DE1614744A1

DE1614744A1 - Hydro-Magnetsystem mit beliebig einstellbarer hydraulisch bewirkter gleichmaessiger oder veraenderlicher Bewegungsverzoegerung und mit einstellbarer Begrenzung des Betaetigungsweges

Info

Publication number: DE1614744A1
Application number: DE19671614744
Authority: DE
Inventors: Gerhard Standke
Original assignee: Runtal Holding Co SA
Current assignee: Runtal Holding Co SA
Priority date: 1967-12-07
Filing date: 1967-12-07
Publication date: 1972-03-30
Also published as: GB1244750A; CH497032A; AT308882B; NL6816570A; NL161290C; NL161290B; DE1614744B2; DE1614744C3; FR1594027A

Description

gerhard standke - 7503 neureut, 4* Dezember 1967

finkenweg 2 telefon karlsrulie 58296

Hydro-Magnetsystem mit beliebig einstellbarer hydraulisch, bewirkter gleichmäßiger oder veränderlicher Bewegungsverzögerung und mit einstellbarer Begrenzung des Betätigungsweges

Es sind Gleich- und lechselstrom-Magnetsysteme bekannt, die sehr rasch anziehen und abfallen (Anzieh- bzw. Abfallzeit einige Millisekunden), da die Bewegung des Magnetankers in einem gasförmigen Medium ohne Dämpfung erfolgt. Es sind auch Wechselstrom-Magnetsysteme bekannt, die so ausgebildet sind, daß der Magnetanker in Dämpfungsflüssigkeit läuft, wobei den Dämpfung-szylinder eine Membrane abschließt,, welche die gesamte Arbeitsbewegung des Magnetankers mitmachen und die verdrängte Dämpfungsflüssigkeit aufnehmen muß. Dadurch ist die Membrane einer großen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt. Ferner können durch Diffusion und oder kleine Undichtigkeiten Gase in den Dämpfungszylinder gelangen oder im Inneren des Dämpfungszylinders gelöste Gase frei werdenj so daß die Punktion des Dämpfungssystems, gestört oder unterbrochen wird. Starkes Brummen bei Wechselstrombetrieb, zu hohe Stromaufnahme und Zerstörung der Magnetspule sind die Folge« Es sind weitere Gleich- und Wechselstrom-Magnetsysteme bekannt, die zwecks ruhigen und sicheren Betriebes im Ölbad eingebaut sind, wobei die Ankerbewegung keine wesentliche und auch keine wählbare Verzögerung erfährt,

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Magnet sy st erne sind bekannt, die zur Verzögerung der Arbeitsbewegungen ein mit Luft gefülltes Dämpfungssystem anwenden. Dabei wird die Dämpfung aber erst nach einem kleinen Weg des Dämpfungszylinders wirksam, da die Luft kompressibel ist. Ein solches Magnetsystem, kann immer nur mit Gleichstrom betrieben werden, da infolge der Kompressibilität des Dämpfungsmediums und der pulsierenden Kraftwirkung eines Wechselstrommagneten eine unzulässig hohe Geräuschbildung entstehtο

Es sind weiterhin Magnetsysteme bekannt, die zur Verzögerung der Öffnungs- und Schließbewegung ein hydraulisches Dämpfungssystem verwenden. Bei die sen. Magnet sy st em en wird aber auch die Bewegung des Magnetankers mit verzögert. Bei Wechselstrom-Magnet systemen hat diese Lösung den Nachteil, daß während der ganzen Zeitdauer der Arbeitsbewegung eine sehr große Leistung aufgenommen wird und damit eine starke Erwärmung des Magnetsystems zur Folge hat. Wegen der gleichen Gründe kann auch ein Wechselstrom-Magnetsystem nur dann eingesetzt werden, wenn die Ankerbewegung immer bis in die Endstellung (Magnetsystem geschlossen) erfolgen kann.

