DE2320627B2

DE2320627B2 - Drehmagnet

Info

Publication number: DE2320627B2
Application number: DE19732320627
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Glaser, Karl, 7021 Sterten
Priority date: 1973-04-24
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DE2320627A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmagnet mit wenigstens einer in einem Gehäuse angeordneten, aus

Zylinderspule, Kern und Tauchanker bestehenden Magnetanordnung und einer im Gehäuse drehbar gelagerten Welle, auf welcher der Anker drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, einem ersten zur Welle konzentrischen, gehäusefesten Kugellaufbahnring und e>nem damit zusammenwirkenden, fest mit dem Anker verbundenen zweiten Kugellaufbahnring, zwischen denen Kugeln angeordent sind und deren Laufbahnen derart geneigt ausgebildet sind, daß eine vom Anker auf den mit ihm verbundenen Kugellaufbahnring ausgeübte axiale Kraft eine Drehbewegung desselben zur Folge hat, und mit einer oder mehreren Rückstellfedern für den mit dem Anker verbundenen Kugellaufbahnring.

Unter Drehmagneten versteht man Vorrichtungen, mit denen eine Axialbcwegung eines durch einen Elektrc.magneten beaufschlagbaren Ankers in Drehbewegung umgewandelt werden kann. Bei bekannten Drehmagneten dieser Art (DT-AS 12 79 187; GB-PS 8 71739) erfolgt die Rückstellung des beweglichen Kugellaufbahnringes nach einer Betätigung mittels Rückstellfedern. Ein Problem besteht jedoch bei der Montage der Rückstellfedern, da es sich hier um sehr kleine und empfindliche Gebilde handelt. Besonders r achteilig sind in diesem Zusammenhand Zugfedern, da diese an den zur Befestigung haken- oder ösenartig ausgebildeten Enden insbesondere nach einer großen Anzahl von Betätigungen des Drehmagnetes abbrechen können. Hier ist zu berücksichtigen, daß tierartige Drehmagnete ohne Beschädigung eine sehr hohe Anzahl von Betätigungen, die in der Größenanordnung von Millionen liegen kann, vertragen können müssen.

Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, einen Drehmagnet der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der bei kompaktem Aufbau und wirtschaftlieher Herstellbarkeit insbesondere hinsichtlich der Rückstellfedern auch noch nach langer Betriebsdauer einwandfrei arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor. daß vor dem mit dem Anker verbundenen Kugellaufbahnring ein ringförmiges Federgehäuse mit zwei oder mehreren auf einer Kreislinie liegenden Umfangsschlitzen angeordnet ist. daß der mit dem Anker verbundene Kugellaufbahnring mit axial gerichteten Zapfen versehen ist. welche in die Umfangsschlitze berührungsfrei hineinragen, und daß in den Schlitzen Druckfedern angeordnet sind, deren eines Ende sich am Ende je eines Schlitzes abstützt und an deren anderem Ende je ein Zapfen dierekt oder mitieibar zu Anlage kommt.

