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Dokumentenidentifikation DE202005008097U1 25.08.2005
Titel Hubmagnet
Anmelder Kuhnke GmbH, 23714 Malente, DE
Vertreter T. Wilcken und Kollegen, 23554 Lübeck
DE-Aktenzeichen 202005008097
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 25.08.2005
Registration date 21.07.2005
Application date from patent application 19.05.2005
IPC-Hauptklasse H01F 7/08

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Hubmagneten mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Es sind Hubmagnete bekannt, bei denen das Joch topfförmig ausgebildet ist und ein zylindrisches Gehäuse für eine darin angeordnete Spule bildet, in welcher ein Anker in axialer Richtung der Spule beweglich geführt ist. Diese Joche bzw. Gehäuse sind typischerweise als Drehteile ausgebildet und durch eine eingepresste Polplatte abgeschlossen. Solche Hubmagneten sind stabil und üblicherweise auch geeignet, auf den Anker wirkende Querkräfte sicher aufzunehmen. Sie sind jedoch fertigungstechnisch vergleichsweise aufwendig herzustellen.

Insofern günstiger sind die Hubmagneten, deren Joch als ein Stanz-Biegeteil aus Blech gefertigt ist. Bei diesen Hubmagneten ist das Joch zumeist aus einem U-förmig gebogenen Blechteil gebildet. Die Spule des Magneten ist in diesem Fall so in dem Joch eingesetzt, dass sich die Längsachse der Spule parallel zu den Jochschenkeln und senkrecht zu dem Stegbereich des U-förmigen Joches erstreckt. An der offenen Seite ist das Joch durch eine Polplatte geschlossen. Durch die Polplatte ist der Anker des Magneten bzw. ein an dem Anker angeordneter Betätigungszapfen des Magneten geführt. Hubmagneten dieser Art sind üblicherweise entweder an der Polplatte oder an dem U-förmigen Joch in einem Gerät oder einer Vorrichtung befestigt. Derartige Hubmagneten sind deutlich günstiger in der Herstellung, können jedoch aufgrund ihrer vergleichsweisen labilen Joch/Polplatten-Konstruktion nur geringere Querkräfte auf den Anker aufnehmen, da sonst die Gefahr besteht, dass sich Joch und Polplatte zueinander verschieben, was schlimmsten Falls zu bleibender Verformung und damit vorzeitigem Verschleiß bzw. Defekt des Bauteils führen kann.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hubmagneten zu schaffen, welcher sowohl in der Lage ist, vergleichsweise hohe radiale Querkräfte aufzunehmen als auch kostengünstig hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hubmagneten mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.

Der erfindungsgemäße Hubmagnet weist eine Spule mit einem darin axial beweglich geführten Anker sowie ein Joch und eine an dem Joch angeordnete Polplatte auf. Das Joch ist als ein Stanz-Biegeteil ausgebildet. Sowohl an dem Joch als auch an der Polplatte sind Befestigungsmittel vorgesehen, mit denen das Joch und die Polplatte an einem Gerät oder einer Vorrichtung befestigt werden können.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es also Joch und Polplatte als kostengünstiges Stanz-Biegeteil herstellen zu können und zur Aufnahme der erhöhten Querkräfte nicht die Konstruktion selbst, sondern die Vorrichtung, das Gerät oder das Chassis in welchem der Hubmagnet befestigt ist, auszunutzen. Um dies zu ermöglichen sieht die vorliegende Erfindung vor, gesonderte Befestigungsmittel sowohl jochseitig als auch polplattenseitig vorzusehen, um auf diese Weise eine erhöhte Stabilität der an sich labilen Stanz-Biegeteile zu ermöglichen.

