VERWENDUNG

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem Gehäuse, zwei in einem Abstand voneinander angeordnete, mit dem Gehäuse fest verbundene ferromagnetische Polschuhe und einer längs einer Achse in dem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen bewegbaren, zwischen den Polschuhen angeordneten und mindestens ein Magnetsystem umfassenden mobilen Struktur. Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung mit einer Motorspindel.

Aus DE 197 12293 A1 ist eine elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung mit zwei zueinander beabstandeten und jeweils eine Erregerspule aufweisenden Magnetsystemen bekannt, zwischen denen eine mit einem Stellschaft fest verbundene Ankerscheibe angeordnet ist. Die Ankerscheibe befindet sich zwischen zwei entgegengesetzt wirkenden Federn und ist durch die Magnetsysteme in zwei Schaltpositionen bewegbar. Einem der Magnetsysteme ist ein in Bewegungsrichtung des Ankers polarisierter Permanentmagnet zugeordnet, der den Anker in unbestromtem Zustand in einer Schaltposition stabilisiert. Soll der Anker in der anderen Schaltposition gehalten werden, so ist dauerhaft Bestromung erforderlich.

Es ist weiterhin aus EP 0568028 A1 ein elektromagnetischer Linearmotor bestehend aus einem Anker, zwei inneren Polschuhen, zwei äußeren Polschuhen, zwei Permanentmagneten sowie einer Spule bekannt, wobei der Anker mit den inneren Polschuhen und den äußeren Polschuhen ein Luftspaltsystem aus vier in axialer Richtung veränderbaren magnetischen Luftspalten bildet, die in der Mittelstellung gleich groß sind. Die Permanentmagnete stabilisieren den Anker bei stromloser Spule in der Mittelstellung. Die Polschuhe sind halbschalenförmig ausgebildet und bilden mit den halbschalenförmigen Permanentmagneten zwei fest gepolte Magnetsysteme.

Ein elektromagnetischer Hubmagnet zur Erzielung hoher Haltekräfte in den stabilen Endlagen ist aus DE 10207828 B4 bekannt. Er besteht aus einem Stator mit zwei axial voneinander beabstandeten Magnetsystemen, die jeweils eine Erregerwicklung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Flusses aufweisen. Zwischen den beiden Magnetsystemen ist ein Anker geführt, der eine senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung polarisierte Dauermagnetanordnung zum dauerhaften Halten des Ankers ohne Bestromung der Erregerwicklung trägt. Die Dauermagnetanordnung liegt hierbei zwischen den beiden Erregerwicklungen, wodurch ihre Effektivität infolge von Streufluss beeinträchtigt wird. Außerdem kann das meist spröde Material der Dauermagnetanordnung durch stoßartige Bewegung des Ankers leiden.

US 2016 / 0293310 A1 beschreibt eine elektromagnetische Stellvorrichtung, die eine symmetrische bidirektionale Kraft erzeugen kann. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse aus einem ferromagnetischen Material und eine Welle aus einem magnetisch inerten Material, die entlang einer Achse innerhalb des Gehäuses beweglich vorliegt. In einem Aktuatortyp sind an gegenüberliegenden inneren Stirnwänden des Gehäuses Dauermagnete und eine elektromagnetische Spule an einem zentralen Teil der Welle angeordnet.

Aus US 5257014 A1 ist ein elektrischer Aktuator bekannt, der einen Kern und eine zylindrische Schale umfasst, die um den Kern herum angeordnet ist und einen Ringraum dazwischen definiert, in dem wiederum eine Spule vorliegt.

