DE2455355A1 - Electro magnetic rotary stiffening element of variable rigidity - has pairs of pole pieces in an annular configuration with air gaps which conductors can be moved - Google Patents
Electro magnetic rotary stiffening element of variable rigidity - has pairs of pole pieces in an annular configuration with air gaps which conductors can be movedInfo
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Abstract
Description
Elektromagnetisches Drehsteifigkeitselement variabler Steifigkeit Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Drehsteifigkeitselement variabler Steifigkeit mit einem magnetischen Feld, das auf einen stromdurchflossenen Leiter Kraftwirkungen ausübt, wobei sich Polpaare in beliebiger Anordnung durch einen Luftspalt getrennt, gegenpolig gegenüberstehen und in diesem Luftspalt ein beweglich angeordneter Leiter angebracht ist, der von einem elektrischen Strom in solcher Richtung durchflossen wird, daß bei einer Bewegung des Leiters aus der neutralen Zone heraus, elektromagnetische Rückstellkräfte entstehen, und der Betrag der Rückstellkraft durch Variation der Stromstärke beeinflußt und verändert werden kann. Electromagnetic torsional stiffness element of variable stiffness The invention relates to an electromagnetic torsional stiffness element more variable Rigidity with a magnetic field that acts on a current-carrying conductor Exerts force effects, with pairs of poles in any arrangement through an air gap separated, opposite polarity and in this air gap a movably arranged Conductor is attached, through which an electric current flows in such a direction becomes that when the conductor moves out of the neutral zone, electromagnetic Restoring forces arise, and the amount of the restoring force by varying the Amperage can be influenced and changed.
Wie bekannt, finden mechanische Drehsteifigkeitselemente seit langem in einer Vielzahl von praktischen Ausführungen, insbesonders in der Drehmomentenmeßtechnik, Verwendung. Diese Ausführungen sind mit Spiralfedern, Torsionsstäben, Kombinationen von Druck- und Zugfedern mit einem am Drehsystem angreifenden hebelarm, etc. aufgebaut.As is known, mechanical torsional stiffness elements have long been found in a variety of practical designs, especially in torque measurement technology, Use. These designs are with coil springs, torsion bars, combinations constructed of compression and tension springs with a lever arm, etc. acting on the rotary system.
Dabei macht man sich die Eigenschaft zu Nutze, daß jedem Verdrehwinkel oG ein entsprechendes Drehmoment zugeordnet ist. Bezieht man das Drehmoment MD auf den lVinkelausschlagt so erhält man die sogenannte Win'kelrichtgröße D* ; D* (α) = dMD d Da im allgemeinen die lfinkelrichtgröße eine Funktion des Drehwinkels ist, ergibt sich für jeden Drehwinkel das zugehörige Moment aus MF (α) = #D* (α) dα d D* (α) Ist = const., so liegt der Fall einer d OC linearen Drehsteifigkeitskennlini mit der Steigung D* vor.This makes use of the property that every angle of rotation oG is assigned a corresponding torque. If one refers to the torque MD the angular deflection is obtained as the so-called angle reference size D *; D * (α) = dMD d Since the directional angle is generally a function of the angle of rotation, For each angle of rotation the corresponding torque results from MF (α) = # D * (α) dα d D * (α) If = const., then there is a d OC linear torsional stiffness characteristic with the slope D *.
Ist dieser Differentialquotient eine Funktion von α, so ergibt sich eine nichtlineare Drehsteifigkeitskennlinie, je nachdem mit progressiver oder degressiver Charakteristik. Diese mechanischen Drehsteifigkeitselemente besitzen jedoch folgende Nachteile.If this differential quotient is a function of α, then results a non-linear torsional stiffness characteristic curve, depending on whether it is progressive or degressive characteristic. These mechanical torsional stiffness elements have however, the following disadvantages.
1. Hoher Fertigungs- und Justieraufwand. 1. High manufacturing and adjustment costs.
2. Störanfålligkeit gegenüber mechanische Schwinzungen. 2. Susceptibility to mechanical vibrations.
3. Nullpunktinstabilitåten, hervorgerufen durch Einflüsse im Einspannungsbereich der Federelemente. 3. Zero point instabilities, caused by influences in the clamping area the spring elements.
4. Umsc'naltung der Drehsteifigkeit im Sinne einer Meßbereichsumschaltung iat nur mit hohem Konstruktionsaufwand bei begrenzter Genauigkeit möglich. 4. Changeover of the torsional stiffness in terms of a measuring range changeover iat only possible with a high design effort and limited accuracy.
5. Veränderung der Drehsteifigkeitseigenschaften bei überdehung der Drehfederelemente. 5. Change in the torsional stiffness properties when the Torsion spring elements.
