DE19701179A1 - Rücklaufsperre - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rücklaufsperre gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1 und eine aus dieser abgeleitete Rücklaufsperre.
Das Sperren der der Antriebsrichtung entgegengesetzten Richtung - d. h. das
Sperren des Rücklaufs - insbesondere eines Elektromotors und einer ange
schlossenen Last kann in bekannter Weise mit Hilfe eines z. B. als sogenannter
Hülsenfreilauf ausgebildeten Freilaufs erfolgen, dessen stirnseitig offener
Innenraum die Motorwelle aufnimmt, während der Außenring des Freilaufs
drehfest angebracht ist. Der Freilauf klemmt, sobald sich die Motorwelle
entgegen der Antriebsrichtung dreht.
In zahlreichen Anwendungsfällen wird - neben dem Sperren - auch der Rück
lauf einer angeschlossenen Last gefordert, der insbesondere unter Verwendung
von Getriebeelementen durch Trennung des motorseitigen, gesperrten Antriebs
von dem lastseitigen Abtrieb erreicht wird.
Diese Vorgehensweise ist insbesondere mit einem beachtlichen technischen
Aufwand, großen Platzanspruch, mangelndem Bedienkomfort sowie mit hohen
Kosten verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rücklaufsperre
der eingangs genannten Art mit wahlweiser Möglichkeit zum Sperren und zum
Aufheben des Sperrens des Rücklaufs zu schaffen, die mit vertretbarem
technischem und kostenmäßigem Aufwand auskommt und eine kompakte,
geringen Platzanspruch stellende Bauweise sowie ein einfaches Betätigen der
Sperrfunktion und damit einen angemessenen Bedienkomfort ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruchs 1 sowie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 34
gelöst.
Erfindungsgemäß ist mindestens ein Freilauf, - insbesondere ein Hülsenfreilauf-
dessen Innenraum der Aufnahme einer rotierend antreibbaren Welle -
insbesondere einer Motorwelle eines Elektromotors - dient, in einem
Topfmagnet angebracht, dessen Kern zu diesem Zweck als Rohr ausgebildet ist,
das den mindestens einen Freilauf umschließt. Das Rohr ist mit durchgängigen
Längsschlitzen segmentartig in Anker geteilt die - unter Ausnutzung vorzugs
weise feiner Spalte zwischen den Ankern und dem Außenring des Rücklaufs
einerseits und Rückschlußseitenteilen des Topfmagnet andererseits - hin- und
herbeweglich und drehfest angebracht sind. Im stromlosen Zustand des
Topfmagneten werden die Anker durch Druckfedern - einen Preßsitz er
zeugend - an den Außenring des Freilaufs gepreßt, so daß der Außenring
drehfest gehalten wird und der Freilauf als Rücklaufsperre wirksam ist.
Durch Bestromen - vorzugsweise mit Gleichstrom - des Topfmagneten werden
die Anker mit großer Kraft von den Seitenteilen angezogen, so daß sich die
Anker von dem Außenring des mindestens einen Freilaufs lösen und damit den
Außenring für eine Drehung in der Klemmrichtung des Freilaufs freigeben,
wodurch das Sperren des Rücklaufs aufgehoben wird.
Bei Unterbrechen des Topfmagnetstromes führen die Druckfedern den vor
genannten Preßsitz herbei, so daß dadurch sofort wieder die Klemmung des
Freilaufs und damit das Sperrens des Rücklaufs wirksam wird.
Die vorgenannte, erfindungsgemäße Ausbildung eines Freilaufs, insbesondere
eines Hülsenfreilaufs als elektrisch betätigbare Rücklaufsperre mit der
wahlweisen Möglichkeit zum Sperren und zum Aufheben des Sperrens des
Rücklaufs kommt - hinsichtlich technischem und kostenmäßigem Aufwand
günstig - ohne Getriebeelemente und ähnliche Komponenten aus, ermöglicht
einen kompakten Aufbau, der sich insbesondere den Abmessungen - z. B. dem
Durchmesser - eines Elektromotors optimal anpassen und mit dem Motordesign
integrieren läßt sowie ein einfaches und zuverlässiges Betätigen mit
angemessenem Bedienkomfort.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentanspruch 1 und dem
Patentanspruch 34 nachgeordneten Unteransprüchen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der
beigefugten Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen, jeweils in
schematischer Wiedergabe,
Fig. 1 eine Ausführungsform des Grundaufbaus für die erfindungsgemäße
Rücklaufsperre als Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen an sich bekannten, in Fig. 1
eingetragenen Hülsenfreilauf,
Fig. 3 einen Längsschnitt eines Hülsenfreilaufs gemäß Fig. 1 und Fig. 2,
Fig. 4 einen als Schraube ausgebildeten Führungsstift gemäß Fig. 1,
Fig. 5 einen Querschnitt A-B gemäß Fig. 1 mit einem Freilauf mit
gesperrtem Rücklauf,
Fig. 6 einen Querschnitt C-D gemäß Fig. 1 mit einem Freilauf mit
gesperrtem Rücklauf,
Fig. 7 einen Querschnitt A-B gemäß Fig. 1 mit einem Freilauf mit
freigegebenem Rücklauf,
Fig. 8 einen Querschnitt C-D gemäß Fig. 1 mit einem Freilauf mit
freigegebenem Rücklauf.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Grundaufbaus für die erfindungsgemäße
Rücklaufsperre als Längsschnitt, Fig. 5 und Fig. 7 einen Querschnitt A-B, Fig. 6
und Fig. 8 einen Querschnitt C-D hierzu, mit mindestens einem Freilauf 23, 25
mit einem Außenring 21, 21' und einem stirnseitig offenen Innenraum 20, der
der Aufnahme einer rotierend antreibbaren Welle 83, die - insbesondere im
Sinne einer Verlängerung aus mehreren fest miteinander verbundenen
Abschnitten 85, 87 zusammengesetzt sein kann und vorzugsweise als eine
Motorwelle 85' eines Elektromotors 90 ausgebildet ist, dient.
