DE1614095A1

DE1614095A1 - Drehstelleinrichtung mit Spulenwicklung

Info

Publication number: DE1614095A1
Application number: DE19671614095
Authority: DE
Inventors: Ganowsky Raymond J
Original assignee: GW Lisk Co Inc
Current assignee: GW Lisk Co Inc
Priority date: 1966-11-14
Filing date: 1967-11-08
Publication date: 1970-06-04
Also published as: GB1202284A; GB1202286A; US3419831A; GB1202285A

Description

DIPL-ING. HELLMUTH SCOSEL DIPL-IN6. HORST R0SE D1PL-?IN@. FITiI ICOSEL

-3353 lad Umnäemhom 7« HoVember I967

Braünschweiger Straße 22 Telefon: (05382)2842 '.-■"-. Telegramm-Adresse: Siedpatonf Bad Gandersheim

S.W. Lisk Go«, Ine β,
Patentgesuch vom 7.11 ° 1-967

- . - Gr«¥'o.-L±sk (Ja.*, Ine-,

Clifton Springs,'.if.Y₀ , YVSt₉A.

Drehsteileinrichtung mit Spulenwicklung

Die Erfindung "b©trifft eine Drehstelleinrichtung mit einer Spulenwlcklung und stellt eine Yerbesssrung der in der USA-Patentschrift 3» 1-4.4.593- beschriebenen Einrichtung där_o . ■■■..· ..-■■"■"■"

Der G-rundgedanke der Erfindung umfaßt eine Drehstell-. einrichtung mit einer Spule₉ bei der nur eine einzige reibungsarme Kugel als.-.Wandler zwischen einem■..vorzugsweise.' klappena2?tig aufgehängten Anker und der Kopffläehe einer Ausgangswelle vorhanden ist. Innerhalb der Einrichtung wirken zwei einandergegenuberliegende geneigte Profilflächen zusammen, deren eine in den Anker und deren andere in die Kopffläehe der Ausgangswelle eingearbeitet istj zwischen denselben findet das einzige kugelartige Wandlerelement zur Übertragung der Schwenkbewegung des^ Ankers in sine Drehbewegung der Ausgangswelle Aufnahme»

Aufgabe der Erfindung ist eine verbesserte Ausbildung der Wandlerelemente in einer Drehstelleinrichtung mit einer Spulenwicklung und insbesondere eine"verbesserte Ausbildung der Wandlerelemente bei einer Drflistelleinriehtiing der genannten Art mit einem schwenkbar angelenkten klappenartigen Anker. . ;

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung stellt der Tor- ' 00-88-23/0449'- ■■ ' . ; 2556/1

Bankkonto.· BraunsehwelfllsdiaSfäafsbanfe, Filleifg Sau GdBö'orehoim, Kf»,-Nr. 22.113.970 · Poatidieckkonlo: Hannover WlS

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schlag nur einer einzigen reibungsarmen Kugel dar, die !traftschliissig zwischen awei einandergegenüberstehenden geneigten lührungsprofllflächen einerseits des Ankers und andererseits der Ausgangswelle gehalten ist und das Wandlerelement der Drehstelleinrichtung darstellt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Anordnung eines einzigen kugelförmigen Wandlerelements der beschriebenen Art, dessen Mittelpunkt in axialer Richtung innerhalb der durch den Außendurchmesser eines vYellenschafts der Ausgangswelle aufgespannten Mantelflache gelegen ist.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung liegt darin, eine der Kugelprofil-Laufflächen, entweder im Anker oder in der Ausgangswelle, merklich "breiter als den entsprechenden Querschnitt der Kugel zu gestalten, damit sich die Kugel in radialer Richtung gegenüber der Ausgangswellenachse verschieben kann und damit bei Erregung der Spulenwicklung keine Möglichkeit für eine Blockierung besteht.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung stellt das Begrenzungselement für den maximalen Versehwenkungsweg des klappenartigen Ankers darj besonders zweckmäßig ist ein einstellbarer Begrensungsanschlag zur Veränderung, des genannten Versehwenkungswegs*

Bin weiteres Merkmal der Erfindung liegt in den Führungsund Abstandselsmenten zwischen dem Spulen-Kerngehäuse und dem angelenkten Anker zur Ausschaltung des Verschleißes an der Aufhängung von Anker und Kerngehäuse.

