-
Drehmagnet Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmagneten, der
aus einem von einer Erregerspule umgebenen Kern besteht und einen Anker aufweist,
der vom Kern angezogen wird und sich um eine Achse dreht, die axial zum Kern verläuft,
sowie geneigte, in die Stirnflächen von gehärteten Stahlringen eingearbeiteten,
teilkreisförmige Laufflächen zeigt, die mit Anker bzw. Kern in fester Verbindung
stehen und zwischen denen Rollkörper zur Umwandlung der Längsbewegung des Ankers
in eine Drehbewegung laufen. Bei derartigen Drehmagneten sind bisher die Führungsteile
zur Umwandlung der Längsbewegung in eine Drehbewegung, bestehend aus den schrägen
Laufflächen .und dazwischenliegenden Rollkörpern, außerhalb der Polflächen des veränderlichen
Arbeitsluftspaltes des Drehmagneten angeordnet worden. Um dieses zu erreichen, sind
z. B. bei bekannten Ausführungen die Träger für die Laufflächen der Rollkörper aus
nichtmagnetischem Material hergestellt worden. Das hat den Nachteil, daß für die
Laufringe kein verschleißfester gehärteter Stahl verwendet werden konnte. Bei anderen
Konstruktionen werden deshalb die Laufringe und Rollkörper in Teile des Drehmagneten
verlegt, die außerhalb der Polflächen des veränderlichen Arbeitsluftspaltes des
Drehmagneten liegen. Es kann zwar dann auch vorkommen, daß sich auch Kraftlinien
über die Laufringe und Rollkörper schließen, jedoch handelt es sich dabei höchstens
um vernachlässigbare Streufelder. Das eigentliche Arbeitsfeld, welches die Bewegung
des Ankers erzeugt, befindet sich immer an einer anderen Stelle des Systems. Es
wurde nun gefunden, daß sich eine besonders einfache und wirkungsvolle Konstruktion
ergibt, wenn die Laufringe für - die Rollkörper und die Rollkörper innerhalb der
Polflächen des veränderlichen Arbeitsluftspaltes des Drehmagneten angeordnet sind.
Eine nachteilige Beeinflussung der Wirkungsweise hierdurch konnte nicht festgestellt
werden, obgleich sie an sich dadurch zu befürchten war, daß in den gehärteten Laufringen
und Rollkörpern bei Erregung mit Gleichstrom ein remanentes Feld zurückbleibt, welches
auch nach Abschalten der Erregung bestehenbleibt und die Bewegungsfähigkeit des
Drehmagneten stört.
-
Insbesondere ist die Konstruktion nach der Erfindang dann vorteilhaft,
wenn eine an sich bekannte Ausführungsform der Laufflächen gewählt wird, bei denen
diese in die Stirnflächen von Zylinderringen eingearbeitet sind. Es ergibt sich
dann eine besonders günstige Ausgestaltung dadurch, daß die beiden Zylinderringe
in die mit ihnen fest verbundenen Teile (Kern bzw. Anker) eingelassen sind und beide
von zylindrischen Ausnehmungen begrenzt werden, welche zur Führung der Rollkörper
dienen.
-
Die Erfindung sei an zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben:
Abb. 1 zeigt eine der beiden Ausführungsformen im Schnitt. Der Kern besteht aus
dem zylindrischen Teil 1, der sich in einem scheibenförmigen Teil 2 größeren Durchmessers
fortsetzt. Uni den zylindrischen Teil 1 ist die nicht dargestellte Spule gewickelt,
welche den Hohlraum 3 ausfüllt. Das äußere Gehäuse 4 dient zugleich als magnetischer
Rückschluß. In einer zylindrischen Bohrung 5 dieses äußeren Gehäuses 4 befindet
sich der Anker 6. Der Anker 6 ist fest auf der Achse 7 befestigt, die in einer Bohrung
des Kerns 1 drehbar gelagert ist. In die einander gegenüberliegenden Stirnflächen
von Anker und Kern 8 und 9 sind zwei zylindrische Ausnehmungen 10 und 11 eingearbeitet.