Die genannten Einschränkungen gelten bei Verwendung eines Gleichstrom-Magnetsystems nicht, da hier die Leistungsaufnahme von der Stellung des Magnetankera unabhängig ist. Dafür haben aber Gleichstrom-Magnetsysteme den Nachteil, daß der erforderliche Gleichstrom immer erst mit relativ hohem Aufwand aus dem Wechselstromnetz aufbereitet werden muß ο Außerdem ergeben sich bei gleichem Arbeitsvermögen für den Gleichstrom-Magneten

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.größere mechanische Abmessungen oder bei gleichen Abmessungen wesentlich höhere Leistungsaufnahmen und somit auch höhere Erwärmung. Da jedes flüssige Medium, das zur Bewegungsdämpfung geeignet ist, seine Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, ist eine hohe Wärmeabgabe des Magneten für eine möglichst gleichbleibende Bewegungs-verzögerung nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wechselstrom-Magnetsystem zu schaffen, das eine hohe Schließkraft hat_s dessen Bewegungen v/ahlweise verzögert werden können, dessen Arbeitsbewegung an beliebiger Stelle einstellbar angehalten und wieder fortgesetzt werden kann und das geräuscharm arbeitet. Die Aufgabe wird durch nachstehend beschriebene Anordnung gelöst«

I¹Ur die Arbeitsleistung wird ein Wechselstrom-Magnetsystem verwendet. Somit kann bei kleinsten mechanischen Abmessungen ₉ geringster Y/ärme entwicklung und geringster Leistungsaufnahme die erforderliche Arbeit geleistet werden«, Der zur Betätigung des Magnetsystems erforderliche Energiebedarf kann aus dem Wechselstromnetz direkt entnommen werden.

Die Ruhestellung des Magnetsystems wird im stromlosen Zustand durch eine kräftige Schließfeder (Rückstellfeder) erzwungen» Die Schließfeder wirkt in Schließrichtung direkt auf das Betätigungsgestänge«, Beim Anziehen des Magnetankers wird gleichzeitig mit der Schließfeder eine Arbeitsfeder (zweite Druckfeder) gespannte Das Spannen der ledern erfolgt ohne 3©gliche Verzögerung in Bruchteilen einer Sekunde um unnötige GeräuschMl&ung und Erwärmung au vermeiden»

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Beim Spannen der Arbeitsfeder ist die Verbindung zum Betätigungsgestänge nicht wirksame Nur die gespannte Arbeitsfeder drückt auf das Betätigungsgestänge in Eichtung Arbeitsstellung. Das Betätigungsgestänge wiederum ist mit dem Dämpfungssystem verbunden, das die Bewegung verzögert. Durch Wah}. der Viskosität des Dämpfungsmittels und oder durch Wahl der Durchströmquerschnitte für das Dämpfungsmittel kann die Bewegungsverzögt.rung beliebig beeinflußt werden. Der Dämpfungszylinder ist so im Zentrum des mit Dämpfungsmittel angefüllten Magnetsystems angeordnet, daß an der höchsten Stelle befindliche Gase nicht mehr in den Dämpfungszylinder gelangen können. Auch eine unterschiedliche Verzögerung der beiden Bewegungsrichtungen i.jt dabei in bekannter Weise möglich, in dem ein Steuerglied (z.B. Tellerventil) zusätzliche Düsenquerschnitte für eine der beiden Bewegungsrichtungen freigibt _o

Weiterhin gestattet die erfindungsgemäße Anordnung den Weg des Betätigungsgestänges durch einen einstellbaren Anschlag beliebig zu begrenzen. Eine solche Begrenzung ,des Weges kann ein Endanschlag oder aber auch ein Anschlag für eine Zwlschenstellung sein. Die Betätigung eines solchen Anschlages, für eine oder mehrere Zv/ischenst eilungen können durchs weitere .·.-. mechanische, elektrische, elektromechanische oder%andßre Steuerglieder stufenweise oder kontinuierlich erfolgen. Die s.tufenlose kontinuierliche Bewegungsbegrenzung kann z. Bi durch.einen, ilüssigkeitsthermostaten oder einen Wachsthermostaten o.a..erreicht werden, wobei das sich ausdehnende Medium direkt,oder indirekt auf den Anschlag des Betätigungsgestänges einwirkte

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öomit wird eine von außen einstellbare stufenweise oder stufenlose Arbeitsbewegung erreicht. Die stufenweise und stufenlose kontinuierliche Arbeitsbewegung kann vonweiteren Parametern wie Zeit, Temperatur usw<> in Abhängigkeit gebracht werden«

