[0001] Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einer zwischen einem Polkern und
einem verschiebbaren Anker angeordneten Dämpfungsscheibe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Wird bei einem solchen Elektromagneten die Erregerspule bestromt, bewegt sich der
Anker mit hoher Geschwindigkeit in Richtung des Polkerns, so dass die Polfläche des
Ankers auf die Polfläche des ruhenden Polkerns unter Erzeugung eines entsprechend
lauten Geräusches auftrifft. Um die Geräuschentwicklung bei diesem Vorgang zu reduzieren,
ist es bekannt, zwischen den Polflächen von Polkern und Anker eine Dämpfungsscheibe
aus Kunststoff, bei hohen Einsatztemperaturen vorzugsweise aus Fluorkautschuk (FKM)
oder Silikonkautschuk anzuordnen.
[0003] Bei länger anhaltender Bestromung des Elektromagneten kann es durch die dadurch bedingte
Druckbelastung des Kunststoffs und insbesondere bei einer erhöhten Temperatur zu einem
Klebeeffekt zwischen dem Kunststoff der Dämpfungsscheibe und den metallenen Flächen
des Polkerns bzw. des Ankers kommen, mit der Folge eines verzögerten Abfallens des
Ankers beim Abschalten der Erregerspule und der Rückführung des Ankers durch beispielsweise
eine Rückstellfeder. Diese Abfallverzögerung trifft vor allem nach dem Abschalten
und der Abkühlung des Elektromagneten bei einer Wiederbetätigung auf.
[0004] Eine solche in einem Hubmagnet angeordnete Dämpfungsscheibe ist aus der
DE 71 42 492 U bekannt, die auch dazu dient, die Remanenzkräfte zu vermindern und so das Lösen des
Ankers durch beispielsweise eine Rückstellfeder zu erleichtern.
[0005] Ähnliche Hubmagnete mit Dämpfungsscheiben sind darüber hinaus, aus
JP 61 061 865 A bekannt. Dort dient als Scheibenmaterial eine Legierung. In
US 2006/054 851 A1 wird ein Gummistoff verwendet.
[0006] EP-A 1 748 238 schlägt eine Dämpfplattenanordnung vor, die aus mehreren Platten zusammengesetzt
ist.
DE 102 17 405 A1 offenbart einen Elektromagneten, bei dem zwischen Kern und Anker ein Dämpfungselement,
dass aus mehreren Lagen unterschiedlicher Materialien bestehen kann, vorgesehen ist.
[0007] WO 98/38439 A und
EP-A 1 793 149 zeigen als Dämpfungsmedium zwischen Magnetanker und Pol eine Flüssigkeit in einem
Dämpferelement bzw. Luft in einem Druckraum.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromagneten mit einer zwischen einem Polkern
und einem verschiebbaren Anker angeordneten Dämpfungsscheibe bereitzustellen, bei
dem unter allen Betriebsbedingungen des Elektromagneten, insbesondere auch nach Betrieb
bei erhöhter Betriebstemperatur keine Klebeeffekte zwischen der Dämpfungsscheibe und
der Polfläche des Polkerns bzw. des Ankers kommt.
[0009] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1.
[0010] Bei einem solchen Elektromagneten mit einer zwischen einem Polkern und einem verschiebbaren
Anker angeordneten Dämpfungsscheibe ist diese Dämpfungsscheibe erfindungsgemäß mit
einer Gleitlackbeschichtung, vorzugsweise auf der Basis von Polytetrafluorethylen,
versehen.
[0011] Eine solche Gleitlackbeschichtung weist eine extrem niedrige Adhäsion auf und ist
daher hervorragend als Beschichtung für die Dämpfungsscheibe geeignet, um den oben
beschriebenen Klebeeffekt zu verhindern, zumindest erheblich zu verringern.
[0012] Besonders geeignet ist Polytetrafluorethylen (PTFE), bekannt unter dem Handelsnamen
Teflon. Die Adhäsion von Teflon ist bei hoher Temperaturbeständigkeit äußerst gering.
[0013] In einer Weiterbildung der Erfindung kann entweder die dem Anker zugewandte Fläche
der Dämpfungsscheibe mit der Gleitlackbeschichtung versehen werden, oder die gegenüberliegende
Fläche der Dämpfungsscheibe, die dem Polkern zugewandt ist.