Bin weiteres Merkmal der Erfindung ist ein Axiallager zur drehbaren Abstützung eines verbreiterten Kopfs der Ausgangswelle an dessen Umfang und in einem größeren radialen Abstand von der Drehachse als der Mittelpunkt des kugelförmigen Wandlerelements} insbesondere soll das Axialdrucklager zwischen Lagerflächen angeordnet sein, die unter einem spitzen Winkel mit der Drehachse der Ausgangswelle verlaufen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in der Ausbildung der Ausgangswell© aus einem magnetisierbaren Stoff, damit dieselbe einen Sail des Magnetfelds der Spulenwicklung

«a 2 ■*·

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"bei deren Erregung bildet. .

Weitere Merkmale und "Vorteile der Erfindung sind im einzelnen in den Patentansprüchen "angegeben und ergeben sich aus der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung, Es zeigen:

Fig.- 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung»

Pig, 2 einen Grundriß zu Fig-. 1 mit teilweise weggebrochenen Teilen,

Fig. 3 einen vergrößerten Grundriß der Ausgangswelle mit dem kugelförmigen Wandlerelement entpsrechend Fig.1.,

Fig. 4 einen abgewickelten Teilschnitt der Kugelprofil-' laufflächen der Fig. 5nach der Kreislinie entsprechend den Pfeilen 4-4,

Fig. 5 einen Grundriß der Ausgangswelle für eine zweite Ausführungsform der Erfindung entsprechend Fig. 3?

Fig. 6 eine Teilseitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 5 mit dem kugelförmigen Wändlerelement im höchsten Abschnitt der Profillauffläche,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6, gesehenö-n Pfeilrichtung, mit der Kugel in dem untersten Abschnitt der Profillauffläche und mit einem geschnittenen Teil des Ankers, '

Fig. 8 einen Teilschnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit Teilen des Ankers und der Ausgangswelle entsprechend Fig. 7,

Fig. 9 eine Unteransichir des Ankers der Ausführungsform nach Fig. 8 und V Λ

io einen Teilschnitt des kugelförmigen Wandlerelements und der Ausgangswelle für eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Nach den Fig. !und 2 gehört zu der Dretetei!einrichtung nach der Erfindung ein gegossenes oder gefrästes Kerngehäuse 12 aus einem magnetisierbaren Stoff. Dieses Kerngehäuse 12 ' besitzt eine ringförmige Ausnehmung 14 zur Aufnahme einer oder

mehrerer Spulenwicklungen 16, die mit einem Epoxydharz 18 in die ringförmige Ausnehmung eingegossen sind. In das Kerngehäuse 12 sind zwei Gewinde- oder Stehbolzen 2o fest eingelassen, die eine Befestigung der gesamten Drehstellein- ■ richtung nach der Erfindung an einem Gerät ermöglichen, mit dem zusammen die Drehstelleinrichtung benutzt werden soll. An der Bodenfläche des Kerngehäuses ist eine Rückstelltorsionsfeder 22 befestigt, an der entsprechend eine Ausgangswelle 24 angelenkt werden kann. Diese Rückstellfeder dient zur Rückstellung der Ausgangswelle in Wartestellung, wenn die Spulenwicklung nicht erregt ist. Die Torsionsfeder 22 ist am Boden des Kerngehäuses 12 durch entsprechende Halteelemente 26 befestigt.

Die Ausgangswelle 24 findet drehbar in einer zylindrischen Gleitbuchse 28 Aufnahme, die in eine Mittelöffnung 3o des Kerngehäuses 12 eingespannt ist. Ein unterer Laufring 32 eines Axialdrucklagers sitzt auf der Stirnfläche der Gleitbuchse 28. Nach Fig. 1 bildet die Oberfläche des Gleitrings 32 einen Winkel von etwa 45° mit der Drehachse 34 der Ausgangswelle' 24. Diese Kegelfläche verläuft vorzugsweise parallel zu der unteren lauffläche der Ausgangswelle an einer Schulter derselben, in der ein verbreiterter Kopf 36 der Ausgangswelle 24 auf einen geringeren Durchmesser des in axialer Richtung längeren Schafts zurückgesetzt ist, der von dem Kap.*. bis zum Fuß der Ausgangswelle reicht. Zwischen die beiden kegelförmigen Laufflächen sind zahlreiche reibungsarme Kugeln 38 eingelegt, damit man für die Ausgangswelle ein Axialdrucklager erhält, das mit der Gleitbuchse 28 zusammenwirkt und die Ausgangswelle 24 in Mittelstellung zentriert hält.

