DE2450575C3 - Elektromagnetisch betätigte Einstellvorrichtung - Google Patents
Elektromagnetisch betätigte EinstellvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Einstellvorrichtung nach dem Gattungsbegriff des
Anspruchs 1. Eine derartige gattungsgemäße Einstellvorrichtung ist aus der DE-OS 14 64 907 bekannt Bei
dieser bekannten Vorrichtung wirkt die von einem Elektromagneten angetriebene Betätigungsachse direkt
auf einen Ventilkegel ein und verstellt diesen ebenfalls in axialer Richtung.
Aus der GB-PS 8 97 230 ist es bei einer ähnlichen Einstellvorrichtung bekannt, an der Betätigungsvorrichtung
einen Arm anzulenken, der bei Erregung einer Betätigungswicklung durch die dabei auftretende
translatorische Bewegung der Betätigungsvorrichtung in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Aus der
US-PS 24 07 603 ist eine ähnliche Einstellvorrichtung bekannt, die eine durch die Betätigungsvorrichtung
rotierbare Abtriebswelle aufweist
Ausgehend von diesen bekannten Einstellvorrichtungen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte elektromagnetische Einstellvorrichtung zu schaffen, die einmal vom elektrischen Standpunkt aus
relativ wirkungsvoll ist und während des Betriebes nicht übermäßig Energie verbraucht, und die zum anderen in
der Lage ist, in einer Anzahl von verschiedenen Richtungen aus Montagegründen ausgerichtet zu
werden, wobei der Abtrieb ebenfalls in verschiedenen Richtungen erfolgen kann, und die schließlich unter
durch Staub, Schwutz usw. hervorgerufenen widrigen Umweltbedingungen einwandfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Tei! des Anspruchs 1 enthaltenen
Merkmale gelöst.
" Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.2 einen Schnitt des Ausführungsbeispiels von
Fig.2 einen Schnitt des Ausführungsbeispiels von
Fig.l;
F i g. 3 eine Ansicht längs der Linie Ill-Ill von Fi g. 2;
« und
F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das aus einem Gehäuse 2 besteht,
an welchem ein Gehäusedeckel 4 mittels Bolzen oder Kopfschrauben 6 befestigt ist, Eine drehbare Abtriebswelle erstreckt sich nach außen von einer Seite des
Gehgusedeckels 4, während ein Deckel 10 mittels Schrauben an der anderen Seite des Gehäusedeckels 4
befestigt ist, um einen Zutritt zu einer elektrischen
Signalregelung oder Erzeugungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Potentiometer, zu schaffen, und zwar
in einer Weise, die im weiteren beschrieben wird. Soweit
man sehen kann, sind verschiedene elektrische Elemen- to te im Inneren des Gehäuses 2 und dem Gehäusedeckel 4
vorgesehen. Ein elektrischer Anschluß 12 kann an dem
einen Ende des Gebäusedeckels vorgesehen sein,
wodurch Verbindungen zu den elektrischen Elementen in dem Gehäuse hergestellt werden können. Andererseits
können elektrische Verbindungen durch die Gehäusewand in irgendeiner Weise vorgenommen
werden, die verhindert, daß verschmutztes Material, wie z. B. Staub, nach innen gelangen.