Werden bei dem Dämpfungssystem erfindungsgemäß die'die Verzögerung bewirkenden Durehströmquerschnitte z.B. als definierter Ringspalt zwischen Dämpfungskolben und Zylinderwandung gebildet, so kann auch durch entsprechende Ausbildung der Zylinderwandung der Ringspalt in Abhängigkeit des Weges verändert werden« Anstelle des Ringspaltes können auch .Überströmkanäle oder ähnliches angeordnet worden. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung können zusammengefaßt werden»

1«) l)ie Arbeitsbewegung des Magnetsystems kann in jeder Richtung des Ankers wahlweise unterschiedlich, aber sofort ab Beginn der Bewegung verzögert werden«

2.) Die Arbeitsbewegung des Magnetsystems kann in jeder Richtung stufenweise erfolgen« Dabei können die einzelnen Bewegungsstufen in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur oder durch Fremdsteuerung von außen gesteuert werden«,

3.) Geräuscharmes und sicheres Arbeiten auch bei stark verzögerter Arbeitsbewegung.

4·) Hohe elektrische und mechanische Betriebssicherheit und Wartungsfreiheit, da sich alle beweglichen Teile und auch die Magnetspule im Öl befinden, wodurch Isolation und Wärmeabfuhr der Magnetspule verbessert werden.

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5.) Lageunabhängiger Betrieb, wobei im Inneren des Dämpfungszylinders befindliche Gase ausgestoßen, außerhalb des Dämpfungssystems befindliche Gase infolge der geometrischen Anordnung nicht mehr angesaugt werden.

6.) Innerhalb der Arbeitsbewegung des Magnetsystems kann die Bewegung durch entsprechende Ausbildung der Dämpfungszylinderwandung bzw» der Durchströmquerschnitte verändert werden. Damit läßt sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Betätigungsgliedes in Abhängigkeit des Weges variieren»

Beschreibung gemäß beiliegender Prinzipzeichnung Jig_e 1 , 2, 3 , Das Magnet joch (1) ist fest mit dem Gehäuse des Magnetsystems Pig ο 1 verbunden. Der Anker (2) wird in Schließrichtung von der Schließ- bzw» Rückstellfeder (5) über Federteller und Hülse (4) gegen den Bund (5) des Betätigungsgestänges (6) an den Gehäuseboden des Magnetsystems gedrückt. Wird die Spule (7) des Magnetjochs an die Versorgungsspannung gelegt, so geht der Anker in seine Endstellung. Dabei spannt 4β3? er über Hülse und Federteller die Schließfeder sowie die Arbeitsfeder (8) und gibt außerdem die Bewegung des Betätigungsgestänges durch Abheben von dessen Bund freie Die so gespannte Arbeitsfeder schiebt gegen den Widerstand des Dämpfungssystems (9)das Betätigungdgestange in die Arbeitsstellung. Dabei wird die Dämpfungsflüssigkeit (10) durch die Ringspalte zwischen Dämpfungskolben (11) und Dämpf ungs zylind erwandung (12) gepreßt. Die Bewegung des Betatigungsgestängea ist in diesem Fall gleich dem Weg des Magnetankers, es ist der max. mögliche Weg. Der Weg des Betätigungsgestänges in Richtung Arbeitsstellung kann durch einen einstellbaren Endanschlag (41)

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Fig. 4 beliebig verkürst werden«,. Durch eiaeaa Anordnung weiterer Anschläge kann die Bewegung, des Betätigungsgeatänges in Zwischenstellungen gesteuert werden« -Eig» 4 zeigt einen solchen Anschlag (4^) für-.eine Zwischenstellung.mit elektromagnetischer Auslösung durch einen kleinen zusätzlichen Betätigungsmagnet (43). Die Lage des Anscnlages. kann beispielsweise über eine Gewindehülse (44) von außen eingestellt werden.