Ein Gleichstromverstärker überträgt ein Erregungssignal in Reaktion auf ein gewünschtes Positionssignal. Die Spule ist so ausgelegt, dass sie das Erregungssignal empfängt und als Reaktion darauf ein Magnetfeld erzeugt, das proportional zur Größe des Erregungssignals ist und eine Bewegung der Spule oder des Kerns relativ zum anderen verursacht. DE 102013 102400 A1 offenbart eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen bewegbaren Anker, der zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Ankerscheiben und einen Ankerschaft aufweist. In dem Gehäuse sind zwei ringförmige Anordnungen von zur Achse radial gleichsinnig polarisierten Permanentmagneten zwischen den Ankerscheiben angeordnet, wobei zwischen den beiden Permanentmagneten eine an eine Stromquelle anschließbare, ringförmigen Spule angeordnet ist. Der Anker ist ohne Erregung einer Spule in zwei Endstellungen festhaltbar und durch Erregung der Spule aus einer jeweils eingenommenen Endstellung in die entgegengesetzte Endstellung bewegbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Stellvor richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in beiden Endstellungen ohne Erregung mit Strom stabil ist und zumindest in einer Endstellung hohe Haltekräfte aufnehmen kann. Die Stellvorrichtung soll weiterhin einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird durch eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Stellvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Nach der Erfindung umfasst die elektromagnetische Stellvorrichtung ein Gehäuse, zwei in einem Abstand voneinander angeordnete, mit dem Gehäuse fest verbundene ferromagnetische Polschuhe, einer längs einer Achse in dem Gehäuse zwischen zwei Endstellungen bewegbaren, zwischen den Polschuhen angeordneten und mindestens ein Magnetsystem umfassenden mobilen Struktur, die mit einem im Gehäuse axial verschiebbaren Schaft verbunden ist, wobei das Magnetsystem radial innere und radial äußere Polkörper aus einem den magnetischen Fluss leitenden Material, wenigstens eine Anordnung eines oder mehrerer zur Achse radial polarisierter Permanentmagnete und eine an eine Stromquelle anschließbare, ringförmige Spule umfasst und mit den Polschuhen ein Luftspaltsystem mit axial veränderlichen Luftspalten bildet, wobei die mobile Struktur ohne Erregung der Spule in jeder der beiden Endstellungen festhaltbar ist und durch Erregung der Spule aus einer jeweils eingenommenen Endstellung in die entgegengesetzte Endstellung bewegbar ist.

Die Erfindung hat den Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, dass die mobile Struktur in beiden Endstellungen ohne Erregung der Spule festhaltbar ist. Soll die mobile Struktur in die entgegengesetzte Endstellung bewegt werden, wird die Spule bestromt. Hierdurch ist eine einfache und schnelle Schaltung der Stellvorrichtung möglich. Weiterhin trägt die Verwendung nur einer Spule zu niedrigen Herstellkosten und geringer Baugröße bei. Ferner ist die mobile Struktur mit den magnetischen Bestandteilen sicher im Gehäuse eingebettet und dadurch vor dynamischer Beanspruchung geschützt.

Der Permanentmagnet kann bei einer Ausgestaltung der Stellvorrichtung aus ringförmig angeordneten Einzelmagneten bestehen oder auch in Form eines Ringmagneten ausgebildet sein. Die Gestaltung der Form der Permanentmagnete oder des Permanentmagnets ist frei - Formen wie zum Beispiel ringförmig, eckig oder dergleichen sind möglich. Weiterhin können Magnete aus empfindlichen Magnetwerkstoffen, beispielsweise Verbundwerkstoffen, verwendet werden, die hohe Polarisationswerte und Feldstärken ermöglichen.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Magnetsystem eine ringförmige Anordnung von gleichsinnig radial polarisierten Permanentmagneten aufweist, die auf beiden Seiten der Spule angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das Magnetsystem und die Spule rotationssymmetrisch ausgebildet. Hiervon abweichende Gestaltungen sind aber ebenfalls möglich. Das Magnetsystem weist radial innere und radial äußere Polkörper aus einem den magnetischen Fluss leitenden Material auf. Die vorteilhafte Anordnung der Permanentmagnete zwischen Polkörpern und unmittelbar benachbart den Polschuhen ermöglicht hohe Haltekräfte, wenn die Spule nicht mit Strom erregt ist. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind der Magnet oder die Magnete und die Spule zwischen Polkörpern aus weichmagnetischem Material angeordnet, welche zum Beispiel die Form von Ringen haben können. Die axiale Dicke der Polschuhe ist vorzugsweise gleich, kann aber auch unterschiedlich sein, um verschiedene Haltekräfte in den beiden Endlagen zu erzielen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Schaft in Gleitlagern geführt ist, die in den Polschuhen vorliegen.