Mit Hilfe der Befestigungsmittel kann sowohl das Joch als auch die Polplatte an einem Gerät, einer Vorrichtung oder einer anderen Befestigungsaufnahme befestigt werden, wodurch vorteilhaft verhindert wird, dass eine radial an dem Anker bzw. an einem an dem Anker angeordneten Betätigungszapfen angreifende Querkraft Joch und Polplatte relativ zueinander verschieben. Auf diese Weise ermöglicht es die Erfindung, das Joch auch aus solchen Materialien herzustellen, die eine verhältnismäßig geringe Biegefestigkeit aufweisen. So können zur Herstellung des Joches beispielsweise auch dünnwandige Bleche verwendet werden, welche kostengünstig sind und in einfacher Weise bearbeitet werden können.

Bevorzugt ist das Joch so ausgebildet, dass es einen ersten Schenkel aufweist, welcher als Auflagefläche für eine Stirnseite der Spule ausgebildet ist und einen zweiten Schenkel aufweist, welcher senkrecht zu dem ersten Schenkel und parallel zu der Längsachse der Spule ausgerichtet ist. So kann das Joch vorteilhaft aus einem im Wesentlichen L-förmig gebogenen Flacheisen bzw. Blech gebildet sein, auf dessen ersten Schenkel die Spule aufliegt und auch befestigt werden kann, während sich der zweite Schenkel des Jochs in einem rechten Winkel zu dem ersten Schenkel parallel zur Längsachse der Spule und über diese hinaus erstreckt. Die Stirnfläche des freien Endes dieses zweiten Schenkels ist so ausgebildet, dass auf ihr die Polplatte aufliegen und befestigt werden kann, so dass die beiden Schenkel des Joches und die Polplatte in Zusammenwirken mit dem Anker des Hubmagneten einen magnetischen Wirkkreis bilden, wobei der elektromagnetische Fluss bei Bestromung der Spule in bekannter Weise die Richtung der Ankerverstellung bestimmt.

Bevorzugt umgreift das freie Ende des zweiten Schenkels die Spule von drei Seiten. Hierzu ist der achsparallele Schenkel des Jochs in seinem zum anderen Schenkel abgewandten Bereich, also auch dort, wo die Auflagefläche für die Polplatte gebildet ist, U-förmig abgebogen, wobei der Schenkel den Steg bildet, von dem aus sich etwa senkrecht zwei die Spule umgreifenden Laschen erheben, dabei erstreckt sich dieser U-förmige Teil soweit, dass die Stirnseite des zweiten Schenkels und jeweils eine Seitenfläche der Laschen eine Auflagefläche für die Polplatte bilden. Es ergibt sich somit nach Aufsetzen der Polplatte ein zumindest teilweise zu fünf Seiten geschlossenes Gehäuse, welches den Spulenkörper aufnimmt. Hierdurch kann trotz des Aufbaus aus Blechstanzteilen eine vergleichsweise hohe Stabilität erreicht werden.

Das vorbeschriebene Joch kann vorteilhaft und kostengünstig durch Biegen aus einem im Wesentlichen T-förmigen Stanzteil gebildet werden, indem der T-Schenkel, der nur ein freies Ende aufweist, zum freien Ende hin um 90° abgebogen wird, wohingegen der Schenkel, der zwei freie Enden aufweist nahe seiner freien Enden ebenfalls um 90° abgebogen wird, derart, dass die abgebogenen Teile in eine Richtung aus der Fläche des Grundmaterials herausragen und so vier Seiten eines die Spule aufnehmenden Jochs bilden, das an einer fünften Seite von der Polplatte abgedeckt wird, welche an der Stirnseite des zweiten Schenkels und jeweils einer Seitenfläche der Laschen am U-förmigen Teil des Jochs aufliegt.

Die Polplatte ist bevorzugt formschlüssig an dem Joch befestigt. Dies ermöglicht einen einfachen Zusammenbau von Joch und Polplatte. Dabei ist das freie Ende des zweiten Schenkels des Joches sowie die Polplatte vorzugsweise so ausgebildet, dass stirnseitige Vorsprünge in entsprechende randseitige Ausnehmungen der Polplatte derart ineinander greifen, dass sich vorteilhaft eine Formschlussverbindung in fünf Richtungen ergibt.

