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Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein linear zu bewegendes Bauteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Für das nicht-thermische Stanzen, Lochen, Schneiden oder Fügen von Gegenständen aus einem Feststoff, der ein kristallines, teilkristallines oder ein amorphes Gefüge aufweist, mittels einem mit einer in Bezug auf die Wärmeausbreitungsgeschwindigkeit des Gegenstandes großen Flächendurchtrittsgeschwindigkeit geführten Umform-, Schneid-, Setz- oder Fügewerkzeug sind hydraulisch, pneumatisch, pyrotechnisch oder die Wirkung einer Brennkraft nutzenden Antriebe bekannt. Üblicherweise beschleunigen die zum Stoßen von Umform-, Schneid-, Setz- oder Fügewerkzeugen genutzten Antriebe eine Masse, beispielsweise einen als Hammer, Schlagbolzen oder als Treibkolben bezeichneten Prallkörper mit harter Schlagfläche, der den kinetischen Impuls durch den Prall auf den ebenfalls eine harte Oberfläche aufweisenden Körper des Werkzeuges oder des zu treibenden Gegenstandes überträgt.
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Die in den bekannten Umform-, Schneid-, Setz- oder Fügewerkzeugen eingesetzten hydraulischen, pneumatischen, pyrotechnischen oder die Wirkung einer Brennkraft nutzenden Schlag-Antriebe erfordern das Zuführen von unter einem Betriebsdruck stehenden und gegebenenfalls brennbaren Flüssigkeiten oder Gasen oder eines in Behältern portionierten, explosionsfähigen Brennstoffs sowie das Ab- oder Rückführen der entspannten Fluide oder der Reaktionsprodukte bzw. Abgase.
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Des Weiteren sind die Steuerbarkeit, die Überwachbarkeit und der Wirkungsgrad der fluid- oder pyromechanischen Wandler und der Brennkraftmaschinen üblicherweise geringer als die eines elektromagnetischen Aktuators. Gegenüber einem fluid- oder pyromechanischen Wandler oder einer Brennkraftmaschine sind bei einem elektromagnetischen Aktuator mechanische, thermische und chemische Lasten geringer.
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In der deutschen Patentanmeldung
10 2017 102 835.8 wird ein elektromagnetischer Aktuator für ein schlagartig, linear zu bewegendes Werkzeug beschrieben. Zwei elektrisch leitfähige und ineinander greifende Schraubenfedern, deren feststehenden Enden an einem Widerlager abgestützt sind und deren bewegliche Enden an einen gemeinsamen, elektrisch leitfähigen Anker gefügt sind, bewirken eine hohe Leistungsdichte für einen sich periodisch wiederholenden Reversierbetrieb. Der Anker bzw. der Stößel berührt in einer Endlage einen Anschlagpuffer. Der Stößel ist von einer Rückhaltevorrichtung in einer eingefahrenen Position an dem Gehäuse des Stoßantriebs arretierbar. Die Rückhaltevorrichtung kann eine Kupplung umfassen, die einen magnetischen, pneumatischen, hydraulischen oder mechanischen Kraftschluss zwischen dem Stößel und dem Gehäuse bewirkt.
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Die in den Umform-, Schneid-, Setz- oder Fügewerkzeugen eingesetzten hydraulischen, pneumatischen, pyrotechnischen oder die Wirkung einer Brennkraft (Zwei-Takt-Gasmotor) nutzenden Schlag-Antriebe nutzen im Wesentlichen nur einen Energiespeicher, durch dessen Auslösung oder Aktivierung die auf ein bewegliches Maschinenbauteil, beispielsweise einen als Hammer, Schlagbolzen oder Treibkolben bezeichneten Prallkörper, wirkende Beschleunigungskraft freigesetzt wird.