Wie durch die Pfeile 4o am Unterende der Ausgangswelle 24 in übertriebenen Maßstab dargestellt ist, ist in Umfangsrichtung um den gesamten Ausgangswellenschaft 24 gegenüber der Lagerbuchse 28 und dem unteren Lagerring 32 des Drucklagers ein Spiel vorhanden. Die Größe dieses durch die Pfeile 4o angezeigten Umfangsspalts 4o ändert sich mit dem jeweiligen Durchmesser der Ausgangswelle. Die zweckmäßige Größe der Spaltbreite für einen Durchmesser von etwa 6 mm für die Ausgangswelle 24 soll in der Größe von o,o1 mm - o,o4 mm liegen*

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Dieser ümfangsspalt ist zur Verhinderung einer Klemmung wichtig, die sich sonst zwischen der Ausgangswelle24 und der Lagerbuchse 28 sowie dem unteren lagerring 32 einstellen kann; dieser Spalt ist jedoch so schmal, daß er nur durch eine Vergrößerung des Maßstabs dargestellt werden kann.

Ein klappenartiger Anker 44 ist mit zwei Ansätzen 6o schwenkbar auf einem Schwenkzapfen 42 gelagert«, _e

Im Hüblick auf -ήΐβ Wichtigkeit des Spiels zwischen verschiedenen Bauteilen sei nunmehr der Schwenkzapfen 42 betrachtet," welcher möglichst mit iaßsitz in Öffnungen der Ansätze 6ο sowie der vertikalen Schenkel 46 der Seitenwandungen des Kerngehäuses 12 Aufnahme finden soll. Das Spiel zwischen diesen Teilen soll zweckmäßigerweise im Einbauzustand zwischen o,oo25 mm und o,oo625 mm bezogen auf den Umfang des Schwenkzapfens liegen. Zwei Mihrungs«- und Abstandselemente aus rostfreiem Stahl mit je einer¹ Öffnung sitzen auf dem Schwenkzapfen 42 und bilden eine Gleitfläche zwischen den Ansätzen 6o und den Schenkeln 46? damit wirdd©r klappenartige· Anker 44 formschlüssig in genauer Ausrichtung gehalten, so daß er sich bogenförmig aus der Ruhestellung nach Jig. 1 in die Schaltstellung bewegt, in die er magnetisch angezogen wird und an der Oberfläche des Kerngehäuses 12 bei Erregung der Spulenwicklung in Anlage kommt.

Es ist wichtig, daß eine einstellbare Begrenzungsschraube oder ein Begrenzungsbolzen 47 durch eine verbreiterte Öffnung 48 des Ankers 44 hindurchreicht und in eine GFewinde* Öffnung 5o des Kerngehituses 12 eingeschraubt ist. Di©s@ Stellschraube ist vorzugsweise als selbstsp^rrende Schraube ausgebildet, bspwe bekannt unter dem Handtlsnameii "IYXOK"? diese Schraube dient zur Begrenzung der AufwartsbewBgung des Ankers 44 und ermöglicht ©in© Änderung des finkelhubs der Ausgangswelle 24 \ damit wird zum ersten Mal eine Drehstölleinrichtung dieser Art mit v©ränderlichem Winkelhub vorgeschlagen.

Di® Schwenkbewegung d@© Ankers 44 in Abhängigkeit" von der Erregung d@r Spulenwicklung wird in ©ine Brehbäweguhg der Ausgangswell© 24 dureii aur ein© einzig© Kug#l 52 taage-

wandelt, die mit zwei einandergegenüberliegenden, geneigten Kugelprofilführungsfiächen 54 und 56 jeweils in der Unterflache des Ankers 44 "bzw. in der Oberfläche der Ausgangswelle 24 zusammenwirkt.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der oben beschriebenen Erfindung liegt in der Ausbildung der Ausgangswelle 24 aus einem magnetisierbaren Stoff, damit die Menge des magnetisierbaren Werkstoffs, die mit dem Anker zusammenwirkt und damit den Wirkungsgrad der Einrichtung bestimmt, vergrößert wird. Damit bildet die Ausgangswelle einen Teil des magnetischen Kreises der Spulenwicklung, so daß die magnetische Kraftwirkung auf den Anker 44 bei Erregung der Spulenwicklung vergrößert wird. Der gesamte Oberteil der Drehstelleinrichtung nach der Erfindung ist von einer unmagnetischen Abdeckung 62 umschlossen.

