DE2528766C3 - Elektromagnetische Schrittantriebsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Schrittantriebsvorrichtung für eine linear bewegliche Zahnstange mit einem Paar von durch jeweils einen Spannmagnet alternierend mit der Zahnstange in radialen Antriebseingriff bewegbaren und durch jeweils einen Hubmagnet axial um einen von Anschlägen begrenzten Hub verschiebbaren Klinkenanordnungen mit untereinander etwa gleichen Hüben. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 36 26 493 bekannt.

Derartige Schrittantriebsvorrichtungen werden für die Steuerung der Position von Steuerstäben in Kernreaktoren verwendet, sind aber auch bei anderen Anlagen verwendbar. Es ist wünschenswert, daß die Bewegung der Zahnstange sehr präzise, aber auch möglichst schnell erfolgt. Ferner ist wegen des wechselweisen In-Eingriff- und Außer-Eingriff-Bringens der Klinken mit der Zahnstange dem Verschleiß der Eingriffsflächen besondere Aufmerksamkeit zu widmen, um nicht zu oft einen Austausch der Elemente vornehmen zu müssen.

Bei der Schrittantriebsvorrichtung nach der US-PS 31 58 766 ist das Verschleißproblem erheblich niedrieger, da die Radialbewegung der Klinken nicht unter Belastung durch die Zahnstange erfolgt, sondern diese soweit angehoben wird, daß die betreffende Klinke entlastet ist. Bei diesem bekannten Schrittantrieb ist allerdings nur eine Bewegung um einen Zahn pro Betätigungszyklus der Elektromagnete möglich.

Wie oben erwähnt, ist es wünschenswert, zugleich schnell und präzise den Antrieb zu bewirken. Dies ist eine kritische Forderung, da die Elektromagnete dann in genau festgelegter zeitlicher Abfolge anziehen bzw. abfallen müssen, was aufgrund der elektrischen und mechanischen Trägheit des Systems nur mit großen Aufwand lösbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sclhrittantriebsvorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, bei der die Zeitpunkteinstellung für die einzelnen Elektromagnete unkritisch ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zähne der Zahnstange an ihrer Basis Abstände aufweisen, die größer sind als die Basisbreite jedes Zahnes, daß der Abstand der Antriebsflächen der Klinken einer Klinkenanordnung von denen der andere im Ruhezustand beider geringfügig größer oder kleiner ist al= ein ungeradzahli- IJs vielfaches der halben Zahnstangenleilung und daß die Summe der Hübe beider Klinkenanordnungen Trme erößer als die Zahnstangenteilung ist. Man eTenntSwegen der großen Zahnabstände der ätpunkt für die Erregung bzw. Entregung der HeEromagnete mit gewissen Toleranzen behaftet sein darf die bei den oben erwähnten bekannten Anneben unzulässig wären. Zugleich ergibt sich gegenüber der g tung g^g.eTchen Vorrichtung der Vorteil, daß die Radialbewegung der Klinken verschleißlos an den Eingriffsflächen erfolgt, da sie immer in die großen Zahnlücken einfallen. Mechanische Toleranzen m Bewegungsrichtung der Zahnstange werden durch den Überhub der Klinken in dieser Richtung kompensiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung w,rd >m folgenden anhand der Abbildungen näher erläutert.

Fi«s la und Ib zeigen einen Schnitt durch e.ne Linearbewegungseinrichtung gemäß der Erfindung

F i g 2a bis 2i zeigen schematisch m Seitenansicht die Klinkenanordnungen und die Zahnstange in der Aufeinanderfolge der einzelnen Schritte be.m Anheben, Fig.3a bis 3i zeigen schematisch entsprechend den F i g. 2a bis 2i das Absenken.

