Schaltbares magnetisches Haltesystem

Die Erfindung betrifft ein schaltbares magnetisches Haltesystem, welches zumindest ein Polschuhpaar aufweist, bei dem mindestens ein primärer Permanentmagnet unbeweglich angeordnet ist, so dass das Polschuhpaar eine primäre Polung aufweist und wobei das Haltesystem ein gegenüber dem Polschuhpaar senkrecht zur größten magnetischen Flussdichte bewegbares Teil aufweist, wobei an dem bewegbaren Teil zumindest zwei sekundäre Permanentmagnete angeordnet sind.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Schließsystem für translatorisch bewegbare und offenbare Bauelemente, die ein ferromagnetisches Kontaktteil aufweisen, insbesondere Schiebtüren, Schiebefenster und dergleichen.

Derartige Haltesysteme, die magnetische, insbesondere elektromagnetische Haltesysteme aufweisen, sind bekannt. Die Abschaltung bei Verwendung von Permanentmagneten und mechanischen Komponenten ist bekannt. Es werden Magnete oder Polschuhe gegeneinander verschoben bzw. verdreht, wobei die Kraftfeldabschaltung permanentmagnetischer Anordnungen sehr aufwendig ist. Beispielsweise werden entgegen gerichtete Felder aufgebaut oder auf andere Weise der magnetische Fluss im System so umgelenkt, dass auf den Oberflächen und außerhalb des Systems die Kraftfelder verändert oder gar weggeschaltet werden können. Eine derartige Anordnung ist aus der DE 26 47 503 bekannt. Bekannt sind Lösungen, bei denen der magnetische Fluss des Magneten

geschlossen ist, wobei kein Kraftfeld nach außen entsteht. Dieses wird als magnetischer Kurzschluss bezeichnet.

Bekannt sind auch Schließsysteme mit formschlüssiger Verriegelung. Nachteilig ist dabei, dass entweder Spiel in der Axialrichtung, das heißt in der Schieberichtung, verbleiben muss, gegen ein elastisches Element mit einem sehr hohen Kraftaufwand zugeschoben werden muss oder eine aufwendige Zuspannmechanik verbaut werden muss. Bei elektromagnetischen Schließsystemen ist die entsprechende elektrische Versorgung und Schaltungstechnik erforderlich, womit ein erheblicher Aufwand verbunden ist.

Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist, dass zur An- und Abschaltung zum Teil erhebliche Bedienkräfte aufzubringen sind und ein erheblicher Bauraum benötigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu überwinden und ein schaltbares magnetisches Haltesystem bzw. ein Schließsystem für translatorisch bewegbare und offenbare Bauelemente, wobei das Schließsystem ein schaltbares magnetisches Haltesystem aufweist, derart fortzubilden, dass bei Anwendung geringer Bedienkräfte und leichter Bedienung ein zuverlässiges Haltesystem respektive Schließsystem geschaffen wird, welches auch bei knappem Bauraum zuverlässig arbeitet und ausreichende Haltekräfte bereitstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Haltesystem gemäß Anspruch 1 respektive durch ein Schließsystem gemäß Anspruch 5 gelöst.

Besonders vorteilhaft ist dabei, dass bei dem schaltbaren magnetischen Haltesystem die sekundären Permanentmagnete hinsichtlich ihrer magnetischen Polung gegenläufig angeordnet sind und das bewegbare Teil gegenüber dem Polschuhpaar zumindest zwischen zwei festlegbaren Positionen translatorisch bewegbar ist, wobei in einer ersten Position die Polung des primären Permanentmagneten und zumindest eines in dieser Position im Bereich des Polschuhpaares befindlichen zweiten Permanentmagneten identisch sind, so dass das Polschuhpaar magnetisch aktiviert ist durch eine ausgeprägte

Ausbildung von magnetischem Nord- und Südpol an dem Polschuhpaar, und dass in einer zweiten Position die Polung des primären Permanentmagneten und zumindest eines in dieser Position im Bereich des Polschuhpaares befindlichen zweiten Permanentmagneten gegenläufig sind, so dass durch einen magnetischen Kurzschluss das Polschuhpaar magnetisch deaktiviert ist.

