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EP2179430B1 - Elektromagnetischer aktor - Google Patents

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Publication number
EP2179430B1
EP2179430B1 EP08786982.2A EP08786982A EP2179430B1 EP 2179430 B1 EP2179430 B1 EP 2179430B1 EP 08786982 A EP08786982 A EP 08786982A EP 2179430 B1 EP2179430 B1 EP 2179430B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
electromagnetic actuator
magnet
magnetic
region
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP08786982.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2179430A1 (de
Inventor
Wilfried Haas
Werner Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP2179430A1 publication Critical patent/EP2179430A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2179430B1 publication Critical patent/EP2179430B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6662—Operating arrangements using bistable electromagnetic actuators, e.g. linear polarised electromagnetic actuators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638—Armatures not entering the winding
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H01F2007/083—External yoke surrounding the coil bobbin, e.g. made of bent magnetic sheet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H01F2007/086—Structural details of the armature

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic actuator, in particular an electromagnetic actuator for the actuation of a switching element.
  • the electromagnetic actuator comprises a magnet system 2 with a magnet yoke 4 fixed in a housing and an armature 6 movably mounted in the housing. In an initial position, the armature 6 is actuated by a magnetic force F M acting on it (holding force) on the magnet yoke 4 held.
  • the armature 6 is arranged on a support 8 made of an electrically insulating material and mounted with a guide rod 10 axially displaceable in a guide 12 fixed in the housing.
  • a spring 16 in the example of the figure, a cup spring package is supported.
  • the spring 16 is biased and exerts on the armature 6 acting against the magnetic force F M spring force F F , which is smaller than the force exerted by the magnetic yoke 4 on the armature 6 magnetic holding force or magnetic force F M.
  • the flange 14 is mechanically coupled to the movable contact 18 of an electrical switching element 20, the power supply via the flange 14 and a fixed flange 21 takes place.
  • the magnet yoke 4 of such an actuator arrangement may be a pure DC magnet or a combination of a DC magnet and a permanent magnet.
  • the magnetic force F M by one in a coil of the DC magnet flowing current I generated.
  • the magnetic force F M is provided exclusively by the permanent magnet.
  • the direct current I is switched off or compensated by switching on a direct current I or a pulse-shaped current generated by the permanent magnet magnetic field by an electromagnetically generated opposing field.
  • the armature 6 is set in motion and actuates the switching element 20 via the flange 14.
  • magnetic force F M and spring force F F must be matched to one another in such a way that the armature 6 remains securely in the initial position even under mechanical loading of the switching device and does not trigger upon vibration.
  • the spring force F F must be large enough to accelerate the armature so that in a short time covers a distance sufficient to operate the switching element 20 safely.
  • paths in the range of a few tenths of a millimeter to about 2 mm are often covered in very short times ( ⁇ 1 ms).
  • High holding forces on the one hand and short switching times on the other hand, however, are contradictory demands. High holding forces require namely a correspondingly high anchor volume and thus a high anchor mass. These in turn lead to a greater inertia of the armature when it is accelerated by the spring.
  • An electromagnet for use as an actuator, which comprises a cup-shaped magnet housing with a magnet core arranged centrally in the iron core, a coil for generating a magnetic flux in the magnet housing and a relative to the longitudinal axis of the magnet housing tiltable anchor plate.
  • Essential to the function of this solenoid as an actuator is to be the tiltable armature plate, which has the same outer diameter as the pot edge of the magnet housing.
  • the present invention seeks to provide an electromagnetic actuator for actuating an electromagnetic switching element, with which it is possible to realize short switching times at the same time high holding forces.
  • the electromagnetic actuator includes a magnetic yoke including an inner magnetic core portion surrounded by an electric coil and an outer magnetic core portion between which there is a gap surrounding the inner magnetic core portion in which a coil surrounding the inner magnetic core portion is disposed an armature which is provided in the region of the gap with at least one recess.
  • the magnetic field traversed by the magnetic iron cross section of the armature from the center of the armature to its edge is minimal and there are no saturation properties.
