DE2360973A1 - Elektromagnetische betaetigungsvorrichtung mit einem in axialer richtung hin und her verschiebbaren anker - Google Patents
Elektromagnetische betaetigungsvorrichtung mit einem in axialer richtung hin und her verschiebbaren ankerInfo
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Description
Böblingen, 30. November 1973
ar-fr-se '
ar-fr-se '
Anmelderin: _ " International Business Machines
Corporation, Armonk, IT.Y. 10504
Amtl. Aktenzeichen: * Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: BC 972 007
Aktenzeichen der Anmelderin: BC 972 007
Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung mit einem in
axialer Richtung hin und her verschiebbaren Anker
axialer Richtung hin und her verschiebbaren Anker
Diese Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung
mit einem einen permanenten magnetischen Fluß erzeugenden Stator und mit einem in axialer Richtung im Stator durch .
eine Führungseinrichtung hin und her verschiebbaren Anker, der
mit dem die Betriebsfunktion ausübenden Betätigungsglied verbunden ist und der eine vorzugsweise von Gleichstromsignalen
erregte Feldspule enthält, wobei durch die Polarität der Signale' die Auslenkrichtung des Ankers und durch die elektrische Energie der Signale die Größe der Auslenkverschiebung des Ankers bestimmt wird.
mit dem die Betriebsfunktion ausübenden Betätigungsglied verbunden ist und der eine vorzugsweise von Gleichstromsignalen
erregte Feldspule enthält, wobei durch die Polarität der Signale' die Auslenkrichtung des Ankers und durch die elektrische Energie der Signale die Größe der Auslenkverschiebung des Ankers bestimmt wird.
Bei dieser elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung handelt
es sich um eine Antriebseinrichtung, welche zur Gruppe der Gleichstrom Liriearmotoren gehört, da der auf das Betätigungsglied einwirkende Anker eine lineare Bewegung ausführt. Derartige Betätigungsvorrichtungen werden zweckmäßig, beispielsweise, zur Positionierung von Schreibeinrichtungen in Registriergeräten oder von
Druckköpfen in Druckern verwendet oder auch zur schnellen
und genauen Einstellung der Magnetköpfe beim Einschreiben oder
Lesen von codierten Daten bei Plattensoeichern in Dateriverarbei-
es sich um eine Antriebseinrichtung, welche zur Gruppe der Gleichstrom Liriearmotoren gehört, da der auf das Betätigungsglied einwirkende Anker eine lineare Bewegung ausführt. Derartige Betätigungsvorrichtungen werden zweckmäßig, beispielsweise, zur Positionierung von Schreibeinrichtungen in Registriergeräten oder von
Druckköpfen in Druckern verwendet oder auch zur schnellen
und genauen Einstellung der Magnetköpfe beim Einschreiben oder
Lesen von codierten Daten bei Plattensoeichern in Dateriverarbei-
40 98 25/082 4
tungsanlagen. Auch in Steuer- und Regeleinrichtungen können der artige
Betätigungsvorrichtungen eingesetzt werden. Die erfindungsgeoiäße Betätigungsvorrichtung ist als elektro-inechanischer t-landler
in solchen Fällen besonders zweckmäßig anwendbar, wenn iirr^er
eine Gleichspannung in eine lineare mechanische -Auslenkbewegung
umgeformt v/erden soll. ■ ·
Es sind verschiedene Mechahisraen oder elektronechanische /'amller
bekanntgeworden, die dazu dienen, beispielsv/eise einen "Tagnetkopf
auf eine bestimmte Aufzeichnungsspur in einer Magnetplatte einzustellen
oder eine Schreib-- oder Druckeinrichtung auf eine vorgegebene Position präzise auszulenken. Manche derartige Lin-stellmechanismen
verwenden Sölenoide oder Tauchänkermagnete.
deren bewegliche Spule oder Ankerkern durch das an diese Eetäti■-gungsvorrichtung
angelegte elektrische Steuersignal entsprechend weit ausgelenkt bzw. angezogen wird.