Hierdurch ist es durch eine einfache translatorische Bewegung des beweglichen Teiles gegenüber dem Polschuhpaar möglich, die magnetische schaltbare Haltevorrichtung zwischen einem Maximum an magnetischer Flussdichte und dementsprechend einem Maximum an Haltekraft und einem magnetischen Kurzschluss, bei dem die nach außen wirkende magnetische Haltekraft gleich Null ist, zu schalten bzw. über verschiedene Zwischenpositionen des translatorisch bewegbaren Teiles verschiedene Haltekräfte zwischen Null und dem Maximum zu realisieren.

Das Polschuhpaar führt den magnetischen Fluss. Ein Polschuh wirkt im aktivierten Zustand als Nordpol und der andere Polschuh als Südpol. Die Polschuhe ziehen in diesem Zustand, das heißt bei magnetischer Aktivierung, ein ferromagnetisches Gegenstück an. Das ferromagnetische Gegenstück ist der Gegenhalter, wobei das System aus Polschuhen und Gegenhalter eine zuverlässige Zuhaltung eines translatorisch bewegbaren und offenbaren Bauelementes wie einer Schiebetür, eines Schiebefensters oder dergleichen bewirkt und somit ein zuverlässig arbeitendes Schließsystem mit einem schaltbaren magnetischen Haltesystem realisiert wird. Das System aus Polschuhen und Gegenhalter kann an allen zueinander relativ beweglichen Bauteilen angeordnet werden. Beispielsweise kann der Gegenhalter entweder an Verschlussflügeln angebracht sein und die Polschuhe mit Magneten ortsfest im Rahmen sitzen. Möglich ist jedoch auch die kinematische Umkehr mit ortsfestem Gegenhalter und beweglichem Polschuhmagnetverbund, die ebenso ausführbar ist wie auch die Relativbewegung beider Teile zueinander und gleichzeitiger Relativbewegung zu einem ortsfesten Rahmen, beispielsweise bei einer Doppelflügeltür mit zwei gegeneinander verschiebbaren Flügelteilen. Bei derartigen doppelflügeligen Anordnungen können der Gegenhalter an einem Flügel und die Polschuhe mit Magneten an dem anderen Flügel platziert sein.

Die höchste Anziehungskraft wird realisiert, wenn eine Berührung zwischen Polschuhen und ferromagnetischem Gegenstück besteht. Bei einer hohen Oberflächengüte sowie einer exakten Einhaltung der Geometrie kann ein hoher magnetischer Wirkungsgrad, das heißt eine hohe magnetische Haltekraft, erzielt werden.

Durch Erzeugung eines magnetischen Kurzschlusses ist die Abschaltung des Kraftfeldes möglich, indem der magnetische Fluss in den Polschuhen entsprechend umgelenkt wird. Das wird beispielsweise erreicht, wenn Magnete in geeigneter Weise gegeneinander verschoben werden, so dass Nord- und Südpole mit in der Summe gleichem magnetischen Fluss sich gegensinnig in einem Polschuhpaar addieren.

Räumlich benachbart können mehrere Polschuhpaare, denen jeweils eigene Magnete zugeordnet sind, angebracht werden. Es hat sich gezeigt, dass eine benachbarte Wechselpolarität die Kraftwirkung auf das ferromagnetische Gegenstück optimiert. Bevorzugt kann eine höhere Anzahl an Polschuhpaaren anstelle eines einzelnen Paares Verwendung finden, um die Haltekraft zu erhöhen.