Der Freilauf 23, 25, der eine Drehrichtung - nachfolgend auch abkürzend
Richtung genannt - für die rotierend antreibbare Welle 83 freigibt und die
gegensinnige Richtung sperrt, ist vorzugsweise als an sich bekannter
sogenannter Hülsenfreilauf 23', 25' ausgebildet, gemäß den vorgenannten
Figuren und gemäß der gegenüber diesen Figuren vergrößerten, zusätzlichen
Querschnittsdarstellung von Fig. 2 und Längsschnittdarstellung von Fig. 3, mit
dem Außenring 19, 19', dessen äußerer Umfang mit 21, 21' bezeichnet ist, und
dem stirnseitig - mit den Öffnungen 20', 20'' - offenen, der Aufnahme der
rotierend antreibbaren Welle 83 dienenden Innenraum 20, wobei der Außenring
19, 19' im Bereich seines Innendurchmessers Klemmrampen 22 aufweist und als
Klemmelemente Nadelrollen 24 fungieren, die durch einen Kunststoffkäfig 26
gehalten und geführt werden. Die Nadelrollen 24 werden von Kunststoff - oder
Stahlfedern 28 in Klemmposition gehalten.
Sobald die aufgenommene rotierend antreibbare Welle 83 in Richtung des in
Fig. 5 und Fig. 6 in die Welle 83 eingetragenen Pfeils gedreht wird, klemmen
die Nadelrollen 24 auf den Klemmrampen 22 und diese Richtung wird - bei
drehfest gehaltenem Außenring 19, 19' - gesperrt.
Wird der Außenring 19, 19' freigegeben, d. h. nicht mehr drehfest gehalten,
kann der Außenring 19, 19' gemäß dem in Fig. 7 und Fig. 8 in den Außenring
eingetragenen Pfeil an der durch den in die Welle 83 eingetragenen Pfeil
verdeutlichten Drehbewegung der rotierend antreibbaren Welle 83 teilnehmen
und die Sperrung der Pfeilrichtung - d. h. der Klemm- bzw. Sperrichtung - ist
aufgehoben.
Erfindungsgemäß wird wahlweises drehfestes Halten und Freigeben des
Außenrings 19, 19' - d. h. wahlweises Sperren und Aufheben des Sperrens des
Rücklaufs - durch festes Anlegen und Lösen mindestens eines magnetisier
baren Ankers 7, 9, 11, 13 am äußeren Umfang 21, 21' des Außenrings 19, 19'
bewirkt. Dabei ist der mindestens eine Anker 7, 9, 11, 13 Bestandteil
mindestens eines Topfmagneten, der mindestens von einer elektrischen
Wicklung 1, einer magnetisierbaren Rückschlußhülse 3, magnetisierbaren
Rückschlußseitenteilen 5, 6 und einem als der mindestens eine magnetisierbare
Anker 7, 9, 11, 13 ausgebildeten Kern gebildet wird, wobei sich der mindestens
eine magnetisierbare Anker 7, 9, 11, 13 in den Bereich der Rückschluß
seitenteile 5, 6 und den Bereich des äußeren Umfangs 21, 21' des Außenrings
19, 19' des mindestens einen Freilaufs 23, 25 bzw. des als mindestens ein
Hülsenfreilauf 23', 25' ausgebildeten Freilaufs 23, 25 erstreckt und unter
Ausnutzung mindestens eines Luftspalts 29, 29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31''' und
mindestens eines Luftspalts 33, 33', 33'', 33''', 35, 35', 35'', 35''' gegen die
Rückschlußseitenteile 5, 6 und gegen den Außenring 19, 19' hin- und
herbeweglich, drehfest angebracht ist.
Die elektrische Wicklung 1 ist vorzugsweise auf einem vorteilhaft in einem bei
Erwärmung formbeständigen Kunststoff - z. B. PC oder POM - ausgebildeten
Spulenkörper 1' aufgebracht und umschlingt den von dem mindestens einen
magnetisierbaren Anker 7, 9, 11, 13 gebildeten Kern. Die Wicklung 1 ist von
der magnetisierbaren, vorzugsweise als Rohr 3' ausgebildeten magnetisierbaren
Rückschlußhülse 3 umgeben, wobei - unter weitgehender Vermeidung von
Trennluftspalten - die magnetisierbaren Seitenrückschlußteile 5, 6 mit festem
Sitz in die Rückschlußhülse 3 bzw. das Rohr 3', unter gleichzeitiger spaltarmer
Anlage, eingesetzt sind.
