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| Mugnetanordbung für die Betätigung von Geräten |
| Die Windung befaßt eich mit einer "agnetunordnung für die |
| Be t:it iz un:? von Geräten, insbesondere vcn elekfri-;9chw: |
| Zur Witigung vnn ;.urhten sind oft Antriebe erwdra ;cLE , d0 |
| ",rol'eri Hub 4@u@@flihrr@rl und dWen Club bereite mit einer |
verhältnismäßig großen Kraft beginnen. Ein derartiges Verhalten
zeigen beispielsweise die bekannten Druckluftantriebe. E:, ist auch bekannt, zur
Betätigung von Geräten Magnetanordnungen zu verwenden. Bei diesen kann zwar der
hub durch entsurechende Bemessung des Luftspaltes zwischen dem-Magnetkörper ui:d
einem Anker vergrößert werden, jedoch wird die Zugkraft bei Beginn des Hubes durch
den größeren Luftspalt sehr klein. Der Erfindunr liegt die Aufgabe zugrunde, diese
Schwierigkeiten zu vermeiden. üemäß der Erfindung sind hierzu mindestens zwei relativ
zueiiiarider beweglich angeordnete, aus je eineui eine Wicklung tragei.-den Magnetkörper
und einem Anker bestehende elektromagnetische Systeme derart mechanisch .in Reihe
geschaltet, daß bei Erregung der Wicklungen sich die durch die Verringerung der
Luftspalte erzeugten Arbeitsvermögen addieren. Jedes Magnetsystem kann hierbei einen
für seine Funktion und Ausnutzung günstigen Luftspalt erhalten, da der insgesamt
gewünschte Hub durch
| die Summe der Hübe mehrerer Systeme gebildet werden kaiirr. |
| !)iirijil die iriecliuniächc neilienschaltung der ";iu";rietsysterne
er-- |
| 11 "lie M,agnetunordriut@f? Terrier eine langgestrecktc Diiuforni |
| vür@teitlial't wie beiapiel@veisc c |
| @@c:@ Zt; linder iind ho en gebil.,leter Druckluf taritrieb
verweiic'-- |
Die in der Magnetanordnung gemäß der Erfindung enthaltenen Magnetsysteme
können gleichzeitig oder zeitlich nacheinander erregt-werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, bei zeitlich nacheinander erregten Systemen
jedem elektromagnetischem System einen Hilfsschalter zuzuordnen, welcher der Wicklung
des Systems einen Widerstand- vorschaltet, nachdem das System seinen Anker ange--zagen
hat, und der gleichzeitig den Stromkreis der Wicklung des folgenden Systems schließt.
Der Widerstand wird zweckmäßig so bemessen, daß die Zugkraft des Systems auf einen
zum sicheren Festhalten des Ankers ausreichenden Wert herabgesetzt wird. Auf -diese
Weise wird-der Strombedarf der i4agnetenordnung beträchtlich herabgesetzt; da zum
Festhalten des Ankers nur ein Bruchteil (etwa 10 bis 20 A.des bei Beginn der Ankerbewegung
fließenden Stromes benötigt wird. Infolgedessen fließt beim Betrieb einer derartig
ausgebildeten riiagnetanordnung ein wesentlich geringerer Strom, als wenn alle Systeme
gleichzeitig erregt werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei in den
Figuren dargest-elltetj Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Figur 1 zeigt einen aus drei Magyietkörpern gebildeten Zugmaghdt im
Schnitt. -
Ein einzelner Magnetkörper des Zugmagneten nach Figur
1 ist' . in Figur 2 in der Draufsicht dargestellt.
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In Figur 3 ist ein aus vier Systemen gebildeter Druckmagnet ebenfalls
im Schnitt dargestellt.
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Der in Figur 1 dargestellte Zugmagnet besteht aus drei Magnetkörpern
1, 2 und 3, die auf einem nach unten stufenweise verfüngten Dorn 4 mit Absätzen
5; 6 und 7 verschiebbar engeordnet sind. Der Dorn 4 ist mittels einer-Öse 1G und
eines Bolzens 11 an einem feststehenden Teil 12 befestigt. Der.
| M M e |
| agnetkörper 1 ist mit einem Arm 13 versehen,
d r durch eine |
| Kupplungsstange/mit einem schematisch dargestellten Gerät 15 |
gekuppelt ist.
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Die .Magnetkörper 1, 2 und 3 sind untereinander -im wesentlichen gleich.
Ihr Aufbau wird an Hand des.Magnetkörpexe 1 erbt, der in Figur 1 im Schnitt und
in der Figur 2 in -der:.a@tf,-Sicht dargestellt ist.
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Der Magnetkörper 1 weist Zylinderfora auf und ist ala Topfmagnet ausgebildet.