Beispielsweise können bei Schiebetüren und Schiebefenstern das Blatt bzw. der Flügel eine geringere Stärke gegenüber der Höhe aufweisen, so dass ein schmaler Bereich entsteht, in dem der Verschluss angeordnet werden muss. Hier lassen sich Polschuhpaare in vorteilhafter Weise in einer vertikalen Reihe anordnen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Haltesystems bzw. des Schließsystems sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - ein Ausführungsbeispiel des Haltesystems in angeschaltetem Zustand in zwei Ansichten

Figur 2 - das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in abgeschaltetem Zustand in zwei Ansichten

Figur 3 - eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des Schließsystems

Figur 4 - drei Varianten a, b und c möglicher Anordnungen von magnetischen Haltesystemen eines Schließsystems

Figur 5 - drei Varianten A, B und C eines Schließsystems in einem Querschnitt.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Haltesystems in angeschaltetem Zustand in zwei Ansichten, wobei sich die eingetragene Polung N-S auf die in den Polschuhen 10, 20 liegenden Magneten 1 , 2, 3, 4 bezieht.

Figur 2 zeigt das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in abgeschaltetem Zustand, wobei sich die eingetragene Polung N-S auf die in den Polschuhen 10, 20 liegenden Magnete 1 , 2 und 5 bezieht, wobei in dem in Figur 2 dargestellten Zustand ein magnetischer Kurzschluss in den Polschuhen 10 und 20 erzeugt ist.

Die Ausführungsbeispiele sind in jeweils zwei Ansichten gezeigt. Eine angeschaltete Variante nach Figur 1 zeigt die Polschuhe 10 und 20 mit den Magneten 1 , 2, 3, 4, 5. In der Seitenansicht von Figur 1 ist zu sehen, dass alle gleichnamigen Pole N, S der anliegenden Magnete 1 , 2, 3, 4 jeweils auf einem Polschuh 10 und die anderen auf dem anderen Polschuh 20 anliegen. Ein erster Polschuh 10 ist in dieser Schaltung nordpolarisiert und der zweite Polschuh 20 ist südpolarisiert, das heißt das Polschuhpaar 10, 20 ist magnetisch aktiviert, indem ein ausgeprägter Nordpol durch einen ersten Polschuh 10 und ein ausgeprägter Südpol durch den zweiten Polschuh 20 ausgebildet wird. Somit wird ein ferromagnetischer Gegenstand 30 in der in Figur 1 dargestellten Schaltung angezogen.

Die ausgeschaltete Variante, bei der durch Verschieben der Leiste 40, das heißt durch die translatorische Bewegung des beweglichen Teiles 40 gegenüber dem Polschuhpaar 10, 20 die Magnete 3 und 4 aus dem Bereich der Polschuhe 10, 20 hinausbewegt wurden und Magnet 5 zwischen die Polschuhe 10, 20 platziert wurde, zeigt Figur 2. Der magnetische Fluss des sekundären Magneten 5 ist gleich der Summe der magnetischen Flüsse der primären Magnete 1 , 2. In der Seitenansicht ist zu sehen, dass nun am ersten Polschuh 10 sowohl Nordpole N der primären Magnete 1 , 2, als auch der Südpol S des sekundären Magneten 5 anliegen und am zweiten Polschuh 20 die Südpole S der primären Magnete 1 , 2 als auch der Nordpol N des sekundären Magneten 5 anliegen. Die Magnete 1 und 2 bilden die Primärmagnete, wobei die an dem beweglichen Teil 40 angeordneten Magnete 3, 4, 5 die Sekundärmagnete bilden. In der Schaltung gemäß Figur 2 ist ein magnetischer Kurzschluss innerhalb des Polschuhpaares 10, 20 hervorgerufen, angedeutet durch die geschlossenen Feldlinien 50 in der Seitenansicht gemäß Figur 2.