  • the mass of the armature can be reduced with respect to a solid armature in the form of a disc or plate with opposing plane-parallel flat sides, so that the armature is accelerated faster with otherwise identical construction of the switching device and in this way shorter switching times compared to the prior art are possible.
  • the invention is based on the consideration that it is possible to reduce the anchor volume in the region of the magnetic-field-free gap without this leading to a reduction in the magnetic or holding force exerted between the magnetic yoke and the armature.
  • the at least one recess may be present in the armature in the form of a depression or a passage opening or window, wherein achieved by the introduction of passage openings a particularly effective mass reduction of the anchor who can.
  • armature used for the actuator according to the invention, wherein the armature in particular comprises an inner and a surrounding outer anchor region, which are connected to each other via a plurality of webs.
  • the armature is also provided on its rear side facing away from the magnetic yoke with at least one recess, a further reduction of the armature mass can be achieved.
  • a particularly space-saving and manufacturing technology easy to manufacture embodiment is achieved when the magnetic yoke is designed as a pot core.
  • the electromagnetic actuator according to the invention may be a pure electromagnet or an electromagnet combined with a permanent magnet, in which the magnetic yoke comprises a permanent magnet whose magnetic axis coincides with the magnetic axis of the inner magnetic core region.
  • FIG. 7 has already been described in the introduction to explain the operation of electromagnetic actuators.
  • the same elements have the same reference numerals.
  • the electromagnetic actuator according to the invention comprises a magnetic yoke 40, which in the example is rotationally symmetrical about a first magnetic axis 42 as a pot core.
  • the magnetic yoke 40 includes an inner cylindrical magnetic core portion 46 surrounded by an electric coil 44 surrounded by an outer hollow cylindrical magnetic core portion 48 and separated therefrom by an annular circumferential gap 50 into which the coil 44 is inserted.
  • the pole faces 52 and 54 of the inner and outer magnetic core areas 46, 48 are arranged in a common plane 56.
  • the magnet yoke 40 is associated with a movably mounted, flat, approximately disk-shaped armature 60, which is provided in the region of the gap 50 with a plurality of recesses 62, which are designed in the example of this figure as a passage opening or window.
  • the armature 60 is a modification according to the invention of a dashed line shown in the figure circular disk-shaped solid anchor with plane-parallel flat sides.
  • the armature 6 is provided not only with the recess 62 in the region of the gap 50 but also with a recess 64 running around the outer edge of the armature 60 and in the rear side of the armature 60 facing away from the magnet yoke 40.
  • Another rotationally symmetrical recess 66 on the back of the armature 60 is located in the middle.
  • the recesses 64, 66 take into account the course of the magnetic flux in the armature and are accordingly introduced where the flux density is low.
  • the mass of the armature 60 is significantly reduced without this leading to a holding force-impairing change in the flux density profile between armature 60 and magnetic yoke 40 or saturation phenomena occur.
  • the magnetic holding force exerted by the magnetic yoke 40 on the armature 60 is at least approximately the same as the holding force exerted by the same magnetic yoke 40 on a disk-shaped armature with plane-parallel flat sides according to the prior art.
  • a multi-part yoke 40 is provided in which the inner magnetic core portion 46 on its side facing away from the pole face 52, a permanent magnet 462 is associated, the magnetic axis coincides with the magnetic axis 42 of the inner magnetic core portion 46.
  • the holding force is generated exclusively by the action of the permanent magnet 462.
  • the discharge of the armature 6 is effected in that when switching on of the coil 44 and the coil core 464 electromagnet formed an opposing field is generated, which at least approximately reverses the effect of the permanent magnet 462.
  • Fig. 2 In the embodiment according to FIG. 3 is the spring 16, the corresponding with the electromagnet off Fig. 1 or at compensated magnetic field of the permanent magnet accordingly Fig. 2 generates the linear acceleration of the armature 60, integrated into the yoke 40.
  • the armature 60 is provided with four recesses 62, which are designed as passage openings.
  • the magnetic flux is thereby guided by an inner region 68 of the armature 60 to an annular äuße Ren area 70 via webs 72.
  • the recesses 62 are introduced in the form of through holes.
