SE511847C2

SE511847C2 - ELECTROMAGNET

Info

Publication number: SE511847C2
Application number: SE9703927A
Authority: SE
Inventors: Wilgot Aahs
Original assignee: Sem Drive Ab
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-12-06
Also published as: AU9467298A; SE9703927D0; WO1999024993A2; WO1999024993A3; SE9703927L

Abstract

Electromagnet comprising a moveable part, i.e. a "plunger", shaped as a flap (5) which closes a magnetic circuit when a current flows through a coil (1) enclosing at least a portion of the circuit, i.e. the "core" (3), which is arranged on a base surface (4). The magnetic circuit comprises contact means (3, 8) shaped as tongues or the like, which are stamped out in the flap (5) and the base surface (4) respectively. The shape of the tongues may differ for different applications. The electromagnet may preferably be designed for blocking or locking functions.

Description

15 20 25 511 847 Uppﬁnningen har som ändamål att tillhandahålla en elektromagnet som ej har de angivna nackdelarna. The object of the invention is to provide an electromagnet which does not have the stated disadvantages.

Kort beskrivning av uppﬁnningen Elektromagneten enligt uppﬁnningen kännetecknas av att den magnetiska kretsen omfattar en stödyta, eller botten, i vilken är utformad en magnetisk kontaktdel för samverkan med en magnetisk kontaktdel hos en rörlig del. Den rörliga delen består av en klaff som är vridbart anordnad vid åtminstone en vägg som är ansluten till nämnda botten. Nämnda kontaktdelar är avsedda att motsvara plunge och kärna enligt den kända tekniken.Brief description of the invention The electromagnet according to the invention is characterized in that the magnetic circuit comprises a support surface, or bottom, in which a magnetic contact part is formed for co-operation with a magnetic contact part of a moving part. The movable part consists of a flap which is rotatably arranged at at least one wall which is connected to said bottom. Said contact parts are intended to correspond to the plunger and core according to the prior art.

Elektromagneten enligt uppﬁnningen uppvisar en låg friktion vid svängningen av den rörliga delen, oavsett belastningsriktning och storlek på belastning, även vid relativt stora tillverkningstoleranser hos ingående detaljer.The electromagnet according to the invention exhibits a low friction during the oscillation of the moving part, regardless of the direction of loading and the size of the load, even with relatively large manufacturing tolerances of the components included.

En ytterligare fördel hos en elektromagnet enligt uppﬁnningen är att den uppvisar mycket god mekanisk hållfasthet och att den, t ex såsom blockeringselement, kan ha en stor mekanisk belastning med bibehållen låg friktion.An additional advantage of an electromagnet according to the invention is that it has very good mechanical strength and that it, for example as a blocking element, can have a large mechanical load while maintaining low friction.

Elektromagneten enligt uppﬁnningen har även den fördelen att den är billig och enkel att framställa, samt att den är tillförlitlig och lätt att modifiera för olika applikationer.The electromagnet according to the invention also has the advantage that it is cheap and easy to manufacture, and that it is reliable and easy to modify for various applications.

Ytterligare kännetecken hos elektromagneten enligt uppfinningen framgår av de åtföljande kraven. 10 15 20 25 30 'F511 847 Beskrivning av ritningarna Elektromagneten enligt uppﬁnningen beskrivs närmare nedan med ledning av de åtföljande ritningarna, i vilka: ﬁgur 1 visar en elektromagnet enligt känd teknik, ﬁgur 2 a, b, c visar schematiskt en utföringsform enligt uppﬁnningen, ﬁgur 3 a, b visar schematiskt en ledad fästanordning för anslutning av klaff till vägg, figur 4 a - e visar olika utföranden av magnetiska kontaktdelar, ﬁgur 5 a, b, c visar en utföringsform enligt uppfinning med ﬂera klaffar.Additional features of the electromagnet according to the invention appear from the appended claims. Description of the drawings The electromagnet according to the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows an electromagnet according to the prior art, Figure 2 a, b, c schematically shows an embodiment according to the invention, Figure 3 a, b schematically shows an articulated fastening device for connecting a flap to a wall, Figure 4 a - e shows different embodiments of magnetic contact parts, Figure 5 a, b, c shows an embodiment according to the invention with your flaps.