Das Gehäuse der Stellvorrichtung, das auch die Kammer bildet, in der die Bestandteile der Stellvorrichtungen vorliegen, besteht nach der Erfindung vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material, um eine Streuung des magnetischen Flusses zu vermeiden und den Fluss auf die mobile Struktur zu konzentrieren.

Es ist bevorzugt, dass zwischen Gehäuse und äußerem Polkörper ein Luftspalt vorliegt. Hierdurch wird verhindert, dass es zwischen mobiler Struktur und Gehäuse zu Reibung kommt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass hier Gleitbuchsen oder sonstige Mittel vorliegen, die eine Bewegung der mobilen Struktur im Gehäuse unterstützen.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung der Stellvorrichtung nach der Erfindung umfasst eine Motorspindel mit einer zuvor erläuterten Stellvorrichtung, die in einem Spindelgehäuse einen Elektromotor und eine von diesem drehend antreibbare Spindel mit einer Werkzeugaufnahme für ein Werkzeug zur Werkstückbearbeitung enthält, wobei die Spindel als Hohlwelle ausgebildet ist und in ihrer Längsbohrung eine Spannvorrichtung zum Festspannen eines Werkzeugs oder eines Werkzeughalters aufweist, wobei das Gehäuse der Stellvorrichtung an dem Spindelgehäuse direkt oder indirekt befestigt ist, und wobei die mobile Struktur mit einem in einer Längsbohrung der Spindel axial verschiebbaren Element der Spannvorrichtung eine Kraft und eine Bewegung übertragend in Wirkverbindung bringbar ist und die Spann vorrichtung in eine Lösestellung bewegen kann, was in einer vorteilhaften Ausgestaltung unter Mitwirkung einer um den Schaft der mobilen Struktur bzw. deren Stößel angeordneten Feder erfolgen kann. Die gegenständliche Offenbarung umfasst somit auch die Kombination einer offenbarten elektrischen Stellvorrichtung mit einer Motorspindel. Die beschriebenen Vorteile der elektrischen Stellvorrichtung sind analog auf die Verwendung bzw. Kombination anzuwenden.

Durch die Verwendung der Stellvorrichtung in einer Motorspindel können aufwendige und vielfach als nachteilig angesehene, mit pneumatischer oder hydraulischer Energie angetriebene Stellvorrichtungen entfallen, die seither zur Betätigung von Werkzeugspannvorrichtungen in Motorspindeln üblich sind. Mit Hilfe der Stellvorrichtung nach der Erfindung lassen sich bei geeigneter Baugröße und akzeptablem Gewicht ausreichend hohe Stellkräfte erzielen, um die Federspannsätze solcher Werkzeugspannvorrichtungen zusammen zu drücken und die Spannvorrichtung zu lösen. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung können außerdem die Haltekräfte, die zum Halten der Werkzeugspannvorrichtung in der Lösestellung erforderlich sind, mit Hilfe der Permanentmagnete erzeugt werden, so dass die Spule nur zum Lösen der Werkzeugspannvorrichtung und zum Zurückkehren in die Spannstellung kurzzeitig betätigt werden muss. Hierdurch sind auch schnelle Wechselzeiten erreichbar.

Es kann vorgesehen sein, dass eine Feder um den Stößel angeordnet ist, so dass die mobile Struktur entgegen der Federkraft in eine Endstellung bewegbar ist. Die Feder kann, je nach Ausgestaltung, die Stellvorrichtung beim Lösen der Spannvorrichtung oder beim Zurückkehren in die Spannstellung unterstützen. Hierdurch sind kürzere Wechselzeiten möglich.

Die erfindungsgemäße Verwendung ermöglicht insbesondere Motorspindeln, die zum Spannen und Entspannen des Werkzeugs und zum Antrieb des Werkzeugs für die Durchführung von Bearbeitungsvorgängen nur eine Antriebsenergie, nämlich elektrischen Strom, benötigen.

Die Stellvorrichtung kann vorteilhafterweise unmittelbar an der Motorspindel angebracht werden. Hierfür kann die Stellvorrichtung insbesondere Mittel, wie beispielsweise Bohrungen oder Schraubverbindungen aufweisen, die eine schnelle und reversible Verbindung mit einer Motorspindel ermöglichen. Die Erfindung schließt aber auch Ausführungen ein, bei denen die Stellbewegung und Stellkraft durch ein mechanisches Übertragungssystem, z.B. Zug-Druck- Kabel, oder durch ein hydraulisches Übertragungssystem an die Motorspindel übertragen wird, wodurch das Gewicht der Motorspindel klein gehalten werden kann.