Andere bekannte elektromagnetische Betätigungsvorrichtungen, die auf dem Prinzip eines Linearnotors basieren, verwenden ein elektromagnetisches
Tianderfeld zur linearen Auslenkung eines Ankers,-wobei
das i-Janderfeld durch die aufeinanderfolgende An-- und Abschaltung von reihenförmig hintereinander angeordneten Magnetspulen
erzeugt wird. Das in einer derartigen Betätigungsvorrichtung erzeugte Magnetfeld wandert sonit in einer zügigen Bewegung
von einer Anfangsstellung des Ankers bis zur gewünschten äuslenkstellung
und nimmt dabei den Anker mit. Diese bekannten Be-' tatigungsvorrichtungen, welche zur Verschiebung des Ankers ein
elektromagnetisches Wanderfeld verwenden,' sind in der Lage, ein Gleichspannungssignal in eine entsprechende Ankerauslenkung umzuformen,
jedoch sie erfordern hierzu eine relativ aufwendige mechanische Konstruktion und mehrere Schaltkreise für die Auslenksteuerung.
Außerdem ist es schwierig, mit derartigen Betätigungsvorrichtungen
eine konstante Geschwindigkeit der Auslenkbewegung zur erzielen. "' .
Durch die US-PS 2 581 133 wurde eine andere Betätigungsvorrich
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BAD ORIGINAL
„ *5 _
tung zur gesteuerten Aus Lenkung der SGhreibeinrichtung in einein
Registriergerät bekannt. Bei dieser BetätigungsvorriGhtuing sind
zwei Dauermagnete so angeordnet, .daß sie entlang einer Stange
zwei in der Richtung einander entgegengesetzte tfegnetflüs^e er-'
zeugen. Als aus lenkbarer Anker und Träger für die SGhreibeinrich^ :
tung ist eine hohlzylindrische Feldspule vorgesehen, die in·ihrer
Grundstellung sich in"der Mitte der Stange befindet. Bei einer ,
Erregung dieser Feldspule durch ein Gleichspannungssignal wird
sie je nach der Polarität dieses Signales und dessen Spannungs höhe
entsprechend weit von der Mitte ab nach rechts oder links
ausgelenkt. Diese .bekannte Betätigungsvorrichtung ist noch nicht
voll befriedigend, weil die Auslenkbewegung des Ankers nicht
linear ist. Die Ursache für' diese Abweichung von der Linearität
ist darin zu sehen,, daß die beiden Magnetflüsse in ihrem Verlauf
in der Längsstrecke der Stange nicht gleichaväßig stark sind, an
den Enden bzw. der Einspeisungsstelle sind, sie am stärksten und infolge
von Streuverlusten verringert sich ihre Stärke zur Mitte der Stange hin. Derartige auf diesem Prinzip basierende Betätigungsvorrichtungen.sind
deshalb nur;in solchen Fällen zwecknäßig yer-'
wendbar, wo keine präzise Linearität in der Auslenkung gefordert
wird und wo nur eine relativ .kurze Ankerverschiebung:- bzw» sin
kleiner ü-etätigungshub benqtigt wird. ■■"-." ; ■ .-. "..-■■
t-Jenn von einer der bekannten Betätigungsvorrichtungen ein relativ'
langer bzw-, großer Letätigungshub aus zuführen ist und dessen Abweichung-von
der genauen Linearität nicht a-kzeptierbar ist,. d.ann
nüssen zusätzliche Jvorrektnrnaßnahiaen ergriffen .vierden, welche
die Fehler eliminieren oder kompensieren, .um- die ^gewünschte Genauigkeit zu erhalten..-.,.--. .
Ein anderes Problem besteht bei den bekannten B
tungen darin·, daß sie einen yerhaltnisreaSi^g; großen- Rauia: ibe-aäspruchenr
insbesondere .wenn hohe. Genauigkeitsanforderungen^ bestehen,.
Dadurjch. mußte in einigen Fällen auf ihre Anwendung Mei
denen Einrichtungen - wo nur ein knappes ^aumaÄgefcot zur
BC 972 0O7
steht, verzichtet werden*
Es ist die Aufgäbe eier Erfindung, eine verbesserte elektromagnetische
Betätigungsvorrichtung mit einen auslenkbaren Anker als.