Beskrivning av utföringsformer I ﬁgur 1 betecknar 1 en lindning, eller strömspole, som omger en spolstomme, dvs en bobin 2. lnuti bobinen 2 ﬁnns en kärna av magnetmaterial 3, vilken kärna vid sin yttre ände är fäst vid en bygel 4 av magnetiskt ledande material. lnuti bobinen 2 finns även en plunge 5 som är rörlig längs bobinens axel. Mellan kärnan 3 och plungen 5 kan ett maximalt luftgap A ﬁnnas. Plungen 5 går genom en öppning el dyl i den andra änden av bygeln 4 och därvid ﬁnns ett litet luftgap B mellan plunge 5 och bygel 4. Plungen 5 löper inuti bobinen 2 med ett litet spelrum mellan plunge och bobin.Description of embodiments Figure 1 denotes a winding, or current coil, which surrounds a coil body, i.e. a bobbin 2. Inside the bobbin 2 there is a core of magnetic material 3, which core is attached at its outer end to a bracket 4 of magnetically conductive material. . Inside the bobbin 2 there is also a plunge 5 which is movable along the axis of the bobbin. A maximum air gap can be reached between the core 3 and the plunger 5. The plunger 5 passes through an opening or the like at the other end of the jumper 4 and there is a small air gap B between the plunger 5 and the jumper 4. The plunger 5 runs inside the bobbin 2 with a small clearance between the plunger and the bobbin.

När ström ﬂyter genom spolen uppstår en magnetisk kraft som försöker sluta den magnetiska kretsen bestående av kärna 3, plunge 5 och bygel 4 varvid plungen dras mot kärnan sà att luftgapet A försvinner.When current flows through the coil, a magnetic force arises which tries to close the magnetic circuit consisting of core 3, plunger 5 and jumper 4, the plunger being pulled towards the core so that the air gap A disappears.

Den i ﬁgur 1 visade elektromagneten är allmänt känd även om dess utförande kan variera.The electromagnet shown in Figure 1 is generally known, although its design may vary.

Den i ﬁgur 2 visade elektromagneten enligt uppﬁnningen är speciellt avsedd för användning i samband med blockerings- och låsfunktioner, såsom exempelvis i 10 15 20 25 30 511 847 elektriska lås för en tanklucka, för blockering iväxelspaksställ och liknande användningar i fordon. Uppﬁnningen är dock ej begränsad till dessa användningar.The electromagnet shown in Figure 2 according to the invention is especially intended for use in connection with blocking and locking functions, such as for instance in electric locks for a fuel filler flap, for locking gear lever racks and similar uses in vehicles. However, the invention is not limited to these uses.

Figur 2 a, b, c visar således en elektromagnet enligt uppﬁnningen, där detaljer med samma funktion som de i ﬁgur 1 har samma beteckningar. l ett hus, eller en låda 4 eller annan konstruktion, av magnetledande material, anordnas en magnetisk kontaktdel, en "magnetkärna", 3 omgiven av en bobin 2 med strömspole 1. En klaff 5, eller annat vridbart anordnat rörligt organ, en "plunge", är anordnad vid en vägg, eller två motstående väggar, hos lådan 4 medelst ett ledad fästanordning, t ex av gångjärnstyp. Lämpligen ﬁnns anordnade utskjutande delar 6 vid motstående sidor hos klaffen 5 vilka kan samverka med och skjuta in i motsvarande väggurtagningar 7 i åtminstone en vägg hos lådan så att klaffen 5 kan svängas upp och ned i detta "gångjärn". Andra typer av fästorgan för klaffen är tänkbara. Likaså är andra typer av spolarrangemang tänkbara.Figure 2 a, b, c thus shows an electromagnet according to the invention, where details with the same function as those in Figure 1 have the same designations. In a housing, or a box 4 or other construction, of magnetically conductive material, a magnetic contact part, a "magnetic core", 3 is surrounded by a bobbin 2 with current coil 1. A flap 5, or other rotatably arranged movable member, a "plunge" ", is arranged at a wall, or two opposite walls, of the box 4 by means of an articulated fastening device, for example of the hinge type. Suitably, projecting parts 6 are provided at opposite sides of the flap 5 which can cooperate with and slide into corresponding wall recesses 7 in at least one wall of the box so that the flap 5 can be swung up and down in this "hinge". Other types of fasteners for the flap are conceivable. Likewise, other types of coil arrangements are conceivable.

