegelung hierin wenigstens teilweise in Eingriff und zur Entriegelung in Ausgriff gebracht wird. Es hat sich bewährt, die Ausnehmung als umlaufende, konkav gestaltete Nut in den Anker einzubringen und das Riegelmittel an der dem Anker zugekehrten Stirnseite konvex auszubilden. Hierbei weist die dem Anker zugewendete Stirnfläche des Riegelmittels vorzugsweise eine kugelförmige Ausgestaltung auf, die mit der Ausnehmung des Ankers korrespondiert, so daß ein störungsfreier Eingriff in die Ausnehmung des Ankers bzw. Ausgriff des Riegelmittels aus der Ausnehmung des Ankers erfolgt. Abhängig von der vorgegebe-The object is achieved by the characterizing feature of claim 1 in that the locking means consists at least partially of soft magnetic material and is mounted on/in the yoke flange so that it can move transversely to the longitudinal axis of the armature and can be at least partially penetrated by magnetic field lines and thus moved, and that the locking means and the armature can be brought from a first position to a second position by energizing the coil, the armature being locked or unlocked by the locking means in at least one of its respective positions. The locking means is at least partially in surface contact or in operative contact with the yoke circuit and can be moved transversely to the longitudinal axis of the armature by energizing the coil, but along the longitudinal axis of the locking means and by overcoming a working air gap. The electromagnetically induced movement of the locking means transverse to the longitudinal axis of the armature takes place against the force of a spring, which in a predetermined manner brings the locking means in the de-energized state into its respective starting position, the so-called first position. By energizing the coil, the spring force is overcome due to the electromagnetic influence and the corresponding magnetic flux through the locking means and the locking means moves into the possible second position, overcoming the working air gap. The locking means interacts with a corresponding recess in a correspondingly designed section on the outer circumference of the axially movable armature in such a way that the locking means is at least partially engaged therein for locking and disengaged for unlocking. It has proven useful to introduce the recess as a circumferential, concave groove in the armature and to make the locking means convex on the end face facing the armature. In this case, the front surface of the locking means facing the anchor preferably has a spherical design that corresponds to the recess of the anchor, so that a trouble-free engagement in the recess of the anchor or the engagement of the locking means from the recess of the anchor takes place. Depending on the specified
nen Eingrifftiefe des Riegelmittels in die Ausnehmung des Ankers ist es möglich, daß das Riegelmittel durch eine vorbestimmte, externe, auf den Anker einwirkende Kraft aus der Verriegelung des Ankers in Ausgriff zu bringen ist.Due to the depth of engagement of the locking means in the recess of the anchor, it is possible that the locking means can be disengaged from the locking of the anchor by a predetermined, external force acting on the anchor.
Der magnetisch leitende Jochflansch ist so gestaltet, daß er einen magnetischen Widerstandsbereich, z. B. durch gezielte Querschnittsschwächungen des Jochflansches, aufweist. In diesen Widerstandsbereich wird das Riegelmittel, das wenigstens teilweise aus magnetisch leitendem Werkstoff besteht, derart eingebracht, daß das Riegelmittel entlang seiner Längsachse eine axiale Bewegungsfreiheit unter Bildung bzw. Überwindung eines Arbeitsluftspaltes aufweist. Durch die Kraft einer Feder wird das Riegelmittel in eine erste Position gebracht, bei der der gewollte Arbeitsluftspalt als veränderbarer magnetischer Widerstand gebildet wird. Durch Bestromung der Spule durchflutet ein Teil der magnetischen Feldlinien das Riegelmittel und übt eine größere, der Kraft der Feder entgegengerichtete Kraft auf das Riegelmittel aus. Hierdurch bewegt sich das Riegelmittel gegen die Kraft der Feder, überwindet den Arbeitsluftspalt und kommt in seiner zweiten Position zur Anlage. Innerhalb der Spule ist der