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Drehmagnet Die Erfindung betrifft einen Drehmagneten mit einem nur
axial beweglichen Hubanker und einer durch den Anker geführten, vom Anker betätigten
und nur drehbeweglichen Drehwelle, bei welchem zur Übertragung der Hubkraft auf
die Drehwelle korrespondierende nockenartige Schrägflächen an Anker und Drehwelle
vorgesehen sind.
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Derartige Magneten sind bekannt. So hat man die axiale Bewegung des
Ankers eines reinen Hubmagneten durch Zwischenschalten eines kinematischen Baugliedes
in eine Drehbewegung umgewandelt. Solche kinematischen Bauglieder sind in mehrfachen
Ausführungsformen bekannt. Zwar besteht bei dieser Art der Bewegungsumwandlung die
Möglichkeit, auch größere Winkelbereiche zu erfassen. Jedoch erfordert die Zwischenschaltung
eines kinematischen Baugliedes einen erheblichen zusätzlichen Aufwand. Häufig reichen
auch die Raumverhältnisse nicht aus, um ein solches zusätzliches Bauglied anzuwenden.
Bei einem anderen bekannten Magneten arbeitet der Anker als Zuganker. Dabei wird
die Hubbewegung des Ankers durch mehrere auf einer schiefen Ebene laufende Kugeln
in eine Drehbewegung umgelenkt. Nachteilig bei dieser Art der Ausführung ist vor
allem, daß die Drehachse gleichzeitig an der Axialbewegung teilnimmt. Weiterhin
können mit diesen bekannten Magneten nur begrenzte Drehwinkel durchlaufen werden,
wobei das Drehmoment gegen das Hubende steil ansteigt. Schließlich kennt man noch
sogenannte Dreh-Schlag-Magneten, bei denen das Innere des Magnetgehäuses und der
Anker in Form von Polrädern ausgebildet sind, so daß von vornherein auf Grund des
entstehenden Magnetfeldes eine Drehbewegung des Ankers erfolgt. Abgesehen davon,
daß es sich hier um eine andere Gattung handelt, sind derartige Dreh-Schlag-Magneten
im allgemeinen nur für kleine Drehwinkel geeignet.
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Es wurde auch bereits schon ein Drehmagnet vorgeschlagen, bei dem
die Bewegungsübertragung über zwei mit kreisförmig geneigten Stirnflächen versehene
Übertragungsglieder und dazwischenliegende Kugeln erfolgt. Die Übertragungsglieder
sind dabei als Stahlringe ausgebildet, bei denen die Laufflächen in den Stirnflächen
eingearbeitet sind. Der nur drehbewegliche und in einer Bohrung des Magnetkernes
angeordnete Stahlring ist an der Drehwelle und der nur axial bewegliche Stahlring
an dem gegen Drehung gesicherten Anker befestigt. Weiterhin sollen nach diesem älteren
Vorschlag die Stahlringe und Kugeln innerhalb der Polflächen des Arbeitsluftspaltes
so angeordnet sein, daß sie vom nutzbaren Magnetfeld durchflutet sind. Bei diesem
Drehmagneten nach dem älteren Vorschlag ist der Drehwinkel wiederum auf 360° beschränkt,
und die Bewegungsübertragungselemente sind magnetisch durchflutet und führen wegen
der komplizierten Gestalt und dem unterschiedlichen Material zu sehr unterschiedlichen
magnetischen Verhältnissen im Spalt. Auch ist eine größere Anzahl kompliziert gestalteter
Teile notwendig, die aufeinander abgestimmt werden müssen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehmagneten der eingangs erwähnten
Art so zu verbessern, daß die oben angeführten Nachteile der bekannten Drehmagneten
vermieden sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von einem Drehmagneten
der eingangs erwähnten Art, dadurch gelöst, daß zur Übertragung der Hubbewegung
des Ankers auf die Drehwelle ein Steilgewinde dient, dessen Mutternteil in der Innenbohrung
des Ankers und dessen Schraubenteil auf dem im Anker verlaufenden Abschnitt der
Drehwelle ausgebildet ist und bei welchem die z. B. als Kugelgewinde ausgebildeten
Gewindeflächen unmittelbar aufeinander gleiten.