Die magnetisierbaren Rückschlußseitenteile 5, 6 sind vorzugsweise als
Scheiben 5', 6', im Fall der Ausbildung der magnetisierbaren Rückschlußhülse 3
als Rohr 3' vorzugsweise als Kreisscheiben, mit kreisförmigen Öffnungen 5'', 6''
mit Radien R3, R3' ausgebildet.
Die magnetisierbare Ausbildung des mindestens einen Ankers 7, 9, 11, 13, der
Rückschlußseitenteile 5, 6 und der Rückschlußhülse 3 bedeutet, daß diese
Körper spontan magnetisierte sogenannte Elementarbereiche aufweisen, deren
magnetische Polarisation unter dem Einfluß eines angelegten Magnetfeldes -
insbesondere eines von der elektrischen Wicklung 1 erzeugten Magnetfeldes -
durch Drehung und/oder Wachsen von Elementarbereichen ausgerichtet
werden kann. Die relative Permeabilität der Materialien, in denen diese Körper
ausgebildet sind, ist groß gegenüber eins.
Der magnetisierbare mindestens eine Anker 7, 9, 11, 13, die magnetisierbaren
Rückschlußseitenteile 5, 6 und die magnetisierbare Rückschlußhülse 3 sind
bevorzugt in einem Eisenwerkstoff - z. B. reines Eisen, z. B. Eisen mit
Bestandteilen, wie beispielsweise Nickel, Kobalt, Kohlenstoff, Silizium -
ausgebildet.
Der vorgenannte Eisenwerkstoff weist vorteilhaft eine Koerzitivfeldstärke unter
etwa 3000 A/m und/oder vorzugsweise eine relative Maximalpermeabilität über
etwa 800 auf.
Es ist auch möglich, insbesondere unter Kostengesichtspunkten und unter
Inkaufnahme eines größeren Volumens, einen oder mehrere der vorgenannten
Bestandteile Anker, Rückschlußseitenteile, Rückschlußhülse, z. B. in einem
Sinterwerkstoff, beispielsweise einem sogenannten Weichferrit, auszubilden.
Vorzugsweise bilden mehrere Anker 7, 9, 11, 13 ein von durchgängigen
Längsschlitzen 11-7, 7-13, 13-9, 9-11 unterbrochenes Rohr 37, in den
Bereichen mehrerer Freiläufe 23 bzw. 23' und 25 bzw. 25' mit als R1 und R1'
bezeichneten Innenradien und in den Bereichen der Rückschlußseitenteile 5, 6
bzw. von deren Öffnungen 5'', 6'' mit als R2, R2' bezeichneten Außenradien.
Die Innenradien R1 und R1' des Rohrs 37 in den Bereichen mehrerer Freiläufe
23 bzw. 23' und 25 bzw. 25' weisen insbesondere fertigungstechnisch
vorteilhaft im wesentlichen gleiche Abmessungen auf. Ferner weisen die
Außenradien R2 bzw. R2' des Rohrs 37, die, unter Bildung von Luftspalten 29,
29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31''', mit kleineren Abmessungen als die
Abmessungen der Radien R3 bzw. R3' der Öffnungen 5'; bzw. 6'' der
Rückschlußseitenteile 5, 6 bzw. der Scheiben 5', 6' ausgebildet sind, in den
Bereichen der Rückschlußseitenteile 5, 6 insbesondere fertigungstechnisch
vorteilhaft im wesentlichen gleiche Abmessungen auf. Ferner weisen die
Außenradien R3 bzw. R3' der Öffnungen 5'' bzw. 6'' mehrerer Scheiben 5', 6'
vorzugsweise im wesentlichen gleiche Abmessungen auf.
In für die Erzeugung einer vorteilhaft hohen auf die Anker 7, 9, 11, 13
wirkenden Magnetkraft sind die Luftspalte vorzugsweise als feine Spalte
ausgebildet, indem z. B. der Außenradius R2, R2' des Rohrs 37 um etwa 0,2 mm
bis etwa 0,5 mm kleiner als der Radius R3, R3' der Öffnungen 5'', 6'' der
Scheiben 5', 6' ausgebildet ist.
Der äußere Krümmungsradius der Anker 7, 9, 11, 13 bei der vorangehend
beschriebenen Ausbildung als Rohr 37 ist identisch mit dem Außenradius R2,
R2' des Rohrs 37. Durch die Ausbildung der Anker 7, 9, 11, 13 als geschlitztes
Rohr 37 mit dem gegenüber dem Radius R3, R3' der Öffnungen 5'', 6'' kleiner
ausgebildeten Außenradius R2, R2' wird bewirkt, daß die Anker 7, 9, 11, 13
durch die anziehende Magnetkraft zwischen einem eine ringförmige,
kreiszylindrische Fläche bildenden Rand der Öffnungen 5'', 6'' und dem Anker
nicht vollständig an dem Rückschlußseitenteile 5, 6 bzw. den vorgenannten
kreiszylindrischen Flächen zum Anliegen gebracht werden können, wodurch in
vorteilhafter Weise ein sogenanntes Kleben der Anker am Rückschlußseitenteil
vermieden wird.