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Die Zeit vom Auslösen oder Aktvieren des Energiespeichers bis zum Erreichen des Größtwertes der Beschleunigungskraft ist üblicherweise klein gegenüber der mechanischen Zeitkonstante oder Periodendauer T. Der Wert T ergibt sich aus folgender Gleichung: T = 2 * pi * sqrt(m/c), wobei c die Steifigkeit und m die Masse bezeichnet. Aufgrund der gegenüber der Massenträgheit großen Geschwindigkeit des Kraftanstiegs wird die Masse während der Zeit, in der die Kraft größer wird, in Bezug auf die gesamte Beschleunigungsstrecke nur um einen sehr geringen Betrag aus der Anfangslage bewegt. Aus diesem Grunde benötigen diese Geräte keine Rückhaltevorrichtung.
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Im Unterschied dazu sind Rückhaltevorrichtungen dann erforderlich, wenn Antriebe verwendet werden, bei denen die Beschleunigungskraft bereits vor dem Auslösen oder Aktvieren des Energiespeichers auf den zu beschleunigenden Körper wirkt. Das ist beispielsweise bei federkraftbetätigten Maschinen der Fall. Ein weiteres Beispiel sind Anordnungen, bei denen die Zeit von dem Auslösen oder Aktivieren von dem Energiespeicher bis zum Erreichen des Größtwertes der Beschleunigungskraft nicht klein ist gegenüber der mechanischen Zeitkonstante bzw. Periodendauer T des zu bewegenden Körpers. Beispiele hierfür sind Raketen in einer Startvorrichtung, ein Geschoss in der Hülse einer Patrone, die durch eine Ausziehrille oder einen Rand an dem Patronenlager der Waffe gehalten wird, oder auch Hydraulik- oder Pneumatik-Ventile.
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Während federkraftbetätigte Maschinenteile oder Raketen bis zur Freigabe der Bewegung üblicherweise mittels Sperrklinken gehalten werden, sind Geschosse von dem Sitz in der Patronenhülse oder Ventil-Schließstücke von dem Sitz in dem Ventilkörper formschlüssig umfasst. Die für die dauerhafte Belastung durch die Beschleunigungskraft bemessenen Sperrklinken, die erforderlichenfalls einen mehrstufigen Hebeltrieb bilden, verzögern oder hemmen im Auslösefall die Bewegung des zu beschleunigenden körpereigenen Massenträgheitsmoments wie auch die Reibung an Berührungs- und Gleitflächen. Derartige Rückhaltevorrichtungen nehmen einen Teil der Antriebsenergie auf, die somit der kinetischen Energie des zu bewegenden Körpers verloren geht. Ein Teil der Antriebsenergie wird über Reibung in Wärme umgewandelt.
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Haftmagnetanordnungen mit einer scheibenförmigen Ankerplatte, die an dem zu bewegenden Körper befestigt ist, vergrößern die Trägheit des zu bewegenden Körpers in Folge der gesteigerten Gesamtmasse und letztlich auch in Folge des gesteigerten Gesamtströmungswiderstandes. Zudem liegen bei einer auf einem Haftmagnet beabstandeten Ankerplatte die Polflächen gegenüber der Umgebung offen und können durch Ansammlungen von Schmutz, insbesondere von magnetisierbaren Festkörpern, in der Anziehungs- bzw. Haltekraft gemindert werden.
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Für das Festhalten und Lösen als auch für das Beschleunigen und Bremsen von beweglichen Maschinenbauteilen, insbesondere von Stößeln eines elektromagnetischen Stoßantriebs, der beim Betätigen von Umform-, Schneid-, Setz-, Füge- und Förderwerkzeugen dient, sind Haltevorrichtungen anzustreben, die dem linear zu bewegenden Bauteil möglichst keinen Teil der Antriebsenergie nehmen.