In Fig.2 sieht man das Gehäuse 2, das einen Boden
14 und Seitenwände 16 aufweist. In dem Gehäuse, benachbart zum Boden 14, ist die Giundplatte 18 eines
Stators befestigt, die aus magnetisierbarer,«. Material
besteht. Die Grundplatte 18 weist einen Endteil 20 mit einer zentralen Öffnung 22 auf. Von dem Endteil 20
erstreckt sich ein mittlerer Tassenteil 24, welcher, wie man sieht, einen Durchmesser hat, der kleiner als der
Endteil ist Die innere Oberfläche 26 des mittleren Tassenteils ist kegelförmig-konisch geformt, und zwar
in einer solchen Weise, daß sich das freie Ende in Richtung zum Endteil 20 neigt
Von den Seiten 16 des Gehäuses 2 umgeben erstreckt sich von dem Endteil 20 ein Wicklungsgehäuse 28,
welches ebenfalls aus magnetisierbarem Material gebildet wird. Das Ende 30 des Wicklungsgehäuses J5
gegenüber dem Endteil 20 ist mit einem ringförmigen Flansch versehen, der eine mittlere Öffnung 32 hat. In
dem Spalt zwischen der Wand und dem Wicklungsgehäuse 28 ist ein zentraler Tassenteil 24 und eine
Betätigungswicklung 34 angeordnet, die auf einer geeigneter Spule 36 aufgewickelt ist. Der Gehäusedekkel
4 ist mit Flanschen 37 versehen, die die Wand 16 des Gehäuses 2 in Eingriff nehmen, so daß eine gute
mechanische Dichtung vorgesehen ist, die den Eintritt von Schmutz und anderen nicht geeigneten Materialien «
in das Innere verhindert. Das geschlossene Ende 38 gegenüber dem offenen Ende des Gehäuses 2 ist mit
einer mittleren Ausnehmung 40 versehen.
Die Betätigungswelle 42 ist in der mittleren Öffnung
22 in dem Endteil 20 und der Ausnehmung 40 in dem w Gehäusedeckel 38 so befestigt, daß ihre Längsmitteilinie
mit den Mittelpunkten beider öffnungen und dem Mittelpunkt der Öffnung 32 verläuft. Die Betätigungswelle kann aus einem einheitlichen Element gebildet
sein, oder wenn es gewünscht wird, kann das Ende 44 der Betätigungswolle 42 aus einem nicht magnetischen
Material hergestellt sein, um irgendwelche magnetischen Flußverluste in der Betätigungswelle zu verhindern.
Auf der Betätigungswelle ist eine Betätigungsvorrich- t>o
tung oder Stellvorrichtung 46 aus magnetisierbarem Material angeordnet und mit einer Innenbohrung 48
versehen. Das vordere Ende 50 der Stellvorrichtung ist so ausgebildet, daß es eine kegelig-konische Form
aufweist, die sich in Richtung der Einstellwelle 42 neigt,
wobei die äußere Oberfläche weiter so ausgebildet ist, daß sie mit der inneren Oberfläche 26 der Grundplatte
18 übereinstimmt. An -d^m kegelig-konischen Ende 50
ist ein Rollenlager befestigt, das sogenannte lineare Kugellagerschalen aufweist, eine üblicherweise im
Handel erhältliche Vorrichtung, An dem anderen Epde der Einstellvorrichtung ist ein ähnliches Rollenlager 34
befestigt Die Rollenlager 52 und 54 sind mit der Betätigungswelle 42 verbunden und schaffen eine
minimale Reibung, so daß die Bewegung der Einstellvorrichtung auf der Welle in hohem Maße erleichtert
wird. Es soll besonders hervorgehoben werden, daß durch die Neigung der Betätigungsvorrichtung und der
gezeigten Ausnehmung 26 ein Spalt in dem Körper der Betätigungsvorrichtung geschaffen wird, um die Lager
an jedem Ende aufzunehmen. Diese Konstruktion ist besonders stabil, da die seitliche Verbiegung minimal ist
Die Betätigungsvorrichtung ist normalerweise von dem Ende 18 weg mittels einer Schraubenfeder 56
vorgespannt deren eines Ende mit dem Lager 54 und deren anderes Ende gegen den Anschlag 58 drückt, der
die Form eines Sprengringes haben kann, der auf der Betätigungswelle 42 befestigt ist
Aus der vorangegangenen Beschreibung wird klar, daß, wenn die Wicklung 34 mit Eiio-gie versorgt wird,
ein magnetischer Kreis geschaffen wütL der aus der Grundplatte 18, dem Wicklungsgehäuse 28 und der
Betätigungsvorrichtung 46 besteht so daß die Betätigungsvorrichtung 46 in Richtung der Grundplatte gegen
die Kraft der Schraubenfeder 56 gedrückt wird. Mittels der gezeigten Konstruktion einschließlich der Betätigungswelle
42 und den Lagern 52 und 54 kann die Stellung der Betätigungsvorrichtung längs der Welle
genau geregelt werden, wodurch eine genaue Einstellregelvorrichtung geschaffen wird, die in einer Ausführungsform
ausgelegt wurde, um eine Einstellung in dem Bereich von 0,12 mm zu gestatten.