Dagegen sind jeweils im Bereich eines Freilaufs 23 bzw. 23' und 25 bzw. 25'
vorzugsweise die Abmessungen des Innenradius R1 und R1' des Rohrs 37 im
wesentlichen gleich den Abmessungen des Außenradius R4 und R4' des
Außenrings 19 bzw. 19' des Freilaufs 23 bzw. 23' und 25 bzw. 25' ausgebildet.
Durch diese Ausbildung wird ein weitgehend spaltfreies, mit hoher
Reibungskraft zwischen Anker und Außenring verbundenes zuverlässiges
Anlegen des Ankers an den Außenring beim Andrücken und damit eine
zuverlässige Sperrung des Freilaufs bewirkt.
Der mindestens eine Anker 7, 9, 11, 13 steht mit mindestens einer Druckfeder
41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' federnd in Verbindung und weist mindestens
einen Führungsstift 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' auf, der bei der Montage des
erfindungsgemäßen Rücklaufs nach dem Einsetzen des Ankers in diesen
eingepreßt oder bei besonders montage- und demontagegerechter Ausbildung
als Schraube 59 gemäß Fig. 4 in den Anker eingeschraubt wird.
Der mindestens eine Führungsstift 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' ist
vorzugsweise in einem weitgehend unmagnetischen Material ausgebildet,
wodurch eine für eine hohe Magnetkraft vorteilhaft Verteilung des durch die
bestromte elektrische Wicklung 1 erzeugten magnetischen Flusses im Bereich
der Führungsstifte bewirkt wird.
Die Ausbildung eines Körpers in einem weitgehend unmagnetischen Material
bedeutet, das dessen relative Permeabilität einen Wert unter etwa einhundert
aufweist.
Die federnde Verbindung des mindestens einen Ankers 7, 9, 11, 13 mit der
mindestens einen Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' erfolgt gemäß den
Darstellungen von Fig. 1, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 vorzugsweise über den
mindestens einen Führungsstift 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' der federnd mit
der mindestens einen Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' in Verbindung
steht.
Wie ferner in den Fig. 1, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 für das beschriebene
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre dargestellt ist ist
mindestens ein Rückschlußseitenteil 5, 6 mit mindestens einer im wesentlichen
senkrecht zum äußeren Umfang 21, 21' des Außenrings 19, 19' des mindestens
einen Freilaufs 23, 23', 25, 25' verlaufenden, der Aufnahme der mindestens
einen Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' dienenden Federkammer 61,
63, 65, 67, 61', 63', 65', 67'
ausgebildet. Diese ist vorzugsweise als Bohrung
ausgebildet.
Der mindestens eine Führungsstift 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' ragt
beweglich in die mindestens eine Federkammer 61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67'
hinein, wodurch einerseits die federnde Verbindung des mindestens einen
Führungsstift mit der angrenzenden mindestens einen Druckfeder 41, 43, 45,
47, 41', 43', 45', 47' und andererseits durch die Führung des mindestens einen
Führungsstifts in der mindestens einen Federkammer eine drehfeste Verbindung
des mindestens einen Ankers 7, 9, 11, 13 und damit beim Andrücken des
mindestens einen Ankers 7, 9, 11, 13 an den Außenring 19, 19' bzw. dessen
Umfang 21, 21' des mindestens einen Freilaufs 23, 23', 25, 25' auch eine
drehfeste Verbindung des Außenrings 19, 19' des mindestens einen Freilaufs 23,
23', 25, 25' mit dem mindestens einen Rückschlußseitenteil 5, 6 und über dieses
mit dem mindestens von der elektrischen Wicklung 1, der magnetisierbaren
Rückschlußhülse 3, den magnetisierbaren Rückschlußseitenteilen 5, 6 und dem
als mindestens ein magnetisierbarer Anker 7, 9, 11, 13 ausgebildeten Kern
gebildeten magnetischen Topf bewirkt wird, der vorzugsweise drehfest mit
mindestens einen Gehäusebereich des Elektromotors 90 - vorteilhaft mit durch
Bohrungen 100 geführten, nicht dargestellten Schrauben und über ein in Fig. 1
eingetragenes Zwischenteil 110 mit nicht dargestellten Bohrungen - verbunden
ist.
In für die Unterbringung der mindestens einen Druckfeder vorteilhafter Weise
ist die mindestens eine Federkammer 61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67'
verlängernd in einem Bereich 71, 73, 75, 77, 71', 73', 75', 77' der
Rückschlußhülse 3, 3' fortgesetzt ausgebildet.