Den rörliga delen, eller klaﬁen, 4 är avsedd att helt eller till viss del arbeta mellan làdans väggar för att åstadkomma den magnetiska återledningen som normalt krävs i magnetkretsar.The movable part, or claw, 4 is intended to work wholly or to some extent between the walls of the drawer in order to achieve the magnetic return which is normally required in magnetic circuits.

För att begränsa den rörliga delens 5 rörelse uppåt anordnas lämpligen ett ljuddämpande stoppdon 9 vid lådans 4 övre kant. Den rörliga delens ”slaglängd” (se pilar i ﬁgur 2a) sträcker sig i den visade utföringsformen mellan stoppdonet 9 och den övre delen hos bobinen 2.In order to limit the upward movement of the movable part 5, a sound-absorbing stop device 9 is suitably arranged at the upper edge of the box 4. The "stroke" of the movable part (see arrows in Figure 2a) extends in the embodiment shown between the stop device 9 and the upper part of the bobbin 2.

Lämpligen kan en returfjäder anbringas vid den rörliga delen 5 (ej visat) för att den rörliga delen skall kunna återta sitt öppna läge när ström inte längre går genom spolen. l föreliggande utföringsform utgörs således klaffen 5 av ett ”lock” till lådan 4, eller en del av ett lock, i vilket lock en tunga 8 har stansats ut. Denna tunga. "plungen”, har sedan böjts nedåt för att vid strömgenomgång av spolen magnetiseras, och dras mot en motsvarande tunga 3, "kärnan“, som utformats i 10 15 20 25 30 _:511 847 lådans botten och som böjts uppåt. Tungan 3 vid lådans botten skjuter in i bobinen 2 med strömspolen 1.Conveniently, a return spring can be applied to the movable part 5 (not shown) so that the movable part can regain its open position when current no longer passes through the coil. In the present embodiment, the flap 5 thus consists of a "lid" for the box 4, or a part of a lid, in which lid a tongue 8 has been punched out. This tongue. the "plunger" has then been bent downwards in order to be magnetized during current passage of the coil, and pulled towards a corresponding tongue 3, the "core", which is formed in the bottom of the box and which is bent upwards. The tongue 3 at the bottom of the box projects into the bobbin 2 with the current coil 1.

Tungorna kan vara bågformade (se ﬁgur 4b) eller vara utformade med en vinklad kontaktkant (se ﬁgur4c). Man kan även anordna kontaktorgan med U- form (se ﬁgur 4d) eller med samverkande M- och V-form (se ﬁgur 4e) eller pä något annan sätt där två ytor kan komma i tät kontakt med varandra. Genom viknlngar av materialet eller genom applicerlng av ytterligare material iönskade konﬁgurationer kan man erhålla större och mindre magnetﬂöden. Genom olika utformningar av de magnetiska kontaktdelarna kan således olika magnetiska karakteristiker erhållas. Utstansning av tungor är en billig metod som magnetiskt ger många variationsmöjligheter. l Figur 2b visas de typiska krafter C och D som klaffen utsätts för när den används som blockeringsdetalj eller dyl.The tongues can be arcuate (see ﬁ gur4b) or be designed with an angled contact edge (see ﬁ gur4c). Contact means can also be arranged with a U-shape (see Figure 4d) or with cooperating M and V shapes (see Figure 4e) or in some other way where two surfaces can come into close contact with each other. By folding the material or by applying additional materials desired configurations, larger and smaller magnetic feats can be obtained. Through different designs of the magnetic contact parts, different magnetic characteristics can thus be obtained. Punching of tongues is a cheap method that magnetically offers many possibilities for variation. Figure 2b shows the typical forces C and D to which the flap is subjected when it is used as a blocking part or the like.

Figur 3 a och b visar hur de utskjutande delarna 6 hos klaffen 5 samverkar med urtagningarna 7 i väggen. I ﬁgur Sa är klaffen 5 mest belastad i pilens riktning varvid klaffen vrids omkring svängnlngscentrum X. I ﬁgur 3b är klaffen mest belastad i motsatt riktning varför klaffen vrids omkring svängnlngscentrum Y.Figures 3 a and b show how the projecting parts 6 of the flap 5 interact with the recesses 7 in the wall. In Figure 5, the flap 5 is most loaded in the direction of the arrow, the flap being rotated about the center of rotation X. In Figure 3b, the flap is most loaded in the opposite direction, so the flap is rotated about the center of rotation Y.