Träger des die Betriebsfunktion ausüben.Jen- Betätigungsgliedes
zu schaffen., Kierbei besteht die Forderung r daß dieser neue
elektra—mechanische "landler zur Erzielung einer guten !linearität
einen permanenten magnetischen Fluß aufweist, dessen Flußdichteüber
die gesamte AusTenk ■ oder Verschiebestrecke, des Ankers
konstant ist, wodurch das in der bekannten Betätigungsvorrichtung
nach. US-PS 2 581 133 bestehende Problem der Ilichtlinearität durch,
ungleiche Flußstärke eliminiert ist. Eine weitere Forderung an.
die verbesserte Betätigungsvorrichtung besteht darin, daß diese als elektro -mechanischer Tiandler so ausgelegt ist, daß die axiale
Verschiebung des Ankers eine streng lineare Funktion der Spannungshöhe des steuernden Gleichspannungssignales ist, oder daß in
Abhängigkeit von den Speisespannungssignal die Auslenkung dos
Ankers eine gewallte und gesteuerte nichtlineare Funktion ist.
"eitere Forderungen an die neue verbesserte Eetätigungsvorrieh,-tung
bestehen darin, daß diese einen raumsparenden kenpakten
Aufbau aufweist, daß sie aus einer relativ einfachen in "lassenfertigung
billig herstellbaren zuverlässigen Konstruktion besteht*
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Stator eine im Querschnitt ü-förmige ferromagnetische Schiene
enthält, deren Länge wenigstens dem maximalen Gesamtauslenkhub
entspricht, daß im Grund der U-Schiene in gleicher Länge eine
Dauermagnet angeordnet ist, dessen zur geschlossenen und zur
offenen Seite der U-Schiene gerichteten Oberflächen jeweils eine
ungleichnamige Polflache bilden, daß zwisehen den Schenkeln der
U-Schiena in einem vorbestimmten Abstand parallel zum Dauermagneten eine ferromagnetische «Stange stationär angeordnet ist* auf
die die Feldspule längsbeweglich aufgeschoben ist und daß die
Endseiten, der Feldspule mit ferromagnetischeri Jochen versehen
972 OGi 409625/0824-
BAD ORfGiMAL
■ .. 5 -
sind,- die zur Schließung des magnetischen Kreises des'permaneriten
Statorflusses mit der Stange und wenigstens einem Schenkel der Unförmigen Schiene in Gleitberührung stehen. Die erfiridungsgemäße
elektromagnetische Betätigungsvorriclitung wird nachstehend
ausführlicher an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen,
Figuren 1 bis 4, beschrieben. Von den Zeichnungen stellen
dar:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine elektromagne
tische Betätigungsvorrichtung, welche die eirfindungsgemäßen
Merkmale aufweist,-
Fig. 2 die Ansicht eines Querschnittes durch den
Stator der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1 :; " "entlang der Linie 2-2,,
Fig. 3 die Vorderansicht des in axialer Richtung ver
schiebbaren Ankers der Betätigungsvorrichtung
nach Fig. 1 bei einer durch den Pfeil 3 angegebenen Blickrichtung ,
Fig. 4 die Ansicht eines Querschnittes durch den
kompletten Anker entlang der Linie 4-4 in Fig.
Die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 1 - welche auch
wie bereits erwähnt wurde, als elektro-mechänischer Wandler oder
als Linearmotor bezeichnet werden kann, ist in der Fig. 1 im komplettierten Zustand abgebildet. Aus dieser Fig. 1 ist zu
ersehen, daß diese Betätigungsvorrichtung aus zwei Häuptteilen
besteht, erstens aus dem langgestreckten Stator (abgebildet
in Fig. 2) und zweitens aus dem dazu relativ beweglichen Anker
9, abgebildet in Fig."3. Dieser Anker 9 ist in axialer Richtung
über die gesamte Länge des Stators 5 relativ verschiebbar bzw. auslenkbar. Um einen möglichst geringen Reibungswiderstand bei
der Verschiebung des Ankers überwinden zu müssen, ist er auf
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BAD
236Π973
bekannte vieise mit Führungsrollen bestückt, welche auf den dafür
vorgesehenen Bahnflächen des Stators 5 anliegen. xAnstelle der
Führungsrollen 11 können auch andere Führungselemente · z.13.