Aufgrund dieser Ausbildung werden nicht nur die empfindlichen Zugfedern vermieden, sondern es besteht auch im Hinblick auf die Auswahl geeigneter Druckfedern eine weitgehende Freiheit für den Konstrukteur, weil die Federn in den Schlitzen geführt sind und so bei 5 Zusammendrückung nicht ausknicken können. Die Federn können so allein nach dem Gesichtspunkt optimaler Federungseigenschaften für den vorgesehe nen Zweck abgewählt werden. Auch die Montage ist wesentlich vereinfacht, weil schon vor dem eigentlichen Zusammenbau der Einzelteile des Drehmagneten die Rückstellfedern in ihre Arbeitsposition gebracht werden können.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist zwischen Feder und Zapfen eine Kugel angeordnet, so daß einerseits die Federn gleichmäßig abgestützt sind und auch auf die Zapfen ein gieichmäßi? verteilter Druck ausgeübt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Umfangsschlitze in dem die Zapfen in der Ruhestellung des Ankers aufnehmenden Bereich etwas enger ausgebildet sind, so daß die Federn bzw. die Kugeln an der Übergangsstufe zu diesem Bereich anliegen. Durch diese Ausbildung wird der Weg der die Zapfen beaufschlagenden Kugeln begrenzt; der die Zapfen in der Ruhestellung aufnehmende Spaltbereiih bleibt frei, so daß die Zapfen beim Aufsetzen des Federgehäuses ir.it den eingelegten Federn leicht in diesen Schlitzbereich eingeführt werden können. Νίκη der Vorfertigung des Federgehäuses mit den Rücksteilfedern sind beim Zusammensetzen der Kugellaufbahnringe und der Federgehäuse auch keine besonderen Maßnahmen zur Vorspann·:·-·* Λ·^ Druckfedern mehr erforderlich. Die wirtschaftliche Fertigung wird also durch diese Ausführungsform wesentlich gefördert. Lm ■■■:'■·■■: or Vorteil besteht darin, daß die Zapfen im ;. .!inland von dem Federdruck entiasiet sind, weil sich die Kugeln nach dem Rückstellen des drehbaren Kugellaufbahnringes auf der Übergangsstufe abstützen. Irgendwelche Langzeitverformungen der Zapfen durch das bei Kunststoffen gefürchtete Fließen sind damit 4c wirksam ausgeschlossen.

Ein besonders kompakter Aufbau verbunden mit einer weiteren Rationalisierung der Herstellung wird erzielt, wenn der mit dem Anker verbundene Kugellaufhahnring in eine, Ausnehmung des Federgehäuses untergebracht ist und rundum einen geringen Abstand voiTi Federgehäuse aufweist.

Nach einer weiteren vorteilhaften -Xusfuhrungsform erstrecken sich vom Rand des K-dergehäuses in entgegengesetzter Richtung wie die Zapfen Vorspriir.-ge. die in dazu passende Ausnehmungen des gehäusef*: sten Xugellaufbahnrirges eingreifen. Hierdurch wird automatisch eine genaue Winkelbeziehung zwischen Federgehäuse und Kugellaufbahnringen he* geste'lt, was wegen des Eingreifens der Zapfen in die Umfangsschlitze des Federgehäuses wichtig ist. Die Vorsprünge greifen vorteilhaflcrweise auch in passende Ausnehmungen des Gehäuses ein, oder der feststehende Kugellaufbahnring ist in geeigneter Weise gegen Drehung im Gehäuse gesichert.

Eine in bezug auf Federwege und gleichmäßige Arbeitsweise besonders zweckmäßige Ausführungsform kennzeichnet sich dadu.ch, daß auf dem Umfang des Federgehäuses gleichmäßig verteilt drei Umfangsschlitze vorgesehen sind. ^fi5

Zwischen zwei benachbarten Umfangsschlitzen ist dabei vorteilhafterweise auf der von den Kugellaufbahnrincen iibi.'ewandten Seite des Federgehauses jeweils eine Sackbohrung vorgesehen, in das gegebenenfalls Zapfen einer nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehenen Stirnplatte eingreifen können, um zwischen der Stirnplatte und dem Federgehäuse eine eindeutige Winkelbeziehung herzustellen.

Die Durchmesser der Sackbohrungen sind dabei zweckmäßigerweise nicht alle gleich, so daß bei Anordnung entsprechend dimensionierter Zapfen an der Stirnplatte die Stirnplatte und das Federgehäuse nur in einer von vornherein vorgesehenen Winkelbeziehung zueinander verbunden werden können.

Eine besonders vorteilhafte praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß der Umfangsschlitz auf der dem drehbaren Kugellaufbahnring zugewandten Seite gerade se breit ist, daß die Zapfen ohne Berührung hindurchpassen, und daß er sich danach slufenartig derartig erweitert, daß die Kugel und die Feder mit etwas Spiel hineinpassen. Hierdurch werden ein leichter Zusammenbau und ein einwandfreier Lauf der Vorrichtung gewährleistet. Auch ist die Herstellung des Federgehäuses als Spritzgußteil auf diese Weise wesentlich erleichtert.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Drehmagnetes.

