DE4400433C2 - Polarisierter Mehrstellungsmagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen polarisierten Mehrstellungsmagneten mit einem Joch mit zwei endseitigen Polstücken, bei dem ein Tauchanker längsbeweg­ lich zwischen den Polstücken innerhalb einer Erregerspule angeordnet und mit mindestens einem Permanentmagneten, der zwischen dem Tauchanker und dem Joch angeordnet ist, wobei der eine Pol des Permanentmagneten direkt am metallischen Jochschenkel angeordnet ist und der andere Pol zum Tauchanker weist, und wobei der Tauchanker mit mehreren sattelartigen Ringen versehen ist wie er beispielsweise aus der DE-AS 12 53 821 bekannt ist.

Derartige Mehrstellungsmagnete werden für elektromagnetische Stellglieder verwendet, wobei die unterschiedlichen Stellungen des Ankers auch in stromlosem Zustand des Magnetsystems stabil beibehalten werden müssen.

Bekannte Mehrstellungsmagnete weisen mehrere stabile Stellungen des An­ kers auf, wobei der Anker jedoch immer gleich große Hübe ausführt. Zur Bewegung des Ankers in eine gewünschte Position wird dabei mindestens eine Erregerspule unter Berücksichtigung der Spannungspolarität bestromt. In der damit erreichten Stellung wird der Anker dann durch die Haltekraft ei­ nes Permanentmagneten gehalten. Durch eine entsprechend gepolte Be­ stromung der Erregerspule wird das permanentmagnetische Feld neutrali­ siert und darüber hinaus eine den Anker bewegende Kraft erzeugt, die die­ sen in eine andere Position (Hubendstellung) bewegt, wobei der Anker die erreichte Position dann auch in stromlosem Zustand beibehält.

Aus der DE-AS 12 53 821 ist ein Mehrstellungsmagnet bekannt, der einen Anker mit mehreren sattelartigen Ringen aufweist, wobei jedem Ring ein ei­ genes Polstück mit jeweils zugehörigem Permanentmagneten zugeordnet ist, die in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind. Für jeden Permanent­ magnetkreis ist dabei eine Erregerwicklung vorhanden. Bei dem bekannten Mehrstellungsmagneten sind somit zwei an sich selbständige Magnetsyste­ me baulich so zusammengefaßt, daß sie auf einen gemeinsamen Anker wir­ ken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrstellungsmagneten der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß der Tauchanker mehrere, auch in stromlosem Zustand stabile Stellungen einnehmen kann und daß die einzelnen Teilhübe des Tauchankers unterschiedliche Weite aufweisen, wobei der Aufbau des Mehrstellungsmagneten insgesamt verein­ facht und kostengünstig gestaltet werden soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die sattelartigen Ringe in unter­ schiedlichen Abständen angeordnet sind, und daß der Permanentmagnet etwa in der Mitte der Längsrichtung des Jochs angeordnet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß die unterschiedlichen Ankerstellungen durch die Abstände der sattelartigen Ringe auf einfache Art und Weise vorgegeben werden können, wobei die ver­ schiedenen Ankerstellungen durch entsprechende Bestro­ mung in beliebiger Reihenfolge eingenommen werden kön­ nen. Darüber hinaus können die verschiedenen Ankerstellungen ggf. auch durch mechanische Handverstel­ lung des Ankers eingestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht eines Mehrstellungsmagneten im Schnitt und

Fig. 2, 3, 4 Ansichten der verschiedenen Stellungen des Tauchankers des Mehrstellungsmag­ neten.

Der in der Fig. 1 dargestellte Mehrstellungsmagnet be­ steht im wesentlichen aus einem rahmenförmigen Joch 1 mit einer Deckplatte 2, einer innerhalb des Jochs ange­ ordneten Erregerwicklung 3 und einem Tauchanker 4. Dabei ist das Joch mit endseitigen Polstücken 5 versehen, zwi­ schen denen sich der längsbeweglich in der Erregerwick­ lung geführte Tauchanker befindet. Der Tauchanker ist mit einer Achse 6 versehen, die in den Polstücken in Lagern 11 geführt ist. Ggfs. kann die Führung des Tauch­ ankers auch lediglich durch das Spulenkörperrohr 10 vor­ gesehen sein.