für die Erfindung ist ferner von wesentlicher Bedeutung, daß nur eine einzige Kugel innerhalb des Innendurchmessers der Spulenwindungen 16 und innerhalb des magnetsichen Kreises vorhanden ist; damit liegt die einzige Wandlerkugel innerhalb des zentralen Durchgangs 3o des ringförmigen Kerngehäuses Dadurch sind viele Vorteile insbesondere in Verbindung mit dem klappenartigen Anker 44 bedingt. Die Schwierigkeit einer genauen Ausrichtung und Abstimmung der Kugelprofilflächen aufeinander, die sich bei Verwendung mehrerer Wandlerkugeln ergibt, wird durch diese Anordnung nach der Erfindung weitgehend ausgeschaltet.

Im Gegensatz zu der älteren Anordnung mit einer nachlaufrolle und einem führungsprofil ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Reibung zwischen der Nachlaufrolle und deren Laufwelle ausgeschaltet. Bislang wurde es vom fachmann als notwendig für Wandlerkugeln erachtet, mehrere Wandlerkugeln zum Ausgleich der von den reibungsarmen Kugeln auf die Ausgangswelle übertragenen Kräfte vorzusehen, bspw. im Rahmen der USA-Patentschrift 3.148.552? wenn ein fachmann die Verwendung nur einer einzigen Wandlerkugel vorschlug, USA-Patentschrift 3,124.009» wurde es für notwendig erachtet,' eine außerordentlich komplizierte Anordnung vorzusehen.

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liach dieser bekannten Ausbildung liegt die■-Wandlerkugel in einem Käfig und ein zweiter Kugelkäfig befindet sicli unterhalb derselben zum Kräfteausgleich; dieses ist weitgehend wirkungslos und im Vergleich sur Erfindung wesentlich komplizierter und weniger raumsparend im Aufbau* Fach der Erfindung können diese Schwierigkeiten dadurch überwunden werden, daß eine Wandlerkugel 52 innerhalb des Innendurchmessers der Wicklungen 16 auf der Oberfläche der Ausgangswelle angeordnet ist. Der Mittelpunkt der Kugel liegt vorzugsweise in axialer Richtung innerhalb der durch den Querschnitt des Schafts der Ausgangswelle 24 aufgespannten Mantelfläche und nur soweit exentrisch gegenüber der Drehachse 34 der Ausgangswelle_r daß eine Wandlung der Schwenkbewegung des Ankers 44 in eine Drehbewegung der Ausgangswelle 44 erfolgt. Alle Ausführuiigsfarmen der Erfindung mit Ausnahme der Fig. 1o besitzen diese bevorzugte Ausbildung, wo der Mittelpunkt der Kugel in axialer Richtung innerhalb der durch den Querschnitt des Ausgangswellenschafta aufgespannten Mantelfläche gelegen ist."

Weiterhin ist wichtig, daß "die Kugeln 38 des Drucklagers in radialer Richtung außerhalb des Mittelpunkts der Wandlerkugel 52 im Bezug auf die Drehachse»34 liegen.

In Pig. 2 ist die Bahn 64 des Mittelpunkts der Wandlerkugel 52 eingezeichnet.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Oberansicht des Kopfs 36 dör Ausgangswelle 24 mit der Kugelprofillauffläche 56 der Ausgangswelle in ausgezogenen Linien und der entsprechenden Lage der Kugelprofillauffläche 54in gestrichelten Linien oberhalb dt, Kopfs 36 und der Kugel 52, wenn sich die Ausgangswelle 24 und der klappenfÖrmig«[ Anker 44 in ihrer neutralen, inaktiven und nichterregten Stellung nach Fig. 1 befinden. Die Kugel befindet sich jeweils im höchsten Abschnitt (bezogen auf die Oberfläche) beider Profilflachendie Kugel ist in Fig. 4 in der mit ausgezogenen Linien gezeigten Stellung. Wenn die Spule erregt wird und der Anker 44 auf einem Bogen aus der inaktiven Stellung nach