Fig. 2 eine Draufsicht des in F i g. 1 dargestellten Federgehäuses von links in F i g. 1 und

Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt des Federgehäuses.

Nach der Zeichnung ist in einem zylindrischer. Gehäuse 1 1 konzentrisch eine ringförmige Erregerspule 12 angeordnet, die durch einen magnetischen Stirndek- 'liol 38 und einen mit seinem Außenumfang am Gehäuse ti befestigten Kugellaufbahnring 16 in ihrer Lage festgehalten wird. Entlang der Achse des zylindrischen Gehäuses Il erstreckt sich die Welle 13 des Drehmagneten, welche durch Lager 39 und Anschlagringe 40 drehbar, aber axial fest relativ /um Gehäuse 11 angeordnet ist.

Auf der Welle 13 sitzt drehfest aber axial verschiebbar ein Anker l5, der in geringem Abstand dem magnetischen Stirndeckel 38 gegenübersteht, so daß er bei Erregung der Spule 12 mit einer möglichst großen Kraft angezogen wird.

In einer Ringstufe dos Ankers 15 ist ein zweiter Kugellaufbahnring 17 befestigt, welcher mit seinen Kugellaufbahnen 24 den Kugellaufbahnen 24 des gehäusefesten Kugellaufbahnringes 16 gegenüberliegt, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Kugellaufbahnen 24 eine Kugel 18 angeordnet ist. Die Kugellaufbahnen 24 sind in bekannter Weise derart genei!-: ausgebildet, daß bei Ausübung einer axialen Kraft auf den Anker 15 - in F i g. 1 nach links - der Kugellaufbahnring 17 zu einer Drehbewegung um die Achse der Welle 13 veranlaßt wird.

Der Kugellaufbahnring 17 ist in einer Ausnehmung eines im einzelnen in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ff-.'ergehäuses 26 untergebracht. Das Federgehäuse 26 weist drei Umfangsschlitze 25 auf, zwischen denen jeweils Sacklöcher 33 vorgesehen sind, die sich zu der von den Kugeln 18 angewandten Seile hin öffnen.

Die Umfangsschlit/e 25 sind an dem dem Kugellaufbahnring 17 zugewandten Ende so schmal, daß an den Ringen 17 angebrachte und axial in Fig. 1 nach rechts vorstehende Zapfen 2.3 gerade ohne Berührung durch den Schütz 25 hindurchpassen. Auf der von den K iigi.'liiiufbiihnringer. abgewandten Seite erweitert sich

jeder Umfangsschlitz 25 dann stufenartig, so daß eine Schraubendruckfeder 21 und an ihrem Ende eine Kugel 22 aufgenommen werden können.

Der Endbereich 28 jedes Umfangsschlitzes 25 ist durchgehend so schmal ausgebildet wie der für den Durchgang der Zapfen 23 bestimmte Bereich, so daß gemäß F i g. 2 eine Übergangsstufe 29 entsteht, über die die von den Federn 21 unter Druck gesetzten Kugeln 22 nicht hinauskönnen.

Federgehäuse 26 und Kugellaufbahnring 17 sind so ausgebildet, daß der Kugeilaufbahnring 17 in Ruhestellung etwa mit dem Rand 30 des Federgehäuses 26 bündig ist.

An drei Stellen des Umfanges erstrecken sich von dem Federgehäuse 26 auf die Kugellaufbahnringe 16,17 zu Vorsprünge 31, die in Ausnehmungen 32 des gehäusefesten Kugellaufbahnringes 16 eingreifen; so daß eine eindeutige Winkelbeziehung zwischen dem Federgehäuse 26 und dem gehäusefesten Kugeilaufbahnring 16 gegeben ist.

Auf der Seite des Federgehäuses 26 ist die gesamte Anordnung durch eine Stirnplatte 27 abgeschlossen welche zur Befestigung Gewindebohrungen 41 odei auch auf der gegenüberliegenden Seite Zapfen aufweisen kann, die in die Sackbohrungen 33 eingreifen.