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Diese Aufgabe ist bei der Haltevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur temporären Halterung eines linear zu bewegenden Bauteils. Die Haltevorrichtung besitzt einen Haftmagneten. Der Haftmagnet ist elektrisch schaltbar. Er ist dazu ausgebildet, mit einer beweglich gelagerten, ferromagnetischen Ankerplatte magnetisch zusammenzuwirken. Diese Ankerplatte ist jedoch nicht an dem linear zu bewegenden Bauteil befestigt, so dass die Masse des linear zu bewegenden Bauteils nicht erhöht wird. Die Ankerplatte ist in mehrere Segmente unterteilt, die unabhängig voneinander begrenzt schwenkbeweglich gegenüber dem Haftmagneten gelagert sind. Die Ankerplatte bleibt also dem Haftmagenten zugeordnet und wird nicht vollständig linear verlagert. Die Ankerplatte bzw. deren Segmente werden zwar bewegt, allerdings handelt es sich um eine Schwenkbewegung, die auf das linear zu bewegende Bauteil übertragen wird.
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Damit die Bewegung der Ankerplatte auf das zu bewegende Bauteil übertragen werden kann, stehen alle Segmente entfernt von ihren jeweiligen Schwenklagern in mechanischem Wirkeingriff mit dem linear zu bewegenden Bauteil. Hierdurch kann das linear zu bewegende Bauteil beim Ändern der magnetischen Flussdichte des Haftmagneten von einer ersten Position in eine zweite Position verlagert werden und/oder eine Bewegung des Bauteils unterstützt werden und/oder einer Bewegung des Bauteils entgegengewirkt werden.
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Der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Rückhaltevorrichtung im Sinne der deutschen Patentanmeldung
10 2017 102 835.8 anwendbar auf einen elektromagnetischen Stoßantrieb, der auf zwei ineinander greifende Schraubenfedern zurückgreift. Die Erfindung ist allerdings nicht auf einen solchen elektromagnetischen Stoßantrieb beschränkt. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung bedarf in ihrer Verwendung als Rückhaltevorrichtung eines Ankers, der den im Rückwärtsbetrieb gegen die Rückhaltevorrichtung bewegten Stößel (linear zur bewegendes Bauteil) von dem Stoßantrieb aufnimmt und festhält, und zwar gegen die von einem gespannten Schraubenfeder-Paar ausgehende Schubkraft.
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Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist, dass die Segmente schwenkbeweglich gegenüber den Haftmagneten gelagert sind. Die Änderung der magnetischen Flussdichte des Haftmagneten ermöglicht es, über den Wirkeingriff mit dem linear zu bewegenden Bauteil die auf das linear zu bewegende Bauteil wirkende Triebkraft zu unterstützen, also das Bauteil zusätzlich zu beschleunigen. In dem Anwendungsfall als Dämpfer kann die Haltevorrichtung dazu genutzt werden, die von dem schaltbaren Haftmagnet ausgehende Kraft entgegen der Bewegungsrichtung des zu bewegenden Bauteils einzustellen und dadurch die Bewegung des Bauteils zu dämpfen. Die Haltevorrichtung kann in der Anwendung als Dämpfer-Vorrichtung in der Offenstellung verbleiben. Gleichsam kann die Haltevorrichtung in der Verwendung als Rückhaltevorrichtung das zu bewegende Bauteil in der Schließstellung halten. Die Haltevorrichtung eignet sich daher sowohl dazu, die Bewegung des linear zu bewegenden Bauteils zu unterstützen als auch abzubremsen, beispielsweise um in der Verwendung als Dämpfervorrichtung überschüssige kinetische Energie, mit welcher sich das Bauteil über eine Endlage hinaus bewegt, abzubremsen. Die Ankerplatte bzw. die Segmente können daher dessen Anprall auf einen nachfolgenden elasto-mechanischen Anschlagpuffer mindern. Zudem können die linear zu bewegende Bauteile über die Haltevorrichtung in die gewünschte Endlage gebracht werden. Die Haltevorrichtung dient in diesem Fall als Stell- oder Positioniereinrichtung.