Eine Einstellvorrichtung entsprechend der Erfindung wird durch die Antriebswalle 60 geschaffen, die in den
Lagern 62 und dem Gehäusedeckel 4 befestigt ist. Die Welle 60 dreht sich aufgrund der Bewegung der
Betätigungsvorrichtung 46 mittels einer Verbindung, die durch ein Antriebsgelenk 64 geschaffen wird, das an
einem Ende der Antriebswelle 60 und an dem anderen Ende der Verbindungswelle 66 auf der Betätigungsvorrichtung
befestigt ist so daß, wenn sich die Betätigungsvorrichtung linear längs der Betätigungsweile 42
bewegt, die Abtriebswelle gezwungen ist sich zu drehen. Fig.4 zeigt die zur Verfügung stehende
Rotation der Abtriebswelle der dargestellten Anordnung.
In einem geschlossenen Regelsystem ist es notwendig,
ein Signal zu bilden, das der tatsächlichen Stellung des zu regelnden Elementes entspricht Nur aus Gründen
der Darstellung wird in der dargestellten Anordnung dieses Signal durch ein Potentiometer 68 gebildet, das in
einem Spalt 70 vorgesehen und durch den Deckel 10 abgeschlossen wird. In anderer Weise kann ein
Rückführsignal von einer Abfüllvorrichtung eines anderen physikalischen Parameters in einem zu
regelnden System hergeleitet werden. Die Eingangswelle 72 des Potentiometers ist mit einem Potentiometer-Antriebsarm
74 verbunden, welcher mit dem anderen Ende an einer kurzen Welle 76 befestigt ist, die mit der
Betätigungsvorrichtung verbunden ist Auf diese Weise wird aufgrund der Bewegung der Betätigungsvorrichtung
die Eingangswelle gedreht, die den Schieber des Potentiometers bewegt, wodurch ein elektrisches Signal
in irgeneinem geschlossenen Regelschaltkreis geschaffen wird, welches verwendet werden kann, um eine
Einstellvorrichtung zu regeln.
5 6
eine genaue Stellungsregelung bei im wesentlichen wenn sie montiert ist, kann je nach Wunsch verändert
gleichem Strom. Sie ist weiterhin elektrisch wirkungs- werden und es sind Vorrichtungen vorgesehen, um ein
voll und kann als eine robuste Konstruktion ausgeführt Rückführungssignal entsprechend der Stellung zu
werden, die bei ungünstigen Umgebungsbedingungen ". schaffen,
verwendet werden kann. Die winklige Anordnung des
verwendet werden kann. Die winklige Anordnung des
Claims (5)
1. Elektromagnetisch betätigte Einstellvorrichtung
mit einer Grundplatte, die aus magnetisierbarem
Material hergestellt ist, welche einen Endteil mit einer Öffnung in der Mitte und einen mittleren
tassenförmigen Teil aufweist, der sich von dem
Endteil erstreckt und eine innere Oberfläche hat, die
sich von dem freien Ende in Richtung des Endteils neigt, bei der ein Wicklungsgehäuse aus magnetisierbarem
Material sich von dem Endteil erstreckt und eine mittlere öffnung an dem Ende entfernt von dem
Endteil aufweist, bei der eine ringförmige Betätigungswicklung zwischen dem Endteil und dem Ende
des Wicklungsgehäuses entfernt von dem Endteil vorgesehen ist, bei der eine Betätigungsachse in der
mittleren öffnung des Endteils so befestigt ist, daß
ihre Längsmittellinie durch die Mittelpunktslinien der mittleren inneren Tasse und der mittleren
Öffnung in dem Wicklungsgehäuse verläuft, bei der
eine hohle Betätigungsvorrichtung aus magnetisierbarem