In für die erfindungsgemäße Rücklaufsperre optimaler, bevorzugter Ausführung
der mindestens einen Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' ist die Anzahl
der Federdrahtwindungen der mindestens einen Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41',
43', 45', 47' jeweils im wesentlichen gleich dem Verhältnis einer Länge L eines
an den mindestens einen Führungsstift 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57'
grenzenden, der Aufnahme der mindestens einen Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41',
43', 45', 47' dienenden Bereichs der mindestens einen Federkammer 61, 63, 65,
67, 61', 63', 65', 67' - bei ausgebildetem Luftspalt 33, 33', 33'', 33''', 35, 35', 35'',
35''' - zum Federdrahtdurchmesser des Federdrahts der mindestens einen
Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47'. Die Länge L ist in Fig. 7 und Fig. 8
eingetragen.
Die mindestens eine Druckfeder 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' ist in ferner für
die erfindungsgemäße Rücklaufsperre optimaler, bevorzugter Ausführung mit
einer Federkonstante - als Proportionalitätsfaktor bei weitgehender Propor
tionalität der Federkraft zum Federweg - ausgebildet, die kleiner ist als das
Verhältnis der beim Bestromen der elektrischen Wicklung 1 mit einer
vorgesehenen Stromstärke von der Bestromung bewirkten, jeweils im Bereich
eines zu maximaler - in Fig. 1 eingetragener - Länge s ausgebildeten mindestens
einen Luftspalts 29, 29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31''' auf den mindestens einen
Anker 7, 9, 11, 13 ausgeübten magnetischen Kraft zur maximalen Spaltlänge s.
Die erfindungsgemäße Rücklaufsperre weist vorteilhaft eine - schützende -
Gehäusehülse (8, 8', 8''), die bevorzugt als Rohr 10, 10', 10'' ausgebildet ist, auf,
wobei die Gehäusehülse für die Montage insbesondere der Druckfedern
vorteilhaft entlang einer Trennung 12 in z. B. zwei Abschnitte aufgeteilt ist.
Das mindestens eine Rohr 10, 10', 10'' weist mindestens eine Montageöffnung
14, 16 auf, die zur Federmontage vor die jeweilige Federkammer gedreht wird.
Nach dem Einsetzen der Feder wird unter Zusammendrücken der Feder - das
Rohr 10, 10', 10'' verdreht, so daß nunmehr die Gehäusehülse 8, 8', 8'' bzw. das
Rohr 10, 10', 10'' zum Zusammendrücken der mindestens einen Druckfeder 41,
43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' und zum Verschließen der mindestens einen
Federkammer 61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67' dient.
Stirnseitig weist die erfindungsgemäße Rücklaufsperre bevorzugt eine Gehäuse
abschlußplatte 81 mit mindestens einer stirnseitigen nicht dargestellte Bohrung
auf, die vorzugsweise in mindestens einer - bevorzugt als Gewindebohrung
ausgebildeten - Bohrung 120 in dem Rückschlußseitenteil 6 ihre Fortsetzung
findet. Diese Bohrungen dienen der Befestigung der Gehäuseabschlußplatte 81
und/oder der Befestigung der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre an einer
weiteren Baueinheit, insbesondere einer angetriebenen Lasteinheit.
Im Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß Fig. 1
wird die rotierend antreibbare Welle 83, vorzugsweise als die Motorwelle 85'
des Elektromotors 90 ausgebildet, im Sinne einer Verlängerung von mehreren,
z. B. zwei, fest miteinander verbundenen Abschnitten 85, 87 gebildet, die
vorteilhaft durch eine vorzugsweise in einem weitgehend unmagnetischen
Material - mit dem eine störungsfreie Ausbildung des von der bestromten
elektrischen Wicklung 1 erzeugten magnetischen Flusses in dem mindestens
von der elektrischen Wicklung 1, der magnetisierbaren Rückschlußhülse 3 bzw.
3', den magnetisierbaren Rückschlußseitenteilen 5, 6 bzw. 5', 6' und dem als
mindestens ein magnetisierbarer Anker 7, 9, 11, 13 ausgebildeten Kern
gebildeten Topfmagnet bewirkt wird - z. B. in unmagnetischem Stahl
ausgebildete Hülse 89, vorteilhaft mit Preßsitz in der Hülse, verbunden sind.
Zwischen den Abschnitten 85, 87 der rotierend antreibbare Welle 83 ist gemäß
Fig. 1 mindestens ein in einem weitgehend unmagnetischen Material, z. B.
Aluminium, ausgebildetes Distanzstück 91 angebracht, das ebenfalls der
störungsfreien Ausbildung des magnetischen Flusses dient.
In vorteilhafter Weise kann auf den Außenring 19, 19' im Bereich des äußeren
Umfangs 21, 21' des mindestens einen Freilaufs 23 bzw. 23', 25 bzw. 25' ein
Bremsbelag aufgebracht sein, ein entsprechender Bremsbelag auf der dem
Umfang 21, 21' zugekehrten Fläche des mindestens einen Ankers 7, 9, 11, 13.