[0014] Der Vorteil gegenüber einer beidseitigen Beschichtung der Dämpfungsscheibe mit einer
Gleitlackschicht liegt darin, dass die unbeschichtete Seite der Dämpfungsscheibe besser
mit dem Polkern oder dem Anker verbunden werden kann, da diese Oberfläche eine höhere
Haftfähigkeit aufweist.
[0015] Die erfindungsgemäße Dämpfungsscheibe kann idealerweise an unterschiedlichste Ausgestaltungen
der Polflächen des Polkernes und des Ankers angepasst werden. Wenn die dem Anker zugewandte
Polfläche des Polkerns mit einem Innenkonus oder einem Außenkonus versehen ist und
die Polfläche des Ankers einen hieran angepassten Außenkonus oder Innenkonus aufweist,
kann die Dämpfungsscheibe auf dem Konusgrund des Innenkonus des Polkerns oder des
Ankers angeordnet werden. Ferner ist es möglich, bei einer solchen Ausgestaltung des
Polkerns und des Ankers die Dämpfungsscheibe auf der dem Konusgrund des Innenkonus
des Polkerns oder des Ankers gegenüberliegenden Fläche des Außenkonus des Ankers oder
des Polkerns anzuordnen.
[0016] Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die dem Anker zugewandte
Polfläche des Polkerns eine hohlzylindrischen Ausnehmung und der Anker eine hieran
angepasste Polfläche auf, wobei die Dämpfungsscheibe in der hohlzylindrischen Ausnehmung
der Polfläche des Polkerns angeordnet ist. Ferner kann die Dämpfungsscheibe bei dieser
Ausgestaltung der Polflächen auch auf der Polfläche des Ankers angeordnet werden.
[0017] Schließlich kann eine solche hohlzylindrische Ausnehmung auch auf der Polfläche des
Ankers vorgesehen werden, an die die Polfläche des Polkerns angepasst ist. Die erfindungsgemäße
Dämpfungsscheibe kann dann entweder auf der Polfläche des Ankers oder der Polfläche
des Polkerns befestigt werden.
[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Schnittdarstellung einer Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen
Elektromagneten,
- Figur 2
- eine Detailansicht aus der Schnittdarstellung nach Figur 1, und
- Figur 3
- eine Schnittdarstellung mit einer Detailansicht einer weiteren Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Elek- tromagneten.
[0019] Der in Figur 1 dargestellte Elektromagnet 1 weist ein weichmagnetisches Gehäuse 2
auf, das eine Erregerspule 3, einen darin zentrisch gelagerten Polkern 4 und einen
gegen den Polkern 4 verschiebbaren Anker 5 aufnimmt. Der Anker ist auf der dem Polkern
abgewandten Seite auf der Stirnseite des Gehäuses 2 mittels eines Gleitlagers gelagert
und auf der gegenüberliegenden Seite mittels einer Achse 7, die in einer zentralen
Bohrung des Polkerns 4 hindurchgeführt wird. Auf diese Achse 7 kann verzichtet werden,
wenn der Anker 5 in einem dünnwandigen Führungsrohr (nicht dargestellt) gelagert und
geführt wird, das von der Erregerspule 3 umschlossen wird.
[0020] Bei einer Bestromung fährt der Anker 5 in die in der Figur 1 gezeigte Hubendstellung
und schlägt dabei mit seiner Polfläche auf die Polfläche des Polkerns 4 auf, wobei
ein definierter Abstand zwischen diesen beiden Polflächen durch eine dazwischen angeordnete
Dämpfungsscheibe 6 eingehalten wird. Die Dämpfungsscheibe besteht aus Kunststoff,
bei hohen Betriebstemperaturen des Elektromagneten 1 insbesondere aus Fluor- oder
Silikonkautschuk, wodurch das beim Aufschlagen des Ankers 5 auf den Polkern 4 erzeugte
Geräusch reduziert wird.
[0021] Wird der Strom durch die Erregerspule abgeschaltet, wird der Anker 5 aufgrund der
nun fehlenden magnetischen Haltekraft durch eine Rückstellfeder 8 in seine Hubanfangsstellung
gezogen. Um einen Klebeeffekt zu verhindern oder zumindest zu reduzieren ist die Dämpfungsscheibe
ein- oder beidseitig mit einer Gleitlackbeschichtung versehen, wobei hierfür Polytetrafluorethylen
(PTFE), bekannt unter dem Handelsnamen Teflon, als Basis verwendet wird.