Gleitstücke aus Polytetrafluoräthylen verwandet werden. Avis den
Fign. 1 und 3 ist zu ersehen,- daß die Achsen der Führunjsrollen 11 an den Enden von Jochen -10 befestigt sind. Auf jeder r.ndseite
der Feldspule 3 ist ein aus ferromagnetischen .".aterial bestehendes
Joch 10 angeordnet. Diese Joche 10 diener, als Verbindungsteile
oder Rückschluß iip magnetischen Kreis des permanenten Magnotflusses
in Stator 5 und sie sind vorgesehen, den magnetischen Kreis auch bei einer Verschiebung des Ankers 9 geschlossen zu
halten. Die Führungsrolle!! 11 sind so angeordnet, daß sich der komplette Anker leichtgängig parallel zu einer Stange 2 und einer
dazu parallelen L-förraigen. Schiene 6 über die gesagte Länge des
Stators 5 in axialer Richtung hin· und herbewegen kann. Auch diese L'-förmige Schiene 6 ist ein ferroir.agnetisches Verbindungsstück
und dient als Rückschluß im magnetischen Kreis des permanenten
ZIagnetfluss.es in Stator 5 .
Bei der in Fig. 1 abgebilleten Betätigungsvorrichtung führt der
Anker konstruktionsbedingt eine geradlinige bewegung aus, da der Stator 5 und die darin angeordnete Stange 2 sowie die Schiene 6
ebenfalls gerade Bauteile sind. Es ist für den Faciiniann naheliegend,
daß die Konstruktion auch so gestaltet werden kann, daß der Anker 9 sich auf einer anders geformten Bewegungsbahn verschieben,
kann bzw. können die in Fig. 1 gezeigten Bauelemente der Betätigungsvorrichtung
nicht gerade sein, sondern gekrürjnt, so claP
die Bewegungsbahn des Ankers bogenförmig ist.
Der Stator 5 enthält als Quelle für den permanenten magnetischen
Fluß einen Dayermagneten 4, der iie Form eines Flachstapels aufweist,
. welcher sich über die gasar.te Länge des Stators 5 erstreckt
und der rait den Rückschluß teilen des ilagnetf lußpf ades eng gekoppelt
ist. Es ist naheliegend, daß als. Quelle, für den permanenten
magnetischen Flu3. anstelle des vorstehend, ,erwähnten und. in den
BC 972 007 / η Q Q iV/Vfl'f/' " '6 '
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23WS73
Fign. 1 und 2 abgofcilcEeiten flachs tab foriufe
auch eiri Elektromagnet oder eirie Kombination; aus eineß Dauernajnetcn
uiul einem Iflektromagneten vexwendibax' isit,- jlus, den
Fign. 1 und 2 ist zu erSehen, daß der f !lachst ab foxmigje Bauer~
rcagnet 4 mit einer Qberf lachen'seite an"der"Innenseite.eines
Schenkels der L-förriigen Schiene 6 angeordnet is:t und iberiife
gesagte Länge an dieser anliegt.» Ss ist außerdem nahevlie9en""ä f
daß anstelle der L-förmigen Statorschiene 6 auch: andere gefQirr'te;
Rauteile als magnetisches Rücksehluffglied verwendbar sind. Die
aus ferromacnetischen Material bestehende L-fiorraige Stator schiene
6 kann durch eine, da^iit verbundene Flaehschiene 7 ergänzt
v/erden- so daß eine ti-'förmige Statorschiene 6 entsteht-
oder es kann alternativ gleich eine ü'-förn.iga' Statorschiene 6
aus" ferromaqnetiscliem Material Verwendung finden;., Eine" tl-fcxr·-
^iige -Schiene 6 - bei der innen an'- Grund der flachstabföirnige
Dauermagnet 4 angeordnet ist, hat den Vorzug, da? durch die
beiden Schenkel 7 zwei nagnetisclie Rucksehlußofade vorhanden
sind, die sich in Grundtoil der Statorschiene € vereinigen und
in den Dauermagneten 4 übergehen. Die T^binstrüktibra des· Statoars
kann jedoch auch so ausgelegt seinA daß nur ein Schenkel 7' alsmagnetisches
Rucksehlußteil wirksaii ist. Die Statoorschiene S
kann auch so ausgelegt sein, daß sie einen L- adex ET--ffö'rnigen
Dauermagneten .4 "bildet, der den !uagjietisciien Rüick'öaß diirekt"
von den Jochen 10 empfängt. ·
Sün Stator 5 cjehür't noch die Stange; 2r:v7ie: aas den Fign./1 und
2 zu ersehen ist. Diese'Stange 2P beleihe ebenfalls aus fierrcrinagnetischcm
:iateria:l" besteht,, erstreckt sieh In Langsfidittüing'"
über die gesamte L?nge der U-fSmigen Stator sqfcie-R-e-"6 .zwischen.'