Die Arbeitsweise der vorangehend als Ausführungsbeispiel beschriebenen
erfindungsgemäßen Rücklaufsperre ist folgende:
Im stromlosen Zustand der elektrischen Wicklung 1 werden die Anker 7, 9, 11, 13 über die Führungsstifte 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' von den Druckfedern 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' - unter weitgehender Schließung der Luftspalte 33, 33', 33'', 33''', 35, 35', 35'', 35'' und unter weitgehender Ausbildung der Luftspalte 29, 29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31'' - im Bereich des äußeren Umfangs 21, 21' gegen die Außenringe 19, 19' der Freiläufe 23 bzw. 23', 25 bzw. 25' gepreßt. In Verbindung mit den in den Federkammern 61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67' geführten, als Verdrehsicherung wirkenden Führungsstiften 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' werden dadurch die Außenringe 19, 19' drehfest gehalten, so daß die Klemmung der gleiche Klemmrichtung aufweisenden Freiläufe 23 bzw. 23', 25 bzw. 25' in ihrer Klemmrichtung wirksam ist.
Im stromlosen Zustand der elektrischen Wicklung 1 werden die Anker 7, 9, 11, 13 über die Führungsstifte 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' von den Druckfedern 41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47' - unter weitgehender Schließung der Luftspalte 33, 33', 33'', 33''', 35, 35', 35'', 35'' und unter weitgehender Ausbildung der Luftspalte 29, 29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31'' - im Bereich des äußeren Umfangs 21, 21' gegen die Außenringe 19, 19' der Freiläufe 23 bzw. 23', 25 bzw. 25' gepreßt. In Verbindung mit den in den Federkammern 61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67' geführten, als Verdrehsicherung wirkenden Führungsstiften 51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57' werden dadurch die Außenringe 19, 19' drehfest gehalten, so daß die Klemmung der gleiche Klemmrichtung aufweisenden Freiläufe 23 bzw. 23', 25 bzw. 25' in ihrer Klemmrichtung wirksam ist.
Während die rotierend antreibbare Welle 83 - z. B. als Motorwelle 85'
ausgebildet - entgegen der Klemmrichtung der Freiläufe frei laufen kann, wird
in diesem Zustand ihr Rücklaufen - in Klemmrichtung der Freiläufe - gesperrt.
Die Klemmrichtung ist in Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 durch den in die
rotierend antreibbare Welle 83 bzw. Motorwelle 85' eingetragenen Pfeil
verdeutlicht.
Zur - im allgemeinen kurzzeitigen - Freigabe des gesperrten Rücklaufens, z. B.
zur Ermöglichung des Rücktransports einer an die Welle 83 bzw. Motorwelle
85' angeschlossenen Last, wird die elektrische Wicklung 1 bestromt. Unter der
Wirkung der dadurch entstehenden, an den Ankern 7, 9, 11, 13 angreifenden
großen Magnetkraft werden die zunächst noch an den Außenringen 19, 19'
anliegenden Anker 7, 9, 11, 13 - unter weitgehender Schließung der Luftspalte
29, 29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31''' und unter weitgehender Ausbildung der
Luftspalte 33, 33', 33'', 33''', 35, 35', 35'', 35''' - gegen die Druckfedern bewegt
und dabei von den Außenringen der Freiläufe gelöst. Die Außenringe sind
nunmehr nicht mehr drehfest gehalten und können sich, wie in den Fig. 7 und
Fig. 8 durch den jeweils in die Außenringe 19, 19' eingetragenen Pfeil
verdeutlicht ist, freigegeben in Klemmrichtung drehen und an dem nunmehr
möglichen Lauf der rotierend antreibbaren Welle 83 bzw. der Motorwelle 85' in
Pfeilrichtung teilnehmen, wodurch das Sperren des Rücklaufens - in
Klemmrichtung der Freiläufe - aufgehoben ist.
Abschalten des elektrischen Stroms der Wicklung 1 führt erneut zum Sperren
der Klemmrichtung und des Rücklaufens der rotierend antreibbaren Welle 83
bzw. der Motorwelle 85'.
Claims (36)
1. Rücklaufsperre, insbesondere für Elektromotoren, mit mindestens einem
Freilauf mit einem Außenring und einem der Aufnahme einer rotierend
antreibbaren Welle dienenden stirnseitig offenen Innenraum, gekenn
zeichnet durch mindestens einen, mindestens von einer elektrischen
Wicklung (1), einer magnetisierbaren Rückschlußhülse (3), magnetisier
baren Rückschlußseitenteilen (5, 6) und einem als mindestens ein
magnetisierbarer Anker (7, 9, 11, 13) ausgebildeten Kern gebildeten
Topfmagnet, wobei der mindestens eine Anker (7, 9, 11, 13) sich in den
Bereich der Rückschlußseitenteile (5, 6) und den Bereich des äußeren
Umfangs (21, 21') des Außenrings (19, 19') des mindestens einen Freilaufs
(23, 25) erstreckt und unter Ausnutzung mindestens eines Luftspalts (29,
29', 29'', 29''', 31, 31', 31'', 31''') und mindestens eines Luftspalts (33, 33',
33'', 33''', 35, 35', 35'', 35''') gegen die Rückschlußseitenteile (5, 6) und
gegen den Außenring (19, 19') hin- und herbeweglich, drehfest angebracht
ist.
