AT378435B - Drehmagnet, insbesondere zur betaetigung einer drosselklappe - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmagnet, insbesondere zur Betätigung einer Drosselklappe für die Zufuhr der Warmluft und bzw. oder Frischluft bei Luftheizungsanlagen für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem feststehenden Stator und einem mit einer den Stator durchsetzenden Welle drehfest verbundenen Rotor, der eine Polfläche aufweist, die mit einer entsprechenden Polfläche des Stators einen Luftspalt bildet, wobei die beiden zusammenarbeitenden Polflächen von Stator und Rotor Zylinderflächen sind, deren Erzeugende parallel zur Achse der den Stator durchsetzenden Welle verlaufen. 
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 sechs Segmenten, abwechselnd aus Stahl und Messing, bestehen. Dieser Teil ist konzentrisch zu den Profilflächen des Stators angeordnet, wodurch ein über den Umfang konstanter und im Betrieb gleichbleibender Ringspalt gebildet wird. 



   Der durch die Spule erzeugte Magnetfluss wird über den Stator, den Rotor, die Polsegmente und das Gehäuse geschlossen. In der Grundstellung stehen die Stahlsegmente des Rotors nur zu einem sehr geringen Teil (zirka 1 mm) in dem Spalt zwischen Stator und den Polsegmenten. Bei
Anlegen einer Spannung ergeben sich nicht nur Anziehungskräfte zwischen den zylindrischen Pol- flächen von Stator, Rotor und Polsegmenten, sondern auch zwischen den radialen Trennflächen von
Stahl- und Messingsegmenten des Rotors und den Zylinderflächen von Stator und Polsegmenten. 



   Diese Kraft bewirkt die Drehbewegung. Bei fortschreitender Verdrehung des Rotors wird, bedingt durch den geringen Übergangswiderstand am Spalt (Spaltfläche wird grösser), in den Eisenquer- schnitten der Sättigungsbereich erreicht, wodurch das Drehmoment absinkt. 



   Bei Betätigung einer Drosselklappe, insbesondere zur Steuerung der zugeführten Warm- und/oder Frischluftmenge bei Luftheizungsanlagen für Schienenfahrzeuge kommt noch hinzu, dass zum Halten der voll geschlossenen Drosselklappe entgegen der Kraft der Rückstellfeder das grössere
Drehmoment benötigt wird, welches ein Drehmagnet in der bekannten Ausführung nur bei entsprechender Überdimensionierung aufzubringen imstande ist. 



   Eine Anordnung mit ebenfalls konstant bleibendem Ringspalt ist in der DE-OS 2363818 beschrieben. Zur Änderung des Drehmomentes über den Drehweg ist nach dieser DE-OS vorgesehen, die Polflächen in einer besonderen Weise auszubilden, um eine sich über den Drehweg ändernde Überdeckung der zusammenwirkenden Polfläche von Stator und Rotor zu erreichen. Durch diese Massnahmen ergeben sich jedoch bei der Dimensionierung eines solchen Drehmagneten auf Grund der sich durch die sich relativ stark ändernde Überdeckung in sehr erheblichen Ausmass ändernde Streuung erhebliche Probleme. Letzteres führt auch zu einem sehr komplizierten Verlauf des Drehmoments über den Drehweg, weshalb sich auch beim Einsatz solcher Drehmagnete erhebliche Schwierigkeiten ergeben. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile dieser bekannten Ausführungen zu beseitigen und einen Drehmagnet zu schaffen, der in einer Drehrichtung ein durchgehend ansteigendes Drehmoment aufweist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass sowohl die Polfläche des Rotors als auch die entsprechende Polfläche des Stators im Schnitt senkrecht zur Achse der Welle die gleiche Form einer archimedischen Spirale besitzen, wobei diese beiden Polflächen einen Luftspalt bilden, dessen Grösse bei jeder Relativstellung der beiden Polflächen zueinander über den Umfang der Polflächen gleich bleibt, jedoch von der jeweiligen Drehstellung der beiden Polflächen gegeneinander,   z. B.   bei Anlegen der Arbeitsspannung, abhängig ist.

   Dadurch wird der Spalt und damit der Übergangswiderstand zwischen den Polflächen von Stator und Rotor in einer Drehrichtung des Rotors stetig verkleinert, wodurch sich auch ein stetig aufsteigendes Drehmoment ergibt. Dies macht den Drehmagnet für jene Fälle besonders geeignet, wo am Ende der begrenzten Drehbewegung des Rotors ein grosses Drehmoment verlangt wird. Der erfindungsgemässe Drehmagnet kann deshalb auch sparsamst dimensioniert werden. Die Ausbildung der Polflächen von Stator und Rotor als Zylinderflächen ergibt sowohl bezüglich Fertigung als auch dem zu erzielenden Drehmoment optimale Verhältnisse. 



   Bei gleichmässiger Verteilung von mindestens zwei Paaren von zusammenarbeitenden Polflächen an Stator und Rotor, können die auftretenden Radialkräfte kompensiert werden. Zur Steuerung der zugeführten Warm- und/oder Frischluftmenge bei Luftheizungsanlagen für Schienenfahrzeuge, können 

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Claims (1)

1. Fig. 2PATENTANSPRUCH : Drehmagnet, insbesondere zur Betätigung einer Drosselklappe für die Zufuhr der Warmluft und bzw. oder Frischluft bei Luftheizungsanlagen für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem feststehenden Stator und einem mit einer den Stator durchsetzenden Welle drehfest verbundenen Rotor, der eine Polfläche aufweist, die mit einer entsprechenden Polfläche des Stators einen Luftspalt bildet, wobei die beiden zusammenarbeitenden Polflächen von Stator und Rotor Zylinderflächen sind, deren Erzeugende parallel zur Achse der den Stator durchsetzenden Welle verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Polfläche (11) des Rotors (2) als auch die entsprechende Polfläche (12) des Stators (1) im Schnitt senkrecht zur Achse der Welle (3) die gleiche Form einer archimedischen Spirale besitzen,

   wobei diese beiden Polflächen (11,12) einen Luftspalt (13) bilden, dessen Grösse bei jeder Relativstellung der beiden Polflächen zueinander über den Umfang der Polflächen gleich bleibt, jedoch von der jeweiligen Drehstellung der beiden Polflächen (11,12) gegeneinander, z. B. bei Anlegen der Arbeitsspannung abhängig ist.