Die Klinkenanordnungen können drei relative Positionen bezüglich der Zahnstange einnehmen. Die e.ne dieser Positionen wird als »unvemegelte« Position bezeichnet; in ihr ist die Klinke außer Eingriff mit der Zahnstange. Die zweite relative Position ist die »verriegelte« Position; in ihr steht die Klinke mit der Zahnstange in Eingriff und wird von deren Gewicht beiastet Die dritte relative Position wird als »gekoppelte« Position bezeichnet. In ihr ist die Klinke zwar in ihrer Eingriffsposition relativ zu den Zahnstange, jedoch nicht deren Last ausgesetzt, d. h, zwischen den Zähnen der Zahnstange und den Eingriffsflächen der Klinke best-ht ein Spalt. Die radiale Stellung der Kl.nke ist also dieselbe in der zweiten und dritten Position. Unterschiedlich ist die axiale Lage in Bezug auf die Zahne der Zahnstange. Denn in der verriegelten Position befindet sich diese in einer axialen Position, in der die Klinke tatsächlich mit einem der Zähne in Eingriff steht, während in der gekoppelten Position die Klinke zwischen benachbarte Zähne ragt, aber mit keinem der Zähne in Eingriff steht. In der gekoppelten Position braucht der Spalt zwischen Klinke und Zähnen keine bestimmte Größe anzunehmen, sondern kann von einem sehr kleinen Wert (beispielsweise 0,08 cm) bis zu einem relativ großen Wert (beispielsweise 0,95 cm oder größer) variieren.

Fig 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schrittantriebsvorrichtung 10 einer Zahnstange 12. Die Vorrichtung ist mit einem rohrförmigen äußeren Gehäuse versehen, das die Zahnstange 12 umgibt und zur Verwendung in einem unter hohem Druck stehenden System geeignet ist. Insbesondere ist das Gehäuse aus magnetischem Material, etwa ferritischem Stahl, einer Dicke aufgebaut, daß innere Drücke in der Größenordnung von 140 kg/cm² aufgenommen werden können, wobei das Gehäuse für bestimmte Anwendungszwecke derart ausgebildet ist, daß das Innere des Gehäuses 14 hermetisch dicht ist Vorrichtungen mil einem derartigen Gehäuse 14 sind als Antriebsemnch-

. r.-._ c>.,...»iomani» v<->n Kernreaktoren voreese-

hen. Bei einer derartigen Verwendung wird da; rohrförmige Gehäuse 14 mit seinem unteren Ende ar einem Ansatzrohr 16 befestigt, das sich vom Deckel de; (nicht gezeigten) Reaktordruckgefäßes nach ober

irstreckt. Die Zahnstange 12 ist axial in dem Gehäuse 14 ingeordnet und erstreckt sich bis in das Reaktorgefäß.

Das Gehäuse 14 ist mit Ausnehmungen 18 versehen, lie sich von der Außenfläche ai: verschiedenen Stellen ängs der axialen Länge hiervon einwärts erstrecken. Die Ausnehmungen 18 verringern die Wandstärke auf den dem Innendruck entsprechenden Grenzwert. Die Funktion der Ausnehmungen 18 besteht darin, eine magnetische Sättigung dieser Bereiche des Gehäuses 14 leichter zu erzielen, als wenn das Gehäuse 14 mit einer konstanten Wandstärke hergestellt wäre. Durch Sättigung dieser Bereiche kann ein wirksames Arbeitsfeld parallel hierzu innerhalb des Gehäuses 14 und durch die hier befindlichen Anker aufgebaut werden, um die gewünschte Betätigung zu erreichen, wie nachfolgend genauer ausgeführt wird.

Das Gehäuse 14 ist mit ein ;r Mehrzahl von ringförmigen Solenoidspulen 20 versehen, die bündig um das Gehäuse 14 angeordnet und mit Abstand zueinander auf der äußeren Oberfläche hiervon in Höhe der Ausnehmungen 18 angeordnet sind. Es sind hier nur vier Solenoidspulen 20 vorgesehen, die die Solenoide A, B, C und D der Schrittantriebsvorrichtung 10 bilden. Die Solenoidspulen 20 sind in einer Halterung 22 angeordnet, die ihrerseits an dem Gehäuse 14 an ihrem unteren ₂$ Ende mittels einer ringförmigen Schulter 24 in der äußeren Oberfläche des Gehäuses 14 gehalten wird. Der richtige axiale Abstand der Solenoidspulen 20 kann durch Verwendung eines Distanzstückes 26 erreicht werden. Die Solenoidspulen 20 erzeugen ein magnetisches Feld im Inneren des Gehäuses 14, wenn sie erregt werden, um eine Bewgung der Teile innerhalb des Gehäuses zu bewirken, wodurch die Zahnstange 12 angehoben, abgesenkt, verriegelt und entriegelt wird.