[0022] Die Adhäsion von Teflon ist äußerst gering und ist daher als Gleitlackbeschichtung
hervorragend für die Dämpfungsscheibe geeignet, um einen Klebeeffekt zu verhindern,
zumindest erheblich zu verringern.
[0023] In Figur 1 weist die dem Anker 5 gegenüberliegende Fläche des Polkerns 4 eine Innenkonus
auf, an den die Polfläche des Ankers 5 mittels eines Außenkonus angepasst ist. Die
Dämpfungsscheibe 6 kann mit ihrer einen Fläche auf dem kreisringförmigen Konusgrund
9, wie in Figur 2 dargestellt, beispielsweise mittels einer Klebung befestigt sein,
so dass es ausreicht, nur die andere, dem Anker 5 gegenüberliegenden Fläche mit der
Gleitlackbeschichtung zu versehen.
[0024] Umgekehrt ist es genauso möglich, die Dämpfungsscheibe 6 an der Fläche 10 (siehe
Figur 2) des Ankers 5 zu befestigen.
[0025] Die nur einseitige Beschichtung der Dämpfungsscheibe 6 mit einem Gleitlack bietet
den Vorteil, dass die Haftung auf der metallischen Oberfläche des Ankers 5 oder des
Polkerns 4 wesentlich besser ist.
[0026] Umgekehrt wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, kann auch der Anker 5 einen Innenkonus
aufweisen, an den die Polfläche des Polkerns 4 entsprechend angepasst ist. Eine solche
Ausführung des Ankers 5 und des Polkerns 4 ist nicht dargestellt.
[0027] Eine andere Ausgestaltung der Polflächen des Polkerns 4 bzw. des Ankers 5 zeigt Figur
3. Dieser Polkern 4 weist eine zylinderförmige Ausnehmung mit einer Bodenfläche 11
auf, wobei der Querschnitt im Bereich der Polfläche des Ankers 5 an den Durchmesser
dieser zylindrischen Ausnehmung angepasst ist, so dass der Anker 5 bei Bestromung
der Erregerspule 3 in diese zylindrische Ausnehmung einrücken kann. Wie in Figur 3
dargestellt ist, rückt der Anker 5 soweit ein, bis der durch eine zwischen den Polflächen
liegende Dämpfungsscheibe 6 definierten Abstand der Polfläche 12 des Ankers 5 zur
Bodenfläche 11 der zylindrischen Ausnehmung des Polkerns 4 erreicht ist.
[0028] Auch diese Dämpfungsscheibe 6 ist einseitig oder beidseitig mit einer Gleitlackbeschichtung,
wie oben im Zusammenhang mit Figur 1 bereits erläutert, versehen.
[0029] Je nach dem, welche Seite der Dämpfungsscheibe 6 mit der Bodenfläche 11 des Polkerns
4 oder der Polfläche 12 des Ankers 5 verbunden ist, reicht es aus, nur die jeweils
andere Seite der Dämpfungsscheibe 6 mit der Gleitlackbeschichtung zwecks besserer
Haftung auf der Anker- oder Polkernoberfläche zu versehen. Die nach Figur 3 dargestellte
und erläuterte zylindrische Ausnehmung kann anstatt am Polkern auch am Anker 5 realisiert
werden, wobei dann die Polfläche des Polkerns 4 hieran anzupassen ist.
Bezugszeichenliste
[0030]
- 1
- Elektromagnet
- 2
- Gehäuse
- 3
- Erregerspule
- 4
- Polkern
- 5
- Anker
- 6
- Dämpfungsscheibe
- 7
- Achse
- 8
- Rückstellfeder
- 9
- Konusgrund eines Innenkonus
- 10
- Polfläche des Ankers 5
- 11
- Bodenfläche einer zylindrischen Ausnehmung
- 12
- Polfläche
1. Elektromagnet (1) mit einem Gehäuse (2), einer Erregerspule (3), einem Polkern (4),
einem zum Polkern (4) verschiebbarer Anker (5) sowie mit einer zwischen dem Polkern
(4) und dem Anker (5) angeordneten Dämpfungsscheibe (6),
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsscheibe (6) mit einer Gleitlackbeschichtung, vorzugsweise auf der Basis
von Polytetrafluorethylen (PTFE), versehen ist.
2. Elektromagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die dem Anker (5) zugewandte Fläche der Dämpfungsscheibe (6) mit der Gleitlackbeschichtung
versehen ist.
3. Elektromagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die dem Polkern (4) zugewandte Fläche der Dämpfungsscheibe (6) mit der Gleitlackbeschichtung
versehen ist.
4. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die dem Anker (5) zugewandte Polfläche des Polkerns (4) mit einem Innenkonus oder
einem Außenkonus versehen ist,
- die Polfläche des Ankers (5) einen hieran angepassten Außenkonus oder Innenkonus
aufweist, und
- die Dämpfungsscheibe (6) auf dem Konusgrund (9) des Innenkonus des Polkerns (4)
oder des Ankers (5) angeordnet ist.
5. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die dem Anker (5) zugewandte Polfläche des Polkerns (4) mit einem Innenkonus oder
einem Außenkonus versehen ist,
- die Polfläche des Ankers (5) einen hieran angepassten Außenkonus oder Innenkonus
aufweist, und
- die Dämpfungsscheibe (6) auf der dem Konusgrund (9) des Innenkonus des Polkerns
(4) oder des Ankers (5) gegenüberliegenden Fläche des Außenkonus des Ankers (5) oder
des Polkerns (4) angeordnet ist.
6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die dem Anker (5) zugewandte Polfläche des Polkerns (4) mit einer hohlzylindrischen
Ausnehmung (11) versehen ist,
- der Anker (5) eine hieran angepasste Polfläche (12) aufweist, und
- die Dämpfungsscheibe (6) in der hohlzylindrischen Ausnehmung (11) der Polfläche
des Polkerns (4) angeordnet ist.
7. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die dem Anker (5) zugewandte Polfläche des Polkerns (4) mit einer hohlzylindrischen
Ausnehmung (11) versehen ist,
- der Anker (5) eine hieran angepasste Polfläche (12) aufweist, und
- die Dämpfungsscheibe (6) auf der Polfläche (12) des Ankers (5) angeordnet ist.
8. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die dem Polkern (4) zugewandte Polfläche des Ankers (5) mit einer hohlzylindrischen
Ausnehmung (11) versehen ist,
- der Polkern (4) eine hieran angepasste Polfläche (12) aufweist,
- die Dämpfungsscheibe (6) in der hohlzylindrischen Ausnehmung (11) der Polfläche
des Ankers (4) angeordnet ist.
9. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die dem Polkern (4) zugewandte Polfläche des Ankers (5) mit einer hohlzylindrischen
Ausnehmung (11) versehen ist,
- der Polkern (4) eine hieran angepasste Polfläche (12) aufweist, und
- die Dämpfungsscheibe (6) auf der Polfläche (12) des Polkerns (4) angeordnet ist.
1. Electromagnet (1) comprising a housing (2), a field coil (3), a pole core (4), an
armature (5) which is displaceable relative to the pole core (4), and a cushioning
disc (6) arranged between the pole core (4) and the armature (5),
characterised in that
the cushioning disc (6) is provided with an anti-friction coating, preferably based
on polytetrafluoroethylene (PTFE).
2. Electromagnet according to claim 1,
characterised in that
the face of the cushioning disc (6) facing towards the armature (5) is provided with
the anti-friction coating.
3. Electromagnet according to claim 1,
characterised in that
the face of the cushioning disc (6) facing towards the pole core (4) is provided with
the anti-friction coating.
4. Electromagnet according to one of the preceding claims,
characterised in that the pole face of the pole core (4) facing towards the armature (5) is provided with
an inward cone or an outward cone,
- the pole face of the armature (5) has an outward cone or inward cone adapted thereto,
and
- the cushioning disc (6) is arranged on the cone base (9) of the inward cone of the
pole core (4) or of the armature (5).
5. Electromagnet according to one of the preceding claims 1 to 3,
characterised in that the pole face of the pole core (4) facing towards the armature (5) is provided with
an inward cone or an outward cone,
- the pole face of the armature (5) has an outward cone or inward cone adapted thereto,
and
- the cushioning disc (6) is arranged on the face of the outward cone of the armature
(5) or of the pole core (4) located opposite the cone base (9) of the inward cone
of the pole core (4) or of the armature (5).
6. Electromagnet according to one of claims 1 to 3,
characterised in that
the pole face of the pole core (4) facing towards the armature (5) is provided with
a hollow cylindrical recess (11),
- the armature (5) has a pole face (12) adapted thereto, and
- the cushioning disc (6) is arranged in the hollow cylindrical recess (11) of the
pole face of the pole core (4).