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Bevorzugt umfasst der Haftmagnet einen Permanentmagnet. Dessen äußere Feldstärke ist durch Erregen eines Elektromagneten je nach Richtung der elektrischen Stromstärke durch Überlagerung in Betrag und Richtung änderbar. Dadurch ist die auf den Haftmagneten und auf die Segmente der geteilten Ankerplatte anziehend wirkende Magnetkraft minderbar oder annullierbar durch das Abnehmen oder Abschalten der elektrischen Stromstärke in einer Spule des Elektromagneten bzw. durch das Erregen eines elektromagnetischen Feldes, das gegebenenfalls entgegen dem Feld des Permanentmagneten wirkt.
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Zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses, durch den ein voreilendes Segment der separat gelagerten Ankerplatte den magnetischen Fluss auf sich zieht und dadurch die magnetische Anziehungskraft auf ein nacheilendes Segment der geteilten Ankerplatte mindert, ist es von Vorteil, wenn jedes Segment des geteilten Ankers einen ausreichend großen Restmagnetismus B_r von wenigstens 0,1 T an den Kontaktflächen zu dem Haftmagnet besitzt.
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Der Haftmagnet, der für das Festhalten und Lösen als auch für das Beschleunigen und Bremsen von einem beweglichen Maschinenbauteil, insbesondere von einem Stößel eines elektromagnetischen Stoßantriebs, der mit dem Betätigen von Umform-, Schneid-, Setz-, Füge- und Förder-Werkzeugen dient, besteht vorzugsweise aus einem topfförmigen Joch und einer darin angeordneten, ringförmigen Spule, wobei dem Joch wenigstens ein Permanentmagnet zugeordnet ist.
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In dem Zustand „geöffnet“ stehen die Segmente der Ankerplatte nicht durch den magnetischen Kraftschluss in Berührung mit einer der Polflächen des Haftmagnets. Sie sind in der Weise um einen Winkel aus der Polfläche des Elektromagneten geschwenkt, dass ihr Abstand in der Mitte des Elektromagneten, d. h. in Längsrichtung der Stößelachse, am größten ist und zu den Rändern des Haftmagneten am kleinsten ist. In der Offenstellung sind die Segmente gewissermaßen aufgespreizt.
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Jedes der Segmente kann mittels der von dem linear zu bewegenden Bauteil ausgehenden Kraft, aus der Elastizität von Festkörpern, der Kompressibilität von Gasen oder aus der Wechselwirkung von elektrischen oder magnetischen Feldern in der Offenstellung gehalten sein.
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In der Schließstellung liegen die Segmente an dem Haftmagnet an. Die Segmente befinden sich dann mit ihrer Anlagefläche in einer gemeinsamen Ebene, die auch als Polebene bezeichnet werden kann. Zwischen den Segmenten befinden sich nicht leitende Trenn-Spalte. Durch die Trenn-Spalte werden elektrische Wirbelstromstärken oder magnetische Kräfte, welche die Schwenkbewegung der Segmente der geteilten Ankerplatte dämpfen könnten, unterdrückt.
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Unter Ausnutzung der als Restmagnetismus bezeichneten magnetischen Remanenz-Flussdichte der Segmente der geteilten Ankerplatte bewirkt eine polrichtige Erregung des Magnetfeldes des Haftmagneten eine anziehende Kraft auf die Segmente, was dem linear zu bewegenden Bauteil eine zusätzliche Beschleunigung in Richtung auf die zuvor bestimmte Endlage gibt. Eine Umkehrung des Magnetfeldes des Haftmagnets bewirkt auf die Segmente eine abstoßende Kraft, die das linear zu bewegende Bauteil bremst und dessen Anprall auf einen nachfolgenden elasto-mechanischen Anschlagpuffer mindert sowie den Stößel zurück in die zuvor bestimmte Endlage treibt.
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Jedes Segment besitzt vorzugsweise einen Zugarm, über welches es mit dem linear zu bewegenden Bauteil in Wirkeingriff steht. Der Zugarm steht von dem Segment ab, in dem Sinne, dass er senkrecht oder im Winkel zur Polebene steht. Der Zugarm kann bereichsweise gekrümmt sein. Der Zugarm dient zur Herstellung des Formschlusses. Der Formschluss erfolgt insbesondere über eine gekrümmte Fläche zwischen den Bauteilen, die miteinander in mechanischem Wirkeingriff stehen. Derart gekrümmte Flächen können insbesondere Kreisflächen und insbesondere auch Wälzflächen sein, die ein gleitarmes oder gleitfreies Abwälzen der miteinander in Berührung stehenden Komponenten ermöglichen. Das zu bewegende Bauteil kann ein geeignetes Kupplungsteil mit gekrümmten Flächen aufweisen. Die Zugarme können zusammen mit der Unterseite der Segmente das Kupplungsteil zwischen sich aufnehmen, so dass das linear zu bewegende Bauteil zwangsgeführt ist. Es gibt daher ein Kupplungsteil an den jeweiligen Segmenten und ein Kupplungsteil an den jeweiligen zu bewegenden Bauteilen.
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Die mechanische Kupplung zwischen dem linear zu bewegenden Bauteil und der Ankerplatte ist unempfindlich gegen Verschmutzungen. Bevorzugt werden die Polflächen des Haftmagneten, die in der Offenstellung einen Spalt zu der Ankerplatte begrenzen, durch eine Dichtung geschützt. Zum Schutz gegen eine schädliche Ansammlung von Schmutz oder Festkörpern an den sich relativ zueinander bewegenden Flächen der Segmente und der Polflächen des Haftmagneten sind die Spalte mit einer Dichtung überdeckt, die zum Beispiel aus einer elastischen Textilie, zum Beispiel aus Polyamid-Fasern, aus einer Kunststoff-Membran, zum Beispiel aus Polytetrafluorethylen, oder aus einer Bürste besteht.
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Je nach Anwendungsfall kann die Haltevorrichtung, insbesondere in Form einer Rückhaltevorrichtung, im Endbereich eines linear zu bewegenden Bauteils angeordnet sein. In diesem Fall ist der Haftmagnet ein topfförmiger Magnet, der einen Permanentmagneten und eine Spule für die elektrische Erregung einschließt. Das linear zu bewegende Bauteil wird von den Segmenten der Ankerplatte gegriffen.
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Insbesondere bei der Verwendung der Haltevorrichtung als Dämpfer ist es möglich, den Haftmagnet als Ringmagnet auszugestalten, was insbesondere die Gestaltung des Permanentmagneten betrifft. Das Joch des Haftmagneten wird von dem als Kern ausgebildeten linear zu bewegenden Bauteil durchsetzt. Der Kern bzw. das linear zu bewegende Bauteil ist in diesem Bereich insbesondere ein Rohr.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Eine Prinzipskizze einer Haltevorrichtung mit geteiltem Anker;
- 2 in schematischer Darstellung eine Haltevorrichtung im Längsschnitt gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 3 die Halteranordnung der 2 in einer Ansicht von unten;
- 4 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform einer Halteranordnung.
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1 zeigt den grundlegenden Aufbau eines Haftmagneten 1 in Kombination mit einer Ankerplatte 2. Der Haftmagnet 1 ist dazu ausgebildet, mit der beweglich gelagerten, ferro-magnetischen Ankerplatte 2 zusammenzuwirken. Der Haftmagnet 1 ist in diesem schematischen Ausführungsbeispiel ein Topfmagnet mit einem Joch 3, einer angedeuteten Spule 4 und einem von der Spule 4 umschlossenen Kern 5 zur Bündelung der Feldlinien.