In diese wiederum sind zwei Zylinderringe 12 und 13 eingelassen. Die Ausnehmungen
haben im oberen Teil einen größeren Durchmesser als die Zylinderringe. Die oberen
Stirnflächen der Zylinderringe schließen bündig mit den Stirnflächen von Anker und
Kern 8 und 9 ab. In die Stirnflächen der Zylinderringe sind eine oder mehrere geneigte
Laufflächen für die Rollkörper eingearbeitet. In der Abb. 1 ist eine Lauffläche
14 in dem oberen mit dem Anker verbundenen Zylinderring zu erkennen. Die entsprechende
Lauffläche im unteren Zylinderring kommt nicht zur Darstellung, weil dieser Ring
aufgeschnitten gezeichnet ist. Der zugehörige Rollkörper ist als Kugel
15 angedeutet. Im oberen Teil des Ankers ist noch ein Schutzring 16 befestigt,
welcher den ringförmigen Spalte 5 gegen das Eindringen von Staub usw. schützt.
Die
Wirkungsweise des dargestellten Drehmagneten ist folgende: Bei Erregung des Elektromagneten
wird der Anker zum Kern hingezogen. Durch das Abrollen der Kugel 15 auf den schrägen
Laufflächen in den Stirnflächen der Zylinder 12 und 13 wird dabei dem Anker außer
der Bewegung zum Kern hin eine Drehbewegung erteilt. Durch eine von außen aufgebrachte
Federkraft, die entweder durch eine an dem Drehmagneten -noch zusätzlich' angebaute
'Feder zwischen Kern und Anker erreicht werden kann oder durch eine entsprechende
Feder in dem von dem Drehmagneten bewegten Teil; wird nach Abschaltung der Erregung
der Spule der Anker wieder in die bezeichnete Ausgangsstellung zurückgebracht.
-
Es ist nicht unbedingt notwendig, daß, wie in der Zeichnung dargestellt,
die Rollkörper unmittelbar an der Achse geführt werden, sondern sie können auch
an entsprechenden hochgezogenen Teilen von Kern und Anker in gleicher Weise geführt
sein, wie dies an den Außenseiten der Fall ist. Die Führung an der Achse selbst
ist jedoch zweckmäßiger, weil dann für die Führung der Rollkörper eine durchgehende
zylindrische Fläche zur Verfügung steht. Es hat sich nämlich gezeigt, daß im allgemeinen
die Kugeln an der Achsenwandung, also an den inneren Führungsflächen, anliegen und
daß die äußeren Führungsflächen nur vorübergehend als solche tätig werden, also
im allgemeinen nur die Kugeln an dem Herausfallen hindern. Aus diesem Grund tritt
auch eine Beeinträchtigung der Führung dadurch nicht ein, daß zwischen Anker und
den beiden zylindrischen Ausnehmungen, in denen die Kugeln geführt sind, an dar
Außenseite sich der Luftspalt befindet.
-
Eine weitere Ausführungsform zeigt Abb. 2. Diese unterscheidet sich
von der in Abb. 1 dargestellten Ausführungsform nur durch die Ausbildung der Laufflächen
für die Kugeln. Diese sind nicht in die Stirnflächen von Zylinderringen eingearbeitet,
sondern es sind zwei flache Ringe aus gehärtetem Stahl vorgesehen (in Abb. 2 mit
17 und 18 bezeichnet), in deren oberen Fläche die Laufflächen als Rillen so eingearbeitet
sind, daß sie zugleich die seitliche Führung für die Kugeln übernehmen. Die stehengebliebenen
ebenen Teile begrenzen zugleich den Luftspalt. Die Ringe können bei einer entsprechenden
anderen Ankeranordnung, z. B. wenn der Anker nicht im Kern gelagert ist, auch durch
flache, die vollen Stirnflächen von Anker bzw. Kern bedeckende Scheiben ersetzt
werden.