Der Erfindung liegt daher, ausgehend von diesem Stande der Technik, die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Drehsteifigkeitselement variabler Steifigkeit zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile vermeidet, wobei der Betrag der Rückstellkraft pro Auslenkungswinkel durch Variation der Stromstärke beeinflußt und verändert werden kann.The invention is therefore based on this prior art, the task underlying an electromagnetic torsional stiffness element more variable To create rigidity which avoids the disadvantages mentioned above, the Amount of restoring force per deflection angle by varying the current strength can be influenced and changed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dsß man magnetische Polpaare gegenüberliegend mit einem Luftspalt kreisringförmig anordnet und in diesen Luftspalt einen elektrischen Leiter beweglich einfügt. Schickt man nun einen elektrischen Strom I durch den Leiter, so bewirken die an ihm angreifenden elektromagnetischen Kräfte, entsprechend der "Regel der linken Hand". bei richtig'gewählter Stromrichtung, daß sich der Leiter in die "magnetisch neutrale Zone" einstellt.According to the invention, this object is achieved by using magnetic Pairs of poles opposite each other with an air gap arranged in a circular ring and in these Air gap inserts an electrical conductor movably. If you send an electric one Current I through the conductor causes the electromagnetic attacking it Powers, according to the "rule of the left hand". if the current direction is correctly selected, that the conductor adjusts to the "magnetically neutral zone".
Ein Herausbewegen des Leiters aus dieser neutralen Zone ist nach beiden Richtungen nur unter Aufwendung einer entsprechenden Kraft möglich, d.h. die Anordnung hat im Prinzip das Verhalten einer mechanischen Feder, oder mit anderen Worten, um den geómetrischen Ort der neutralen Zone bestehen, abhängig von der Auslenkung, Rückstellkräfte. Wenn die Wicklung gegenüber den Ringmagneten oder umgekehrt drehbar angeordnet ist, wird je nach Stromstärke ein Rückstellmoment erzeugt.Moving the conductor out of this neutral zone is after both Directions only possible with the application of an appropriate force, i.e. the arrangement has in principle the behavior of a mechanical spring, or in other words, exist around the geometrical location of the neutral zone, depending on the deflection, Restoring forces. When the winding is rotatable with respect to the ring magnet or vice versa is arranged, a restoring torque is generated depending on the current strength.
Die Nullage des Systems ist durch die Lage der neutralen Zone gegeben. Es ergibt sich somit eine Winkelrichtgröße, deren Betrag von Strom I abhängig ist.The zero position of the system is given by the position of the neutral zone. This results in a directional angle variable, the amount of which depends on the current I.
Damit ist das Ziel, Erzeugung eines Rückstellmomentes, analog einer Drehfeder und Veränderung des Rückstellmomentes pro Auslenkungseinheit durch Variation der Stromsärke,erreicht.The aim is to generate a restoring torque, analogous to a Torsion spring and change in the restoring torque per deflection unit through variation the strength of the current.
In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The following description will describe an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigt Abb. l hin Schnittbild des vollständigen elektromagnetischen Drehsteifigkeitselementes.It shows Fig. 1 a sectional view of the complete electromagnetic Torsional stiffness element.
Abb. 2 Die Anordnung der Wicklung in der drehbaren SpulentrEger-Scheibe Abb. 3 Den Ringmagnet mit der magnetischen Rückschlußscheibe.Fig. 2 The arrangement of the winding in the rotatable coil carrier disc Fig. 3 The ring magnet with the magnetic return disc.
Abb. I zeigt die Ringmagnete l und 2 mit den magnetischen Rückschlußscheiben 3 und 4. Die Teile 1, 2 und 3, 4 sind in das Gehäuse 5 so eingebettet, daß es einen-Luftspalt 6 ergibt, in dem sich der Leiter 7 mit der Spulenträgerscheibe 8 bewegt und auf der Welle 9 zentrisch zu den Ringmagneten I und 2 gelagert ist.Fig. I shows the ring magnets 1 and 2 with the magnetic yoke discs 3 and 4. The parts 1, 2 and 3, 4 are embedded in the housing 5 so that there is an air gap 6 results, in which the conductor 7 moves with the coil carrier disk 8 and on the shaft 9 is mounted centrally to the ring magnets I and 2.
Abb. 2 zeigt den Leiter 7 mit der Spulenträger-Scheibe 8 und die Eintrittsrichtung des elektrischen Stromes I.Fig. 2 shows the conductor 7 with the coil carrier disc 8 and the direction of entry of the electric current I.
Abb. 3 zeigt den Ringmagnet 2 mit der magnetischen Rückschlußscheibe 3 und der neutralen Zone 10.Fig. 3 shows the ring magnet 2 with the magnetic return disc 3 and the neutral zone 10.
Claims (6)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742455355 DE2455355C3 (en) | 1974-11-22 | Electromagnetic torsion spring of variable stiffness | |
GB47547/75A GB1529727A (en) | 1974-11-22 | 1975-11-18 | Device for exerting a restoring force |
US05/633,846 US4065974A (en) | 1974-11-22 | 1975-11-20 | Spring system comprising an adjustable spring |
FR7535609A FR2292368A1 (en) | 1974-11-22 | 1975-11-21 | SPRING EFFECT SYSTEM WITH ADJUSTABLE RETURN EFFECT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742455355 DE2455355C3 (en) | 1974-11-22 | Electromagnetic torsion spring of variable stiffness |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2455355A1 true DE2455355A1 (en) | 1976-05-26 |
DE2455355B2 DE2455355B2 (en) | 1976-11-18 |
DE2455355C3 DE2455355C3 (en) | 1977-09-22 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0082033A1 (en) * | 1981-11-12 | 1983-06-22 | Herbert Resnicow | Controlled electric drive (CED) device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0082033A1 (en) * | 1981-11-12 | 1983-06-22 | Herbert Resnicow | Controlled electric drive (CED) device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2455355B2 (en) | 1976-11-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |