DE4442190A1 - Einfachhubmagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Einfachhubmagneten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Ansteuern eines solchen Einfachhubmagneten.

Ein solcher Einfachhubmagnet ist beispielsweise aus DE-PS 9 76 704 bekannt. Der Hubmagnet weist einen entlang einer Achse bewegbaren, kolbenförmigen Anker sowie eine koaxial zu diesem Anker angeordnete Erregerspule und einen Magnetkörper zur Magnetfeldführung auf. Der Magnetkörper besteht im wesentlichen aus einem koaxial zur Achse des Ankers angeord­ neten Ankerführungsrohr und einem dem Ankerführungsrohr in einem Abstand gegenüberliegenden Polkern bzw. Ankergegen­ stück. Der Polkern ist mit einer dem Anker gegenüberliegen­ den Stirnwand und mit in Richtung zum Anker weisenden, ebenfalls koaxial zur Achse angeordneten hohlzylindrischen Wandungen versehen. Das Ankerführungsrohr und die hohlzy­ lindrischen Wandungen des Ankergegenstückes sind zwischen der Erregerspule und dem Anker angeordnet. Darüber hinaus sind der Polkern und das Ankerführungsrohr über ein um die Erregerspule angeordnetes Gehäuse zum Schließen des magneti­ schen Kreises miteinander verbunden, wobei zwischen dem Ankerführungsrohr und dem Polkern eine unmagnetische Tren­ nung verbleibt.

Bei Bestromung der Erregerspule wird im Magnetkörper ein magnetischer Feldlinienverlauf erzeugt, wodurch der kolben­ förmige Anker axial zur Achse bewegbar ist.

Zur Anpassung der Hubkraftcharakteristik ist in DE-PS 9 76 704 vorgeschlagen, die stirnseitigen Enden der hohlzylindri­ schen Wandungen im Polkern konusförmig auszubilden. Durch die Steuerkonuswandungen kann der Verlauf der Hubkraftkurve gezielt beeinflußt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den bekannten Einfachhubmagneten die verfügbare Hubarbeit bei gleichzeitiger Verminderung der hierfür notwendigen elektrischen Leistungen zu erhöhen. In Verbindung damit erfolgt eine Linearisierung der Magnetkraft-Hub-Kennlinie über einen bisher nicht erzielbaren Bereich der Ansteuerlei­ stung. Darüber hinaus soll ein einfaches Verfahren zum Ansteuern solcher Einfachhubmagnete vorgeschlagen werden.

Diese Aufgabe wird für einen Einfachhubmagneten durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Der Einfachhubmagnet nach der Erfindung beruht im wesentli­ chen darauf, innerhalb der sonst bei Einfachhubmagneten bekannten unmagnetischen Trennung einen ringförmigen Perma­ nentmagneten anzuordnen. Dieser ringförmige Permanentmagnet ist dabei vorzugsweise in bezug auf die Mittenachse des Einfachhubmagneten axial magnetisiert.

Anders als bei den bisher bekannten Hubmagneten, bei denen Permanentmagnete entweder im Gehäuse oder im Anker zum Erreichen einer höheren Hubarbeit, einer stromrichtungsab­ hängigen Arbeitsrichtung oder einer stromlosen Haltekraft eingebaut sind, sieht der Einfachhubmagnet nach der Erfin­ dung die Anordnung eines ringförmigen Permanentmagneten in der sonst üblichen ringförmigen unmagnetischen Trennung zwischen Polkern und Ankerführungsrohr vor.

Die vorzugsweise axiale Magnetisierung des Permanentmagneten kann entweder gleichgerichtet oder entgegengesetzt gerichtet zu den sich bei der Bestromung der Erregerspule ausbildenden magnetischen Flußdichtevektoren im Magnetkörper gewählt sein.

Bei einer entgegengesetzten Ausrichtung der axialen Magneti­ sierung kann bei gleicher Ansteuerleistung eine Erhöhung der Hubarbeit des Einfachhubmagneten von etwa 10% bis 20% erreicht werden. Die physikalische Wirkung beruht darauf, daß der magnetische Fluß bei entgegengesetzter Ausrichtung der Flußdichtevektoren der von Permanentmagnet und Erreger­ spule erzeugten Magnetflüsse im Magnetkörper und damit in Gehäuse, Polkern und Ankerführungsrohr stärker ins Anker­ innere gedrängt wird und dadurch höhere Anzugskräfte erzeugt werden. Andererseits kann für das Erreichen der gleichen Hubarbeit die benötigte elektrische Ansteuerleistung um etwa 20% bis 30% verringert werden.

Des weiteren erlaubt der Einfachhubmagnet nach der Erfindung eine Modifikation der Hubkraftkennlinie in Abhängigkeit von der Stromrichtung in der Erregerspule und zwar derart, daß sich entweder eine sehr steil ansteigende oder eine weitge­ hend waagerecht verlaufende Kennlinie einstellt. Die waage­ recht verlaufende Kennlinie mit erhöhter Hubarbeit wird erreicht, wenn der Permanentmagnet in entgegengesetzter Richtung wie die sich bei Bestromung der Erregerspule im Magnetkörper ausbildenden magnetischen Flußdichtevektoren magnetisiert ist.

Eine im Vergleich zu einem neutralen Einfachhubmagneten, der die bekannte ringförmige unmagnetische Trennung aufweist, steiler ansteigende Hubkraftkennlinie bildet sich dann aus, wenn die Magnetisierung des Permanentmagneten gleichgerich­ tet zu der aufgrund der Stromrichtung in der Erregerspule sich im Magnetkörper ausbildenden Flußdichtevektoren ist. In diesem Fall wirkt der Permanentmagnet zu Beginn des Hubes als Bypass für den magnetischen Fluß, der dadurch nur gerin­ gere Anzugskräfte auf den Anker ausüben kann. Gegen Hubende schließt sich dieser Magnetfluß stärker über den Arbeits­ luftspalt und erzeugt dann wegen der zusätzlich eingeführten Feldstärke durch den Permanentmagneten größere Anzugskräfte als neutrale Magnete bzw. Einfachhubmagnete nach der Erfin­ dung mit entgegengesetzter Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten.

Es hat sich herausgestellt, daß eine gegensinnige Magneti­ sierung des Permanentmagneten insbesondere bei Magnetventi­ len aufgrund der erreichbaren Proportionalität günstig ist. Die gleichsinnige Magnetisierung des Permanentmagneten ist dagegen bei Einfachhubmagneten von Vorteil, bei denen der Anker gegen Federbelastung arbeitet. Solche Einfachhubmagne­ te werden beispielsweise als elektrische Schalter einge­ setzt. Es ist jedoch auch grundsätzlich möglich, den Perma­ nentmagneten in bezug auf die Mittenachse des Einfachhubmag­ neten radial zu magnetisieren.

Ein weiterer Vorteil des Einfachhubmagneten nach der Erfin­ dung besteht in der Entlastung des Magnetkörpers vom magne­ tischen Fluß im bestromten Zustand der Erregerspule, sofern der Permanentmagnet entgegengesetzt magnetisiert wird. Die Auslegung des Magnetkörpers kann in diesem Fall weniger eisenbetont erfolgen. Hierdurch kann ein größerer Einbauraum für die Erregerspule zur Verfügung gestellt werden, was eine erhöhte Hubarbeit ermöglicht oder im Falle einer gleichen Hubarbeit eine geringere Ansteuerleistung erfordert. Ande­ rerseits wird durch die entgegengesetzte Magnetisierung des Permanentmagneten die extreme Sättigung des Magnetkörpers, insbesondere der konusförmigen Wandungen des Polkerns, verringert, so daß sich eine lineare Magnetkraft-Hub-Kennli­ nie in einem bisher nicht üblichen Bereich des Erregerstro­ mes bis zum Mehrfachen des Nennstromes einstellt.

Darüber hinaus zeichnet sich der Einfachhubmagnet nach der Erfindung durch eine günstigere Feldverteilung aus, wodurch tendenziell ebenfalls die Hubarbeit vergrößert wird.

Die für Einfachhubmagnete üblicherweise störende stromlose Haltekraft auf den Anker wird unabhängig von der vorherigen Stromrichtung in der Erregerspule dadurch vermieden, daß der Magnetfluß des Permanentmagneten nach Abschalten des Erre­ gerstroms über den Magnetkörper und damit den Polkern, das Gehäuse und das Ankerführungsrohr kurzgeschlossen wird. Dieser Effekt kann durch das Vorsehen einer Antihaftscheibe auf der dem Inneren des Einfachhubmagneten zugewandten Stirnseite des Ankers optimiert werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den ringförmigen Permanentmagneten mittels eines ringförmigen Rohrstückes, das in bezug auf die Mittenachse innen oder außerhalb des ringförmigen Permanentmagneten angeordnet ist, zu zentrieren. Dieses Rohrstück kann gleichzeitig zur Hal­ terung des Permanentmagneten dienen. Durch solche Rohrstücke werden unerwünschte Radialkräfte auf den Anker des Einfach­ hubmagneten verringert. Das entweder innen oder außen am Permanentmagneten angeordnete Rohrstück besteht wahlweise aus weichmagnetischem oder austenitischem Material.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der ringförmige Permanentmagnet an seiner dem Polkern zuge­ wandten Stirnseite mit einer konusförmigen Stirnwandung versehen ist und diese konusförmige Stirnwandung flächig an einer entsprechenden konusförmigen Wandung des Polkerns anliegt. Durch diese Steuerkonusbildung kann die Hubkraft­ charakteristik des Einfachhubmagneten gezielt beeinflußt werden.

Der Einfachhubmagnet nach der Erfindung kann auch derart angesteuert werden, daß der Erregerstrom zum Bestromen der Erregerspule zunächst so groß gewählt wird, daß der Anker seine Hubendlage erreicht und anschließend auf einen den Anker gerade noch in seiner Hubendlage haltenden Wert abge­ senkt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit verschie­ denen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: Eine Schnittansicht durch ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel eines Einfachhubmagneten nach der Erfindung mit einem in der nichtmagnetischen Trennung zwischen Polkern und Ankerführungsrohr angeordneten ringförmigen Permanentmagneten,

Fig. 2: eine vergrößerte Detaildarstellung des in Fig. 1 gezeigten Einfachhubmagneten im Bereich des Permanentmagneten, der eine konusförmige Wan­ dung aufweist,

Fig. 3: eine Darstellung ähnlich zu Fig. 2 mit einem an der inneren Wandung des Permanentmagneten anliegendem Rohrstück,

Fig. 4: eine Darstellung ähnlich zu Fig. 2, jedoch mit einem eine rechteckförmige Querschnittsform aufweisenden ringförmigen Permanentmagneten,

Fig. 5: eine Darstellung ähnlich zu Fig. 4 mit an der Außenwandung des ringförmigen Permanentmagneten anliegendem Rohrstück,

Fig. 6: Hubkraft-Kennlinien eines bekannten Einfachhub­ magneten sowie eines Einfachhubmagnenten nach der Erfindung mit gleichgerichteter und entge­ gengesetzt ausgerichteter Magnetisierung des Permanentmagneten und

Fig. 7: Hubkraft-Kennlinien eines bekannten sowie eines Einfachhubmagneten nach der Erfindung mit entgegengesetzt ausgerichteter Magnetisierung des Permanentmagneten für verschiedene Strom­ stärken.

In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.

Der in der Fig. 1 dargestellte Einfachhubmagnet weist einen entlang einer Achse X bewegbaren, kolbenförmigen Anker 7 sowie eine koaxial zu diesem Anker 7 angeordnete Erregerspu­ le 5 und einen Magnetkörper zur Magnetfeldführung auf. Der Magnetkörper besteht im wesentlichen aus einem koaxial zur Achse des Ankers 7 angeordneten Ankerführungsrohr 6 und einem dem Ankerführungsrohr 6 in einem Abstand gegenüberlie­ gendem Polkern 2 bzw. Ankergegenstück. Der Polkern 2 und das Ankerführungsrohr 6 sind über ein rohrförmiges Gehäuse 3, das außen um die Erregerspule 5 herum geführt ist, zum Schließen des magnetischen Kreises miteinander verbunden. Der Polkern 2 weist darüber hinaus einen in Richtung Anker­ führungsrohr 6 weisenden, ringförmigen Fortsatz 13 auf. Der ringförmige Fortsatz 13 hat in etwa den gleichen Innendurch­ messer wie das Ankerführungsrohr 6. Die Stirnseite des Ankerführungsrohres 6 und des ringförmigen Fortsatzes 13 sind zueinander beabstandet angeordnet und bilden bei den herkömmlichen Einfachhubmagneten eine ringförmige nichtma­ gnetische Trennung.

Innerhalb der konzentrisch zur Achse X liegenden Öffnung 12 des Magnetkörpers und damit des Polkernes 2 und des Anker­ führungsrohres 6 ist ein kolbenförmiger Anker 7 angeordnet. Diese Öffnung 12 wird auch als Arbeitsluftspalt bezeichnet. Dieser Anker 7 weist an seiner im Inneren des Magnetkörpers liegenden Stirnseite eine Hubstange 1 auf. Diese Hubstange 1, die konzentrisch am Anker 7 angeordnet und mit dem Anker 7 feststehend in Verbindung ist, ragt durch eine mittige Öffnung des Polkernes 1. Sowohl der Anker 7 als auch die Hubstange 1 werden innerhalb ihrer Öffnungen von Gleitringen 11 bzw. 14 geführt.

In Fig. 1 ist der Anker 7 in seiner Ruhestellung darge­ stellt. Die Erregerspule 5 wird hierbei nicht von Strom durchflossen. Bei Bestromung der Erregerspule 5 bewegt sich der Anker 7 in Richtung Polkern 2 aufgrund des sich ausbrei­ tenden Magnetfeldes innerhalb des Magnetkörpers. Um ein Anhaften des Ankers 7 am Polkern 2 zu vermeiden, ist die Stirnseite des Ankers 7 mit einer Antihaftscheibe 8 verse­ hen.

Der Einfachhubmagnet nach der Erfindung weist im Gegensatz zu herkömmlichen Einfachhubmagneten einen ringförmigen Permanentmagneten 4 auf, der in der sonst üblichen nicht magnetischen Trennung zwischen Polkern 2 und Ankerführungs­ rohr 6 angeordnet ist. Die nichtmagnetische Trennung wird üblicherweise durch einen Arbeitsluftspalt oder durch das Anordnen eines nichtmagnetischen Ringes im Spalt zwischen Polkern 2 und Ankerführungsrohr 6 vorgesehen.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist der ringförmige Fortsatz 13 des Polkernes 2 mit einer konusförmigen Außen­ wandung versehen. Der ringförmige Permanentmagnet 4 liegt an dieser konusförmigen Wandung flächig an und ist daher eben­ falls konusförmig ausgebildet.

In Fig. 2 ist der in Fig. 1 mit A bezeichnete Bereich um den ringförmigen Permanentmagneten 4 der Deutlichkeit halber vergrößert dargestellt. Es ist deutlich die konusförmige Außenwandung des ringförmigen Fortsatzes 13 des Polkernes 2 zu erkennen, an welcher der Permanentmagnet 4 flächig an­ liegt. Der Permanentmagnet 4 weist darüber hinaus im An­ schluß an seinen konusförmigen Bereich einen Abschnitt konstanter Dicke auf.

