Brochure

3. Ankersysteme
und Kraft-Weg-Diagramme
3.1 Flachanker gegen flachen Kern
Bei diesem System entspricht der magneti-
sche Luftspalt dem Hub des Magneten.
Da die Induktion im Luftspalt zur Bestim-
mung der Kraft F quadratisch eingeht,
B
L
= Induktion im Luftspalt
A = Polfläche Anker
µ
o
= Permeabilität in Luft
µ = effektive Permeabilität
N = Windungszahl der Spule
I= Strom
S
L
= Luftspalt zwischen Kern und Anker
erhalten wir am Ende des Hubes eine
stark ansteigende Kennlinie. Anwen-
dung erfolgt bei kleinen Hüben und er-
forderlichen großen End- bzw.
Haltekräften.
3.2 Konusanker und Kern mit Innenkonus
Bei dieser Formgebung von Anker und
Kern wird die Kraft-Weg-Kurve von drei
maßgeblichen Größen gestaltet:
a) der Flächenänderung des
Magnetluftspaltes
b) der Verringerung des Magnet-
luftspaltes
c) der axialen Kraftkomponente im
Magnetluftspalt, gegeben durch den
Winkel des Konus.
Hieraus lässt sich schon erkennen, dass
diese Ausführungsform bedeutend mehr
Anwendungsmöglichkeiten bietet als ein
Flachanker mit flachem Kern. Je nach
Ausbildung des Konuswinkels lässt sich
die Kraft-Weg-Kennlinie von fast waage-
recht (kleiner Winkel) bis steil ansteigend
(großer Winkel) gestalten.
3.3 Flachanker in Hohlzylinderkern mit
Außenkonus
Bei dieser Ausführung taucht ein Flach-
anker in einen Hohlzylinder. Der Luft-
spalt zwischen Hohlzylinder und Anker
bleibt während des gesamten Hubes
konstant. Die Länge des Hohlzylinders
entspricht auch dem Hub. Durch die Zu-
nahme der Magnetfeldlinien, entspre-
chend der
Magnetluftspaltfläche, erhält man eine
Kraft in Achsrichtung. Durch einen
Außenkonus am Hohlzylinder kann die
Kraft-Weg-Kennlinie von waagerecht
(kleiner Winkel) bis stark fallend (großer
Winkel) beeinflusst werden. Die flache
Stirnseite des Ankers wirkt am Ende des
Hubes noch zur Anhebung der Endkraft.
Hubmagnete
Technische Informationen
Linear Solenoids
Technical Notes
34 KUHNKE Solenoid Catalogue 01/10KUHNKE Magnetkatalog 01/10
3. Armature systems
and directional force diagrams
3.1 Flat face armature and flat core face
In this system, the magnetic air gap cor-
responds to the stroke of the solenoid
armature. As induction in the air gap
effects a quadratic response in force F,
B
L
= induction in the air gap
A = pole surface of armature
µ
o
= air permeability
µ = effective permeability
N = number of windings of coil
I = current
S
L
= air gap between core and
armature
a sharply rising stroke vs force curve
results at the end of the stroke. Main
applications are where a high end force
at small strokes is required.
3.2 Conical face armature
and conical core face
With armature and core faces of
conical shape, the directional force
curve is determined by three values:
a) Change in surface area of the air
gap
b) decrease of the air gap
c) the axial force component of the air
gap, given by the angle for the core
conus.
It is thus apparent, that this system offers
more possibilities for application than
3.1. Depending on the angle of the
conus the stroke vs. force curve can be
fixed from nearly horizontal (small
angle) to steeply increasing (large ang-
le).
3.3 Flat face armature inside a hollow
cylinder with external conical shape
In this system, a flat face core enters a
hollow cylinder. The air gap between
cylinder and armature remains constant
during the stroke. The length of the
cylinder equals the stroke. A force in the
direction of the axis is effected by the
increase of the magnetic field, corres-
ponding to the air gap area. The
conical design on the outside of the
cylinders influences the stroke vs. force
curve from a horizontal direction (small
angle) to steeply decreasing (large
angle). The flat face of the armature
aids towards an increased end force at
the end of the stroke.
B
L
2
•
A
2
•
µ
°
mit
F =
µ
°
•
N
•
I
s
L
B
L
=
B
L
2
•
A
2
•
µ
°
with
F =
µ
°
•
N
•
I
s
L
B
L
=
F
nutzbare
Arbeitsfläche/
working area
s
S=S
L
Hubrichtung/
direction of stroke
F
s
kleiner/smaller
größer/larger
Hubrichtung/
direction of stroke
F
s
kleiner/smaller
größer/larger
Hubrichtung/
direction of stroke