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Betätigungsmagnete


Bei den enthaltenen Gleichstrommagneten handelt es sich vorwiegend um Hubmagnete in ziehender Ausführung. Sie sind in offener Bauform (Schutzart IP00). In den einzelnen Typenblättern sind Standardausführungen dargestellt. Für viele Fälle empfiehlt sich eine Anpassung der Hubmagnete an den tatsächlichen Anwendungsfall.

Die Rückstellung des Ankers erfolgt in der Regel durch eine externe Rückholfeder; es können jedoch auch Sonderausführungen mit eingebauter Rückholfeder geliefert werden. Die Befestigung erfolgt über Gewinde im Magnetrahmen. Die Befestigungsschrauben dürfen jedoch nicht zu lang gewählt werden, da sonst eine Beschädigung der Magnetspule erfolgt.

Magnetkraft

Die Magnetkraft ist die vom Hubmagneten in Hubrichtung abgegebene, ausnutzbare Kraft. Die Größe ist in den einzelnen Typenblättern im Kraft-Weg-Diagramm angegeben, gemessen bei 20°C Umgebungstemperatur, betriebswarmen Magneten und 90% Nennspannung. In der Praxis hat sich bewährt, mit einem Sicherheitsfaktor von 1,3 bis 1,5 zu rechnen.

Magnethub

Der Magnethub ist der aus der Anfangs- bis in die Endlage vom Anker zurückgelegte Weg.

Hubarbeit

Unter der Hubarbeit versteht man das Integral der Magnetkraft über den Magnethub
(Fläche unter der Kennlinie).

Kraft-Weg-Kennlinie

Die Kraft-Weg-Kennlinie ist die zeichnerische Darstellung der Magnetkraft abhängig vom Magnethub. Man unterscheidet zwischen fallenden, waagrechten und steigenden Kennlinien. Die in diesem Katalog enthaltenen Hubmagnete haben in der Regel steigende Kennlinien. Durch entsprechende Formung des Ankers und des Ankergegenstücks können Kennlinien verändert werden (vgl. Ankerformen).

Betriebsspannung

Für die Betriebsspannung sind in den einzelnen Typenblättern Standardspannungen angegeben. Spulen für davon abweichende Betriebsspannungen können als Sonderausführung geliefert werden.

Betriebsart

Bei der Betriebsart unterscheidet man zwischen Dauerbetrieb und Aussetzbetrieb. Beim Dauerbetrieb steht die Spannung solange an, dass praktisch die Beharrungstemperatur der Spule erreicht wird. Bei Aussetzbetrieb wechseln die Einschaltzeit und die Pausezeit in regelmäßiger oder unregelmäßiger Folge und Dauer.

Einschaltdauer (ED)

Mit der relativen Einschaltdauer läßt sich das Verhältnis der Einschaltzeit zur Spieldauer (Einschaltzeit + Pausenzeit) ausdrücken. Sie errechnet sich wie folgt:


Bei sich periodisch wiederholenden ungleichen Werten bei der Einzeit und bei der Pausenzeit läßt sich die rel. ED aus der Summe der Einzeiten und der Summe der Pausenzeiten errechnen. Bei unregelmäßiger Folge und Dauer kann die rel. ED durch einen repräsentativen Beobachtungszeitraum ermittelt werden.

Betriebstemperatur Umgebungstemperaturen

Die Betriebstemperatur der Magnetspule ergibt sich aus den Betriebsverhältnissen. Die im Katalog aufgeführten Typen sind so ausgelegt, dass sich bei Dauerbetrieb mit der angegebenen Nennspannung eine Temperaturerhöhung um 65°C ergibt. Höhere Umgebungstemperaturen als 20°C sind deshalb bei der Magnetauslegung zu beachten.

Auf Wunsch sind auch Spulen für höhere Betriebstemperaturen lieferbar.

Funkenlöschung

Beim Abschalten von Gleichspannungs-Magneten entsteht eine oft sehr hohe Induktionsspannung, welche z.B. einen erhöhten Kontaktabbrand am Schaltglied verursachen kann.
Es empfiehlt sich daher, eine geeignete Funkenlöschung vorzusehen (RC Kombination, Diode, Varistor, Zenerdiode, u.a.).

Lebensdauer

Diese ist sehr stark beeinflußt von den tatsächlichen Betriebsverhältnissen.
Sie liegt, bei den im Katalog enthaltenen Hubmagneten, bei 70 000 Betätigungen (ohne Last).

Ankerlagerung

Zur Erhöhung der Lebensdauer und der ausnutzbaren Magnetkraft wird bei einigen Typen der Anker direkt im Spulenkörper geführt.

Ankerformen

Form A: Ankerende konisch, 
Winkel zwischen 40° bis 55°,
günstig für Magnethübe über 2 mm, 
im Katalog übliche Ausführung.


Form B: Ankerende stumpf, 
günstig für Magnethübe unter 1 mm, 
ergibt ca. 3- bis 5-fache höhere Kraft 
wie bei Form A.


Form C: Ankerende konisch 
Winkel ca. 90°C,
günstig für Hübe zwischen 1 und 2 mm, 
Kraft ca. 1,5 bis 2 fach höher wie bei Form A.


Form D: Ankerende abgesetzt konisch,
ergibt eine flachere Kennlinie.




Typische Kennlinien bei den Ankerformen 
A, B, C und D.