2. Rücklaufsperre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung
mit mehreren Freiläufen (23, 25), die in der Weise angebracht sind, daß sie
gleiche Klemmrichtungen aufweisen.
3. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückschlußhülse (3), die Rückschlußseitenteile (5, 7)
und der mindestens eine Anker (7, 9, 11, 13) in einem Eisenwerkstoff
ausgebildet sind.
4. Rücklaufsperre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Eisenwerkstoff eine Koerzitivfeldstärke unter 3000 A/m aufweist.
5. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Eisenwerkstoff eine relative Maximalpermeabilität über
800 aufweist.
6. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet daß der mindestens eine Freilauf (23, 25) als mindestens
eine Hülsenfreilauf (23', 25') ausgebildet ist.
7. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rückschlußhülse (3) als Rohr (3') ausgebildet ist.
8. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rückschlußseitenteile (5, 6) als Scheiben (5', 6')
mit kreisförmigen Öffnungen (5'', 6'') mit Radien (R3, R3') ausgebildet
sind.
9. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Anker (7, 9, 11, 13) ein von durchgängigen
Längsschlitzen (11-7, 7-13, 13-9, 9-11) unterbrochenes Rohr (37), in den
Bereichen mehrerer Freiläufe (23, 23'; 25, 25') mit Innenradien (R1; R1')
und in den Bereichen der Rückschlußseitenteile (5, 6) mit Außenradien
(R2; R2'), bilden.
10. Rücklaufsperre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Innenradien (R1; R1') des Rohrs (37) in den Bereichen mehrerer Freiläufe
(23, 23'; 25, 25') im wesentlichen gleiche Abmessungen aufweisen, die
Außenradien (R2; R2') des Rohrs (37) in den Bereichen der Rückschluß
seitenteile (5, 6) im wesentlichen gleiche Abmessungen aufweisen, die
Außenradien (R4; R4') der Außenringe (19; 19') mehrerer Freiläufe (23,
23'; 25, 25') im wesentlichen gleiche Abmessungen aufweisen und die
Radien (R3; R3') der Öffnungen (5''; 6'') mehrerer Scheiben (5'; 6') im
wesentlichen gleiche Abmessungen aufweisen.
11. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Außenradius (R2, R2') des Rohrs (37) um etwa 0,2 mm
bis etwa 0,5 mm kleiner als der Radius (R3, R3') der Öffnungen (5'', 6'')
der Scheiben (5', 6') ausgebildet ist.
12. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeweils im Bereich eines Freilaufs (23, 23'; 25, 25') die
Abmessungen des Innenradius (R1; R1') des Rohrs (37) im wesentlichen
gleich den Abmessungen des Außenradius (R4, R4') des Außenrings (19;
19') des Freilaufs (23, 23'; 25, 25') ausgebildet sind.
13. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine Anker (7, 9, 11, 13) mit
mindestens einer Druckfeder (41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47') federnd in
Verbindung steht.
14. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine Anker (7, 9, 11, 13) mindestens
einen Führungsstift (51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57') aufweist.
15. Rücklaufsperre nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
mindestens eine Führungsstift (51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57') in einem
weitgehend unmagnetischen Material ausgebildet ist.
16. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der mindestens eine Führungsstift (51, 53, 55, 57, 51', 53',
55', 57') als Schraube (59) ausgebildet ist.
17. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der mindestens eine Führungsstift (51, 53, 55, 57, 51', 53',
55', 57') federnd mit der mindestens einen Druckfeder (41, 43, 45, 47, 41',
43', 45', 47') in Verbindung steht.
18. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens ein Rückschlußseitenteil (5, 6) mit mindestens
einer im wesentlichen senkrecht zum äußeren Umfang (21, 21') des
Außenrings (19, 19') des mindestens einen Freilaufs (23, 23', 25, 25')
verlaufenden Federkammer (61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67') ausgebildet
ist, die der Aufnahme der mindestens einen Druckfeder (41, 43, 45, 47, 41',
43', 45', 47') dient.
19. Rücklaufsperre nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens eine Federkammer (61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67') als
Bohrung ausgebildet ist.
20. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine Führungsstift (51, 53, 55, 57, 51',
53', 55', 57') beweglich in die mindestens eine Federkammer (61, 63, 65,
67, 61', 63', 65', 67') hineinragt.
21. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mindestens eine Federkammer (61, 63, 65, 67, 61', 63',
65', 67') verlängernd in einem Bereich (71, 73, 75, 77, 71', 73', 75', 77') der
Rückschlußhülse (3, 3') fortgesetzt ausgebildet ist.
22. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine Druckfeder (41, 43, 45, 47, 41',
43', 45', 47') mit einer Federkonstante ausgebildet ist, die kleiner ist als das
Verhältnis der, beim Bestromen der elektrischen Wicklung (1) mit einer
vorgesehenen Stromstärke von der Bestromung bewirkten, jeweils im
Bereich eines zu maximaler Länge (s) ausgebildeten Luftspalts (29, 29',
29'', 29''', 31, 31', 31'', 31''') auf den mindestens einen Anker (7, 9, 11, 13)
ausgeübten magnetischen Kraft zur maximalen Spaltlänge (s).
23. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anzahl der Federdrahtwindungen der mindestens einen
Druckfeder (41, 43, 45, 47, 41', 43', 45', 47') jeweils im wesentlichen
gleich dem Verhältnis einer Länge (L) eines an den mindestens einen
Führungsstift (51, 53, 55, 57, 51', 53', 55', 57') grenzenden, der Aufnahme
der mindestens einen Druckfeder dienenden Bereichs der mindestens einen
Federkammer (61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67'), bei ausgebildetem
Luftspalt (33, 33', 33'', 33''', 35, 35', 35'', 35'''), zum Federdrahtdurchmesser
des Federdrahts der mindestens einen Druckfeder (41, 43, 45, 47, 41', 43',
45', 47') ist.
24. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Ausbildung mit mindestens einer Gehäusehülse (8, 8', 8'').
25. Rücklaufsperre nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens eine Gehäusehülse (8, 8', 8'') als mindestens ein Rohr (10, 10',
10'') ausgebildet ist.
26. Rücklaufsperre nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das
mindestens eine Rohr (10, 10', 10'') mindestens eine Montageöffnung (14,
16) aufweist.
27. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine Gehäusehülse (8, 8', 8'', 10, 10',
10'') zum Zusammendrücken der mindestens einen Druckfeder (41, 43, 45,
47, 41', 43', 45', 47') und zum Verschließen der mindestens einen
Federkammer (61, 63, 65, 67, 61', 63', 65', 67') dient.
28. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Ausbildung mit einer stirnseitigen Gehäuseabschlußplatte (81)
die mindestens eine stirnseitige Bohrung aufweist.
29. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die rotierend antreibbare Welle (83) aus mehreren fest
miteinander verbundenen Abschnitten (85, 87) zusammengesetzt aus
gebildet ist.
30. Rücklaufsperre nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abschnitte (85, 87) durch mindestens eine in einem weitgehend
unmagnetischen Material ausgebildete Hülse (89) miteinander verbunden
sind.
31. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 29 und 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen den Abschnitten (85, 87) mindestens ein in einem
weitgehend unmagnetischen Material ausgebildetes Distanzstück (91)
angebracht ist.
32. Rücklaufsperre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die rotierend antreibbare Welle (83) als Motorwelle
(85') eines Elektromotors (90) ausgebildet ist.
33. Rücklaufsperre nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der mindestens von der elektrischen Wicklung (1) der
magnetisierbaren Rückschlußhülse (3), den magnetisierbaren Rück
schlußseitenteilen (5, 6) und dem als mindestens ein magnetisierbarer
Anker (7, 9, 11, 13) ausgebildeten Kern gebildete Topfmagnet drehfest mit
mindestens einem Gehäusebereich des Elektromotors (90) verbunden ist.
34. Rücklaufsperre, gekennzeichnet durch die Ausbildung mit mindestens
zwei Rücklaufsperren nach einem der Ansprüche 1 bis 33.
35. Rücklaufsperre nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens zwei Rücklaufsperren mit zueinander entgegengesetzten
Klemmrichtungen ausgebildet sind.
36. Rücklaufsperre nach einem der Ansprüche 34 und 36, dadurch gekenn
zeichnet, daß die mindestens zwei Rücklaufsperren der Aufnahme einer
gemeinsamen rotierend antreibbaren Welle dienen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997101179 DE19701179A1 (de) | 1997-01-15 | 1997-01-15 | Rücklaufsperre |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997101179 DE19701179A1 (de) | 1997-01-15 | 1997-01-15 | Rücklaufsperre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19701179A1 true DE19701179A1 (de) | 1998-07-16 |
Family
ID=7817447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997101179 Withdrawn DE19701179A1 (de) | 1997-01-15 | 1997-01-15 | Rücklaufsperre |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19701179A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007074026A2 (de) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | Schaeffler Kg | Verriegelungseinheit, insbesondere für eine überlagerungslenkung |
DE102015009076A1 (de) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Antriebsvorrichtung mit einer Welle und einem Gehäuseteil |
DE102020107597B4 (de) | 2020-03-19 | 2024-03-21 | Nidec Corporation | Aktuator eines Kraftfahrzeugautomatikgetriebes |
-
1997
- 1997-01-15 DE DE1997101179 patent/DE19701179A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007074026A2 (de) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | Schaeffler Kg | Verriegelungseinheit, insbesondere für eine überlagerungslenkung |
WO2007074026A3 (de) * | 2005-12-23 | 2007-08-23 | Schaeffler Kg | Verriegelungseinheit, insbesondere für eine überlagerungslenkung |
DE102015009076A1 (de) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Antriebsvorrichtung mit einer Welle und einem Gehäuseteil |
DE102020107597B4 (de) | 2020-03-19 | 2024-03-21 | Nidec Corporation | Aktuator eines Kraftfahrzeugautomatikgetriebes |
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