Neben der Verwendung mit einer Motorspindel kann die erfindungsgemäße Stellvorrichtung für verschiedene Anwendungen verwendet werden, wie z.B. dem Spannen von Werkstücken, dem schnellen Schalten von elektrischen Kontakten oder für die Erzeugung von Druckluft. Ferner sind Anwendungen wie z. B., jedoch nicht abschließend, Werkstückspanner oder Tischverriegelungen möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt durch eine bevorzugte elektromagnetische Stellvorrichtung,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Motorspindel mit elektrischer Stellvorrichtung, Figur 3 eine Darstellung der Feldlinien bei bestromter Spule zur Erzeugung einer Stellkraft in einer ersten Richtung,

Figur 4 eine Darstellung der Feldlinien bei unbestromter Spule und permanentmagnetisch gehaltener Stellung gemäß Figur 3 und Figur 5 eine Darstellung der Feldlinien bei umgekehrt bestromter Spule zur Erzeugung einer Stellkraft in einer zweiten Richtung.

Die in Figur 1 gezeigte elektromagnetische Stellvorrichtung umfasst ein topfför miges Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 kann einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein und beispielsweise einen mit einem Grundkörper verbindbaren Deckel und Boden umfassen. In dem Gehäuse 1 befindet sich ein in Richtung der Achse beweglich gelagerter Anker, der aus einem Schaft 2 und einer fest mit diesem verbundenen mobilen Struktur 3 zusammengesetzt ist, die zwischen zwei rotationssymmetrischen und mit dem Gehäuse 1 fest verbundenen Polschuhen 4, 5 angeordnet sind. Die Polschuhe 4, 5 haben parallele Seitenflächen und weisen Bohrungen auf, die ein Gleitlager zur linearen Führung des Schafts 2 beherbergen. Der vorderer Polschuh 4 kann beispielsweise mittels Schraubverbindungen an dem Gehäuseboden befestigt sein. Der hintere Polschuh 5 kann beispielsweise im Gehäuse 1 zwischen einem Absatz und einem umlaufenden Rand des Gehäuses 1 festgelegt sein.

In dem Zwischenraum zwischen den Polschuhen 4, 5 ist die mobile Struktur 3 angeordnet. Die mobile Struktur 3 kann in einer Ausgestaltung einen inneren, ringförmigen Polkörper 6 und in einem radialen Abstand von diesem einen äußeren, ringförmigen Polkörper 7 aufweisen. Die Polkörper 6, 7 können auch mehrteilig aufgebaut sein. In dem Raum zwischen den beiden Polkörpern 6, 7 befindet sich eine wenigstens eine Windung aufweisende Spule 8 und an beiden Seiten der Spule 8 jeweils ein Permanentmagnet 9, 10. Die beiden Permanentmagnete 9, 10 sind in gleicher Richtung radial und damit quer zur Bewegungsrichtung des Ankers polarisiert und bilden in einer Ausgestaltung insbesondere mit den Polkörpern 6, 7 und den Polschuhen 4, 5 ein Magnetsystem. Die Permanentmagnete 9, 10 sind ringförmig um den Polkörper 6 angeordnet und können als Ringmagnete oder auch als eine Anordnung von gleichsinnig polarisierten Einzelmagneten ausgebildet sein. Andere Gestaltungen der Permanentmagnete 9, 10, wie zum Beispiel eckige Permanentmagnete, sind ebenfalls möglich. Die Polkörper 6, 7 und die Permanentmagnete 9, 10 können fest miteinander verbunden sein.

Anstelle der zur Spule 8 symmetrischen Anordnung der Permanentmagnete 9, 10 können diese auch nebeneinander auf einer Seite der Spule 8 benachbart, angeordnet oder durch einen einzigen Permanentmagnet entsprechender Stärke, beispielsweise einen Ringmagnet, gebildet sein.

Zwischen der mobilen Struktur 3 und den Polschuhen 4, 5 befindet sich jeweils ein axial veränderlicher Luftspalt L1 , L2 eines Luftspaltsystems.

