DE2320627C3 - Drehmagnet - Google Patents

Description

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

Zylinderspule, Kern und Tauchanker bestehenden MugncUinordniing 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 zusammenwirkenden, fest mit dem Anker verbundenen zweiten Kugeliaufbahnring, zwischen denen Kugeln angeorden; sind und deren La'ifbi'hnen derart geneigt ausgebildet sind, daß eine vom Anker auf den mit ihm verbundenen Kugellaulbahnring ausgeübte axiale Kraft eine Drehbewegung desselben zur Folge hat, und mit einer oder mehreren Rückstellfedern für den mit dem Anker verbundenen Kugeliaufbahnring.

Unter Drehmagneten versieht man Vorrichtungen, mit denen eine Axialbcwegung eines durch einen Elektromagneten bcaufschlagbaren 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 Rücksten/edern, da es sich hier um sehr kleine und empfindliche Gebilde handelt. Besonders nachteilig 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 derartige Drehmagnete ohne Beschädigung eine sehr hohe Anzahl von Betätigungen, die in der Größenanordnung von Millionen liegen kann, vertragen können müssen.

Da¹; Ziel der Erfindung besteht somit darin, einen Drehmagnet der eingangs genannten Giattung zu schaffen, der bei kompaktem Aufbau und wirtschaftlieher Herstcllbarkeit insbesondere hinsichtlich der Rückstellfedern auch noch nach langer Betriebsdauer einwandfrei arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe siehi die F.rfindung 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 Kugeliaufbahnring mit axial gerichteter. Zapfen versehen ist. welche in die Umfangssehlitze 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 mittelbar zu Anlaee kommi

Aufgrund dieser Ausbildung werden nicht nur die empfindlichen Zugfedern vermieden, sondern es besteht auch im Hinblick auf die Auswahl geeigneter Druckfedern eine weitgehende Freiheit fur den Konstrukteur, weil die Federn in den Schlitzen geführt sind und so bei 5 Zusammendrückung nicht ausknic'-.en können. Die Federn können so allein nach dem Gesichtspunkt optimaler Federungseigenschaften für den vorgesehenen Zweck ausgewählt 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 /weckmäßigen Ausführungsform ist zwischen Feder und Zapfen eine Kugel angeordnet, so daß einerseits die Federn gleichmäßig abgestützt sind und auch auf die Zapfen ein gleichmäßig verteilter Druck ausgeübt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Umfangsschliize 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 Spaltbercich bleibt frei, so daß die Zapfen beim Aufsetzen des Federgehäuses mit den eingelegten Federn leicht in diesen Schlitzbereich eingeführt werden können. Nach der Vorfertigung des Federgehäuses mit den Rückstellfedern sind beim Zusammensetzen der Kugellaulbahnnngo und der Federgehäuse auch keine besonderen Maßnahmen zur Vorspannung der Druckfedern mehr erforderlich. Die wirtschaftliche Fertigung wird also durch diese Ausführungsform wesentlich gefördert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Zapfen im Ruhestand von dem Federdruck entlastet sind, weil sich die Kugeln nach dem Rückstellen des drehbaren Kugellaufbahnringes auf der Übergangsstufe abstützen. Irgendwelche Langzeitverformungen der Zapfen durch das bei Kunststoffen gefiirchtete Fließen sind damit wirksam ausgeschlossen.

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

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich vom Rand des Federgehäuses in entgegengesetzter Richtung wie die Zapfen Vorsprüngo, die in dazu passende Ausnehmungen des gehäusefesten Kugellaufbahnringes eingreifen, hierdurch wird automatisch eine genaue Winkelbeziehung zwischen Federgehäuse und Kugellaufbahnringen hergestellt, was wegen des Eingreifens der Zapfen in die Umfangsschlitze des Federgehäuses wichtig ist. Die Vorsprünge greifen vorteilhafterweise auch in passende Ausnehmungen des Gehäuses ein, oder der feststehende Kugellaufbahnring ist in geeigneter Weise gegen Drehung im Gehäuse gesichert. do

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

Zwischen zwei benachbarten Umfangsschlii/en ist dabei vorteilhafterweise auf der von den Kugellaufbahnringcn abgewandten Seite des Fedcrgehauses 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 Ausführungsfoim kennzeichnet sich dadurch, daß der Umfangsschlit/ auf der dem drehbaren Kugellaufbahnring zugewandten Seite gerade so breit ist, daß die Zapfen ohne Berührung hindurchpassen, und daß er sich danach stufenartig 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 Spritzgußieil auf diese Weise wesentlich erleichtert.

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

1" i g. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Drehmagnetes.