Die Polplatte weist in einer vorteilhaften Ausführungsform an ihrer zum Joch weisenden Seite mindestens eine Ausnehmung auf, während an der zur Polplatte weisenden Stirnfläche des zweiten Schenkels mindestens ein Vorsprung zum formschlüssigen Eingreifen in eine Ausnehmung der Polplatte vorgesehen ist. Umgreift das freie Ende des zweiten Schenkels die Spule von mehreren bevorzugt drei Seiten, können an der Stirnfläche des zweiten Schenkels sowie an den der Polplatte zugewandten Seitenflächen der Laschen jeweils zumindest ein Vorsprung vorgesehen sein, welcher in eine damit korrespondierende Ausnehmung der Polplatte eingreift. Auf diese Weise wird ein Bewegen der Polplatte gegenüber dem Joch des Hubmagneten in alle Richtungen quer zur Fügerichtung von Joch und Polplatte verhindert.

Besonders bevorzugt ist der Vorsprung an der Stirnfläche des zweiten Schenkels mit der Polplatte versickt. So kann mit Hilfe eines Sickstempels auf einfache Weise eine nicht lösbare Verbindung zwischen dem Joch des Hubmagneten und dessen Polplatte geschaffen werden.

Vorteilhaft erstrecken sich das von dem zweiten Schenkel beabstandete freie Ende des ersten Schenkels der Jochs sowie das von dem zweiten Schenkel beabstandete freie Ende der Polplatte jeweils über die Spule hinaus, wobei in dem Bereich der freien Enden des ersten Schenkels und der Polplatte jeweils zwei Durchbrechungen vorgesehen sind. Diese Durchbrechungen sowohl an dem Joch als auch an der Polplatte dienen zum Befestigen des Hubmagneten an einem Gerät oder an einer Anlage. Diese Befestigung kann beispielsweise mittels Schraubverbindungen erfolgen, wobei durch die Durchbrechungen Befestigungsschrauben geführt sind.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung fluchten die an dem ersten Schenkel und an der Polplatte angeordneten Durchbrechungen parallel zur Bewegungsrichtung des Ankers. Diese Anordnung ermöglicht es, das Joch und die Polplatte mittels einer gemeinsamen Befestigung an einem Bauteil oder an einer Anlage zu befestigen, indem beispielsweise die Befestigung über eine entsprechend lange Schraube oder Gewindestange, die sowohl durch eine Durchbrechung an der Polplatte als auch durch eine Durchbrechung an dem ersten Schenkel des Jochs geführt ist, an diesem Bauteil bzw. an dieser Anlage verschraubt wird. Weiter vorteilhaft kann mit dieser Ausbildung der Erfindung die Gesamtsteifigkeit des Hubmagneten vergrößert werden.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Hubmagneten und

2 eine Seitenansicht des Hubmagneten nach 1.

Die Figuren zeigen einen Hubmagneten, welcher in an sich bekannter Weise eine Spule 8 mit einem darin axial bewegbaren Anker 2, ein Joch 4 sowie eine Polplatte 6 umfasst. Die Spule 8 weist eine kreiszylindrische Form auf. An den beiden Stirnflächen der Spule 8 erstreckt sich jeweils ein freies Ende des Ankers 2 über diese Stirnflächen hinaus.

Das Joch 4 des Hubmagneten ist derart ausgebildet, dass es einerseits der Spule 8 eine Auflagefläche bietet und andererseits zur Befestigung der Polplatte 6 dient, wobei das Joch 4, die Polplatte 6 zusammen mit dem Anker 2 einen magnetischen Wirkkreis bilden, in dem durch Bestromung der Spule 8 ein elektromagnetischer Fluss entsteht, der je nach Polung die Richtung der Ankerbewegung bestimmt.