axialbewegliche Anker unter Bildung eines Anker-Arbeitsluftspaltes gelagert und wird z. B. durch die Kraft eines federnden Elementes, durch eine Feder, in eine erste Ankerposition gebracht. Bei Bestromung der Spule wird beispielsweise das die ersten Ankerposition verriegelnde Riegelmittel durch elektromagnetische Einwirkung in Ausgriff aus der zugehörigen Ausnehmung des Ankers gebracht, wodurch die axiale Ankerbewegungsfreigabe erfolgt. Der Anker seinerseits überwindet nun, ebenfalls durch die elektromagnetische Einwirkung seinen Anker-Arbeitsluftspalt unter gleichzeitiger Abgabe einer nutzbaren Kraft.The magnetically conductive yoke flange is designed in such a way that it has a magnetic resistance area, e.g. through targeted cross-sectional weakening of the yoke flange. The locking means, which consists at least partially of magnetically conductive material, is introduced into this resistance area in such a way that the locking means has axial freedom of movement along its longitudinal axis while forming or overcoming a working air gap. The force of a spring brings the locking means into a first position in which the desired working air gap is formed as a variable magnetic resistance. By energizing the coil, a part of the magnetic field lines flows through the locking means and exerts a larger force on the locking means that is opposite to the force of the spring. As a result, the locking means moves against the force of the spring, overcomes the working air gap and comes to rest in its second position. The axially movable armature is mounted within the coil while forming an armature working air gap and is e.g. B. by the force of a resilient element, by a spring, brought into a first armature position. When the coil is energized, for example, the locking means locking the first armature position is brought out of the corresponding recess in the armature by electromagnetic influence, which releases the axial armature movement. The armature in turn now overcomes its armature working air gap, also by the electromagnetic influence, while simultaneously releasing a usable force.
Das Riegelmittel ist in einer ersten beispielhaften Ausführungsform an einer äußeren, der Spule abgewandten Fläche des Jochflansches angeordnet. Hierbei weist der Jochflansch eine den Jochflanschquerschnitt schwächende Ausnehmung auf, in welcher das Riegelmittel und die zugeordnete Feder unter BiI-In a first exemplary embodiment, the locking means is arranged on an outer surface of the yoke flange facing away from the coil. The yoke flange has a recess that weakens the yoke flange cross section, in which the locking means and the associated spring are arranged under pressure.
dung eines Arbeitsluftspaltes bewegbar gelagert sind. Eine Abdeckung 8 bietet einerseits Schutz vor Verunreinigung und nimmt andererseits einen Teil des Riegelmittels und der Feder in einer zugehörigen Ausnehmung auf.are movably mounted to form a working air gap. A cover 8 offers on the one hand protection against contamination and on the other hand accommodates part of the locking means and the spring in an associated recess.
In einer anderen Ausführung ist das Riegelmittel in einer Ausnehmung des Spulenkörperflansches entlang der Längsachse des Riegelmittels bewegbar gelagert. Korrespondierend und deckungsgleich hierzu weist der Jochflansch ebenfalls eine Ausnehmung auf, in welcher das Riegelmittel unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes bewegbar gelagert ist. Diese Ausführung baut im Vergleich zum erstgenannten Ausführungsbeispiel in Richtung der Längsachse des Ankers kürzer, da der Jochflansch gleichzeitig als Abdeckung dient und somit die separate Abdeckung der erstgenannten Ausführung entfällt.In another design, the locking means is movably mounted in a recess in the coil body flange along the longitudinal axis of the locking means. Correspondingly and congruently, the yoke flange also has a recess in which the locking means is movably mounted to form a working air gap. This design is shorter in the direction of the longitudinal axis of the armature compared to the first-mentioned embodiment, since the yoke flange also serves as a cover and thus the separate cover of the first-mentioned design is omitted.