Wie im Zusammenhang mit Fig. 6 noch erläutert werden wird, ist der ringförmige Permanentmagnet 4 in bezug auf die Achse X axial magnetisiert. Diese Magnetisierung kann gleichge­ richtet oder entgegengesetzt gerichtet zum Magnetisierungs­ verlauf, der sich bei Bestromung der Erregerspule 5 im Magnetkörper ausbildet, gewählt sein. Bei gleichgerichteter Magnetisierung wird eine steilere Hubkraftkennlinie er­ reicht, während bei entgegengesetzter Ausrichtung der Magne­ tisierung eine Erhöhung der Hubarbeit und bessere Linearität der Magnetkraft-Hub-Kennlinie bzw. eine geringere Ansteuer­ leistung bei gleicher Hubarbeit möglich ist.

In den folgenden Fig. 3 bis 5 sind weitere Ausführungs­ beispiele dargestellt, wie der ringförmige Permanentmagnet 4 ausgestaltet und zwischen Polkern 2 und Ankerführungsrohr 6 angeordnet werden kann.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß ein im Vergleich zur Wandstärke des Ankerführungsrohres 6 bzw. des ringförmigen Fortsatzes des Polkernes 2 dünnwandiges Rohrstück 9 vorgesehen ist, das den Polkern 2 mit dem Ankerführungsrohr 6 verbindet. Das dünn­ wandige Rohrstück 9 liegt dabei auf der Innenwandung des ringförmigen Permanentmagneten 4 an. Dieses dünnwandige Rohrstück 9 dient zur Zentrierung des Permanentmagneten 4, wodurch unerwünschte Radialkräfte auf den Anker infolge des Permanentmagneten 4 verringert werden können. Das Rohrstück 9 besteht vorzugsweise aus weichmagnetischem oder austeni­ tischem Material.

Zur besseren Zentrierung und Halterung des Permanentmagneten 4 ist auch eine Lösung gemäß Fig. 5 möglich. Der ringförmi­ ge Permanentmagnet 4 weist eine rechteckförmige Quer­ schnittsform auf und liegt sowohl am ringförmigen Fortsatz 13, der dieses Mal keinen Steuerkonus aufweist, und an der Stirnseite des Ankerführungsrohres 6 flächig an. Der ring­ förmige Permanentmagnet 4 weist eine etwas geringere Dicke als der ringförmige Fortsatz 13 bzw. das Ankerführungsrohr 6 auf. Die Innenwandungen des ringförmigen Fortsatzes 13, des ringförmigen Permanentmagneten 4 und des Ankerführungsrohres 6 sind bündig zueinander ausgerichtet. Auf der Außenwandung des ringförmigen Permanentmagneten 4 ist ein dünnwandiges Rohrstück 10 angeordnet, das sich etwas in das Ankerfüh­ rungsrohr 6 und den ringförmigen Fortsatz 13 hinein er­ streckt. Das Rohrstück 10 ist hierbei gerade so dick ge­ wählt, daß die Außenwandungen des ringförmigen Fortsatzes 13, des Rohrstückes 10 und des Ankerführungsrohrs 6 mit­ einander fluchten. Das Rohrstück 10, das für eine gute Fixierung des ringförmigen Permanentmagneten 4 vorgesehen ist, kann aus weichmagnetischem oder austenitischem Material bestehen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 weist einen ringförmi­ gen Permanentmagneten 4 mit rechteckförmiger Querschnittsform auf. Der ringförmige Permanentmagnet 4 liegt flächig an den parallel zueinander verlaufenden Stirnflächen des ringförmi­ gen Fortsatzes 13 und des Ankerführungsrohres 6 an.

Im Zusammenhang mit den in Fig. 6 gezeigten Hubkraftkennli­ nien wird die Wirkungsweise des Einfachhubmagneten nach der Erfindung besonders deutlich. Mit a ist die Hubkraftkennli­ nie eines üblichen Einfachhubmagneten dargestellt. Die Kurve a stellt die Hubkraftkennlinie bei einem bekannten und von der Anmelderin unter der Bezeichnung 44 01103A00 hergestell­ ten Einfachhubmagneten dar, wenn dessen Erregerspule mit etwa 3,36 A bestromt wird. Dieser bekannte Einfachhubmagnet weist im wesentlichen die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Bauform auf, wobei allerdings zwischen dem ringförmigen Fortsatz 13 des Polkernes 2 und dem Ankerführungsrohr 6 kein Permanentmagnet 4, sondern eine nichtmagnetische Trennung angeordnet ist.