Weiterhin sind quaderförmige Permanentmagnete 7 und zu­ gehörige Polstücke 9 zur Bündelung der Feldlinien vorge­ sehen, die etwa in der Mitte des Jochs - in Längsrich­ tung des Jochs gesehen - angeordnet sind. Die Permanentmagnete liegen dabei mit ihrem einen Pol direkt am Joch an, und der andere Pol weist über das jeweilige Polstück in Richtung des Tauchankers. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Mehrstellungsmagnet ein rahmenförmiges Joch auf (sogenannte offene Bauweise). Ggfs. kann der Mehrstellungsmagnet auch mit einem ge­ schlossenen, topfförmigen Joch versehen sein (sogenannte geschlossene Bauweise). In diesem Falle ist dann vor­ zugsweise ein ringförmiger Permanentmagnet in Verbindung mit einem entsprechenden Polstück vorgesehen. Der Tauchanker ist mit sattelartigen Ringen 8 versehen, die in unterschiedlichen Abständen A1, A2, A3 angeordnet sind.

Die stabilen Stellungen des Tauchankers in stromlosem Zustand der Erregerwicklung sind in den Fig. 1 bis 4 gezeigt. Durch die magnetische Kraftwirkung des Perma­ nentmagneten wird auf den Tauchanker eine Kraft ausge­ übt, die diesen jeweils in eine Stellung zieht bzw. in einer Stellung hält, in der der dem Permanentmagneten jeweils am nächsten befindliche Ring 8 ist. Bei Bestromung der Erregerwicklung mit einem entspre­ chend gerichteten Strom wird der Tauchanker beispiels­ weise aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach rechts bewegt. Die Bestromung wird abgeschaltet, sobald der Tauchanker die in Fig. 2 gezeigte Stellung erreicht hat bzw. kurz davor. Der Tauchanker bewegt sich somit exakt bis in die Stellung, in der der entsprechende Ring 8 dem Permanentmagneten am nächsten ist und wird dort durch permanentmagnetische Kraftwirkung gehalten.

Bei entsprechender Bestromung der Erregerwicklung können somit nacheinander die anderen Positionen des Tauch­ ankers (Fig. 3, Fig. 4) erreicht werden, wobei eine Rückwärtsbewegung des Tauchankers aus jeder Position heraus durch entsprechende Umkehrung der Bestromungs­ richtung möglich ist.

Es können durch die Wahl der Bestromungsdauer ggfs. auch einzelne "Haltepositionen" überfahren werden, so daß aus jeder beliebigen Position des Tauchankers heraus jede andere Halteposition direkt angefahren werden kann.

Ggfs. kann vorgesehen sein, daß die Position der Perma­ nentmagnete 7 in Längsrichtung des Tauchankers / des Joches veränderbar ist. Dadurch können die Haltepositio­ nen des Tauchankers in Bezug auf das Joch variiert, d. h. in gewissen Grenzen eingestellt / justiert werden.

Claims (3)

1. Polarisierter Mehrstellungsmagnet, mit einem Joch mit zwei endseitigen Polstücken, bei dem ein Tauch­ anker längsbeweglich zwischen den Polstücken inner­ halb einer Erregerspule angeordnet und mit minde­ stens einem Permanentmagneten, der zwischen dem Tauchanker und dem Joch angeordnet ist, wobei der eine Pol des Permanentmagneten direkt am metalli­ schen Jochschenkel angeordnet ist und der andere Pol zum Tauchanker weist, und wobei der Tauchanker mit mehreren sattelartigen Ringen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die sattelartigen Ringe (8) in unterschiedlichen Abständen (A1, A2, A3) angeordnet sind, und daß der Permanentmagnet (7) etwa in der Mitte der Längsrichtung des Jochs angeordnet ist.

2. Polarisierter Mehrstellungsmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polstück (9) zwischen dem Permanentmagneten (7) und dem Tauchanker (4) vorgesehen ist.

3. Polarisierter Mehrstellungsmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Permanentmagneten (7) in Längs­ richtung des Tauchankers (4) / Joches (1) veränderbar ist.