In einer wiederum anderen Ausführung des Hubmagneten ist der Anker in einem vorgegebenen Teilabschnitt mit zwei Ausnehmungen versehen, die mit der dem Anker zugekehrten Stirnfläche eines jeweiligen Riegelmittels korrespondieren. Eines der Riegelmittel ist elektromagnetisch in Eingriff, das andere Riegelmittel elektromagnetisch in Ausgriff bringbar. Hierbei läßt sich der Anker in seinen beiden Positionen, d. h., in unbestromten bzw. in bestromten Zustand der Spule durch ein jeweils zugehöriges Riegelmittel verriegeln.In yet another design of the lifting magnet, the armature is provided with two recesses in a predetermined section, which correspond to the front face of a respective locking means facing the armature. One of the locking means is electromagnetically engaged, the other locking means can be electromagnetically disengaged. The armature can be locked in its two positions, i.e. in the de-energized or energized state of the coil, by an associated locking means.
Für den unbestromten Zustand gilt beispielsweise, daß das betreffende Riegelmittel durch die Druckkraft einer Druckfeder in die zugehörige Ausnehmung des Ankers in Eingriff gebracht ist, wodurch gleichzeitig ein Arbeitsluftspalt für das Riegelmittel gebildet ist. Der Jochflansch ist im Bereich dieses Riegelmittels bzw. das Riegelmittel ist so gestaltet, daß beim Bestromen der Spule die magnetischen Feldlinien das Riegelmittel wenigstens teilweise durchfluten. Die elektromagnetisch auf das Riegelmittel einwirkende Kraft ist so groß, daß sich das Riegelmittel unter Überwindung der Kraft der zugehörigen Druckfeder und unter Überwindung des zugehörigen Arbeitsluftspaltes vom Anker weg bewegt und die Ausnehmung freigibt - und somit die axiale Bewegungsfreigabe erfolgt.For the de-energized state, for example, the locking means in question is brought into engagement with the associated recess of the armature by the pressure force of a compression spring, which simultaneously creates a working air gap for the locking means. The yoke flange is in the area of this locking means or the locking means is designed in such a way that when the coil is energized, the magnetic field lines at least partially flow through the locking means. The electromagnetic force acting on the locking means is so great that the locking means moves away from the armature by overcoming the force of the associated compression spring and overcoming the associated working air gap and releases the recess - thus enabling axial movement.
Gleichzeitig fährt der Anker in seine zweite Position, in welcher er durch das weitere Riegelmittel verriegelt wird. Die Verriegelung durch dieses weitere Riegelmittel erfolgt ebenfalls durch die elektromagnetische Krafteinwirkung und unter Überwindung des zugehörigen Arbeitsluftspaltes, diesmal jedoch gegen die Kraft einer Zugfeder. Das Riegelmittel bewegt sich in Richtung Anker, wird mit der zugehörigen Ausnehmung des Ankers in Eingriff gebracht und verriegelt diesen in seiner zweiten Position.At the same time, the armature moves into its second position, in which it is locked by the additional locking means. The locking by this additional locking means is also carried out by the electromagnetic force and by overcoming the associated working air gap, but this time against the force of a tension spring. The locking means moves towards the armature, engages with the associated recess in the armature and locks it in its second position.
Wird die Spule stromlos geschaltet, wirkt zunächst die Zugfeder des verriegelnden weiteren Riegelmittels, so daß dieses aus der Ausnehmung des Ankers in Ausgriff gebracht wird. Somit kann der Anker durch die Kraft der ihm zugeordneten Feder in seine erste Position zurückfahren. In dieser nun neuen, ersten Position des Ankers wirkt die Druckfeder auf das dieser Ankerposition zugeordnete Riegelmittel, so daß dieses ohne elektromagnetische Wirkung wieder in der korrespondierenden Ausnehmung des Ankers in Eingriff gebracht wird und den Anker in dieser Position verriegelt.If the coil is de-energized, the tension spring of the additional locking latch initially acts, so that it is disengaged from the recess in the armature. The armature can then return to its first position using the force of the spring assigned to it. In this new, first position of the armature, the compression spring acts on the latch assigned to this armature position, so that it is again engaged in the corresponding recess in the armature without any electromagnetic effect and locks the armature in this position.