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Bei dem erfindungsgemäßen, sehr einfach und billig herstellbaren Drehmagneten
erfolgt die Umlenkung-der axialen Bewegung in die Drehbewegung durch Elemente, die
sich vollständig innerhalb des Magneten befinden und gegenüber normalen Zug-Schub-Magneten
mit linearem Hub keinen zusätzlichen Raum beanspruchen. Außerdem lassen sich sowohl
kleine Winkelbewegungen als auch große Winkelbewegungen in gleich einfacher Weise
mit dem neuen Magneten beherrschen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man
sowohl den Winkelbereich als auch das Verhältnis von Axialhublänge zu dem erfaßten
Winkelbereich bei Verwendung ein und desselben Magneten ohne besondere Schwierigkeiten
verändern kann. Im allgemeinen ist hierzu lediglich
erforderlich,
den Anker und die Betätigungsstange auszuwechseln. Es kann sogar zweckmäßig sein,
das Gewinde des Ankers und gegebenenfalls auch das Gewinde auf der Betätigungsstange
auf besonderen Gewindehülsen vorzusehen, welche auswechselbar mit dem Anker bzw.
der Betätigungsstange fest verbunden werden können. In diesem Fall brauchen lediglich
die Gewindehülsen bei Veränderung der Charakteristik des Magneten ausgewechselt
zu werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung
näher erläutert.
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Bei dem dargestellten Magneten handelt es sich um einen Zug-Schub-Magneten,
bei dem der zylindrische Anker 3 in das Ankergegenstück eintritt und am Ende seines
Hubes in dem Ankergegenstück zum Anschluß kommt. Der Anker 3 läuft in einer mit
dem Magnetgehäuse 1 verbundenen Führungshülse 10, die für einen verlustfreien
Eintritt des Magnetfeldes in den Anker 3 sorgt. Der Anker weist ein oder mehrere
in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Längsnuten 11 auf, in die Führungsstifte
9 ragen. Diese Stifte sind in dem Gehäuse verankert und sorgen dafür, daß
der Anker 3 lediglich eine lineare Bewegung ausführen kann. Die zylindrische Ringspule
ist mit 2 bezeichnet.
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Die Axialbewegung des Ankers 3 wird in eine Drehbewegung der Betätigungswelle
12 umgewandelt. Zu diesem Zweck ist der Anker 3 zentrisch durchbohrt und mit einem
mehrgängigen Steilgewinde versehen. Die durch den Anker hindurchragende Betätigungswelle
12 hat ebenfalls einen mehrgängigen Gewindeabschnitt 4, der mit dem
Gewinde des Ankers 3 zusammenwirkt. Ein in dem Ankergegenstück 5 angeordnetes
und durch den Deckel 8 in seiner Lage gehaltenes Axialdrucklager 7 sorgt
dafür, daß die Betätigungswelle 12 gegen die axialen Bewegungen gesichert
ist. Statt dieses einen Axialdrucklagers 7 können mehrere solcher Lager vorgesehen
sein, welche den Axialdruck in beiden Richtungen aufnehmen können.
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Wenn der Anker 3 beim Einschalten des Magneten seinen Axialhub ausführt,
wird diese Axialbewegung durch die Gewindeverwendung in eine Drehbewegung der Welle
12 umgewandelt. Es ist ersichtlich, daß je nach der Steigung eines Gewindes und
der Länge des Axialhubes des Ankers 3 verschieden große Winkelbereiche eingestellt
werden können. Man kann diese Winkelbereiche leicht dadurch ändern, indem man die
Welle 12 und den Anker 3 gegen solche Teile mit einer anderen Gewindesteigung austauscht.
Darüber hinaus brauchen zu diesem Zweck keine weiteren Änderungen in dem Magneten
vorgenommen zu werden. Es ist weiter ersichtlich, daß für den erfindungsgemäßen
Drehmagneten die üblichen serienmäßig hergestellten Linearhubmagneten verwendet
werden können, da lediglich der Anker und die Betätigungsstange gegen solche mit
einer Gewindeverbindung ausgetauscht zu werden brauchen. Die Sicherungsmittel 9
und 7 können ebenfalls leicht nachträglich an einem solchen Magneten angebracht
werden.
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Statt die Gewinde direkt am Anker 3 bzw. an der Welle 12 vorzusehen,
kann man besondere Gewindehülsen verwenden, welche auswechselbar mit dem Anker 3
bzw. der Welle 12 verbunden werden können. In diesem Fall brauchen zu einem Wechsel
des Drehbereichs lediglich diese Hülsen ausgetauscht zu werden.