deren. Schenkeln 7 in einer" vörbes-ti'rTterrÄbstani parallel zum
DauerTiagneten 4' und;*zu den beeiden! Sehenksln' 7. Die Stange 2
möglichst gefingert Abstand vor·
sa 'gewählt fet, faß sich e:irt iipalt.' ergibt t
befindet sich in eine:
Dauer: agneteh' 4γ der
Dauer: agneteh' 4γ der
in dem: die Feldspule §' sichfrei,"in Längsrichtung bewegen'kanhv
Der flachs tabf örmigeDauermagnet 4 ist so. magnet! si ext; daß seine
beiden ebenen Oberflächensei'ten 17r IS>
öie einerseit.!=; zqx Crmid-DC
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BAD ORIGINAL
seite und andererseits zur offenen Seite der U-förmigen Schiene
6 gerichtet sind, ungleichnamige Polflächen N, S bilden. Die Richtung der magnetischen Achse des Dauermagneten 4 ist durch
den Pfeil 16 in der Fig. 1 angegeben, es ist zu erkennen, daß
die magnetischen Feldlinien senkrecht zur Längsachse des Dauermagneten 4 verlaufen. Es ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen,
daß durch die Polarität des Dauermagneten 4 die axiale Auslenkrichtung des Ankers 9 beeinflußt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Stange 2 im Querschnitt halbkreisförmig gestaltet. Diese Querschnittsform ist an die
zentrale zylindrische öffnung der Feldspule 8 im Anker angepaßt. Im komplettierten Zustand der Betätigungsvorrichtung durchdringt
die Stange 2 den zentralen zylindrischen Hohlraum der Feldspule 8. Die Querschnittsform der Stange 2 könnte auch eine andere
Gestalt aufweisen, es ist jedoch zweckmäßig, daß dann auch die Feldspule 8 mit einem entsprechend geformten Hohlraum versehen
ist, um möglichst Luftspalte zu vermeiden. Die Stange 2 ist an ihren Enden mit dem Stator 5 bzw. der U-förmigen Statorschiene
6 fest verbunden und sie verbleibt in ihrer fixierten Lage, auch wenn der Anker hin- und herbewegt wird.
Der in beide Längsrichtungen verschiebbare Anker 9, dargestellt in den Fign. 1, 3 und 4, besteht aus einer hohlzylindrischen
Feldspule 8, einem als Kern dienenden Brückenstab 12, der im zentralen Hohlraum den noch freien Raumteil durchdringt und der
mit zwei Jochen 10 verbunden ist, welche an den beiden Endseiten
der Feldspule 8 angeordnet sind. Diese beiden Joche 10, welche ebenfalls aus ferromagnetischem Material bestehen, erstrecken
sich senkrecht zur Längsachse bzw. Verschieberichtung der Betätigungsvorrichtung
und sie dienen als ein Bestandteil zum Schließen des magnetischen Kreises vom permanenten magnetischen
Statorfluß. Zusammen mit den Rollen 11 der Führungseinrichtung bilden die vorgenannten Bauteile den komplettierten Anker 9,
welcher die längsverschiebbare Einheit in der Betätigungsvor-
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U09825/0824
richtung ergibt, durch die ein damit verbundenes nicht dargestelltes
Betätigungsglied zur Ausführung der gewünschten Betriebsfunktion
gesteuert wird.