Mit 16 sind die Jochteile und .trat 17",der Kern bezeichnet. Der Kern 17 ist mit
einer als zylindrische Bohrung ausgeführten durchgehenden Öffnung 20 versehen; durch
die hindurch sich der ebenfalls zylindrische Dorn 4 erstreckt:
Abweichend
davon können die durchgehende Öffnung des Kernes 17 und der Dorn 4 auch eine prismatische
Gestalt besitzen, wodurch gleichzeitig-eine gegen Verdrehen gesicherte Führung des
Magnetkörpers 1 auf dem Dorn 4 erreicht wird.
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Die Jochteile 16 und der Kern 17 des Magnetkörpers 1 be-_ grenzen
einen ringförmigen Raun 21- von rechteckigem Profil, in der-eine-Wicklung 22 untergebracht
ist, , deren Zuleitungen 23 und 2q durch eiaie Bohrung im Magnetkörper herausgeführt
sind.
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Die t:@fagnetkörper 2 und 3 sind ebenso aufgebaut, wie vorstehend
beschrieben, und besitzen dementsprechend je eine Wicklung 25 bzw. 26 mit
Zuleitungen 27, 30 bzw. 31,32.
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In der Anordnung gemäß Figur 1 wirkt der Magnetkörper 2 als Anker
des Magnetkörpers 1 und der Magnetkörper 3 als Anker des Magnetkörpers z. Besondere,
nur als Anker dienende `feilesind-deshalb mit Ausnahme der plätte 33 nicht vorhanden,
die els Anker für den Magnetkörper 3 dient, da dieser blagnetkörper.den Abschluß
der Anordnung bildet. Die Platte 33 ist mit dem Dorn 4 fest verbundeng Auch bei
einer größeren Ar.-zahl von Magnetkörpern wird somit nur eine derartige Platte benötigt.
Tier
Magnetkörper 1 wird durch eine Feder 34, die an einem fest-` stehenden Teil 35 befestigt
ist, gegen den Anschlag 5 des Dornes 4 gezogen. An dem Magnetkörper 1 ist einhakenförmiges
Teil 36 anJebracht, das mit einem Ansatz 37 des Magnetkörpers 2 zusammenwirkt. Durch
das hakenförmige Teil 36 wird der Magnetkörper gegen den Anschlag 6 des Dornes.4
gezogen. In der gleichen Weise wird der mit einem Ansatz 41 versehene Magnetkörper
3 durch ein hakenförmiges Teil 40 des Magnetkörpers 2 gegen den Anschlag 7 des Dornes
4 gezogen. Die beschriebenen Teile sind derart bemessen, daß zwischen den Magnetkörpern
1, 2 und 3 und zwischen dem Magnetkörper 3 und der Ankerplatte 33 jeweils der gleiche,
mit d bezeichnete Luftspalt vorhanden ist, wenn die Magnetkörper an den Anschlägen
des Dornes anliegen.
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Jedem der Magnetkörper 1, 2 und 3 ist ein Hilfsscheter 45, 46 bzw.
47 zugeordnet: Jeder dieser Hilfsschalter besitzt drei Kontakte, die mit
509 51, 52; 53, 54, 55, bzw. 56, 5-79 60
bezeichnet sind. Die genannten
Hilfsschalter besitzen Schaltglieder 76, 77, 78, deren Drehpunkte die Kontakte 5(1,
53 bzw. 56 sind. Die Schaltglieder 76, 77, 78 sind mit nicht be- l zeichneten Koppelgliedern
versehen, die mit abgeschrägten Mitnehmern 61, 62 und 63 zusammenwirken, die an
den Magnetkörpern 1, 2 und 3 angebracht sind. In der gezeichneten Stetlung der Schaltglieder
76, 77, 78 sind die Kontakte 50 und 52
53 und 55 bzw. 56 und 60
miteinander verbunden. Bei der Bewegung der Magnetkörper 1, 2 und 3 in Richtung
des Pfeiles 72 werden die Schaltglieder 76, 77, 78 mittels der erwähnten -abgeschrägten
Mitnehmer 61, 62-bzw. 63 in die gestrichelt dargestellte Schaltstellung gebracht,
in der die Kontakte .50 und 51, 53 und 54 bzw. 56 und 57 miteinender verbunden sind.