7. Electromagnet according to one of the preceding claims 1 to 3,
characterised in that
- the pole face of the pole core (4) facing towards the armature (5) is provided with
a hollow cylindrical recess (11),
- the armature (5) has a pole face (12) adapted thereto, and
- the cushioning disc (6) is arranged on the pole face (12) of the armature (5).
8. Electromagnet according to one of claims 1 to 3,
characterised in that
- the pole face of the armature (5) facing towards the pole core (4) is provided with
a hollow cylindrical recess (11),
- the pole core (4) has a pole face (12) adapted thereto, and
- the cushioning disc (6) is arranged in the hollow cylindrical recess (11) of the
pole face of the armature (5).
9. Electromagnet according to one of the preceding claims 1 to 3,
characterised in that
- the pole face of the armature (5) facing towards the pole core (4) is provided with
a hollow cylindrical recess (11),
- the pole core (4) has a pole face (12) adapted thereto, and
- the cushioning disc (6) is arranged on the pole face (12) of the pole core (4).
1. Electro-aimant (1) comportant un boîtier (2), une bobine d'excitation (3), un noyau
polaire (4), un induit (5) coulissant par rapport au noyau polaire (4), ainsi qu'une
plaque d'amortissement (6) entre le noyau polaire (4) et l'induit (5),
électro-aimant caractérisé en ce que
la plaque d'amortissement (6) est munie d'un revêtement de vernis lisse de préférence
à base de polytétrafluoréthylène (PTFE).
2. Electro-aimant selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la surface de la plaque d'amortissement (6) tournée vers l'induit (5), est munie d'un
revêtement de vernis lisse.
3. Electro-aimant selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la surface de la plaque d'amortissement (6) tournée vers le noyau polaire (4), est
munie d'un revêtement de vernis lisse.
4. Electro-aimant selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la surface polaire du noyau polaire (4) tournée vers l'induit (5), est munie d'un
cône intérieur ou d'un cône extérieur,
- la surface polaire de l'induit (5) a un cône extérieur ou intérieur adapté de façon
correspondante, et
- la plaque d'amortissement (6) est installée au fond (9) du cône intérieur du noyau
polaire (4) ou de l'induit (5).
5. Electro-aimant selon l'une des revendications précédentes 1 à 3,
caractérisé en ce que
la surface polaire du noyau polaire (4) tournée vers l'induit (5), est munie d'un
cône intérieur ou d'un cône extérieur,
- la surface polaire de l'induit (5) a un cône extérieur ou intérieur adapté, et
- la plaque d'amortissement (6) est installée sur la surface du cône extérieur de
l'induit (5) ou du noyau polaire (4), à l'opposé du fond (9) du cône intérieur du
noyau polaire (4) ou de l'induit (5).
6. Electro-aimant selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
- la surface polaire du noyau polaire (4) tournée vers l'induit (5), comporte une
cavité cylindrique creuse (11),
- l'induit (5) a une surface polaire (12) adaptée, et
- la plaque d'amortissement (6) est placée dans la cavité cylindrique creuse (11)
de la surface polaire du noyau polaire (4).
7. Electro-aimant selon l'une des revendications précédentes 1 à 3,
caractérisé en ce que
- la surface polaire du noyau polaire (4) tournée vers l'induit (5), est munie d'une
cavité cylindrique creuse (11),
- l'induit (5) a une surface polaire (12) adaptée, et
- la plaque d'amortissement (6) est prévue sur la surface polaire (12) de l'induit
(5).
8. Electro-aimant selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
- la surface polaire de l'induit (5) tournée vers le noyau polaire (4), est munie
d'une cavité cylindrique creuse (11),
- le noyau polaire (4) a une surface polaire (12) adaptée, et
- la plaque d'amortissement (6) est prévue dans la cavité cylindrique creuse (11)
de la surface polaire de l'induit (4).
9. Electro-aimant selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
- la surface polaire de l'induit (5) tournée vers le noyau polaire (4), est munie
d'une cavité cylindrique creuse (11),
- le noyau polaire (4) a une surface polaire (12) adaptée, et
- la plaque d'amortissement (6) est prévue sur la surface polaire (12) du noyau polaire
(4).