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Durch Änderung der magnetischen Flussdichte des Haftmagneten 1 wird die Ankerplatte 2 verlagert. Die Ankerplatte 2 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Segmenten 6a, 6b, die gegensinnig in Richtung der Pfeile P1, P2 von einer Schließstellung in eine Offenstellung verschwenkbar sind. 1 zeigt die Offenstellung. Bei Änderung der magnetischen Flussdichte können die beiden Segmente 6a, 6b in die Schließstellung gezogen werden, so dass sie am Joch 3 und dem Kern 5 anliegen.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die zu 1 eingeführten Bezugszeichen den funktional gleichwirkenden Bauteilen zugeordnet sind. Der Haftmagnet 1 der 2 ist ein Topfmagnet mit einem Joch 3, einem im Querschnitt T-förmigen Kern 5, dessen Schaft von einer Spule 4 umgeben ist. Die Spule 4 mit rechteckigem Querschnitt befindet sich in einem Spulenträger 7. Der Spulenträger 7 wird radial außenseitig und in der Bildebene nach unten von dem Joch 3 umgriffen, so dass das Joch 3 zusammen mit dem Kern 5 eine Anlagefläche 8 definiert, die gleich der Polfläche des Haftmagneten 1 ist.
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Im Abstand von der Anlagefläche 8 bzw. Polfläche befindet sich auf der der Spule 4 abgewandten Seite des Kerns 5 ein Permanentmagnet 9, der ebenfalls von dem Joch 3 in Axialrichtung umgriffen und gehalten wird. Der Haftmagnet 1 ist mithin eine Kombination aus einem Permanentmagneten 9, einem Kern 5 und einer Spule 4 mit Spulenträger 7 innerhalb eines Jochs 3.
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Die Ankerplatte 2 besteht aus zwei Segmenten 6a, 6b, die im Unterschied zu der 1 in der Schließstellung dargestellt sind und an der Anlagefläche 8 des Haftmagneten 1 anliegen. Die beiden Segmente 6a, 6b sind in Gelenken 10, 11 gelenkig gelagert, welche als Dreh-Schub-Gelenke ausgebildet sind. Die hauptsächliche Verlagerung erfolgt als Schwenkbewegung. Die Schubverlagerung in Wirkrichtung des Haftmagneten 1, d. h. in Richtung der Mittellängsachse MLA, dient im Wesentlichen zum Toleranzausgleich.
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Die Segmente 6a, 6b sind spiegelbildlich zur Mittellängsachse MLA angeordnet und identisch konfiguriert. Jedes Segment 6a, 6b besitzt eine Grundplatte 12, die sich parallel zur Anlagefläche A von den Gelenken 10, 11 jeweils bis zur Mittellängsachse MLA erstreckt. Die Grundplatte 12 besitzt eine Unterseite 13 auf der dem Haftmagneten 1 abgewandten Seite. Senkrecht von der Unterseite 13 abgehend ist etwa im Flächenschwerpunkt der jeweiligen Grundplatte 12 ein Zugarm 14 angeordnet, der parallel und im Abstand zur Mittellängsachse MLA verläuft. Dadurch verlaufen beide Zugarme 14 der Segmente 6a, 6b in einem solchen Abstand zueinander, dass zwischen ihnen ein Kupplungsteil 15 eines linear zu bewegenden Bauteils 16 aufgenommen werden kann. Das linear zu bewegende Bauteil 16 ist insbesondere ein Stößel, bevorzugt ein Hohlstößel einer Werkzeugmaschine. Der Pfeil P3 zeigt die lineare Bewegungsrichtung dieses Bauteils 16.
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Das Kupplungsteil 15 ist im Querschnitt kreisförmig. Es kann sich um eine Kugel oder auch um einen Zylinder handeln. Der Durchmesser des Kupplungsteils 15 ist auf den inneren Abstand der beiden Zugarme 14 abgestimmt, so dass sich der Kupplungsteil 15 von Zugarm 14 zu Zugarm 14 erstreckt. Die beiden Zugarme 14 besitzen an ihren freien Enden zur Mittellängsachse MLA abgewinkelte Endabschnitte 17, sogenannte Finger. Diese Endabschnitte 17 liegen an dem Kupplungsteil 15 an. Lediglich das bewegliche Bauteil 16, das sich an das Kupplungsteil 15 anschließt, erstreckt sich nach unten zwischen den Endabschnitten 17 mit Spiel hindurch. Die Unterseiten 13 der Segmente 6a, 6b zwischen den beiden Zugarmen 14 in Kombination mit den endseitig abgekröpften Fingern umschließen das Kupplungsteil 15 des beweglichen Bauteils 16. Es wird eine Hinterschneidung geschaffen, die als zweites Kupplungsteil für das Greifen des ersten Kupplungsteils 15 an dem beweglichen Bauteil 16 dient. Über diese Kupplung bestehend aus den beiden Kupplungsteilen wird das linear zu bewegende Bauteil 16 in der dargestellten Position gehalten, soweit der Permanentmagnet 9 bzw. die magnetische Flussdichte des Haftmagneten 1 bewirkt, dass die Ankerplatte 2 gegen den Haftmagneten 1 gezogen wird.
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Zur Freigabe des linear zu bewegenden Bauteils 16 kann die magnetische Flussdichte geändert werden. Dabei erfolgt nicht nur die reine Freigabe des linear zu bewegenden Bauteils 16 von der dargestellten Schließstellung in eine Offenstellung, sondern es wird zudem eine von dem Haftmagneten 1 ausgehende Kraft über die beiden Segmente 6a, 6b der Ankerplatte 2 übertragen.
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3 zeigt die Haltevorrichtung der 2 in Blickrichtung von unten. Es ist zu erkennen, dass Gelenkträger 18 in diametraler Anordnung angeordnet sind. Die Gelenkträger 18 sind über Zapfen 19 mit den Segmenten 6a, 6b verbunden. Jedes Segment 6a ist über zwei Zapfen 19 mit je einem Gelenkträger 18 verbunden, so dass zwei parallel zueinander verlaufende Schwenkachsen A1, A2 in gleichem Abstand zur Mittellängsachse MLA verlaufen. Die Ankerplatte 2 ist bezüglich ihrer Außenkontur abgesehen von Zugarmen 14 kreisrund. Es ist auch zu erkennen, dass das Kupplungsteil 15 kreisrund ist und daher als Kugelkopf ausgebildet ist. Die beiden Zugarme 14 sind in dieser Ansicht als Kreissegmente ausgebildet. Die Breite der Enden 17 der Zugarme 14 nimmt zur Mitte, d. h. in Richtung zur Mittellängsachse MLA, hin ab. Benachbart der Gelenkträger 18 besitzen die Segmente 6a, 6b der Ankerplatte 2 Gelenkarme 20, die über die Zapfen 19 in Gelenkaufnahmen 21 ( 2) gelagert sind. In den Gelenkaufnahmen 21 am Gelenkträger 18 befinden sich Langlöcher parallel zur Mittellängsachse MLA, die eine begrenzte Verlagerung der beiden Segmente 6a, 6b der Ankerplatte 2 ermöglichen.