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Die Zuleitungen 23, 27 und 31 sind miteinander verbunden und können
über den Schalter 67 an die Klemme 70 einer Stromquelle angeschlossen werden-.Die
Zuleitung 24 der Wicklung 22 ist an den Kontakt 52 und über einen Widerstand 64
auch an den Kontakt 50 des Hilfsschalters 45 angeschlossen. In sinngemäß
gleicher Weise sind die Zuleitungen 30 und 32 mit den Kontakten 55 und 60 sowie
über Widerstände 65 und 66 an die Kontakte 53 und 56 der Hilfsschalter 46 und 47
angeschlossen. Der Kontakt 51 des Hilfsschalters 45 ist mit dem Kontakt 53 des Hilfsschalters
46 unmittelbar verbunden. Ebenso sind die Kontakte 154 und 56 der Hilfssehalter
46 bzw. 47 verbunden. Der Kontakt 57 des Hilfsschalters 47 ist im AuslUhrungsbeispiel
nicht besetzt. Falls ein oder mehrere weitere Magnetkörper vorgesehen sind, ist
der Kontakt 57 des Hilfsschalters 4?` mit dem Hilfsschalter des.folgenden Magnetkörpers
zu verbinden, wie beispielsweise die Kontakte 51 und 53
Im
folgenden wird die Wirkurigsweise der Anordnung gemäß Figur 1' erläutert: Beim Betätigdn
des Schalters 67 schließt sich ein Stromkreis von der Klemme 70 der Stromquelle
über die Zuleitung 23, die Wicklung 22 und die Zuleitung 24 sostie die Kontakte
52 und 50 des Hilfsschalters zurück zur Klemme 71 der Stromquelle.
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Durch die Erregung der Wicklung 22 bildet sich ein Magnetfiuß aus,
der in Figur 1 durch einen mit Pfeilen versehenen geschlossenen Linienzug angedeutet
ist. Der gestrichelte Teil des Linienzuges gilt für den Fall, daß der Dorn 4 ebenfalls
aus riiagnetich leitendem Material besteht und sich deshalb an der @=`iiürurig des
Magrietf lusses beteiligt.
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Iiiz'olg-# der Hrregung der Wicklung 16 führt der (@riagiietkörper
1 eine Bewegung mit dem Hub d aus, wobei über die Kupplung:.-starre 14 das Gerät
15 betätigt wird. Im Verlauf der Bewegung des Magnetkörpers 1 wird-das Schaltglied
76 des Hilfsschelters 45 über den abgeschrägten Mitnehmer 61 nach links in die gestrichelt
dargestellte Schaltstellung gebracht, so daß nun die Kontakte 50 und 51 verbunden
werden. Hierdurch wird in den Stromkreis der Wicklung 22 der Widerstand 64 eingeschaltet
und gleichzeitig wird: über die Kontakte 51, 53, 55 dcr-Stror::-kreis der Wicklung
25 geschlossen. Wenn die Wicklung 25 eingeschaltet wird, ist somit der Strom der
Wicklung 22 bereits
| !-:M@-C-Uler gerln-,eil :@erea herabgesetzt, der ausreicht,
um die |
| Tfrsü"@f@C'ier 1 und@.g @;äTIm@'I@v@@lct@.terl. Beide ,J,#,netliörper |
| führen nun geze:i e :rie lAeitax°e -Bei@"egurig mit dem flub
d aus, |
| d- _ m ben.":l_i sex«-i E:süus.@l.uzigsstarige 111 auf
dis @@c:xit 1 5 |
| b |
| übertrugen wird |
| zinch der Betätig@jIkg des S@@ha@.g._@ed:; 77 des Hilfsse;naltrs |
| .°1iir;;h den abgeschrägten iyütne@}ür 62 wird irr den trom- |
| kreis der Wicklung 25 der Widerstand 65 eingeschaltet und der |
| Stromkreis der Wicklung 26 über die Kontakte 54, 56 und 60 |
| geschlossen. 1dachdem die Magnetkörper 1, 2 und 3 gemeinsam
- |
| v;iederur@i einen Hub d jusgeführt haben, liegt der Manetkörper |
| 3 an der Ankerplatte 33 an. In dieser Stellung greift ein |
| Ansatz 73 der Kupplungsstange 14 hinter einen Klinkenhebel |
| 74, wodurch die Maguetanordnung im angezogenen Zustand bei |
| gespannter Feder 34 gesperrt wird. In dem Str):nkreis der |
| Wicklung- 26 wird zuvor durch den Hilfsschalter 47 der Wider- |
| stand 66 eingeschaltet. |
Die Rückführung der Anordnung in en .Ausgangszustand geschieht durch Betätigung
des Klinkenhebels 74 in Richtung des Pfeiles 75, wodurch der Ansatz 73 freigegeben
wird. Danach nehmen die Magnetkörper 1, 2 und 3 wieder die in Figur 1 dargestellte
Zage ein.
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Die ,:in der Kupplungsstange 14 wirksame Kraft hat beim Ein-
| E,.,,A. t?@5chalter@ einer cler Wicklungen 22, 25, 26 jedesmal
die |
| _;_t:ic@l34 e.;röße. De"tha:ib ergibt sich eine über, c.lerl
gesamter |
| iiu gleichbleibende Zugkraft. |
| einer 'Yligrietbnordnung gemäß |
| cis: t° ürCir@Iti:ig irr Figur 2 ita Schultz @iar@;f::stellt.