Genom olika belastningar i pilarnas C och D riktning (se ﬁgur 2b) eller kombinationer av dessa riktningar fås en funktion i "gångjärnet" enligt ﬁgurer 3a och 3b. Oavsett vilken kombination av belastningar som klaffen utsätts för kommer vi att få en "tippning" av klaffen mot någon del av urtagningens 7 väggar . Detta innebär att friktionen vid klaffens svängnlngscentrum kommer att vara låg även vid stora belastningar och oavsett belastningsriktning och dessutom vid relativt stora tillverkningstoleranser hos detaljerna 6 och 7.Through different loads in the direction of the arrows C and D (see Figure 2b) or combinations of these directions, a function is obtained in the "hinge" according to Figures 3a and 3b. Regardless of which combination of loads the flap is subjected to, we will get a "tipping" of the flap against any part of the recess's 7 walls. This means that the friction at the center of rotation of the flap will be low even at large loads and regardless of the load direction and also at relatively large manufacturing tolerances of the parts 6 and 7.

Elektromagneten enligt uppﬁnningen har således ej problemet med låsning av den rörliga delen vid belastning i sidled.The electromagnet according to the invention thus does not have the problem of locking the movable part during lateral loading.

Figur 5 visar schematiskt hur samma teknik används för att åstadkomma magnetanordningar med ﬂera spolar (ej visade). lﬁguren 5 anges en typ av bistabil magnetanordning där hållfunktionen i respektive läge åstadkommas 511 847 6 hl' genom permanentmagneter 10. Som ett alternativ kan klaffar 5 förses med hàllﬁädrar eller också kan tryckﬂädrar (ej visat) anordnas i anslutning till klaffändarna.Figure 5 shows schematically how the same technology is used to provide magnetic devices with ﬂ your coils (not shown). Fig. 5 indicates a type of bistable magnet device in which the holding function in the respective position is achieved 511 847 6 hl 'by permanent magnets 10. As an alternative, flaps 5 can be provided with holding springs or pressure springs (not shown) can be arranged in connection with the flap ends.

Claims

1. 0 I \ J Ut Vf 3511 847 PATENTKRAV 1.

Electromagnet comprising a movable part (5) which closes a magnetic circuit (3, 4, 5) when a current passes through a coil (1) surrounding at least a part of the circuit, the magnetic circuit comprising a support surface or bottom in which is formed a magnetic contact part (3) for co-operation with a magnetic contact part (8) of the movable part (5), which is constituted by a flap which is rotatably arranged (6, 7) at at least two walls, which are connected to said bottom , the contact parts being designed as tongues or the like, characterized in that the contact parts are punched out and possibly angled towards each other, at the bottom and in the flap respectively.

Electromagnet according to Claim 1, characterized in that the contact parts (8, 3) are arcuate, or formed with an angled contact edge, or U-shaped, or cooperating M- or V-shaped. (See Fig. 4 a-e) The electromagnet according to any one of claims 1-2, characterized in that the flap (5) has projecting parts (6) for cooperating with recesses in said walls to form hinges.

Electromagnet according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the magnetic circuit (3, 4, 5) comprises a box-like member, in which a bobbin (2) with a current coil (1) is arranged on the bottom, into which the bobbin ( 2) said contact part extends and, in the case of a closed magnetic circuit, has contact with the contact part (8) of the flap (5), which is fastened to one or two of the walls of the box by means of hinge means (6, 7).

Electromagnet according to Claim 4, characterized in that the movement of the flap (5) from the contact part (3) at the bottom is limited by sound-absorbing stop devices (9) arranged at a box wall. 51 1 8 4 7 5 I

Electromagnet according to one of the preceding claims, characterized in that two oppositely facing flaps (5) with magnetic contact parts, which are rotatably arranged in a hinge device (6, 7), form a bistable magnetic device when a current alternates through at least two coils. comprising magnetic contact parts (3) and the two magnetic circuits are closed alternately.