Die beiden Polkörper 6, 7 und die Polschuhe 4, 5 bestehen aus einem den magnetischen Fluss gut leitenden, insbesondere weichmagnetischen Material. Der Schaft 2 kann ebenfalls aus magnetischen Fluss leitendem Material bestehen, vorzugsweise besteht er jedoch aus nicht magnetischem Material, um einer Streuung des Flusses entgegen zu wirken. Das Gehäuse 1 besteht ebenfalls aus nicht magnetischem Material.

Bei der beschriebenen elektromagnetischen Stellvorrichtung kann die mobile Struktur 3 in ihren beiden Endstellungen durch die Magnetkraft der Permanentmagnete 9, 10 mit vergleichsweise hoher Kraft gehalten werden.

Die Mittelstellung der mobilen Struktur 3 mit gleich großen Luftspalten L1, L2 ist instabil. Um die mobile Struktur 3 in die eine oder andere Endstellung zu bewegen, wird die Spule 8 kurzzeitig mit einem Strom erregt, wobei die Stromrichtung die Bewegungsrichtung der mobilen Struktur 3 bestimmt.

In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der elektrischen Stellvorrichtung dargestellt, bei der der Schaft 2 in Gestalt eines Stößels 11 einen Deckel 12 durchragt, der mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Der Deckel 12 kann über Verschraubungen oder über ein im Gehäuse vorliegendes Innengewinde mit dem Gehäuse 1 verbunden sein. Schaft 2 und Stößel 11 können einteilig oder mehrteilig gestaltet sein. Das gleiche gilt für den Schaft 2, der ebenfalls einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein kann.

Durch eine Bewegung der mobilen Struktur 3 bewegt sich der Stößel 11 in die entsprechende Richtung. Um den Stößel 11 kann eine Feder 13 angeordnet sein, die sich an einem Absatz 14 im Deckel 12 und an einem umlaufenden Rand 15 am Stößel 11 abstützt. Je nach Ausgestaltung der Feder wird die mobile Struktur 3 in die eine oder die andere Richtung bzw. in die eine oder andere Endstellung gegen die Federkraft der Feder 13 bewegt, wobei die Feder 13 die Bewegung der mobilen Struktur 3 in die entgegengesetzte Endstellung unterstützt. Die Feder 13 kann als Zug- oder Druckfeder ausgestaltet sein.

Um eine Stromversorgung der Spule 8 sicherzustellen, kann eine Bohrung 16 im Gehäuse 1 vorgesehen sein.

Die elektrische Stellvorrichtung kann beispielsweise beim Wechsel eines Werkzeuges bei einer Motorspindel 17 zum Einsatz kommen, wie schematisch in Figur 2 gezeigt. Hierbei handelt es sich nur um eine beispielhafte Verwendung der Vorrichtung, die exemplarisch dargestellt ist. Die Stellvorrich tung kann hierbei an einem von einer Kegelbohrung 18 zur Aufnahme eines Werkzeughalters abgekehrten Ende eines Spindelgehäuses 19 mit Hilfe des Deckels 12 befestigt sein. Das aus dem Deckel herausragende Ende des Schafts 2 kann in Gestalt des Stößels 11 in eine Längsbohrung in einer Spindel 20 eingreifen und in der in das Gehäuse 1 zurückgezogenen Stellung der mobilen Struktur 3 einer Stirnfläche eines Elements einer Spannvorrichtung 22, insbesondere eines Stößels 21 der Spannvorrichtung 22 mit geringem Abstand gegenüber stehen. In dieser beschriebenen Stellung der Stellvorrichtung kann der Werkzeughalter durch die Spannvorrichtung 22 zum Beispiel mit Hilfe der Kraft von Tellerfedern gespannt sein. Die mobile Struktur 3 ist ohne Erregung der Spule 8 durch das Magnetsystem aus Permanentmagnet 9 und Polschuh 4 in der zurückgezogenen Stellung gehalten.