Die Anordnung der Riegelmittel geschieht sinnvollerweise so, daß sich jeweils zwei funktionell gleiche Riegelmittel z. B. die mit Druckfedern um 180° gegenüberliegen, daß die in ihrer Funktion hierzu invertierten Riegelmittel, die mit Zugfedern, jeweils um 90° zu denen mit Druckfedern versetzt sind, sich jedoch ebenfalls um 180° gegenüberliegen.The arrangement of the locking means is sensibly done in such a way that two functionally identical locking means, e.g. those with compression springs, are opposite each other by 180°, that the locking means that are inverted in their function, those with tension springs, are each offset by 90° from those with compression springs, but are also opposite each other by 180°.
In einer weiteren Ausführung ist der Hubmagnet nur mit einem Riegelmittel versehen, welches diesen bei bestromter Spule, also in der zweiten Ankerposition, verriegelt.In a further embodiment, the lifting magnet is only provided with a locking device, which locks it when the coil is energized, i.e. in the second armature position.
In einer wiederum anderen Ausführung ist der Hubmagnet nur mit einem Riegelmittel versehen, das diesen bei unbestromter Spule, also in der ersten Ankerposition, verriegelt.In yet another design, the lifting magnet is only provided with a locking device that locks it when the coil is de-energized, i.e. in the first armature position.
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Anhand der Zeichnung wird der Hubmagnet beispielhaft beschrieben. Es zeigen:The lifting magnet is described using the drawing as an example. It shows:
Fig. 1 einen Hubmagneten im Axialschnitt mit unbestromter Spule, Fig. 2 den selben Hubmagneten, jedoch bei bestromter Spule, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen weiteren Hubmagneten bei unbestromterFig. 1 shows a lifting magnet in axial section with a de-energized coil, Fig. 2 shows the same lifting magnet, but with a energized coil, Fig. 3 shows a longitudinal section through another lifting magnet with a de-energized coil.
Spule,
Fig. 4 zeigt den selben Hubmagneten gemäß Fig. 3, jedoch bei bestromterKitchen sink,
Fig. 4 shows the same lifting magnet as in Fig. 3, but with energized
Spule,
Fig. 5 zeigt einen Hubmagneten im Teilschnitt, der in beiden AnkerpositionenKitchen sink,
Fig. 5 shows a lifting magnet in partial section, which in both armature positions
verriegelbar ist, bei bestromter Spule.
Fig. 6 zeigt den Hubmagneten gemäß Fig. 5, jedoch bei unbestromter Spule.can be locked when the coil is energized.
Fig. 6 shows the lifting magnet according to Fig. 5, but with the coil de-energized.
In Fig. 1 ist der Hubmagnet 1 im Halbschnitt entlang der Längsachse X-X dargestellt. Der Hubmagnet besteht aus einer Spule 2, die durch die Spulenflansche 2.1 und 2.2 in ihrer axialen Länge begrenzt ist. Entlang ihrer Längsachse X-X weist die Spule eine durchgehende Ausnehmung auf, in die einerseits ein magnetisch leitender Kern 4 ortsfest und andererseits ein magnetisch leitender Anker 6 axialbeweglich eingebracht ist. Die Spule 2 wird von einem Jochkreis aus ebenfalls weichmagnetischem Werkstoff umgriffen. Der Kern 4 kommt im Bereich 5 zur möglichst spaltfreien form- und/oder kraftschlüssigen Anlage am Jochkreis 3.In Fig. 1, the lifting magnet 1 is shown in half section along the longitudinal axis X-X. The lifting magnet consists of a coil 2, the axial length of which is limited by the coil flanges 2.1 and 2.2. Along its longitudinal axis X-X, the coil has a continuous recess into which a magnetically conductive core 4 is fixed on the one hand and a magnetically conductive armature 6 is axially movable on the other. The coil 2 is surrounded by a yoke circle made of soft magnetic material. In the area 5, the core 4 comes into positive and/or force-fitting contact with the yoke circle 3 with as few gaps as possible.