Geräuschlose Hubmagnete

Bei den geräuschlosen Hubmagneten wird auf die mechanische Begrenzung (Endanschlag) der Ankerbewegung innerhalb des Hubmagneten verzichtet. Die Begrenzung wird extern in dem zu betätigenden System vorgenommen, in welches sich ein geräuschloser Endanschlag besser einbauen lässt.

Selbsthalte-Magnete

In den Selbsthalte-Magneten werden Permanentmagnete in Verbindung mit dem Magnetkreis herkömmlicher Gleichstrommagnete verwendet. Der Permanentmagnet hält den Anker in der angezogenen Endstellung, ohne dass eine elektrische Energie zugeführt werden muss. Lediglich für das Anziehen und Lösen des Ankers wird jeweils ein elektrischer Impuls benötigt. Dadurch erfolgt auch praktisch keine Eigenerwärmung des Hubmagneten.

Arbeitsweise

  • Anziehen durch Gleichstromimpuls
  • Halten in der Endstellung durch den Permanentmagneten (hohe Haltekraft)
  • Lösen durch gegengerichteten Gleichstromimpuls; die Rückführung des Ankers    
    in die Ausgangslage muss über eine Rückholfeder vorgenommen werden.

Geräuscharme Selbsthalte-Magnete

Das metallische Geräusch beim Endanschlag des Ankers am Ankergegenstück wird durch eine eingebaute Dämpfungsscheibe wesentlich reduziert.

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Solenoids


The DC solenoids featured here are predominantly pull-type lifting solenoids. They feature an open design (protection class IP00). Standard versions are illustrated in the type sheets. In many cases it is recommended that the lifting solenoid be adapted to suit the relevant application.

The armature is generally reset via a return spring; non-standard versions may also be supplied with a built-in return spring. It is secured by a thread in the solenoid frame. Fastening screws that are too long must not be selected as they may damage the solenoid coil.

Solenoid force

Solenoid force is the usable force output by the lifting solenoids in the lifting direction. Sizes are specified in the individual type sheets in the force-path diagram, measured at an ambient temperature of 20°C, solenoids in an operationally warm state and 90% rated voltage. Based on practical experience, a safety factor of 1.3 to 1.5 can be envisaged.

Solenoid stroke

The solenoid stroke is the path covered between the start and end position of the armature.

Work

The work exerted is the integral of force over stroke
(area under the characteristic curve).

Force-stroke curve

The force-stroke curve illustrates the relation between solenoid force and stroke. A differentiation is made between descending, horizontal and ascending curves. The lifting solenoids on this website generally feature ascending curves. Curves can be changed by the appropriate design of the armature and armature mating piece (cf. armature designs).

Operating voltage

Standard voltages are specified for the operating voltage in the respective type sheets. Coils for different operating voltages can be supplied as special versions.

Operating mode

Here a distinction is made between continuous and intermittent operation. In continuous operation, voltage is supplied until the coil equilibrium temperature is practically reached. In intermittent operation, the active and interval periods alternate in regular or irregular sequence and duration.

Duty cycle (DC)

The duty ratio expresses the relation of the duty cycle to the run period (duty cycle + interval period). It is calculated as follows:


In the case of a periodic repetition of unequal values for on and interval times, the duty ratio can be calculated on the basis of total on times and total interval times. In the case of irregular sequences and durations, the duty ratio can be ascertained on the basis of a representative observation period.

Operating temperature, ambient temperatures

The operating temperature of the solenoid coil depends on the operating conditions. The types featured on the website are designed to produce a temperature increase of 65 °C in continuous operation with the specified rated voltage. Ambient temperatures higher than 20 °C should therefore be taken into account in the solenoid design.

Coils for higher operating temperatures can be supplied on request.

Spark suppression

Very high induction voltage frequently arises when switching off DC solenoids. This, in turn, may increased contact erosion on the switching element.
Appropriate spark suppression is therefore recommended (RC combination, diode, varistor, Zener diode etc.).

Life cycle

This largely depends on the actual operating conditions.
The lifting magnets on this website are quoted at 70,000 actuations (without load).

Armature mounting

On some types the armature is located in the coil body to increase life expectancy and usable solenoid force.

Armature designs

Shape A: conical armature end,
angle between 40 and 55,
favourable for solenoid strokes over 2 mm,
in standard catalogue version.


Shape B: blunt armature end,
favourable for solenoid strokes under 1 mm,
generates approx.3 to 5 times more force
than design A does.


Shape C: conical armature end
angle approx. 90 C,
favourable for strokes between 1 and 2 mm,
force approx. 1.5 to 2 times higher than for design A.


Shape D:offset conical armature end,
produces a flatter curve.




Typical curves for armature designs
A, B, C and D.

Noiseless lifting solenoids

On the noiseless lifting solenoids mechanical limiting (end stop) of the armature movement inside the lifting solenoid is dispensed with. Limiting is performed externally in the system being actuated where it is easier to integrate a noiseless end stop.

Self-holding solenoids

In self-holding solenoids, permanent magnets are used along with conventional DC magnets in the magnet circuit. The permanent magnet holds the armature in the attracted end position without electrical energy having to be supplied. An electrical pulse is only required for attracting and releasing the armature. This means that the lifting solenoid generates practically no heat itself.

Operating method

  • Attracting by DC pulse
  • Holding in end position by permanent magnet (high holding force)
  • Releasing via inverted DC pulse; the armature must be returned to its initial position via return spring.

Noiseless self-holding solenoids

The metallic noise when the armature reaches its end stop at the mating piece is considerably reduced by a built-in damping disc.

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