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

F i g. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt des Federgehäuses.

Nach der Zeichnung ist in einem zylindrischen Gehäuse 11 konzentrisch eine ringförmige Erregerspule 12 angeordnet, die durch einen magnetischen Stirndekkel 38 und einen mit seinem Außenumiang am Gehäuse 11 befestigten Kugellaufbahnring 16 in ihrer Lage festgehalten wird. Entlang der Achse des zylindrischen Gehäuses 11 erstreckt sich die Welle 13 des Drehmagneten, welche durch Lager 39 und Anschlagringc 40 drehbar, aber axial fest relativ zum Gehäuse 11 angeordnet ist.

Auf der Welle 13 sitzt drehfest aber axial verschiebbar ein Anker 15, 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 des Ankers 15 ist ein zweiter Kugellaufbahnring 17 befestigt, welcher mit seinen Kugellaufbrhncn 24 den Kugellaufbahnen 24 des gchäusefcsven Kugellaufbahnringes 16 gegenüberliegt, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Kugellaufbahnen 24 eine Kugel 18 angeordnet ist. Die Kugellaufbahnen 24 sind in bekannter Weise derart geneigt ausgebildet, daß bei Ausübung einer axialen Kraft auf den Anker Ii in F i g. 1 nach links - der Kugellaulbahnring 17 zu einer Drehbewegung um die Achse der Welle 13 veranlaßt wird.

Der Kugellaufbahnriiig 17 ist in einer Ausnehmung eines im einzelnen in den F i g. 2 und 3 dargestellten Fedcrgehauses 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 Seite hin öffnen.

Die Umfangsschlitze 25 sind an dem dem Kugellaulbahnring 17 zugewandten End? so schmal, daß an den Ringen 17 angebrachte und axial in F i g. 1 nach rechts vorstehende Zapfen 23 gerade ohne Berührung durch den Schlitz 25 hindurchpassen. Aul der von den Kugellaufbahnringen abgew andien Seite erweitert sich

jeder Umfangsschlitz 25 dann stufenartig, so daß eine Schraubendruckfeder 2t und an ihrem Ende eine Kugel 22 aufgenommen werden können.

Der Endbereich 28 jedes Umfangsschliizes 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 Kugellaufbahnring 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 Kugellaufbahnring 16 gegeben ist.

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

Die Federn 21 und Kugeln 22 werden vor der

Montage in das Federgehäuse 26 eingelegt, so daß die Anordnung nach dem Einsetzen des Federgehäuses 2f

ίο und Abdeckung der Unifangsschlitze 25 durch die Stirnplatte 27 sofort funktionsfähig ist.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Drehmag nelen 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 (11)

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, gehäusefesien Kugeliaufbahnring und einem damit zusammwirkenden. fest mit dem Anker verbundenen /weiten Kugellaufbahnring, zwischen denen Kugeln angeordnet sind und deren Laufbahnen derart geneigt ausgebildet sind, daß eine vom Anker auf den mit ihm verbundenen Kugeliaufbahnring ausgeübte axiale Kraft eine Drehbewegung desselben zur Folge hat, und mit einer oder mehreren Rückstellfedern für den mil dem Anker verbundenen Kugellaufbahnnng, dadurch gekennzeichnet, daß vordem mit dem Ankcr(15) verbundenen Kugeliaufbahnring (17) ein ringförmiges Federgehäuse mit zwei oder mehreren auf einer Kreislinie liegenden Umfangsschlitzer. (25) angeordnet ist, daß der mit dem Anker (15) verbundene Kugeliaufbahnring (17) mit axial gerichteten Zapfen (23) versehen ist, welche in die Umfangssehlitze (25) berührungsfrei hineinragen, und daß in den Schlitzen Druckfedern (21) angeordnet sind, deren eines Ende sich am Ende je eines Schlitzes aoslützt 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 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangssehlitze (25) in dem die Zapfen (23) aufnehmenden Endbereich (28) etwas enger ausgebildet sind, so daß die Federn (21) bzw. die Kugeln (22) an der Ubcrgangsstufe (29) zu diesem Bereich (28) anliegen.

4. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Anker (i5) verbundene Kugeliaufbahnring (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.

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

7. Drehmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Umfangsschli'.zen (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 clic Vorsprünge (31) auch in passende Ausnehmungen des

Gehäuses (11) eingreifen.

10. Drehmagnet nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daü die Durchmesser der Sackbohrungen (33) zwischen den Umfangsschlit/en (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 siufenariig derart erweitert, daß die Kugel (22) und die Feder (21) mit etwas Spiel hineinpassen.