Die dem Kern 4 gegenüberliegende Seite der Spule wird an ihrer äußeren Spulenflanschseite durch einen Jochflansch 3.1 aus weichmagnetischem Werkstoff abgeschlossen. Der Jochflansch weist seinerseits ebenfalls eine zentrische Durchbrechung auf, welche der Anker 6 axialbeweglich, den Jochflansch jedoch nicht berührend, durchdringt. Auf der der Spule 2 abgewandten Jochflanschseite 13 sind dem Hubmagneten eine Teil 7, 9 einer Verriegelung zugeordnet. Die Verriegelung besteht einerseits aus einer Ausnehmung 12.2 inThe side of the coil opposite the core 4 is closed on its outer coil flange side by a yoke flange 3.1 made of soft magnetic material. The yoke flange in turn also has a central opening through which the armature 6 penetrates in an axially movable manner, but without touching the yoke flange. On the yoke flange side 13 facing away from the coil 2, a part 7, 9 of a locking mechanism is assigned to the lifting magnet. The locking mechanism consists on the one hand of a recess 12.2 in
einem Teilbereich 11 des Ankers 6, in welche hiermit korrespondierende Riegelmittel 7 in Eingriff oder in Ausgriff bringbar sind. Diese Riegelmittel 7 bestehen ebenfalls aus weichmagnetischem Werkstoff und sind quer zur Längsachse X - X angeordnet. Die Riegelmittel 7 ihrerseits sind entlang ihrer eigenen Achse, die vorzugsweise rechtwinklig zur Achse X-X liegt, unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes Ar beweglich. In unbestromtem Zustand der Spule werden die Riegelmittel 7 durch eine Zugfeder 9 in einer ersten Position R I, von der Ankeroberfläche beabstandet, gehalten. Eine mögliche Bewegung der Riegelmittel 7 ist somit ausschließlich in Richtung auf die Achse X-X zum Anker 6 hin möglich. Eine Abdeckung 8 fixiert die Riegelmittel derart, daß lediglich die eine Bewegungsrichtung der Riegelmittel 7 quer zur Längsachse X-X unter Überwindung des Arbeitsluftspaltes Ar möglich ist. Somit stützt sich das Riegelmittel einerseits auf der Anlage 3.11 am Jochflansch 3.1 ab, andererseits an der der Spule zugewandten inneren Seite 8.1 der Abdeckung 8.a partial area 11 of the armature 6, into which corresponding locking means 7 can be brought into engagement or disengaged. These locking means 7 are also made of soft magnetic material and are arranged transversely to the longitudinal axis X-X. The locking means 7 in turn are movable along their own axis, which is preferably at right angles to the axis X-X, forming a working air gap Ar. When the coil is de-energized, the locking means 7 are held by a tension spring 9 in a first position R I, spaced from the armature surface. A possible movement of the locking means 7 is thus only possible in the direction of the axis X-X towards the armature 6. A cover 8 fixes the locking means in such a way that only one direction of movement of the locking means 7 is possible, transversely to the longitudinal axis X-X, overcoming the working air gap Ar. Thus, the locking means rests on the one hand on the system 3.11 on the yoke flange 3.1, and on the other hand on the inner side 8.1 of the cover 8 facing the coil.
Durch ein federndes Element 10, z. B. eine Druckfeder, wird der Anker 6 in unbestromtem Zustand in die Position AI gebracht. Hierbei ist die Ausnehmung 12.2 mit dem Riegelmittel 7 in Ausgriff.By means of a spring element 10, e.g. a compression spring, the armature 6 is brought into position AI in the de-energized state. In this case, the recess 12.2 is in engagement with the locking means 7.
Wird die Spule 2 bestromt, baut sich ein elektromagnetisches Feld auf, wodurch einerseits der Anker 6 aus der Position A I in die Position A Il bewegt wird. Die Differenz zwischen den Positionen A I und A Il ist der Hub des Hubmagneten, der auf diesem Weg eine nutzbare Kraft zur Verfügung stellt.If the coil 2 is energized, an electromagnetic field is built up, which on the one hand moves the armature 6 from the position A I to the position A II. The difference between the positions A I and A II is the stroke of the lifting magnet, which in this way provides a usable force.
