DE3249864C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen polarisierten Elektromag­ neten gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein polarisierter Elektromagnet dieser Art ist aus der DE-AS 12 86 216 bekannt. Bei diesem bekannten Elektromagneten ist der Kern U-förmig. Ihm steht ein ebenfalls U-förmiges Joch gegenüber, das mit seinen Schenkeln den Schenkeln des Kerns zugekehrt ist. Im Spalt zwischen den Schenkeln des Kerns und des Joches befindet sich in der Ebene der beiden U ein im wesentlichen stabförmiger, linear bewegbarer Anker. Der Anker weist einen einzigen Permanentmagneten auf, der, je nachdem in welcher seiner beiden stabilen Stellungen der Anker liegt, sich entweder im Bereich des Kerns oder im Bereich des Jochs befindet. Auf diese Weise kann durch elektromagnetische Erregung des Kerns der Anker zwar aus seiner Stellung im Bereich des Kerns in diejenige im Bereich des Jochs bewegt werden, wegen des dann vorhandenen großen Luftspalts zum Kern aber umgekehrt nicht oder nur mit untragbar hohen Erregungsströmen aus der Stellung im Bereich des Jochs in diejenige im Bereich des Kerns. Dies entspricht der bei diesem Elektromagneten gewollten Arbeitsweise eines Haftrelais, das nach dem elektromagnetischen Auslösen unter Einsatz anderer als elektromagnetischer Kräfte in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Die Anordnung von Kern, Anker und Joch ist bei dem bekannten polarisierten Elektromagneten außerdem verhältnismäßig platzaufwendig.

Aus der DE-OS 28 54 878 ist ein polarisierter Elektro­ magnet bekannt, bei dem Anker und Kern in zwei zueinander parallelen Ebenen übereinander liegen, und der Anker um eine zu diesen Ebenen parallele Achse schwenkbar ist und zwei in einem nicht magnetisierbaren Material getragene, symmetrisch zur Schwenkachse angeordnete Permanentmagnete mit einander entgegengesetzter Polarität aufweist. Bei diesem bekannten Elektromagneten sind die Permanentmagnete parallel zur Schwenkachse angeordnet, so daß in jeder der beiden Endlagen des Ankers einer der beiden Permanentmagnete mit seinen beiden Polen an Polstücken des Kerns anliegt, wobei der Anker von einer seiner Endlagen in die andere durch einen von der Magnetisierungswicklung erzeugten, dem durch den am Kern anliegenden Permanentmagneten im Kern erzeugten Magnetfluß entgegengesetzten Magnetfluß umschaltbar ist. Ein dem Kern unter Ausbildung von Luftspalten im Abstand gegenüberliegen­ des Joch weist dieser bekannte Elektromagnet nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Elektromagneten so weiterzubilden, daß er eine kompakte Bauweise und leichte Montierbarkeit besitzt und dabei der Anker trotz hoher Stabilität seiner Endlagen mit geringer elektrischer Leistungsaufnahme in die jeweils andere Endlage umschaltbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromagneten, wie er im Patentanspruch gekennzeichnet ist.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht des pola­ risierten Elektromagneten und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des magnetischen Kreises des polarisierten Elektromagneten.

Der polarisierte Elektromagnet der Fig. 1 umfaßt einen mit einer Magnetisierungswicklung 110 bewickelten H-förmigen Kern 100; ein ebenfalls H-förmiges Joch 200, das mit Frontflächen 221, 222 bzw. 231, 232 im Ab­ stand von Polstücken 121, 122 bzw. 131, 132 des Kerns 100 liegt; und einen Anker 300, der zwei flache stabförmige Per­ manentmagnete 311 und 312 aufweist, deren jeweils zwei magnetische Pole N, S in dem Luftspalt zwischen den Polstücken 121, 122 bzw. 131, 132 des Kerns 100 und den Frontflächen 221, 222 bzw. 231, 232 des Jochs 200 liegen, und der so angeordnet ist, daß er sich in Richtung der Pfeile P-Q frei um eine Achse 330 schwenkend bewegen kann.

Der H-förmige Kern 100 ist als flaches plattenartiges weichmagnetisches Teil aufgebaut. Seine zentral liegende Basis 140 ist mit der Magnetisierungswick­ lung 110 bewickelt.

Das Material des H-förmigen Jochs 200 ist das gleiche plattenar­ tige weichmagnetische Material wie dasjenige des Kerns 100.