Wird in diesen Arbeitsluftspalt ein ringförmiger Permanent­ magnet 4 gemäß den Erläuterungen zu Fig. 1 und Fig. 2 eingefügt und dieser derart in bezug auf die Achse x axial magnetisiert, daß dessen Flußdichtevektoren entgegengesetzt zu den sich durch die Bestromung der Erregerspule ausbilden­ den Flußdichtevektoren im Magnetkörper sind, so stellt sich bei der genannten Stromstärke die Hubkraftkennlinie b ein. Es ist im Vergleich zur Hubkraftkennlinie a ein deutlich waagerechterer Verlauf der Hubkraftkennlinie im Bereich von Hüben zwischen 1,5 mm und 5 mm zu erkennen. Darüber hinaus zeigt sich in diesem Bereich eine deutliche Erhöhung der Hubarbeit bei gleicher Ansteuerleistung. Der Grund hierfür ist, daß der magnetische Fluß bei entgegengesetzter Ausrich­ tung der Flußdichtevektoren der vom Permanentmagnet 4 und Erregerspule 5 erzeugten Flüsse im Gehäuse 3, Polkern 2 und Ankerführungsrohr 6 stärker in das Anker innere gedrängt wird und dadurch höhere Anzugskräfte erzeugt werden.

Die Hubkraftkennlinie c stellt sich dagegen ein, wenn der Permanentmagnet 4 gleichgerichtet zu den Flußdichtevektoren der von der Erregerspule 5 erzeugten magnetischen Flüsse im Magnetkörper magnetisiert ist. Im Vergleich zu den Hubkraft­ kennlinien a und b ist ein deutlich steilerer Verlauf der Hubkraftkennlinie zu erkennen. Der Permanentmagnet 4 wirkt nämlich zum Beginn des Hubes des Ankers 7 als Bypaß für den Magnetfluß, der dadurch nur geringere Anzugskräfte auf den Anker ausüben kann. Gegen Hubende schließt sich dagegen dieser Magnetfluß stärker über den Arbeitsluftspalt und erzeugt dann wegen der zusätzlich eingeführten Feldstärke durch das Vorsehen des Permanentmagneten 4 größere Anzugs­ kräfte als ein Einfachhubmagnet mit Arbeitsluftspalt bzw. mit Permanentmagneten, der entgegengesetzt magnetisiert ist.

Fig. 7 zeigt besonders deutlich, wie bei entgegengesetzter Ausrichtung der von Permanentmagnet und Erregerstrom erzeug­ ten Flußdichtevektoren im Magnetkörper 2, 3, 6 die Hubkraft­ kennlinie über einen im Vergleich zum üblichen Einfachhubma­ gneten wesentlich erweiterten Bereich des Erregerstromes linearisiert wird.

Die Meßkurven d . . . 9 entsprechen den Hubkraftkennlinien des bereits oben genannten bekannten Magneten 44 03011A00 und die Meßkurven h . . . 1 den Hubkraftkennlinien des in der Erfindung beschriebenen Einfachhubmagneten in der Ausführung nach Fig. 1 und 2, wobei den Meßkurven folgende Ströme zugeordnet sind: d,h: 1,08A; e,i: 2,15 A; f,k: 3,2 A und g,l: 4,3 A.

Es ist deutlich zu erkennen, daß die Hubkraftkennlinien des Einfachhubmagneten gemäß Erfindung bei allen Strömen zwi­ schen Hüben von 1,5 bis 5 mm linear verlaufen, während sie bei einer üblichen Bauform ohne Permanentmagnet 4 einen mit der Stromstärke wachsenden, zunehmend nichtlinearen Verlauf haben.