Soll der Werkzeughalter mit einem daran befestigten Werkzeug gewechselt werden, so wird nach dem Stillsetzen der Spindel 20 die Spule 8 mit einem Strom erregt, durch den, wie in Figur 3 gezeigt, die mobile Struktur 3 in die aus dem Gehäuse 1 weiter herausgefahrene Stellung bewegt wird. Hierbei wird der Schaft 2 mit dem Stößel 11 entgegen der Kraft der Tellerfedern soweit nach unten bewegt, dass zum Beispiel ein in der Kegelbohrung 18 eingreifender Spannzapfen eines Werkzeugkegels des Werkzeughalters von der Spannvorrichtung 22 freigegeben und der Werkzeugkegel gelöst werden kann. Der Werkzeughalter und das daran befestigte Werkzeug können auf diese Weise von Hand oder automatisch entnommen werden. Der Werkzeugkegel kann entweder unmittelbar an einem Bearbeitungswerkzeug oder an dem Werkzeughalter angebracht sein.

Nach dem Lösen der Spannvorrichtung 22 wird die Spule 8 stromlos geschaltet und die Lösestellung der Spannvorrichtung 22 ohne Erregung der Spule 8 allein durch die Permanentmagnete 9, 10 wie in Figur 3 gezeigt, entgegen der Kraft der Tellerfedern gehalten.

Nach dem Einsetzen des neuen Werkzeugs in die Aufnahme der Spindel 20 wird zum Spannen eines neuen Werkzeugs die Spule 8 umgekehrt erregt und, wie in Figur 4 gezeigt, die mobile Struktur 3 mit dem Stößel 11 zurückbewegt. Mit Hilfe der Tellerfedern wird dabei der Spannzapfen des neuen Werkzeugs von der Spannvorrichtung 22 gegriffen und in Aufnahme der Spindel 20 festgespannt. Je nach Ausgestaltung der Feder 13, kann diese die Bewegung der mobilen Struktur 3 unterstützen. Das heißt, ist die Feder 13 als Druckfeder ausgestaltet, wird die mobile Struktur 3 entgegen der Federkraft der Feder 13 in Richtung des hinteren Polschuhs 5 und mit Unterstützung der Federkraft in Richtung des vorderen Polschuhs 4 bewegt. Die Feder 13 kann jedoch auch als Zugfeder ausgestaltet sein (nicht dargestellt), so dass die Bewegung der mobilen Struktur 3 entgegengesetzt unterstützt wird.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen die Feldlinien des magnetischen Flusses bei verschiedenen Betriebszuständen der Stellvorrichtung. Gezeigt ist hierbei jeweils der halbe Axialschnitt der den magnetischen Fluss leitenden Teile.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist die Spule 8 mit einem Strom von solcher Richtung erregt, dass er ein mit dem Feld der Permanentmagneten 9, 10 gleichsinniges Spulenfeld erzeugt. Beide Felder ergänzen sich und rufen einen starken elektromagnetischen Fluss hervor, der durch den Permanentmagneten 9 abgelenkt über den Polschuh 4 geleitet wird. Das Feld der Permanentmagnete 9, 10 wird in Richtung der Polschuhe 5 geschwächt. Auf die mobile Struktur 3 wirkt hierdurch eine starke Kraft in Richtung des Pfeils F, durch die die mobile Struktur 3 in die linke Endstellung bewegt wird.

Figur 4 zeigt die linke Endstellung der mobilen Struktur 3 nach Aberregung der Spule 8. Der Permanentmagnet 9 erzeugt ein starkes Feld, das den Polschuh

4 erfasst und die mobile Struktur 3 mit einer Kraft F in der Endstellung hält.

Das Feld des Permanentmagneten 9 wird zusätzlich durch einen Teil des Feldes des Permanentmagneten 10 verstärkt. Der durch den rechte Polschuh

5 geleitete Fluss des Permanentmagneten 10 ist durch den hier großen Luftspalt L2 stark geschwächt und daher kaum wirksam.

Figur 5 zeigt den Verlauf des magnetischen Flusses bei Erregung der Spule 8 mit einem Strom von umgekehrter Richtung, um die mobile Struktur in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen. Nun verstärkt das Spulenfeld das Feld des Permanentmagneten 9 und schwächt das Feld des Permanentmagneten 10 und der Permanentmagnet 10 lenkt den gemeinsamen Fluss von Spule 8 und Fluss des Permanentmagnets 9 zum Polschuh 5, so dass die mobile Struktur 3 in die rechte Endstellung bewegt wird.