DE102005056435A1 - Locking device for a magnetic lifting system having a functional armature and a locking armature separated by a sleeve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung für ein Hub-Magnetsystem, gebildet aus einem Joch, einer Erregerspule auf einem Spulenkörper, mit einem Permanentmagneten und einem Magnetkern, sowie einem Ankersystem.The The invention relates to a locking device for a lifting magnet system from a yoke, an exciting coil on a bobbin, with a permanent magnet and a magnetic core, and an anchor system.
Eine derartige Sperrvorrichtung wird benötigt, um einen elektromagnetischen Hubmagneten gegen eine größere von außen auf den Anker wirkende Kraft auszubilden, die mit einem Hubmagneten normaler Bauart und bei gleicher Baugröße nicht zu erzielen ist.A Such locking device is required to an electromagnetic Solenoids against a larger of Outside form force acting on the armature normal with a solenoid Type and with the same size not to achieve.
Stand der Technikwas standing of the technique
Aus
der
Mit der herkömmlichen Bauweise kann nur einer begrenzten auf den Anker eines Hub-Magneten wirkende Kraft begegnet werden, die abhängig ist von den magnetischen Eigenschaften der ausgewählten Bauteile sowie einer eventuell zusätzlichen, den Anker unterstützenden Druckfeder.With the conventional one Construction can only a limited acting on the anchor of a lifting magnet Force to be countered, the dependent is from the magnetic properties of the selected components and any additional, the Anchor support Spring.
Sind größere auf den Anker wirkende mechanische Kräfte zu kompensieren, so muss ein entsprechend kräftiger ausgelegtes Magnetsystem gewählt werden.are bigger on must compensate for the mechanical forces acting on the armature a correspondingly stronger selected magnet system selected become.
Damit vergrößert sich in der Regel aber auch das dazu benötigte Bauvolumen, das bei vorgegebenem Raum nicht immer zur Verfügung steht.In order to increases but usually also the required construction volume, at a given Space not always available stands.
Aufgabenstellungtask
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hub-Magnetsystem der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass die von den magnetischen Eigenschaften des Systems und einer normalen Rückstellfeder auf den Anker aufzubringende Haltekraft mittels dieser Sperrvorrichtung Kräfte aufnimmt, die einer mechanischen Verriegelung vergleichbar sind.Of the The invention is therefore based on the object, a lifting magnet system of the type mentioned in the form that the of the magnetic properties of the system and a normal return spring to be applied to the anchor holding force by means of this locking device receives forces, which are comparable to a mechanical lock.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Ankersystem zwei axial ineinander verschiebbare und gegeneinander verriegelbare Anker, einen Funktionsanker und einen Sperranker aufweist, und dass die Anker durch eine Hülse voneinander getrennt sind.These Task is solved by that the anchor system two axially displaceable and against each other having lockable anchors, a functional anchor and a locking anchor, and that the anchors go through a sleeve are separated from each other.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2–10 angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in claims 2-10.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei gleicher Bauartgröße der erfindungsgemäße Hubmagnet eine Sperrwirkung entfaltet, die einer mechanischen Sperre nahezu gleichgesetzt werden kann.The particular advantages of the invention are that with the same size of the inventive solenoid a locking effect unfolds, which almost a mechanical lock can be equated.
Dabei handelt es sich um ein gepoltes Magnetsystem mit einer elektrischen Spule und einem Permanentmagneten, umgeben von einem Joch innerhalb dessen zwei prinzipiell unabhängige, axial verschiebbare Anker angeordnet sind, wobei zwischen den Ankern eine Hülse angeordnet ist, die fest mit dem Magnetsystem verbunden ist.there it is a polarized magnet system with an electric Coil and a permanent magnet surrounded by a yoke inside whose two fundamentally independent, axially displaceable anchors are arranged, wherein between the anchors a sleeve is arranged, which is firmly connected to the magnet system.
Das Hub-Magnetsystem ist mit einem selbstsperrenden Ankersystem versehen, bei dem ein als Funktionsanker ausgelegter, zentrisch angeordneter Anker in seiner stromlosen Ruhestellung maximal aus dem Magnetsystem herausragt, wobei er mittels eines Sperrankers in dieser Stellung arretiert ist. Die Hülse zwischen den beiden Ankern weist mehrere Sperrkugeln auf, die vorteilhafterweise in kreisförmig angeordneten Öffnungen in der Hülsenwandung angeordnet sind.The Hub magnet system is equipped with a self-locking anchor system, in which a designed as a functional anchor, centrally arranged anchor protrudes maximally from the magnet system in its currentless rest position, wherein he locked by means of a locking anchor in this position is. The sleeve between the two anchors has a plurality of locking balls, which advantageously in circular openings in the sleeve wall are arranged.
Weiterhin sind in den der Hülsenwandung zugewandten Flächen der beiden Anker umlaufende Nuten vorgesehen, in die, bei entsprechender Stellung der beiden Anker zur Hülse, die Sperrkugeln wechselseitig eingreifen können, in dem sie gleichzeitig von der glatten Wandung des anderen Ankers in diese Nut eingeschoben und dort gehalten werden.Farther are facing in the sleeve wall surfaces the two anchors provided circumferential grooves in the, if appropriate Position of the two anchors to the sleeve, The locking balls can intervene alternately, in which they simultaneously inserted from the smooth wall of the other anchor in this groove and be held there.
Dabei ist der Kugeldurchmesser vorteilhafterweise derartig bemessen, dass die Sperrkugel die Wandung der Hülse und die Tiefe der jeweiligen Nut ausfüllt. Vorteilhafterweise sind die Nuten mit Fasen oder Schrägen versehen, die mittels dieser Trichterform ein einfaches Hineingleiten oder Herausschieben für die Sperrkugeln bewirken, bzw. dieses erleichtern.there the ball diameter is advantageously dimensioned such that the blocking ball the wall of the sleeve and the depth of the respective groove fills. Advantageously the grooves with bevels or bevels provided by means of this funnel shape a simple sliding in or pushing out for cause the locking balls, or facilitate this.