Die Feldlinien Fe des magnetischen Feldes durchfluten in vorgegebener Weise auch das Riegelmittel 7, auf das nunmehr eine elektromagnetische Kraft ausgeübt wird. Diese elektromagnetische Kraft wirkt gegen die Kraft der Zugfeder 9 in Richtung des Ankers 6 in der Weise, daß das Riegelmittel 7 in bestromtem Zustand mit der Ausnehmung 12.2 in Eingriff gebracht wird, wie dieses aus Fig. 2 ersichtlich ist.The field lines F e of the magnetic field also flow through the locking means 7 in a predetermined manner, onto which an electromagnetic force is now exerted. This electromagnetic force acts against the force of the tension spring 9 in the direction of the armature 6 in such a way that the locking means 7 is brought into engagement with the recess 12.2 in the energized state, as can be seen from Fig. 2.
In Fig. 3 wird ebenfalls in einem Halbschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Hubmagnet ist prinzipiell aufgebaut, wie zu den Fig. 1 und 2 beschrieben, weist jedoch in Hinblick auf die Verriegelung vorteilhafte Unterschiede auf:Fig. 3 also shows a half-section of another embodiment. The lifting magnet is basically constructed as described for Figs. 1 and 2, but has advantageous differences with regard to the locking mechanism:
Der Spulenkörperflansch 14 ist an seiner der Spule 2 abgewandten Seite mit einer Ausnehmung 18 für die Aufnahme und Anlage des Riegelmittels 7 versehen. Der Jochflansch 3.10 weist an seiner der Spule zugewandten Seite 13.1 ebenfalls eine Ausnehmung 17 zur Aufnahme und Anlage des Riegelmittels 7 auf. Die Ausnehmungen 17 und 18 sind deckungsgleich und so ausgebildet, daß das Riegelmittel innerhalb dieser Ausnehmungen entlang der Riegelmittelachse bewegbar ist, d. h., quer zur Längsachse X-X. Fig. 3 zeigt, wie bereits in Fig. 1 beschrieben, die unbestromte Position des Hubmagneten. Die Zugfeder 9 hält die Riegelmittel 7 auf Abstand vom Anker 6, so daß zwischen der zeichnerisch dargestellten konvexen Ausbildung der dem Anker 6 zugewandten Stirnseite des Riegelmittels 7 und der korrespondierenden Ausnehmung 12.2 des Ankers ein Arbeitsluftspalt Ar gegeben ist. Durch das federnde Element 10 wird der Anker in seine unbestromte Position Al gebracht, wodurch ein weiterer Arbeitsluftspalt AA gegeben ist. Bei Bestromung der Spule 2 werden durch die elektromagnetischen Kräfte die Luftspalte Aa und AR überwunden und der Anker wird in der angezogenen Position A Il verriegelt, Fig. 4.The coil body flange 14 is provided on its side facing away from the coil 2 with a recess 18 for receiving and positioning the locking means 7. The yoke flange 3.10 also has a recess 17 on its side 13.1 facing the coil for receiving and positioning the locking means 7. The recesses 17 and 18 are congruent and designed such that the locking means can be moved within these recesses along the locking center axis, i.e. transversely to the longitudinal axis XX. Fig. 3 shows, as already described in Fig. 1, the de-energized position of the lifting magnet. The tension spring 9 keeps the locking means 7 at a distance from the armature 6, so that a working air gap Ar is provided between the convex design of the end face of the locking means 7 facing the armature 6 and the corresponding recess 12.2 of the armature. The spring element 10 brings the armature into its de-energized position Al, which creates a further working air gap A A. When the coil 2 is energized, the air gaps Aa and A R are overcome by the electromagnetic forces and the armature is locked in the attracted position A Il, Fig. 4.
Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß der Hubmagnet kürzer bauen kann, da die Abdeckung 8 gem. Fig. 1 und 2 entfällt. Gleichzeitig ergibt sich auch durch Fortfall dieses einen Teiles eine entsprechende Preisreduzierung.The advantage of this design is that the lifting magnet can be made shorter, since the cover 8 shown in Fig. 1 and 2 is omitted. At the same time, the omission of this one part also results in a corresponding price reduction.