.Fig. 1 verschwenkt wird, wird die Kraft von der Ankerprofil-;. fläche 54 über die Kugel auf die WellenprofHflache56 über-

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tragen, so daß sich die Ausgangswelie 24 in Uhrzeigerrichtung bezüglich Fig. 3 dreht. Die Wandlerkugel 52 wird auf diese Weise vom höchsten Abschnitt der Profillaufflächen 54 und 56 in die tiefste Stellung 52AA nach Fig. 4 verschoben. Wenn sich die Kugeln 52 in der tiefsten Stellung 52AA im tiefsten Abschnitt der Profillaufflächen 54AA und 56AA befindet, hat die Ausgangswelle 54 einen Verschwenkung sw eg zurückgelegt, der dem doppelten des Winkels A entspricht. Die unregelmäßige Querschnittsform einer jeden Kugelprofilfläche, vgl. 54 in Pig. 2, rührt von der Schwenkbewegung des Ankers 44 und der nach oben geneigten Profilfläche der Kugelführungen her.

Nunmehr soll ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben werden, wonach mindestens eine Kugelprofillauffläche einen im wesentlichen breiteren Querschnitt als der entsprechende Kugelquerschnitt hat, was bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 für die Profilfläche 56 der Ausgangswelle zutrifft. Die Bestimmung "ein breiterer Querschnitt als der entsprechende Querschnitt der Kugel" bedeutet, daß der Abstand zwischen zwei beliebigen Punkten der Profilfläche in Richtung einer Sehne durch die Kugel merklich größer als die Länge der Sehne innerhalb der Kugel ist. Damit kann sich die Kugel 52 allmählich in radialer Richtung aus der Ruhestellung entsprechend dem Punkt 66 der Fig. 3 in die Endabellung entsprechend der gebogenen Bahnlinie 64 des Mittelpunkts bewegen. Der Punkt 66 ist in übertriebenem Abstand gegenüber der Mittelpunkt-Bahnlinie 64 zur Erläuterung dieses Verhältnisses dargestellt, wogegen in Wirklichkeit diese Versetzung außerordentlich gering ist* Der Pfeil 67 in Fig. 1 zeigt die Richtung der Anfangskraft normal zu£ Unterfläche des Ankers 44» im Endpunkt der Verschwenkung de.r Ausgangswelle verläuft diese Kraft parallel zur Drehachse: der Ausgangswelle 24. Diese Verschiebung der Kraftrichtung und der Stellung der Kugel innerhalb der breiteren Profilfläche wird durch die Verschwenkungsbahn des Ankers begünstigt. Infolgedessen ist es bedeutungsvoll, daß mindestens eine Kugelprofilfläche 56 oder 54 breiter als der Kugelquerschnitt ist, damit eine geringe radiale Versetzung zwischen

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der'Kraftriclitung und der Eugel ermögliclit ist, ohne daß die Kugel infolge der Schwenkbewegung- des Ankers 44 eingeklemmt ist. " ■ _ ". "

Die Profilfläche 54 des Ankers kann einen dem Durchmesser der Kugel entsprechenden Querschnitt haben, damit die Kugel ausgerichtet und im wesentlichen längs der Bahnkurve 64 geführt wird, wenn der Anker angezogen wird.

Man kann selbstverständlich auch beide Kugelprofilflächen 54 und 56 merklich weiter im Querschnitt, als der Kugel entspricht, machen, damit die radiale Versetzung der" Kugel erleichtert wird; eine Profilfläche sollte jedoch einen im wesentlichen dem Querschnitt der Kugel gleichen Querschnitt haben., damit eine allgemeine Ausrichtung.der Bahn-?· kurve gegeben ist. -'.■'.."_ _; .... . .