  • window-shaped recesses 62 it is also possible according to FIG. 6 provide such recesses 62, which are present only in the form of recesses and form material recesses.
  • a rotationally symmetrical armature 60 is shown, in which the recess 62 is formed by an annular circumferential groove.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Aktor, insbesondere einen elektromagnetischen Aktor für die Betätigung eines Schaltelementes.
  • Zum Betätigen eines Schaltelementes werden bekanntermaßen elektromagnetische Aktoren eingesetzt, die beispielsweise ein Schaltschloss des Schaltelementes auslösen. Die prinzipielle Wirkungsweise eines solchen elektromagnetischen Aktors ist beispielhaft in Fig. 7 dargestellt und wird nachfolgend erläutert: Der elektromagnetische Aktor umfasst ein Magnetsystem 2 mit einem in einem Gehäuse fixierten Magnetjoch 4 und einem beweglich im Gehäuse gelagerten Anker 6. In einer Ausgangsstellung wird der Anker 6 durch eine auf ihn wirkende Magnetkraft FM (Haltekraft) am Magnetjoch 4 gehalten. Der Anker 6 ist auf einem Träger 8 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff angeordnet und mit einem Führungsstab 10 axial verschiebbar in einer im Gehäuse fixierten Führung 12 gelagert. An seinem vom Anker 6 abgewandten Ende ist der Führungsstab 10 mit einem Flansch 14 versehen, zwischen dessen Schultern und der Führung 12 eine Feder 16, im Beispiel der Figur ein Tellerfederpaket, abstützt. Die Feder 16 ist vorgespannt und übt auf den Anker 6 eine gegen die Magnetkraft FM wirkende Federkraft FF aus, die kleiner ist als die vom Magnetjoch 4 auf den Anker 6 ausgeübte magnetische Haltekraft oder Magnetkraft FM. Der Flansch 14 ist mechanisch mit dem beweglichen Kontakt 18 eines elektrischen Schaltelementes 20 gekoppelt, dessen Stromzuführung über den Flansch 14 und einen feststehenden Flansch 21 erfolgt.
  • Beim Magnetjoch 4 einer solchen Aktoranordnung kann es sich um einen reinen Gleichstrommagneten oder um eine Kombination aus Gleichstrommagnet und Permanentmagnet handeln. Im ersten Fall wird die Magnetkraft FM durch einen in einer Spule des Gleichstrommagneten fließenden Strom I erzeugt. Im zweiten Fall wird die Magnetkraft FM ausschließlich durch den Permanentmagneten bereitgestellt. Zum Auslösen des Ankers 6 wird dabei entweder der Gleichstrom I abgeschaltet oder durch Einschalten eines Gleichstromes I oder eines impulsförmigen Stroms das vom Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld durch ein elektromagnetisch erzeugtes Gegenfeld kompensiert. Durch die Wirkung der Feder 16 setzt sich der Anker 6 in Bewegung und betätigt über den Flansch 14 das Schaltelement 20.
  • Bei der Auslegung eines elektromagnetischen Aktors für die Betätigung eines Schaltelementes müssen bei kompakter Bauform eine Vielzahl von Kriterien erfüllt sein. Zum einen müssen Magnetkraft FM und Federkraft FF derart aufeinander abgestimmt sein, dass der Anker 6 auch bei mechanischer Belastung des Schaltgerätes sicher in der Ausgangsstellung verbleibt und nicht bei Erschütterung auslöst. Zum anderen muss die Federkraft FF groß genug sein, um den Anker so zu beschleunigen, dass dieser in kurzer Zeit einen Weg zurücklegt, der ausreicht, um das Schaltelement 20 sicher zu betätigen. In der Praxis sollen dabei oft Wege im Bereich von einigen Zehntel Millimetern bis etwa 2 mm in sehr kurzen Zeiten (< 1 ms) zurückgelegt werden. Hohe Haltekräfte einerseits und kurze Schaltzeiten andererseits sind jedoch einander widersprechende Forderungen. Hohe Haltekräfte erfordern nämlich ein entsprechend hohes Ankervolumen und damit eine hohe Ankermasse. Diese wiederum führen zu einer größeren Trägheit des Ankers, wenn dieser durch die Feder beschleunigt wird.