Die Permanentmagnete 311, 312 sind einstückig mit einem unmagnetischen Stator 320 aus Kunststoff ausgebildet. Dieser Stator 320 ist nur als strichpunktierte Linie dargestellt, in Wirk­ lichkeit bildet der Anker 300 aus dem Stator 320 und den Permanentmagneten 311, 312 insgesamt einen flachen platten­ artigen Aufbau.

Kern 100 und Joch 200 sowie der dazwischen liegende Anker 300 sind in einem hier nicht be­ schriebenen Gehäuse angebracht.

Die beiden Permanentmagnete 311 und 312 erstrecken sich senkrecht zur Schwenkachse 330 des Ankers 300, ihre Mitten stimmen mit der Achse 330 überein und die Pole der Permanentmagnete 311, 312 sind wechselseitig entge­ gengesetzt. Die beiden Pole des einen Permanentmagneten 311 sind den beiden untereinander gleiche Polarität zeigenden Pol­ stücken 121, 122 des Kerns 100 und die beiden Pole des anderen Permanentmagneten 312 sind den beiden entgegen­ gesetzte Polarität zeigenden Polstücken 131, 132 zugeordnet.

Wenn sich der Anker 300 in Richtung des Pfeiles P dreht, berührt der S-Pol des einen Permanentmagneten 311 das Polstück 122 und sein N- Pol die Frontfläche 221 des Jochs 200, während der N-Pol des anderen Permanentmagneten 312 das Polstück 132 und sein S-Pol die Frontfläche 231 des Jochs 200 berührt. In diesem Zustand sind, wie durch die durchgehende Linie Φ PM der Fig. 2 beschrieben, die magnetischen Flüsse der beiden Perma­ nentmagnete 311, 312 zu einem geschlossenen magnetischen Kreis miteinander verkettet, und der Anker 300 wird in diesem Zustand gehalten. Dann wird die Wicklung 110 durch einen Strom einer bestimmten Richtung erregt und ein magnetischer Fluß EM erzeugt, der durch den Kern 100 und das Joch 200 umgekehrt wie der durch die Permanent­ magneten 311, 312 erzeugte magnetische Fluß Φ PM verläuft. Auf diese Weise wird der magnetische Fluß Φ PM durch den mag­ netischen Fluß Φ EM aufgehoben, und der Anker 300 dreht sich in Richtung des Pfeiles Q, nämlich in Richtung des mit dem magnetischen Fluß Φ EM gleichsinnigen geschlossenen magnetischen Kreises, der durch die gestrichelte Linie Φ PM 1 gezeigt und durch die Permanentmagnete 311, 312 her­ vorgerufen ist. Sobald sich dann die Berührlage der Permanent­ magnete 311, 312 zu dem Kern 100 und dem Joch 200 umge­ kehrt hat, bleibt der Anker 300 in diesem Zustand, auch wenn der Erregerstrom in der Wick­ lung 110 abgeschaltet wird.

Dieser Aufbau eignet sich für ein flaches pola­ risiertes Relais.

Claims (1)

1. Polarisierter Elektromagnet mit einem mit einer Magnetisierungswicklung versehenen, Polstücke aufweisenden Kern, mit einem vom Kern getrennten Joch, welches dem Kern an den Polstücken unter Ausbildung von Luftspalten im Abstand gegenübersteht, so daß sich ein durch die Magnetisierungs­ wicklung erzeugter magnetischer Fluß durch den Kern und das Joch über die Luftspalte schließt, und mit einem mindestens einen Permanentmagneten aufweisenden Anker, welcher in den Luftspalten zwischen dem Joch und den Polstücken des Kerns beweglich angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Kern (100) und Joch (200) in zwei zueinander parallelen Ebenen übereinander liegen, daß der Anker (300) um eine zwischen den Ebenen liegende und zu ihnen parallele Achse (330) schwenkbar ist und zwei in einem nicht magnetisierbaren Material getragene, jeweils symmetrisch und senkrecht zur Schwenkachse (330) angeordnete Permanentmagnete (311, 312) mit einander entgegengesetzter Polarität aufweist, derart, daß in jeder der beiden Endlagen des Ankers (300) jeder der beiden Permanentmagnete (311, 312) jeweils mit seinem einen Pol an einem Polstück des Kerns (100) und mit dem anderen Pol am Joch (200) anliegt, wobei der Anker (300) von einer seiner Endlagen in die andere durch einen von der Magnetisierungswicklung (110) erzeuten, dem durch die Permanentmagnete (311, 312) im Kern (100) und Joch (200) erzeugten Fluß (PM) entgegengesetzten Fluß (Φ EM) umschaltbar ist.