Die Federn 21 und Kugeln 22 werden vor dei

Montage in das Federgehäuse 26 eingelegt, so daß die Anordnung nach dem Einsetzen des Federgehäuses 2( und Abdeckung der UrrTangsschlitze 25 durch die Stirnplatte 27 sofort funktionsfähig ist.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Drehmag neten ist analog den bekannten Drehmagneten, wöbe jedoch jeweils die Zapfen 23 bei Erregung de; Elektromagneten 12 die Druckfedern 21 zusammen drücken, damit diese nach dem Stromloswerden de· Elektromagneten 12 die Rückstellung des Kugellauf bahnringes 17 übernehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehmagnet mit wenigstens einer in einem Gehäuse angeordneten, aus Zylinderspule, Kern und Tauchanker bestehenden Magnetanordnung und einer im Gehäuse drehbar gelagerten Welle, auf welcher der Anker drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, einem ersten zur Welle konzentrischen, gehäusefesten Kugellaufbahnring und einem damit zusammwirkenden, fest mit dem Anker verbundenen zweiten Kugellaufbahnring, zwischen denen Kugeln angeordnet sind und deren Laufbahnen derart geneigt ausgebildet sind, daß eine vom Anker auf den mit ihm verbundenen Kugellaufbahnring ausgeübte axiale Kraft eine Drehbewegung desselben zur Folge hat, und mit einer oder mehreren Rückstellfedern für den mit dem Anker verbundenen Kugellaufbahnring, dadurch gekennzeichnet, daß vordem mit dem Anker (15) verbundenen Kugellaufbahnring (17) ein ringförmiges Federgehäuse mit zwei oder mehreren auf einer Kreislinie liegenden Umfangsschlitzen (25) angeordnet ist, daß der mit dem Anker (15) verbundene Kugellaufbahnring (17) mit axial gerichteten Zapfen (23) versehen ist, welche in die Umfangsschlitze (25) berührungsfrei hineinragen, und daß in den Schlitzen Druckfedern (21) angeordnet sind, deren eines Ende sich am Ende je eines Schlitzes abstützt und an deren anderem Ende je ein Zapfen direkt oder mittelbar zur Anlage kommt.

2. Drehmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zwischen Feder (21) und Zapfen (23) eine Kugel (22) angeordnet ist.

3. Drehmagnet nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsschlitze (25) in dem die Zapfen (23) aufnehmenden Endbereich (28) etwas enger ausgebildet sind, so daß die Federn (21) bzw. die Kugeln (22) an der Übcrgangsstufe (29) zu diesem Bereich (28) anliegen.

4. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Anker (15) verbundene Kugcllaufbahnnng (17) in einer Ausnehmung des Federgehäuses (26) untergebracht ist und rundum einen geringen Abstand vom Federgehäuse (26) aufweist.

5. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Rand (30) des Federgehäuses (26) in entgegengesetzter Richtung wie die Zapfen (23) Vorsprünge (31) erstrecken, die in dazu passende Ausnehmungen (32) des gehäusefesten Kugellaufbahnringes (16) eingreifen.

b. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Federgehäuses (26) gleichmäßig verteilte drei Umfangsschlitze (25) vorgesehen sind.

7. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Umfangsschlitzen (25) auf der von den Kugellaufbahnringen abgewandten Seite des Federgehäuses (26) jeweils eine Sackbohrung (33) vorgesehen ist.

8. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federgehäuse (26) von einer Stirnplatte (27) abgedeckt ist.

9. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsnrüntre (3Π auch in passende Ausnehmungen des

Gehäuses (11) eingreifen.

10. Drehmagnet nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Sackbohrungen (33) zwischen den Umfangsschlitzen (25) nicht alle gleich sind.

11. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsschlitz (25) auf der dem drehbaren Kugellaufbahnring (17) zugewandten Seite gerade so breit ist, daß die Zapfen (23) mit etwas Spiel durchpassen, und daß er sich danach stufenartig derart erweitert, daß die Kugel (22) und die Feder (21) mit etwas Spiel hineinpassen.