Setzt ::.an anstelle des schraubbaren Endanschlages einen nach außen durchgeführten Zylinderstift ein, kann dieser direkt oder indirekt in Abhängigkeit mm Temperatur, Zeit und oder anderer Parameter betätigt werden. Als Beispiel zeigt Figo 5 einen Anschlagstift (5-2), -der von der Membrane (52) kontinuierlich bewegt wird, auf die das sich ausdehenende Medium eines- Flüssigkeitsthermostaten-einwirkte

Wird die Spule..des Magnetjochs von der Versorgungsspannung abgeschaltet, so drückt die Schließfeder über 3?ederteller und Hülse den Anker .und über den Bund das Betätigungsgestänge- in die Ruhestellung, Diese Bewegung erfolgt ebenfalls verzögert durch das Dämpfungasystem, dem jetzt die_:Dämpfungsflüasigkeit durch die Ringspalte zufliefiie«.. Soll die Bewegung des Betätigungsge-

stänges nicnt verzögert werden, so .können, mit riilfe eines Tellerventils -(-2'I) Fig. 2 große .Überströmöffnungen (2.*) für .eine Bewegungsrichtung freigegeben wenden*.Dieser Vorgang kann durch Anordnung des Tellerventiles auf, jeder Seite des. Dämpf ungsko.lb ens erreicht werden. Wird die Wandung des Dämpfungszylingers nicht . zylindrisch sondern ζ.B«. mit einem Kegel (31) oder Überstiöm- . kanälen (32) - i'ig. 3 - ausgebildet, wird .der Durchs.trömq.uer-p · .. schnitt■ entlang dem Betätigungsweg und.damit die Bewegungsge- ... schwindigkeit verändert. ...

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Claims

Patentansprüche ,

ο Hydro-Magnetsystem mit beliebig einstellbarer hydraulisch bewirkter gleichmäßiger oder veränderlicher Bewegungsverzögerung und oder mit einstellbarer Begrenzung des Betätigungsweges dadurch gekennzeichnet, daß durch die Arbeitsbewegung des Magnetankers mit der Einstell- bzw. Schließfeder eine 2. Arbeitsfeder"gespannt wird, deren Entspannung nach der Arbeitsbewegung· "des Magnetankers freigegeben wird, wobei sie auf ein Betätigungsglied und oder ein Dämpfungssystem einwirkt.
2. HydjD-Magnetsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß durch Wahl der Viskosität des Dämpfungsmittels und oder durch Wahl der Durchströmquerschnitte des .Dämpfungssystems die Bewegungsverzögerung beliebig beeinflußt werden kann_o
ο Hydro-Magnetsystem nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekenn zeichnet, daß das Dämpfungssys_tem so im Zentrum des mit der Dämpfungsflüssigkeit angefüllten Magnetsystems angeordnet ist, daß die an der höchsten Stelle befindlichen Gase nicht in das Dämpfungssystem eintreten können_o
4. Hydro-Magnetsystem nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß durch Einsatz eines oteuergliedes ZoBo Tellerventiles, zusätzlich Durdhströmquerschnitte für das Dämpfungsmittel freigegeben oder gesperrt werden, so daß die Bewegungsverzögerung für aie beiden Bewegungsrichtungen unterschiedlich erfolgt.

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5. Hydro-Magnetsystem nach d$n Ansprüchen 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderung der Durehströmquerschnitte für das Dämpfungsmittel entlang des Betätigungsweges eine unterschiedliche Dämpfung und damit beliebige Bewegungsgeschwindigkeit des Betätigungsgestänges erreicht werden kann«
6. Hydro-Magnetsystem nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Betätigungsgestänges in beiden Richtungen durch einen einstellbaren Endanschlag beliebig verkürzt werden kann_o
7. Hydro-Magnetsystem nach den Ansprüchen 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß durch einen oder mehrere feste oder einstellbare Zwischenanschläge der mögliche Weg des Betätigungsgestänges in beiden Richtungen in Stufen schrittweise erfolgen kann«.
8. Hydro-Magnetaystem nach den Ansprüchen 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß durch einen kontinuierlich bewegten Anschlag der Weg des Betätigungsgestänges stufenlos begrenzt wird.
9. Hydro-Magnetsystem nach dem Anspruch 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des oder der Anschläge in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur oder anderer Parameter mitteJ.3 mechanischer, elektrischer, elektromechnischer oder sonstiger Steuerglieder aufgehoben werden kann_o

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