  • Aus der DE 39 12 042 A1 ist ein Elektromagnet zur Verwendung als Aktor bekannt, der ein topfförmiges Magnetgehäuse mit einem im Magnetgehäuse zentral angeordneten Eisenkern, eine Spule zur Erzeugung eine magnetischen Flusses im Magnetgehäuse sowie eine gegenüber der Längsachse des Magnetgehäuses verkippbare Ankerplatte umfasst. Wesentlich zur Funktion dieses Elektromagneten als Aktor soll dabei die verkippbare Ankerplatte sein, die den gleichen Außendurchmesser wie der Topfrand des Magnetgehäuses hat.
  • Die DE 198 52 287 A1 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Aktor zum Betätigen eines elektromagnetischen Schaltelementes anzugeben, mit dem es möglich ist, kurze Schaltzeiten bei zugleich hohen Haltekräften zu realisieren.
  • Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem elektromagnetischen Aktor mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß den Merkmalen des Patentanspruches enthält der elektromagnetische Aktor ein Magnetjoch, das einen von einer elektrischen Spule umgebenen inneren Magnetkernbereich und einen äußeren Magnetkernbereich umfasst, zwischen denen sich ein den inneren Magnetkernbereich umgebender Spalt befindet, in dem eine den inneren Magnetkernbereich umgebende Spule angeordnet ist, sowie einen Anker, der im Bereich des Spaltes mit zumindest einer Ausnehmung versehen ist. Dabei ist der vom Magnetfeld durchflossene Eisenquerschnitt des Ankers vom Zentrum des Ankers bis zu seinem Rand minimal und es treten keine Sättigungseigenschaften auf.
  • Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Masse des Ankers gegenüber einem massiven Anker in Form einer Scheibe bzw. Platte mit einander gegenüberliegenden planparallelen Flachseiten verringert werden kann, so dass der Anker bei ansonsten identischem Aufbau des Schaltgerätes schneller beschleunigt wird und auf diese Weise kürzere Schaltzeiten im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht sind. Die Erfindung beruht dabei auf der Überlegung, dass es möglich ist, im Bereich des magnetfeldfreien Spaltes das Ankervolumen zu reduzieren, ohne dass dies zu einer Verringerung der zwischen Magnetjoch und Anker ausgeübten Magnet- oder Haltekraft führt.
  • Die zumindest eine Ausnehmung kann im Anker in Form einer Vertiefung oder einer Durchgangsöffnung bzw. Fenster vorliegen, wobei durch das Einbringen von Durchgangsöffnungen eine besonders wirksame Massenverringerung des Ankers erzielt wer den kann.
  • Vorzugsweise sind bei dem für den erfindungsgemäßen Aktor verwendeten Anker eine Mehrzahl vom Ausnehmungen vorgesehen, wobei der Anker insbesondere einen inneren und einen diesen umgebenden äußeren Ankerbereich umfasst, die über eine Mehrzahl von Stegen miteinander verbunden sind.
  • Wenn der Anker außerdem auf seiner vom Magnetjoch abgewandten Rückseite mit zumindest einer Aussparung versehen ist, kann eine weitere Reduzierung der Ankermasse erzielt werden.
  • Eine besonders platzsparend und fertigungstechnisch einfach herzustellende Ausführungsform wird erzielt, wenn das Magnetjoch als Topfkern ausgebildet ist.
  • Beim erfindungsgemäßen elektromagnetischen Aktor kann es sich um einen reinen Elektromagneten oder um einen mit einem Permanentmagneten kombinierten Elektromagneten handeln, bei dem das Magnetjoch einen Permanentmagneten umfasst, dessen magnetische Achse mit der magnetischen Achse des inneren Magnetkernbereiches zusammenfällt.