Hierzu ist das Joch 4 als ein Stanz-Biegeteil aus einem magnetisch leitenden Blech gebildet. Dieses Blech ist zunächst etwa T-förmig ausgestanzt. Dabei hat der T-Schenkel dieses Stanzteils, welcher nur ein freies Ende aufweist, eine Breite, die im Wesentlichen der Breite der Spule 8 entspricht. Indem dieser T-Schenkel zum freien Ende hin um 90° abgebogen wird, wird ein erster Schenkel 10 des Joches 4 gebildet, der senkrecht zu dem zunächst weiter T-förmigen übrigen Teil des Stanz-Biegeteils ausgerichtet ist. Dieser T-förmige Teil bildet den zweiten Schenkel 12 des Joches 4. Nahe seiner freien Enden wird der T-Schenkel des Schenkels 12, welcher zwei freie Enden aufweist derart um 90° abgebogen, dass die abgebogenen Teile in Richtung des Schenkels 10 aus der Fläche des Grundkörpers des Schenkels 12 herausragen. Diese abgebogenen Teile bilden Laschen 14.

Derart gebogen bildet das Stanzteil das Joch 4, wobei die Spule 8 mit einer Stirnseite auf dem Schenkel 10 aufliegt. Dabei ist das an dieser Stirnseite der Spule 8 herausragende freie Ende des Ankers 2 durch eine in den Figuren nicht dargestellte Durchbrechung des Schenkels 10 geführt, so dass dieses freie Ende des Ankers 2 an der von der Spule 8 abgewandten Seite des Schenkels 10 aus diesem herausragt. Der Grundkörper des Schenkels 12 erstreckt sich parallel zu der Längsachse des Ankers 2. Die Laschen 14 umgreifen die Spule 8 an zwei diametral beabstandeten Seiten.

Auf der Stirnfläche des Grundkörpers des Schenkels 12 sowie den mit dieser Stirnfläche in einer gemeinsamen Ebene liegenden Seitenflächen der Laschen 14 liegt die Polplatte 6 auf. Diese ist ebenfalls aus einem gestanzten magnetisch leitenden Blech hergestellt. Die Polplatte 6 ist so ausgebildet, dass ihre Kontur bei Auflage auf dem Schenkel 12 im Bereich des Grundkörpers des Schenkels 12 und der daran angeordneten Laschen 14 mit der von der Spule 8 abgewandten Seiten des Grundkörpers des Schenkels 12 und der Laschen 14 bündig abschließt. Daneben weist die Polplatte 6 eine kreisrunde Durchbrechung 15 auf, durch welche ein zweites freies Ende des Ankers 2 geführt ist.

Zur Befestigung der Polplatte 6 weist diese in dem mit dem Grundkörper des Schenkels 12 sowie den Laschen 14 zur Anlage kommenden Bereich an der Außenseite drei im Wesentlichen trapezförmige Ausnehmungen auf, welche so angeordnet sind, dass sie sowohl mit der Position eines an der Stirnseite des Grundkörpers des Schenkels 12 angeordneten rechteckigen Vorsprungs 16 als auch mit der Position jeweils eines an den der Polplatte zugewandten Seiten der Laschen 14 angeordneten rechteckigen Vorsprungs 16 korrespondieren. Die Vorsprünge 16 greifen in die Ausnehmungen der Polplatte 6 ein und bilden auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung von Joch 4 und Polplatte 6. Anschließend können die Vorsprünge 16 an der Stirnfläche des Schenkels 12 mit der Polplatte 6 versickt werden und auf diese Weise eine unlösbare Verbindung eingehen. In 1 sind die Vorsprünge 16 und die Polplatte 6 im nicht versickten Zustand dargestellt.

Das von dem Schenkel 12 beabstandete freie Ende der Polplatte 6 erstreckt sich über die Laschen 14 und das Spulengehäuse 8 hinaus. Dabei erweitert sich die Breite der Polplatte 6 ausgehend von den Laschen 14 trapezförmig zu deren freien Ende. Auch der Schenkel 10 des Jochs 4 erstreckt sich ausgehend von dem Schenkel 12 über die Spule 8 hinaus, wobei er sich korrespondierend zu der Polplatte 6 zu seinem freien Ende hin trapezförmig erweitert.