In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere beispielhafte Ausführung des Hubmagneten in bestromtem bzw. in unbestromtem Zustand dargestellt. Dieser Hubmagnet ermöglicht die Verriegelung in beiden Ankerpositionen A I und A II, d. h., in unbestromtem und bestromtem Zustand.Fig. 5 and 6 show another example of the lifting magnet in the energized and de-energized state. This lifting magnet enables locking in both armature positions A I and A II, i.e. in the de-energized and energized state.
In den Fig. 1 bis 4 wurde die Verriegelung beispielhaft ausschließlich in bestromtem Zustand, die Ankerposition A II, erläutert, im folgenden wird ein weiterer erfinderischer Gedanke beschrieben, bei welchem auch eine Verriegelung in unbestromtem Zustand, in der Ankerposition A I, gegeben ist.In Figs. 1 to 4, the locking mechanism was explained by way of example only in the energized state, the anchor position A II. In the following, a further inventive concept is described, in which locking is also provided in the de-energized state, in the anchor position A I.
Fig. 6 zeigt einen entsprechenden Hubmagneten in unbestromtem Zustand. Der Anker 6 weist in einem vergrößerten Teilbereich 11 die beabstandeten-Ausnehmungen 12.1 und 12.2 auf. Der Anker befindet sich in unbestromtem Zustand in seiner Position A I. Das Riegelmittel 7.1 ist zwischen dem Spulenkörperflansch 14 und dem Jochflansch 3.10 entlang der Längsachse des Riegelmittels 7.1 und unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes AR beweglich gelagert. Das federnde Element ist in dieser Ausführung eine Druckfeder 9.1, die sich unter Vorspannung an der Innenseite des Jocheskreises 3 und am Riegelmittel 7.1 derart abstützt, daß die konvexe Stirnseite des Riegelmittels mit der Ausnehmung 12.1 in Eingriff ist und somit der Anker 6 in seiner axialen Bewegungsmöglichkeit verriegelt ist. Der Jochflansch 3.10 weist einen magnetischen Widerstand 19 auf, der zum Anker 6 hin durch eine magnetisch leitende Brücke 16 wenigstens zum Teil wieder aufgehoben wird. Der magnetische Widerstand wird durch eine Querschnittsreduzierung, z. B. durch eine Durchbrechung des Jochflansches in diesem Bereich erreicht. Die Durchbrechung kann durch einen magnetisch nichtleitenden Verschluß wieder verschlossen werden, z. B. durch einen Kunststoffstopfen.Fig. 6 shows a corresponding lifting magnet in the de-energized state. The armature 6 has the spaced-apart recesses 12.1 and 12.2 in an enlarged partial area 11. The armature is in its position A I in the de-energized state. The locking means 7.1 is movably mounted between the coil body flange 14 and the yoke flange 3.10 along the longitudinal axis of the locking means 7.1 and with the formation of a working air gap A R. In this embodiment, the resilient element is a compression spring 9.1 which is supported under pre-tension on the inside of the yoke circle 3 and on the locking means 7.1 in such a way that the convex front side of the locking means engages with the recess 12.1 and the armature 6 is thus locked in its axial movement. The yoke flange 3.10 has a magnetic resistance 19, which is at least partially canceled out towards the armature 6 by a magnetically conductive bridge 16. The magnetic resistance is achieved by reducing the cross-section, e.g. by opening the yoke flange in this area. The opening can be closed again by a magnetically non-conductive closure, e.g. by a plastic plug.