Die Fig* 5 bis 9 zeigen zwei witere Ausführungsformen der Erfindung, wo ent sprecheMe Bauelemente mit gleichen Bezugsziffern wie'in den.Fig. 1 bis 3 bzw. mit dem Index A in den fig. 5 bis 7 und mit dem Index B in den Fig. 9 und 9 versehen sijid. . '■; -:{' ;

Denn nach dem Vorschlag der Erfindung liegt eine bevorzugte konstruktive Verbesserung darin, daß eine Profilfläche eine im wesentlichen ebene Fläche be sitzt j im Gegensatz zu der im allgemeinen'gekrümmten, breiteren Profilflache 56 der Ausführungsform nach den Fig. T bis 3, Wie in Fig. 7 durch den Pfeil 7o dargestellt, verläuft die, anfähgli'öhe Kraftrichtung bei Erregung des Ankers 44A senkrecht zur TTriterflache des Ankers', worauf die Kugel sich geringfügig *iri Abhängigkeit von der Versetzung der von.dem Anker 44A übertragenen Last in radialer Richtung verschiebt, so daß die Kraft im wesentlichen vertikal entsprechend den Pfeilen 72 und 73 wegen der Verschwenkungsbahndes ,Ankers 44A wirkt. Die punktförmig« Berührungzwischen der Kugel 52A und der ebenen Profilfläche 56A bedeutet> daß die Kraft immer in senkrechter Bichtunji auf die Ausgangswelle übertragen wird; Die^etwas breitere Profilfläche 54A des Ankers gegenüber der Darstellung der Fig. 1 erleichtert die- Versetzung der kugel und reiofct trotzdem zur Ausrichtung der-

öoarii/oiir

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selben aus. Die Kraft 73 wirkt in vertikaler Richtung auf die Ausgangswelle 24A in einem Punkt innerhalb der durch den Radius des Ausgangsschafts aufgespannten Mantelfläche, so daß die Lastmomente auf das Axiallager 38A sehr gering werden. Während "bei der Ausführung nach Pig. 1 auch bei Vorhandensein einer geringen radialen Versetzung der Kugel 52 die Kraft nichijin vertikaler Richtung wirksam würde, "bis der Anker vollständig angezogen ist, könnte dadurch die Möglichkeit einer Verklemmung und von Biegemomenten innerhalb des Drucklagers 38 bestehen.

Bei der Ausführungsform nach den Jig. 5 bis 7 befindet sich die ebene Profilfläche 56A an der Ausgangswelle; nach den Fig. 8 und 9 kann man jedoch auch die ebene Profilfläche 54B innerhalb des Ankers vorsehen und die Kugelprofilfläche 56b zur Ausrichtung der Kugel in der Ausgangswelle.

Fig. Io dient zur Erläuterung einer Abwandlungamöglichkeit der Erfindung, wonach die Kugel 520 innerhalb der Durchgangsöffnung 3o des Kerngehiauses 12 nach Fig. 1 liegt, wobei jedoch der Kugelmittelpunkt außerhalb des Querschnitts des Schafts der Ausgangswelle 240 liegt. Das Drucklager greift trotzdem in radialer Richtung außerhalb des Kugelmittelpunkts an. Diese Ausführungsform der Erfindung dient zur Erläuterung des Schutzumfangs der Erfindung.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß die Einstellung des Kugelmittelpunkts gegenüber der Drehachse 34 vorzugsweise etwa die Hälfte des Kugeldurchmessers betragen soll, entsprechend dem durch die Pfeile 75 in Fig. 7 angedeuteten Abstand, damit man die günstigste mechanische Kraftübertragung bei einem Kleinstwert der Spannungen innerhalb des Lagers und hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Spulenwicklung bei vorgegebener Größe erhält.

Die Erfindung stellt eine Drehstelleinrichtung mit größtem Wirkungsgrad und hoher mechanischer Leistungsfähigkeit dar. Man kann damit Ausgangsverschwenkungen in der Größe von 36o° erhalten, falls erforderlich. Dies wird durcheine einzige Wandlerkugel erreicht, die möglichst nahe der Drehachse der Ausgangswelle aufgestellt ist. Indem man die Profilflächen möglichst nahe der Drehachse hält, kann man