Die |
| @ai,-r,_irlurtr tue@Eeht aus vier l4agnetsystemen 80, 81, 82
und 83, |
| d@.r=@@n Aufbau untereinander gleich ist. In folgenden wird
des- |
| hulb das System 80 betrachtet. |
Lag Magnetsystem 80 besteht aus einem zylindrischen Magnett5 84, der aus einem Kern
$5 rafft einer Wicklung $6 arid einer als Joch dienenden Platte 87 sowie einers
auf dem Kern 85 verschiebbar geführten glockenförmigen Anker 88. Die Wicklung 86
ist mit Zuleitungen 91 versehen, die seitlich herausgeführt sind. Das Magnetsystem
81 besitzt den gleichen Aufbau wie das vorstehend beschriebene Magnetsystem 80 und
ist als Ganzes . spiegelbildlich zu dem Magnetsystem 80 angeordnet. Die Kerne der
beiden Systeme stoßen dabei aneinander an und können in geeigneter Wise miteinander
verbunden sein. Für den Anker 93 des Magnetsystems 81 ist ein Anschlag 92 vorgesehen.
Als Anschlag kann beispielsweise eine zwischen die Kerne der beiden Magnetsysteme
81 und 81 eingefügte Platte dienen, deren
Durchmesser etwas größer
als der Durchmesser des Kernes 85 ist. Im AusführunTsbeispiel ist der Anschlag durch
einen Ansatz des Kernes 85 gebildet. Der Anker 88 des Magnetsystems 80 stützt sich
über Bolzen 94, die in Bohrungen der Platte 87 geführt sind, gegen den Boden 95
eines Gehäuses 96 an, in dem die Magnetsysteme 80 bis 83 untergebracht sind. «'eitere
Bolzen 97 sind zwischen dem Anker 93 des Magnetsystems 81 und einer Platt e 100
angeordnet, auf die die Bewegung der äysteme 80 und 81 übertragen wird. Es können
jeweils mehrere Bolzen am Umfang der Platten 87 bzci. 00 verteilt angeordnet sein.
Die iiagnetsystewe 82 und 83 v'eisen den gleichen Aufbau wie die Systeme 80 und
81 auf und sind gleichfalls apiegelbildlieh zueinander angeordnet. Zur Ubertragung
der Bewegungen dienen ebenfalls Bolzen 102 zwischen dem Anker 101 und der Platte
100 sowie Bolzen 104 zwischen dem Anker 103 und einer weiteren Platte 105,- die
mit einer Öse 106 zum Anschluß
w r-
eines anzutreibenden Gerätes versehen
ist. Gegen die Platte 105 stützt sich eine. Feder 107 ab, die zur Rückstellung der
Magnetsysteme in die Ausgangsstellung dient: Jedem der Magnetsysteme 80 bis 83 kann,
wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, ein Hilfsschalter Zugeordnet sein,
bei
dessen Betätigung jeweils der Stromkreis des benachbarten Magnetsystems geschlossen
wird. Ebenso können Vorwiderstände dazu dienen, den Erregerstrom eines Systems herabzusetzen,
wenn der Anker angezogen ist.
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Zur Betrachtung der Wirkungsweise der Anordnung gemäß Figur 2 wird
angenommen, daß zeitlich nacheinander die ilagnetoysteme 80, 81, 82 und 83 erregt
werden. Zunächst wird der Magnetkörper 84 um den Betrag d angehoben, wobei über
den Anschlag 92 die darüber befindlichen Magnetsysteme 81, 82 und 83 einschließlich
der Platte 105 mitgenommen werden. Bei der Erregung des Magnetsystems 81 drückt
der Anker 93 überdie Bolzen 97 die Platte 100 und die darüber befindlichen 4'agnetsysteme
82 und 83 um ein weiteres Stück d nach oben. Bei dieser.: Vorgang bleiben die Kerne
der Magnetsysteme 80 und 81 in der vorherigen Zage. In sinngemäß der gleichen 'feine
wird die Platte 105 mit der Öse 106 auch bei der Erregungcer @,'agnetsysteme
82 und 83 jeweils um einen Hub d weiterbewegt. Die Anordnung wirkt somit als Druckmagnet.
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Entgegen der beschriebenen Reihenfolge können auch nacheinander die
Magnetsysteme 83, 82, 81 und 80 erregt werden. Ebenso ist es möglich, zunächst das
Magnetsystem 81, darauf das Magnetsystem 80 und anschließend nacheinander die Magnetsysteme
83 und 82 zu erregen. Die Kraft-Weg-Kennlinie der
| :Anordnung ist im jeden Fall die. gleiche und stimmt mit der' |
| Kennlinie der Anordnung nach Figur 1 grundsätzlich über- |
| ein. |