Die Flussdichten der Summe an Nord- und Südpolen sind äquivalent wie in diesem Ausführungsbeispiel, so dass ein magnetischer Kurzschluss gemäß Figur 2 in den Polschuhen 10, 20, angedeutet durch die geschlossenen Feldlinien 50, ausgebildet wird, so dass der ferromagnetische Gegenstand 30 gemäß der Schaltung nach Figur 2 nicht mehr angezogen wird. Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des magnetischen Haltesystems ist somit schaltbar zwischen einer maximalen Anziehung (Schaltung gemäß Figur 1 - magnetisch aktiviert) bzw. Null (Schaltung gemäß Figur 2 - magnetisch deaktiviert).

Bei der Schaltstellung gemäß Figur 2 wird der ferromagnetische Gegenstand 30 somit nicht mehr angezogen.

Figur 3 zeigt die Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles eines Schließsystems, welches als Schiebeverschlusssystem angeordnet ist mit permanentmagnetischer Zuhaltung. Das System ist dargestellt in teiloffener Stellung des Flügels 200. Zu erkennen sind die Einrahmung 100 und der translatorisch bewegliche Flügel 200, der einen passiv ferromagnetischen

Gegenhalter 300 trägt. Im Schnitt dargestellt sind die Haltesysteme 410, 420, 430 einer aktiv magnetischen Zuhalteeinheit 400.

Figur 4 zeigt in den Figuren 4a, 4b und 4c drei verschiedene Varianten der Anordnung von Polschuhpaaren. Die Anlaufleiste 500 trägt die aktiv magnetische Zuhalteeinheit 400 mit den Polschuhpaaren gemäß den Figuren a und b oder den Polstreifen gemäß Figur 4c.

Figur 5 zeigt drei Varianten a, b und c der Kombination von Zuhaltung und formschlüssiger Querkraftaufnahme in einer geschnittenen Darstellung bei zugehaltenem Flügel. Zu erkennen sind die Anlaufleiste 500, der passiv ferromagnetische Gegenhalter 300, der Flügel 200 sowie die aktive magnetische Zuhalteeinheit 400, überlappungen bzw. Nutfederäquivalente 600, 610 und Bolzen 700 sowie Bolzenaufnahmebohrung 710, die eine seitliche übergreifung bilden, so dass eine Querkraftaufnahme realisiert wird durch einen Formschluss.

Die Einrahmung 100 des Türflügels 200 beinhaltet gemäß der Darstellung nach Figur 1 auf der rechten Seite in der Senkrechten die Zuhalteeinheit 400. Wird der Türflügel 200 nach rechts an den Rahmen 100 geschoben, entsteht eine Berührung zwischen Gegenhalter 300 des Flügels 200 und der Zuhalteeinheit 400. Wird die Zuhalteeinheit in geeigneter Weise aktiv geschaltet, ziehen die Polschuhe 410 den Gegenhalter 300, der am Türflügel 200 befestigt ist, an, wodurch die Tür 200 verschlossen ist.

Die verschiedenen Varianten der Zuhalteeinheit 400 bzw. der schaltbaren Einheit 400 zeigt Figur 4 mit unterschiedlich angeordneten magnetischen Haltesystemen 410, 420, 430. über den Wechsel der Polarität der Polschuhe oder Polstreifen, die in magnetisch isolierendem Material 440, wie zum Beispiel Messing, eingelassen sind, können auf den ferromagnetischen Gegenhalter 300 eine Anziehungskraft ausüben.

Querkräfte, die auf den Türflügel 200 ausgeübt werden, nimmt die formschlüssige überdeckung des Gegenhalters 300 und Rahmen 100 gemäß den Varianten nach Figur 5 auf. Es kann entweder der Rahmen 100 den Flügel 200 bzw. den

Gegenhalter 300 gemäß Figur 3a übergreifen oder der Türflügel 200 den Rahmen 100 gemäß Figur 3b seitlich übergreifen. Eine andere Variante ist in Figur 3c gezeigt. Dabei bildet ein Scherbolzen 700 einen Formschluss, indem er in eine Bohrung 710 einfährt.