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einen hohen mechanischen Wirkungsgrad infolge des steilen Anstiegswinkels für das Wandlerelement erhalten; je weiter die Wandlerkugel und Profilflache von der Drehachse der Ausgangswelle entfernt ist, um so kleiner wird der Wandlungswinkel, bis, ein kritischer Wert erreicht ist, bei welchem eine Selbsthemmung eintritt. Im Rahmen der Erfindung kann man Winkelverstellungen bis:■-zu 360° im Rahmen einer gleichmäßigen Verstellung erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1. Drehstelleinrichtung mit einer Spulenwicklung, einer längs der Spulenachse ausgerichteten, drehbaren Ausgangswelle und einem in Abhängigkeit von dem Spulenmagnetfeld gegenüber der Spulenwicklung bewegbaren Anker, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Anker (z.B. 44) und Ausgangs-Wellenkopf (z.B. 56) nur eine einzige reibungsarme Kugel (z.B. 52) angeordnet ist, deren Mittelpunkt (66) innerhalb der durch die Wicklungsinnenfläche in axialer 'Richtung aufgespannten Mantelfläche liegt, und daß mit der Kugel Wandlerelemente (z.B. 54,56) zwischen Welle und Anker zusammenwirken, durch die in Abhängigkeit von der Bewegung des magnetbetätigten Ankers eine Drehung der Ausgangswelle (z.B. 24) erfolgt.

2. Drehstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelmittelpunkt (66) in axialer Richtung außerdem innerhalb der durch die Außenfläche des Ausgangswellenschafts (24) bestimmten Mantelfläche liegt.

5. Drehstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (66) der Kugel (52) im wesentlichen nicht weiter als die Hälfte ihres Durchmessers von der Drehachse (54) der Ausgangswelle (24) entfernt ist.

4. Drehstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß zu den Wandlerelementen ein Kugelführungsprofil in der Welle und/oder dem Anker gehört, · dessen Querschnitt breiter als der entsprechende Kugel-Querschnitt ist, damit sich die Kugel in bezüglich der Drehachse (54) der Ausgangswelle (24) radialer Richtung aus einer Wartestellung in eine Schaltstellung bei Betätigung des Ankers verschieben kann.

5. Drehstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (44) in einer Schwenklagerung (60,42) gegenüber der Welle (24) verschwenkbar ist. - .

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6, Drehstelleinrichtung nach Anspruch 5_} gekennzeichnet durch eine Begrenzungeeinrichtung (47) zwischen der Spulenwicklung (16) und einem außerhalb der Schwenkachse liegenderi Teil des Ankers zur Begrenzung der Ankerbewegung.

-7. Drehsteileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung (47) zurÄnderung des Maximalwerts der Schwenkbewegung des Ankers einstellbar (50) ausgebildet ist.

■8." Drehstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenwicklung (16) innerhalb eines Kerngehäuses (12) Aufnahme findet, an dem der Anker unter Zwischenlage von Führungs- und Abstandselementen (58) zur Verringerung des Verschleißes schwenkbar angelenkt ist.

9". Drehstelleinriehtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Kugelführungsprofil einen im wesentlichen geraden Verlauf des Querschnitts (z.B. 56A oder 54B) aufweist.

10. Drehstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Kugelführungsprofil -(54A oder 56B) in dem Anker oder der Welle dem. ersten Kügelführungsprofil gegenübersteht und die Kugel (52A oder 52B) auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn (vgl. 64) bezüglich der Drehachse der Ausgangswelle während der gegenseitigen Bewegung von Welle und Anker führt.

"1₄. Drehstelleinriohtung nach einem d*er vorhergehenden An*ι ruche, dadurch gekennzeichnet, daß der Äusgangswellen- -r.uiiÄit (z.B.24) in einer axialen öffnung (30) innerhalb der Wicklung (16) Aufnahme findet_s wobei derInnendurohinesser der öffnung nur um soviel größer als derAuß©ndmrehmesser der Ausgangswelle iat₈ daß ein Sestfressea swisoheÄ der Ausgangswell© und d®r öffztung nioht aufirrsfctn kann₉

12. Drehstelleinrioh.tung naöh ®in©m ύ,βτ vorhergf!.enden Ansprüche, dadtiroh g@kensi2©loim®t_s daß. ■ ate. Ausgang einen Schaft (a.B. 24) unä siaaft v®rfert^;ita_:^@n E© aufweieli uad d&ß dar Kopf mittel® «Ine'ff 3?eitiwgiäMWB;. iagere (38) inneritslii d©3? Wiöätaäi .gelagert i^tj_f;;wf@i

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der Lagerhalbmesser größer als der Abstand des Kugelmittelpunkts (66) von der Wellenachse (34) ist.

13· Drehstelleinrichtung naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerlauffläche des Kopfs (36) einen spitzen Winkel mit der Drehachse (34) der Ausgangswelle einschließt.

14. Drehstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle aus magnetischem Werkstoff besteht und einen Teil des gesamten Magnetfelds bildet.

15. Drehsteileinrichtung mit einer Spulenwicklung einer längs der Spulenachse ausgerichteten, drehbaren Ausgangswelle und einem in Abhängigkeit von dem Spulenmagnetfeld gegenüber der Spulenwicklung verschiebbaren Anker, gekennzeichnet durch mindestens eine reibungsarme Kugel (z.B. 52) zwischen dem Anker und dem Wellenkopf (36), einem ersten Kugelführungsprofil in einer der einander gegenüberliegenden fläche von Ausgangswelle (24) und Anker (44), welche die Kugel auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn (64) bezüglich der Drehachse (34) der Ausgangswelle führt und dadurch die Kugel während der gegenseitigen Bewegung von Ausgangswelle und Anker ausrichtet, durch ein zweites Kugelführungsprofil in der anderen der einander gegenüberliegenden Flächen, die einen im wesentlichen größeren Querschnitt als der entsprechende Querschnitt der Kugel hat, damit eine Verschiebung der Kugel in bezüglich der Ausgangswellenachse (34) radialer Richtung aus der Ruhestellung (Fig. 1) in die Betätigungsstellung bei Erregung des Ankers möglich ist.

16. Drehstelleinriohtung naoh Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kugelführungsprofil (56A oder 54B) einen im wesentlichen geraden Querschnittsverlauf hat.

17. Drehetelleinriohtung mit einer Spulenwicklung, einem gegenüber der Spulenwioklung schwenkbar gelagerten * und auf deren Magnetfeld ansprechenden Anker und mit einefi längs der gpulenaohse ausgerichteten, in Abhängigkeit von dta?; Asa&trlsswegung dre&baren Ausga&gawelle» dadurch gekeimt ■•lobwt» dftfl tin® .Besreiura^eeinrlohtimg; (47) Ewiaohen dar

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Wicklung und dem frei beweglichen Ende des Ankers zur Begrenzung der Ankerbewegung vorhanden ist.

18. Drehstelleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Ausschlags der Ankerschwenkbewegung die Begrenzungseinrichtung verstellbar (50) ist. -■-"■■■ ' -

19. Drehstelleinrichtung mit einer Spulenwicklung, einem Kerngehäuse zur Aufnahme dieser Wicklung, einem an dem Kerngehäuse schwenkbar gegenüber der Wicklung angelenkten und auf das Magnetfeld der Wicklung ansprechenden Anker sowie einer längs der Spulenachse ausgerichteten, in Abhängigkeit von der Verschwenkung des Ankers drehbaren Ausgangswelle_r gekennzeichnet durch Führungs- und Abstandselemente (5^) zwischen dem Kerngehäuse und der Ankeraufhängung zur Herabsetzung des Verschleißes. ■'-'■'

20. Drehstelleinrichtung mit einer Spulenwicklung, gekennzeichnet durch eine längs der Spulenachse innerhalb des Spulenmagnetfelds ausgerichtetje, drehbare, magnetisierbar e Ausgangswelle, durch einen gegenüber der Spulenwicklung in Abhängigkeit von dem Magnetfeld verschiebbaren und mit der Ausgangswelle gekuppelten (52) Anker, der eine Drehbewegung der Ausgangswelle in Abhängigkeit von der Ankerbewegung bewirkt.

21. Drehstelleinrichtung, gekennzeichnet durch eine Spulenwicklung, durch einen in Abhängigkeit von dem Spulenmagnetfeld gegenüber derselben verschiebbaren Anker, durch eine innerhalb der Spulenwicklung längs der Spulenachse ausgerichtete, drehbare Ausgangswelle, durch Wand!erelemente zwischen Anker und Ausgangswelle zur Erzeugung einer Drehbewegung der Ausgangswelle in Abhängigkeit von der Ankerbewegung und durch Einstellelemente (47,50) zur einstellbaren Änderung der Ausgangswelle des Drehwinkels (24) in Abhängigkeit von der Ankerbewegung.

22. Drehstelleinriohtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellelemente einen Begrenzungsanschlag (47) zur Begrenzung der Ankerbewegung umfassen.

Patentanwalt« D?pL-Ing. Hellmuth Dlpl.-Ing. Ho r s! R ö ι

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