Die Feldspule 8 des Ankers 9 hat bei diesem Ausführungsbeispiel
die Form eines Hohlzylinders, dessen zentraler Hohlraum zur Hälfte
von der abgeflachten Stange 2 und die andere Hälfte von dem Brückenstab 12 durchdrungen und ausgefüllt wird. Dieser Brücken stab
12, welcher ebenfalls aus ferromagnetischem Material besteht und einen an den Spulenhohlraum angepaßten Querschnitt
aufweist, ist mit dem Anker .9 über die Joche 10 verbunden und
somit gegenüber der Stange 2 längsbeweglich„ Der Brückenstab
und die Stange 2 weisen beide abgeflachte Flächen auf, deren
Höhen dem Durchmesser der zentralen Öffnung der Feldspule 8
entsprechen und die als■ Gleitflächen aneinanderliegen. Diese
beiden Gleitflächen ermöglichen es, daß der Anker 9 relativ
zu dem Stator 5 in Längsrichtung bewegbar istο -
Zur Vervollständigung des magnetischen Kreises für den permanenten
Magnetfluß des Stators 5, welcher vom Dauermagneten 4 ausgeht,
durch den Luftspalt bzw» durch die Wandschicht der Feldspule 8
zur Stange 2 gelangt und von dieser über die Gleitflächen in
den Brückenstab 12 eintritt und 'von dort zu den Jochen 10 gelangt,
sind die Enden der Joche IO so gestaltet, daß sie mit den Schenkeln
7 der Statorschiene 6 in Gleitberührung stehen, d.h» daß
nur ein sehr kleiner Luftspalt zwischen den Jochen 10 und den
Schenkelflächen besteht. Diese Gleitflächen zwischen den Jochen und den Schenkeln "7 der Statorschiene β tragen gleichfalls dazu
bei, daß der Anker 9 relativ zum Stator 5 verschiebbar ist und
daß sich während einer Änkerverschiebung der permanente magnetische Fluß in seiner Intensität nicht.ändert. Der magnetische
Kreis dieses permanenten magnetischen Flusses besteht somit aus
dem Dauermagneten .4 als Flußquelle, dem Luftspalt- bzw» der Wandstärke der Feldspule 8, der Stange 2, dem Brückenstab 12 und der
dazwischenliegenden Gleitfläche, den Jochen 10, den Gleitflächen
zwischen den Jochen 10 und den Schenkeln 7 der Statorschiene 6=
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Es wurde bereits erwähnt, daß es möglich ist, den magnetischen
Fluß über einen oder-beide Schenkel 7 der Statorschiene 6 zum
Dauermagneten 4 zurückzuleiten.
Falls es für den Zusammenbau der Betätigungsvorrichtung oder deren
Betriebsfunktion zweckmäßig ist, können anstelle der ebenen Gleitflächen zusätzlich noch Rillen, Rippen oder andere Führungs profile
konstruktiv vorgesehen werden.
Nachdem vorstehend die Konstruktion eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung beschrieben wurde,
erfolgt anschließend eine Erläuterung der Wirkungsweise dieser Betätigungsvorrichtung. Bei einer komplettierten Betätigungsvorrichtung
1 geht der magnetische Fluß von der zur Stange 2 gerichteten Polfläche 17 des Dauermagneten 4 aus und er kreuzt den
dazwischenliegenden Luftspalt, in welchem sich die Feldspule 8 bewegen kann. Der magnetische Fluß tritt von der Stange 2 in den
Brückenstab 12 über und gelangt über die Joche 10, welche einen geringen magnetischen Widerstand aufweisen über die Gleitflächen
und die Schenkel 7 der Statorschiene 6 zurück zum Dauermagneten 4. Die Bewegungsrichtung des verschiebbaren Ankers 9 ist in der
Fig. 1 durch den Pfeil 14 angegeben. Diese axiale Bewegungsrichtung
ist senkrecht zu der Ebene definiert durch die Vektoren der Stromdurchflutung von der Feldspule 8 und dem magnetischen
Flußfeld des Dauermagneten 4, dessen Richtung durch den Pfeil in der Fig. 1 angegeben ist. Die bei einer Erregung der Feldspule
8 durch ein Spannungssignal auf den Anker 9 einwirkende Verschiebekraft
ist in ihrer Richtung, in v/elcher sie den Anker 9 aus-lenkt, abhängig, erstens von der Polarität der Polflächen 17,
des Dauermagneten 4 und zweitens von der Polarität des Spannungssignales
bzw. der Richtung der Wicklungsdurchflutung der Feldspule
8. Wird die Feldspule 8 durch einen Gleichstrom erregt, dann ergibt sich eine auf den Anker 9 einwirkende Verschiebekraft,
die den Anker 9 in axialer Richtung entweder nach links oder nach rechts auslenkt in Abhängigkeit der Polaritäten des permanenten
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BAD ORiGINAL
Magnetflusses und des Erregerstromes. Die Auslenkgeschwindigke.it
des Ankers 9 über die Verschiebestrecke ist konstant, wenn die Verteilung des permanenten magnetischen Flusses über die gesamte
Lange des Dauermagneten"4 relativ einheitlich ist.