Fig. 6 zeigt den Hubmagneten in dem Augenblick, in dem sich durch Bestromung der Spule 2 die Feldlinien Fe aufbauen, die magnetische Kraft jedoch noch nicht erreicht ist, um eine Bewegung des Riegelmittels 7.1 gegen die Kraft der Druckfeder 9.1 zu bewirken. Wird der Fluß der Feldlinien Fe vom Kern 4 ausgehend verfolgt, so erkennt man, daß diese aus dem Kern 4 austreten, den Arbeitsluftspalt Aa überwinden, um den Anker 6 zu durchfluten und sich im Bereich des Riegelmittels 7.1 aufzuteilen. Ein Teil der Feldlinien Fe durchflutet direkt das Riegelmittel 7.1 vom Anker 6 her, ein weiterer Anteil der FeldlinienFig. 6 shows the lifting magnet at the moment when the field lines F e are built up by energizing the coil 2, but the magnetic force is not yet sufficient to cause the locking means 7.1 to move against the force of the compression spring 9.1. If the flow of the field lines F e is followed starting from the core 4, it can be seen that they emerge from the core 4, overcome the working air gap Aa in order to flow through the armature 6 and split up in the area of the locking means 7.1. A portion of the field lines F e flow directly through the locking means 7.1 from the armature 6, another portion of the field lines
Fe gelangt vom Anker 6 in die magnetisch leitende Brücke 16, hin in das Riegelmittel 7.1. Zwischen der dem Anker 6 abgewandten Stirnfläche des Riegelmittels 7.1 und seinem, die Bewegungsmöglichkeit begrenzendem Anschlag ist der Arbeitsluftspalt Ar ausgebildet, der von den Feldlinien zu überbrücken ist, um dann den magnetischen Kreis über den Jochkreis 3 zum Kern 4 hin zu schließen.Fe passes from the armature 6 into the magnetically conductive bridge 16 and into the locking means 7.1. The working air gap Ar is formed between the front face of the locking means 7.1 facing away from the armature 6 and its stop limiting the possibility of movement, which must be bridged by the field lines in order to then close the magnetic circuit via the yoke circuit 3 to the core 4.
Die elektromagnetisch wirkende Kraft ist im Bereich des Riegelmittels 7.1 so groß, daß mit entsprechend vorbestimmter Sicherheit das Riegelmittel 7.1 gegen die Kraft der Feder 9.1 bewegt wird und hierdurch das Riegelmittel in Ausgriff aus der Ausnehmung 12.1 gelangt.The electromagnetic force in the area of the locking means 7.1 is so large that the locking means 7.1 is moved against the force of the spring 9.1 with a corresponding predetermined degree of safety and the locking means thereby disengages from the recess 12.1.
Ist das Riegelmittel 7.1 in Ausgriff aus der Ausnehmung 12.1, kann die elektromagnetisch wirkende Kraft unter Überwindung des Arbeitsluftspaltes AA den Anker 6 am Kern 4 zur Anlage bringen, wie in Fig. 5 gezeigt. Der Verlauf der Feldlinien Fe in Fig. 5 erfolgt im Bereich der Verriegelung derart, daß die Feldlinien Fe nunmehr vom Anker 6 austretend, die magnetisch leitende Brücke 16 durchfluten und in das Riegelmittel 7.1 eintreten. Da der Arbeitsluftspalt AR im entriegelten Zustand durch das Riegelmittel 7.1 überwunden ist, treten die Feldlinien Fe vom Riegelmittel 7.1 direkt an der Anlage des Riegelmittels 7.1 in den Jochflansch 3.10 ein.If the locking means 7.1 is in engagement with the recess 12.1, the electromagnetic force can overcome the working air gap A A and bring the armature 6 into contact with the core 4, as shown in Fig. 5. The course of the field lines F e in Fig. 5 occurs in the area of the locking such that the field lines F e now emerge from the armature 6, flow through the magnetically conductive bridge 16 and enter the locking means 7.1. Since the working air gap A R is overcome by the locking means 7.1 in the unlocked state, the field lines F e from the locking means 7.1 enter the yoke flange 3.10 directly at the contact of the locking means 7.1.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Hubmagnet so ausgebildet, daß der Anker 6 in seiner ersten Position A I bzw. in seiner zweiten Position A Il verriegelt ist. Diese Ausführung entspricht einer Kombination der Fig. 1 bis 4 mit der Ausgestaltung gem. der Fig. 5 und 6.In a further embodiment, the lifting magnet is designed so that the armature 6 is locked in its first position A I or in its second position A II. This design corresponds to a combination of Figs. 1 to 4 with the design according to Figs. 5 and 6.
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| R071 | Expiry of right |