  • Weiteren Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen elektromagnetischen Aktor gemäß der Erfindung in einem schematischen Längsschnitt,
    Fig. 2
    eine alternative Ausführungsform des Magnetsystems eines elektromagnetischen Aktors gemäß der Erfindung mit einem Permanentmagneten,
    Fig. 3
    eine weitere alternative Ausgestaltung des elektromagnetischen Aktors mit einer im Magnetsystem integrierten Feder,
    Fig. 4
    den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Anker in einem Querschnitt senkrecht zur Bewegungsachse,
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf eine alternative Ausgestaltung eines Ankers gemäß der Erfindung,
    Fig. 6
    eine weitere alternative Ausgestaltung eines Ankers gemäß der Erfindung in einem Axialschnitt und
    Fig. 7
    den prinzipiellen Aufbau eines von einem elektromagnetischen Aktor betriebenen Schaltgerätes gemäß dem Stand der Technik.
  • Figur 7 wurde bereits in der Einleitung zur Erläuterung der Funktionsweise von elektromagnetischen Aktoren beschrieben. In den weiteren Figuren haben gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen.
  • Gemäß Figur 1 umfasst der elektromagnetische Aktor gemäß der Erfindung ein Magnetjoch 40, das im Beispiel rotationssymmetrisch um eine erste magnetische Achse 42 als Topfkern ausgebildet ist. Das Magnetjoch 40 umfasst einen von einer elektrischen Spule 44 umgebenen inneren zylindrischen Magnetkernbereich 46, der von einem äußeren hohlzylindrischen Magnetkernbereich 48 umgeben ist, und von diesem durch einen ringförmig umlaufenden Spalt 50 getrennt ist, in den die Spule 44 eingesetzt ist. Die Polflächen 52 und 54 des inneren bzw. äußeren Magnetkernbereiches 46, 48 sind in einer gemeinsamen Ebene 56 angeordnet.
  • Dem Magnetjoch 40 ist ein beweglich gelagerter, flacher, annähernd scheibenförmiger Anker 60 zugeordnet, der im Bereich des Spaltes 50 mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 62 versehen ist, die im Beispiel dieser Figur als Durchgangsöffnung oder Fenster gestaltet sind.
  • Bei dem Anker 60 handelt es sich um eine erfindungsgemäße Modifikation eines in der Figur gestrichelt dargestellten kreisscheibenförmigen massiven Ankers mit planparallelen Flachseiten. Gegenüber dieser Kreisscheibenform ist der Anker 6 nicht nur mit der Ausnehmung 62 im Bereich des Spaltes 50 sondern zusätzlich mit einer am äußeren Rand des Ankers 60 umlaufenden und in der vom Magnetjoch 40 abgewandten Rückseite des Ankers 60 eingebrachten Aussparung 64 versehen. Eine weitere rotationssymmetrische Aussparung 66 auf der Rückseite des Ankers 60 befindet sich in der Mitte. Die Aussparungen 64, 66 berücksichtigen den Verlauf des magnetischen Flusses im Anker und sind dementsprechend dort eingebracht, wo die Flussdichte gering ist.
  • Durch diese vorstehend beschriebene Gestaltung wird die Masse des Ankers 60 signifikant reduziert, ohne dass dies zu einer die Haltekraft beeinträchtigenden Veränderung des Flussdichteverlaufes zwischen Anker 60 und Magnetjoch 40 führt oder Sättigungserscheinungen auftreten. Mit anderen Worten: Die vom Magnetjoch 40 auf den Anker 60 ausgeübte magnetische Haltekraft ist zumindest annähernd genauso groß wie die Haltekraft, die vom selben Magnetjoch 40 auf einen scheibenförmigen Anker mit planparallelen Flachseiten gemäß dem Stand der Technik ausgeübt wird.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist alternativ zu dem in Figur 1 dargestellten einteiligen Magnetjoch ein mehrteiliges Magnetjoch 40 vorgesehen, bei dem dem inneren Magnetkernbereich 46 auf seiner der Polfläche 52 abgewandten Rückseite ein Permanentmagnet 462 zugeordnet ist, dessen magnetische Achse mit der magnetischen Achse 42 des inneren Magnetkernbereiches 46 zusammenfällt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Haltekraft ausschließlich durch die Wirkung des Permanentmagneten 462 erzeugt. Der Abwurf des Ankers 6 erfolgt dadurch, dass beim Einschalten des von Spule 44 und Spulenkern 464 gebildeten Elektromagneten ein Gegenfeld erzeugt wird, das die Wirkung des Permanentmagneten 462 zumindest annähernd aufhebt.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist die Feder 16, die bei ausgeschaltetem Elektromagneten entsprechend Fig. 1 oder bei kompensiertem Magnetfeld des Permanentmagneten entsprechend Fig. 2 die Linearbeschleunigung des Ankers 60 erzeugt, in das Magnetjoch 40 integriert.