Der Anker 9 ist jedoch auch mit einer sich verändernden Geschwindigkeit
auslenkbär, wenn entweder die Amplitude des Spannungssignales zur Erregung der Feldspule 8 sich entsprechend ändert
und/oder die Dichte des permanenten magnetischen Flusses über
die Länge der Betätigungsvorrichtung nicht gleich ist-und von
einer fest vorgegebenen oder gesteuerten Funktion abhängig ist.
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Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHEElektromagnetische Betätigungsvorrichtung mit einem einen permanenten magnetischen Fluß erzeugenden Stator und mit einem in axialer Richtung im Stator durch eine Führungseinrichtung hin und her verschiebbaren Anker, der mit dem die Betriebsfunktion ausübenden Betätigungsglied verbunden ist und der eine vorzugsweise von Gleichstromsignalen erregte Feldspule enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) eine im Querschnitt ü-förmige ferromagnetische Schiene (6) enthält, deren Länge wenig-.stens dem maximalen Gesamtauslenkhub des Ankers (9) entspricht, daß im Grundteil der U-förmigen Schiene (6) in gleicher Länge ein Dauermagnet (4) angeordnet ist, dessen zur geschlossenen und zur offenen Seite der U-förmigen Schiene (6) gerichteten Oberflächen (17, 18) jeweils eine ungleichnamige Polfläche (N, S) bilden, daß zwischen den Schenkeln (7) der U-förmigen Schiene (6) in einem vorbestimmten Abstand parallel zum Dauermagneten (4) eine ferromagnetische Stange (2) stationär angeordnet ist, auf die die Feldspule (8) längsbeweglich aufgeschoben ist und daß die Endseiten der Feldspule (8) mit ferromagnetischen Jochen (10) versehen sind, die zur Schließung des magnetischen Kreises des permanenten Statorflusses mit der Stange (2) und wenigstens einem Schenkel (7)· der U-förmigen Schiene (6) in Gleitberührung stehen.
- 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldspule (8) die Form eines Hohlzylinders aufweist, daß die den Hohlraum der Feldspule (8) durchdringende Stange (2) einen halbkreisförmigen, den Hohlraum zur Hälfte ausfüllenden Querschnitt hat, daß die plane Fläche der Stange (2) als Gleitfläche der Joche (10) zur Öffnung der U-förmigen Schiene (6) gerichtet ist, daß die Längsachse der Stange (2) parallel zu den Schenkeln (7) der U-förmigen Schiene (6) und desBC 972 OO7 40 982 5/08 24Dauermagneten (4) ist und daß der Abstand zwischen der Stange (2) und dem Dauermagneten (4) nur geringfügig größer ist als die Wandstärke der'Feldspule 8.
- 3-. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Joche (10) durch einen ferromagnetischen Brückenstab (12) miteinander verbunden sind, der den freien, von der Stange (.2) nicht ausgefüllten Hohlraum der Feldspule (8) durchdringt und diesen wenigstens teilweise ausfüllt, daß dieser in axialer Richtung verschiebbare Brückenstab (12) an die Hohlraumform der Feldspule 8 angepaßt ist und eine zur Stange (2). gerichtete Gleitfläche aufweist.
- 4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenstab (12) und die Stange (2) an ihren Gleitflächen eine Höhe aufweisen, die dem Durchmesser des Hohlraumes der Feldspule (8) entspricht.
- 5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ü-förmigen Schiene (6) der eine Schenkel (7) eine größere Breite aufweist als der andere Schenkel, und daß der breitere Schenkel mit jeweils einer Stirnfläche von jedem Joch (10) in Gleitberührung steht.6,, Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker-Führungseinrichtung auf den Jochen (10) angeordnete Rollen (11) enthält, die auf den Stirnflächen und/oder den vorderen.Innenflächen der Schenkel (7) der U-förmigen Schiene (6) anliegen.BC972°07 409828/0824Le e rs e i t e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US31664572A | 1972-12-19 | 1972-12-19 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE2360973C2 DE2360973C2 (de) | 1982-04-29 |
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ID=23229983
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