Darüber hinaus weisen beide Anker ein konisch geformtes Ende auf, mit dem sie in eine adäquate Vertiefung im zentrisch angeordneten Kern des Magnetsystems eintauchen.Furthermore Both anchors have a conically shaped end with which they are in an adequate one Immerse the recess in the centered core of the magnet system.
Weiterhin ist für jeden Anker eine Rückstellfeder vorgesehen, mittels der eine unterstützende Wirkung der Anker in deren Ruhestellung erreicht wird.Farther is for each anchor a return spring provided by means of a supporting effect of the anchor in their resting position is reached.
Zur Ansteuerung des Magnetsystems und damit zum Verschieben des Ankers bzw. der beiden Anker ist vorteilhafterweise jeweils nur eine kurzzeitige Bestromung notwendig.to Control of the magnet system and thus to move the armature or the two anchors is advantageously only a short-term Current supply necessary.
Dazu wird aus der Ruhestellung heraus, in der beide Anker eine „obere" Stellung einnehmen, die Spule des Magnetsystems bestromt, wobei sich der magnetische Stromkreis über Gehäuse (Joch), Permanentmagnet, Funktionsanker, Sperranker und Kern schließt. Dabei werden sowohl der Funktionsanker wie auch der Sperranker über die magnetische Kraftwirkung nach „unten" in die sogenannte Feldschlussstellung gezogen.For this purpose, from the rest position, in which both anchors occupy an "upper" position, the coil of the magnet system is energized, wherein the magnetic circuit via housing (yoke), permanent magnet, functional anchor, locking anchor and core closes. Both the function anchor as well as the Speranker are pulled over the magnetic force effect to "down" in the so-called field closure position.
Dies kann jedoch nur nacheinander erfolgen, nachdem der Sperranker die Sperrwirkung; bedingt durch die Lage der Sperrkugeln in der Hülse, für den Funktionsanker freigegeben hat.This However, can only be done sequentially after the Speranker the Blocking effect; due to the position of the locking balls in the sleeve, for the function anchor has released.
Sind beide Anker in der Feldschlussstellung hält der im Magnetsystem vorgesehene Permanentmagnet auch bei Unterbrechung der Bestromung diese Stellung bei.are both anchors in the field closure position holds the one provided in the magnet system Permanent magnet even with interruption of the current supply this position at.
Bei einer Bestromung mit umgekehrter Polarität, wie bereits oben erläutert, wird die permanentmagnetische Kraft so weit abgeschwächt, dass beide An ker unter Zuhilfenahme der sich entspannenden Rückstellfedern wieder versuchen in die Ruhestellung zu gelangen.at an energization with reverse polarity, as already explained above, is the permanent magnetic force attenuated so much that both anker below Try using the relaxing return springs again to get to the rest position.
Dabei muss zunächst der Funktionsanker die Sperrkugeln freigeben, die in der umlaufenden Nut des Sperrankers positioniert sind, wobei der Sperranker beim Hochschieben mit den Abschrägungen an seiner Nut behilflich ist, die Sperrkugeln in die Öffnung der Hülse und in der Ringnut des Funktionsankers zu positionieren.there must first the function anchor release the locking balls, which in the circumferential groove the Sperrankers are positioned, the Sperranker when pushing up with the bevels helps to its groove, the locking balls in the opening of the Sleeve and to be positioned in the groove of the function anchor.
Diese sperrende Stellung der beiden Anker im stromlosen Zustand ist mit einer mechanischen Verriegelung vergleichbar.These Locking position of the two anchors in the de-energized state is with comparable to a mechanical lock.
Ausführungsbeispielembodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below explained in more detail. It demonstrate:
Für die Figurenerklärungen sei
angemerkt, dass der hier „obere" Bereich des Magnetsystems durch
den Permanentmagneten
In
der
Das
Magnetsystem besteht aus einem weichmagnetischen, als Gehäuse wirkendem
Joch
Bei
der hier gewählten
Ausführung
ist die innere Schale
Dabei
ist vorgesehen, die Schalen
Weiterhin
kann der hier einstückige,
kreisförmige
Permanentmagnet
Mittig
des Magnetsystems ist ein kreiszylindrischer erster Anker, der Funktionsanker
Darüber hinaus
weist der zylindrische Spulenkörper
Die
gegenüberliegende
Seite wird durch einen ebenfalls kreisförmigen Magnetkern
Dabei kann die Gehäuseform kreisförmig wie auch quadratisch ausgeführt sein.there can the housing shape circular as well as square executed be.
Der
innere Funktionsanker
Desgleichen
ist eine Rückstellfeder
Beide
Anker
Weiterhin
weisen die beiden Anker
Die
Hülsenkombination
In
der hier gezeigten „Ruhestellung" in der
Wird
nun die Erregerspule
Dabei
wird die im Innenbereich des Ankers
Da
der Funktionsanker
Damit
verschiebt sich der Anker
Da
der Stromfluss der Spule mit Wegnahme der Bestromung bereits beendet
ist, übernimmt
der Permanentmagnet
Damit
ist auch ein äußeres bis
dahin am oberen Ende
Wenn
der Funktionsanker
Dabei
wird der Sperranker entgegen der feststehenden Außenschale
Damit ist das gesamte System wiederum mechanisch stabil verriegelt.In order to In turn, the entire system is locked mechanically stable.
Die
Wobei jedoch auch eine andere Anzahl von Sperrkugeln denkbar ist.In which However, a different number of locking balls is conceivable.
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