  • Der Figur 4 ist zu entnehmen, dass der Anker 60 mit vier Ausnehmungen 62 versehen ist, die als Durchgangsöffnungen ausgestaltet sind. Der magnetische Fluss wird dabei von einem inneren Bereich 68 des Ankers 60 zu einem ringförmigen äuße ren Bereich 70 über Stege 72 geführt.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltung des Ankers 60 gemäß Figur 5 sind die Ausnehmungen 62 in Form von Durchgangsbohrungen eingebracht.
  • An Stelle fensterförmiger Ausnehmungen 62 ist es auch möglich, gemäß Figur 6 solche Ausnehmungen 62 vorzusehen, die lediglich in Form von Vertiefungen vorliegen und Materialaussparungen bilden. Im Beispiel ist ein rotationssymmetrischer Anker 60 dargestellt, bei dem die Ausnehmung 62 durch eine ringförmig umlaufende Rinne gebildet ist.

Claims (6)

  1. Elektromagnetischer Aktor zum Betätigen eines elektrischen Schaltelements (20) mit einem Magnetjoch (40), das einen inneren Magnetkernbereich (46) und einen äußeren Magnetkernbereich (48) umfasst, zwischen denen sich ein den inneren Magnetkernbereich (46) umgebender Spalt (50) befindet, in dem eine den inneren Magnetkernbereich umgebende Spule (44) angeordnet ist, und mit einem Anker (60), der im Bereich des Spaltes (50) mit zumindest einer Ausnehmung (62) versehen ist, wobei der Anker (60) auf seiner vom Magnetjoch (40) abgewandten Rückseite mit zumindest einer Aussparung (64, 66) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest eine Aussparung (66) in der Mitte und/oder sich die zumindest eine Aussparung (64) am äußeren Rand des Ankers (60) befindet, wobei der vom Magnetfeld durchflossene Eisenquerschnitt des Ankers (60) vom Zentrum des Ankers (60) bis zu seinem Rand minimal ist und wobei keine Sättigungserscheinungen auftreten.
  2. Elektromagnetischer Aktor nach Anspruch 1, bei dem die zumindest eine Ausnehmung (62) eine Durchgangsöffnung ist.
  3. Elektromagnetischer Aktor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Mehrzahl von Ausnehmungen (62) vorgesehen sind.
  4. Elektromagnetischer Aktor nach Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 2, bei dem der Anker (60) einen inneren und einen diesen umgebenden äußeren Ankerbereich (68, 70) umfasst, die über eine Mehrzahl von Stegen (72) miteinander verbunden sind.
  5. Elektromagnetischer Aktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Magnetjoch (40) als Topfkern ausgebildet ist.
  6. Elektromagnetischer Aktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Magnetjoch (40) einen Permanentmagneten (462) umfasst, dessen magnetische Achse mit der magnetischen Achse (42) des inneren Magnetkernbereiches (46) zusammenfällt.
EP08786982.2A 2007-08-13 2008-08-07 Elektromagnetischer aktor Not-in-force EP2179430B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710038165 DE102007038165B4 (de) 2007-08-13 2007-08-13 Elektromagnetischer Aktor
PCT/EP2008/060383 WO2009021899A1 (de) 2007-08-13 2008-08-07 Elektromagnetischer aktor

Publications (2)

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EP2179430A1 EP2179430A1 (de) 2010-04-28
EP2179430B1 true EP2179430B1 (de) 2017-02-01

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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