Die Linearität der Kennlinien beim Einfachhubmagnet gemäß Erfindung wird dadurch erreicht, daß die mit wachsender Stromstärke zunehmende extreme magnetische Sättigung des ringförmigen Fortsatzes 13 des Polkernes 2, aber auch des Magnetgehäuses 3, Ankerführungsrohrs 6 und Ankers 7 durch die entgegengesetzte Ausrichtung der Flußdichtevektoren des Permanentmagneten 4 und der Erregerspule 5 stark zurückgeht.

Bezugszeichenliste

1 Hubstange
2 Polkern
3 Gehäuse
4 Permanentmagnet
5 Erregerspule
6 Ankerführungsrohr
7 Anker
8 Antihaftscheibe
9 Rohrstück
10 Rohrstück
11 Gleitring
12 Öffnung
13 ringförmiger Fortsatz
14 Gleitring
A Einzelheit
a bis 1 Meßkurven
X Mittenachse

Claims (11)

1. Einfachhubmagnet mit einem Magnetkörper (2, 3, 6), einer mindestens teilweise vom Magnetkörper (2, 3, 6) umgeben­ den Erregerspule (5) und einem bei Bestromung der Erre­ gerspule (5) innerhalb einer zentralen, zylinderförmigen Öffnung (12) des Magnetkörpers (2, 3, 6) entlang einer Mittenachse (X) axial verschiebbaren, kolbenförmigen Anker (7), wobei der Magnetkörper (2, 3, 6) an seiner dem Anker (7) gegenüberliegenden zylinderförmigen Wan­ dung eine ringförmige nichtmagnetische Trennung auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der nicht­ magnetischen Trennung ein ringförmiger Permanentmagnet (4) angeordnet ist.

2. Einfachhubmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Permanentmagnet (4) in bezug auf die Mit­ tenachse (X) axial magnetisiert ist.

3. Einfachhubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Permanentmagnet (4) gleichgerichtet zu den bei Bestromung der Erregerspule sich ausbildenden, magnetischen Flußdichtevektoren im Magnetkörper (2, 3, 6) magnetisiert ist.

4. Einfachhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (4) entgegengesetzt ausgerichtet zu den bei Bestromung der Erregerspule (5) sich ausbildenden, magnetischen Fluß­ dichtevektoren im Magnetkörper (2, 3, 6) magnetisiert ist.

5. Einfachhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Permanent­ magnet (4) eine konusförmige Stirnwandung aufweist, die flächig an einem hohlzylinderförmigen Fortsatz eines Polkernes (2) des Magnetkörpers (2, 3, 6) anliegt.

6. Einfachhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Polkern (2) auf einer Stirnseite eines zylindrischen Gehäuses (3) angeordnet ist, daß auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses ein Ankerführungsrohr (6) angeordnet ist, und der Polkern (2) das Gehäuse (3) und das Ankerführungs­ rohr (6) den Magnetkörper (2, 3, 6) bilden.

7. Einfachhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug zur Mittenachse (X) innen am ringförmigen Permanentmagnet (4) ein dünnwan­ diges Rohrstück (9) angeordnet ist, das den Polkern (2) und das Ankerführungsrohr (6) des Magnetkörpers (2, 3, 6) miteinander verbindet.

8. Einfachhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in bezug zur Mittenachse (X) außen am ringförmigen Permanentmagnet (4) ein dünnwan­ diges Rohrstück (10) anliegt und der Permanentmagnet (4) von diesem Rohrstück (10) gehalten wird.

9. Einfachhubmagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohrstück (10) aus weichmagnetischem oder austeniteschem Material besteht.

10. Einfachhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der im Inneren des Mag­ netkörpers (2, 3, 6) liegenden Stirnseite des Ankers (7) eine Antihaftscheibe (8) angeordnet ist.

11. Verfahren zum Ansteuern des Einfachhubmagneten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom zum Bestromen der Erregerspule (5) zunächst so groß gewählt wird, daß der Anker (7) seine Hubendlage erreicht und anschließend auf einen den Anker (7) gerade noch in seiner Hubendlage haltenden Wert abgesenkt wird.