Material die Betätigungsachse umgibt und an dem einen Ende angeschrägt ist, wodurch ihre
äußere Oberfläche und das eine Ende mit der inneren Oberfläche der mittleren Tasse übereinstimmt,
bei der eine erste Lagerschale in der Betätigungsvorrichtung an dem geneigten Ende
befestigt ist, bei der Rollenlager mit der Betätigungsvorrichtung in Eingriff kommen, und bei der eine
Feder eine Kraft auf die Betätigungsvorrichtung ausübt, um die Betätigungsvorrichtung weg von dem
Endteil der Grundplatte zu drücken, dadurch
gekennzeichnet, daß eine zweite Lagerschale (54) in der Betatigungjvorrici.iung (46) mit Rollenlagern
befestigt is!, die n.it der Betätigungsachse (42) in Eingriff kommen, daß sie ein j'ehäuse (2) aufweist,
das an dem von der Grundplatte (18) abgewandten Ende offen ist und die Grundplatte (18) und das
Wicklungsgehäuse (28) mit dem geschlossenen Ende umgibt und die Grundplatte (18) abdeckt, daß ein
Gehäusedeckel (38) ein offenes Ende aufweist, das dem offenen Ende des Gehäuses (2) gegenüberliegt,
daß das geschlossene Ende des Gehäusedeckels (38) mit einer mittleren Ausnehmung (40) versehen ist,
welche das andere Ende der Betätigungsachse (43) aufnimmt und daß der Gehäusedeckel (38) lösbar mit
dem Gehäuse (2) verbunden ist, um zu gestatten, daß es in irgendeiner Vielzahl von Stellungen befestigt
werden kann, wodurch eine den Gehäusedeckel drehbar durchsetzende, durch die Betätigungsvorrichtung
(46) rotierbare Antriebswelle (60) sich quer zur Längsachse der Betätigungsachse (43) in
irgendeiner von einer Vielzahl von Richtungen erstrecken kann.
2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (60) mit
einem Ende eines Gliedes (64) verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Betätigungsvorrichtung (46)
benachbart zu deren vom Endteil (20) abgewandten Ende verbunden ist, wodurch die Bewegung der
Betätigungsvorrichtung (46) auf der Betätigungsachse (42), wenn die Betätigungswicklung (34) erregt ist,
bewirkt, daß sich die Antriebswelle (60) dreht.
3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Abtriebswelle (60)
ein repräsentatives Signal einer Variablen regelbar ist.
4. Einstellvorrichtung nach Anspruch !, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ein Potentiometer (68) mit
einer drehbaren Eingangswelle (72) aufweist, daß ein Antriebsarm (74) mit seinem einen Ende mit der
Eingangswelle (72) und mit seinem anderen Ende mit
der Betätigungsvorrichtung (46) benachbart zu deren vom Endteil (20) abgewandten Ende verbunden
ist, wodurch die Bewegung der Betätigungsvorrichtung (46), wenn die Wicklung erregt ist, bewirkt,
daß Eich die Eingangswelle (72) dreht, um den
ι ο Widerstand des Potentiometers zu veränd& n.
5. Einstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (60) in dem
Gehäusedeckel auf der einen Seite befestigt und im Abstand von der Längsmittellinie der Betätigungsachse
(42) angeordnet ist, und daß das Potentiometer (68) in dem Gehäusedeckel (38) auf der anderen
Seite im Abstand von der Längsmittellinie der Betätigungsachse (42) angeordnet ist
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