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Das Ausführungsbeispiel der 4 unterscheidet sich von demjenigen der 3 durch die Gestaltung des linear beweglichen Bauteils 16. Auch für diese Figur werden dieselben Bezugszeichen benutzt, soweit funktional gleichwirkende Komponenten wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bezeichnet werden. Nachfolgend werden lediglich die Unterschiede erläutert. Es ist zu erkennen, dass das linear bewegliches Bauteil 16 einen Kugelkopf als Kupplung 15 besitzt. Der Kugelkopf befindet sich wiederum zwischen den Zugarmen 14 der beiden Segmente 6a, 6b der Ankerplatte 2. Ein Schaft 22 des beweglichen Bauteils 16 erstreckt sich jedoch nicht zwischen den beiden Endabschnitten 17 der Zugarme 14 hindurch, sondern in entgegengesetzte Richtung in der Bildebene nach oben. Er durchsetzt den Haltemagneten 1. Hierzu ist der Haltemagnet 1 als Ringmagnet ausgebildet. Das Joch 3 besitzt eine entsprechend groß bemessene Durchgangsöffnung. Der Permanentmagnet 9 ist in diesem Fall ein Ringmagnet, der den Schaft 22 umgibt. Der zwischen dem Permanentmagneten 9 und der Spule 4 angeordnete Kern 5 ist ein hülsenförmiger Kern, der sich zwar über die gesamte Breite der Spule 4 bzw. des Spulenträgers 7 erstreckt und bis in die Anlagefläche 8 reicht, allerdings besitzt auch der Kern 5 eine hinreichend große Öffnung für die freie Beweglichkeit des Schaftes 22. Der Schaft 22 ist ein Rohr. Er dient bei diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Kern, was sich aufgrund seiner räumlichen Lage innerhalb des Haftmagneten 1 ergibt.
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Die Bewegung des beweglichen Bauteils 16 erfolgt wie in der Ausführungsform der 2 im Wesentlichen in der Bildebene nach unten. Der Schaft 22 dient zur elektromagnetischen Einwirkung auf dieses Bauteil (zusätzliche Beschleunigung, Rückführung).
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Es ist zu erkennen, dass der Kupplungsteil 15 bei diesem Ausführungsbeispiel nicht an der Unterseite 13 der beiden Segmente 6a, 6b der Ankerplatte 2 anliegt. Die beiden Segmente 6a, 6b sind im Bereich der Mittellängsachse MLA ebenso wie der Kern 5 und das Joch 3 mit einer entsprechend großen Öffnung für den Schaft 22 des linear beweglichen Bauteils 16 versehen. Die zwischen der Unterseite 13 und den Endabschnitten 17 geschaffene Hinterschneidung für das kugelförmige Kupplungsteil 15 ermöglicht ein begrenztes lineares Spiel des linear beweglichen Bauteils 16, so dass das Bauteil 16 auch ohne Verlagerung der Ankerplatte 2 innerhalb der Ankerplatte 2 begrenzt linear verlagerbar ist. Genauso wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2 besitzt das Kupplungsteil 15 eine gekrümmte Fläche 23, insbesondere eine Kugelform, so dass die Segmente 6a nur punktuell mit dem Kupplungsteil 15 in Kontakt stehen. Hierdurch wird die Reibung zwischen dem Kupplungsteil 15 und den Zugarmen 14 minimiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Haftmagnet
- 2 -
- Ankerplatte
- 3 -
- Joch
- 4 -
- Spule
- 5 -
- Kern
- 6a -
- Segment von 2
- 6b -
- Segment von 2
- 7 -
- Spulenträger
- 8 -
- Anlagefläche
- 9 -
- Permanentmagnet
- 10 -
- Gelenk
- 11 -
- Gelenk
- 12 -
- Grundplatte von 6a, 6b
- 13 -
- Unterseite von 6a, 6b
- 14 -
- Zugarm
- 15 -
- Kupplungsteil von 16
- 16 -
- linear bewegliches Bauteil
- 17 -
- Endabschnitt von 14
- 18 -
- Gelenkträger
- 19 -
- Zapfen
- 20 -
- Gelenkarm
- 21 -
- Gelenkaufnahme
- 22 -
- Schaft von 16
- 23 -
- Oberfläche von 15
- A1 -
- Schwenkachse
- A2 -
- Schwenkachse
- P1 -
- Pfeil
- P2 -
- Pfeil
- P3 -
- Pfeil
- MLA -
- Mittellängsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017102835 [0005, 0016]