Im Bereich des freien Endes der Polplatte 6 weist diese zwei kreisförmige Durchbrechungen 18 auf, durch welche jeweils ein Bolzen bzw. eine Schraube einer Bolzen- oder Schraubverbindung geführt sein kann, mit der die Polplatte 6 an einem beliebigen Gegenstand befestigt werden kann. In ähnlicher Weise sind an dem freien Ende des Schenkels 10 des Jochs 4 zwei kreisrunde Durchbrechungen 20 angeordnet. Wie die Polplatte 6 kann auch das Joch 4 des Hubmagneten mittels der Durchbrechungen 20 an einem beliebigen Gegenstand, beispielsweise einem Gerät oder einer Anlage, befestigt werden. Jeweils eine Durchbrechung 18 an der Polplatte 6 sowie eine Durchbrechung 20 an dem Schenkel 10 fluchten parallel zur Bewegungsrichtung des Ankers. Diese Anordnung ermöglicht es, dass die Polplatte 6 sowie das Joch 4 über eine gemeinsame Bolzen- bzw. Schraubenverbindung an einem Gerät oder einer Anlage befestigt werden können, so dass über den Anker eingeleitete Querkräfte nicht ausschließlich von der Verbindung zwischen Polplatte 6 und Joch 4 aufgenommen werden müssen, sondern über die Befestigungsmittel in Form der Durchbrechungen 18 und 20, die entsprechenden Bolzen oder Schraubverbindungen und das Gerät, in welchem der Hubmagnet angeordnet ist, aufgenommen bzw. übertragen werden.

2Anker 4Joch 6Polplatte 8Spule 10Schenkel 12Schenkel 14Lasche 15Durchbrechung 16Vorsprung 18Durchbrechung 20Durchbrechung

Anspruch[de]
  1. Hubmagnet mit einer Spule und mit einem darin axial beweglich geführten Anker (2) sowie einem Joch (4) und einer an dem Joch (4) angeordneten Polplatte (6), wobei das Joch (4) als ein Stanz-Biegeteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl an dem Joch (4) als auch an der Polplatte (6) Befestigungsmittel (18, 20) vorgesehen sind.
  2. Hubmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (4) einen ersten Schenkel (10) aufweist, welcher als Auflagefläche für eine Stirnseite der Spule ausgebildet ist und einen zweiten Schenkel (12) aufweist, welcher senkrecht zu dem ersten Schenkel (10) und parallel zur Längsachse der Spule ausgerichtet ist, wobei eine Stirnfläche am freien Ende des zweiten Schenkels (12) eine Auflagefläche für die Polplatte (6) bildet.
  3. Hubmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des zweiten Schenkels (12) die Spule von drei Seiten umgreifend umgebogen ist.
  4. Hubmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (4) aus einem im Wesentlichen T-förmigen Stanzteil durch Biegen gebildet wird.
  5. Hubmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatte (6) formschlüssig an dem Joch (4) befestigt ist.
  6. Hubmagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatte (6) an ihrer an der zum Joch (4) weisenden Seite mindestens eine Ausnehmung aufweist und dass an der zur Polplatte (6) weisenden Stirnfläche des Jochs (4) mindestens ein Vorsprung (16) vorgesehen ist, der zum formschlüssigen Eingreifen in die Ausnehmung der Polplatte (6) vorgesehen ist.
  7. Hubmagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (16) an der Stirnfläche mit der Polplatte (6) versickt ist.
  8. Hubmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das von dem zweiten Schenkel (12) beabstandete freie Ende des ersten Schenkels (10) des Jochs (4) über die Spule hinaus erstreckt und sich das von dem zweiten Schenkel (12) beabstandete freie Ende der Polplatte (6) über die Spule hinaus erstreckt und dass in dem Bereich der freien Enden des ersten Schenkels (10) und der Polplatte (6) jeweils mindestens eine, vorzugsweise zwei Durchbrechungen (18, 20) vorgesehen ist.
  9. Hubmagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ersten Schenkel (10) und an der Polplatte (6) angeordneten Durchbrechungen (18, 20) parallel zur Bewegungsrichtung des Ankers (2) fluchten.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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