Im Innern des Gehäuses 14 befinden sich drei stationär montierte Ringe 28, 39, 32, die mit Abstand voneinander an der Innenwand des Gehäuses 14 angeordnet sind. Die drei stationären Ringe werden mittels einer Hülse 34 im Abstand gehalten, die mit jedem der Ringe 28,30,32 verschraubt ist. Eine relative Drehung der Ringe wird durch nicht dargestellte Mittel verhindert. Der obere Ring 28 wird von einer Schulter 36 am oberen Ende des Gehäuses 14 getragen und trägt seinerseits die Ringe 30,32, deren Lage in Bezug auf die Solenoidspulen 20 festlegend. Wiederum sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen, um eine relative Drehung und eine relative vertikale Bewegung zwischen der Hülse 34, den Ringen 28, 30, 32 und dem Gehäuse 14 zu verhindern. Die Ringe 28, 30, 32 definieren ein Paar von Ausnehmungen 38,40 zwischen der Hülse 34 und der Innenwand des Gehäuses 14, in denen obere bzw. untere Klinkenanordnungen 42, 44 mit den dazugehörigen Bauteilen angeordnet sind. Zusätzlich wirken die Ringe 28,30,32 als Anschläge für die Bauteile in den Ausnehmungen 38,40.

Vorzugsweise sind die entsprechenden Bauteile in der oberen und unteren Ausnehmung 38,40 zum Bewirken des Eingriffs, zum Außereingriffbringen und zur Längsbewegung der oberen und der unteren Klinken<inordnung identisch. Deshalb wird nur die Ausführung in der oberen Ausnehmung 38 beschrieben, wobei diejenige in der unteren Ausnehmung 40 mit den gleichen Bezugsziffern für gleiche Teile bezeichnet ist.

in der oberen Ausnehmung 38 ist ein Paar von ringförmigen Halteelementen 46, 48 angeordnet, die zwischen dem oberen und dem mittleren stationären Ring 28,30 bewegbar sind und ferner dazu dienen, das Ineingriffbringen, das Außereingriffbringen und die Längsbewegung der oberen Klinkenanordnung 42 zu bewirken. Das obere Halteelement 46 ist mit einem ringförmigen Ansatz 50 versehen, der mit dem Innenrand hiervon verschraubt ist und an seinem unteren Ende mit mehreren, üblicherweise drei Klinkenhalteelementen 52 versehen ist. Die Klinkenhalteelemente 52 besitzen jeweils nach außen erweiterte Teile an ihrem unteren Ende, an denen Klinken 54 schwenkbar um Bolzen 56 angelenkt sind. Ein unterer Anschlagring 58 ist mit dem unteren Ende des Klinkenhalteelements 52 verbunden und begrenzt die Abwärtsbewegung des oberen Halteelements 46 durch Anschlag an der oberen Stirnfläche des mittleren stationären Rings 30. Das untere ringförmige Halteelement 48 ist zwischen dem rohrförmigen Ansatz 50 und der Innenwand des Gehäuses 14 unter dem oberen ringförmigen Halteelement 46 angeordnet und mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmung 60 auf seiner Innenfläche und an seinem unteren Ende versehen, in welcher die nach außen sich erweiternden Abschnitte der Klinkenhalteelemente 52 und der Klinken 54 angeordnet sind. Das untere Ende des unteren ringförmigen Halteelements 48 trägt um Bolzen 62 schwenkbar mehrere Lenker 64 der Klinkenanordnung 42. Die Lenker 64 sind ihrerseits gelenkig über Bolzen 66 mit den Klinken 54 verbunden. Die umlaufende Ausnehmung 60 am unteren Ende des unteren ringförmigen Halteelements 48 ist derart ausgebildet, daß das untere Halteelement 48 abwärts und außerhalb des unteren Anschlagrings 58 für das obere ringförmige Halteelement 46 gleiten kann.

Das obere ringförmige Halteelement 46 ist nahe seinem oberen Ende mit einer umlaufenden äußeren Ausnehmung 68 versehen, so daß es sich aufwärts bewegen und in einer ringförmigen Öffnung 70 an der Unterseite des oberen stationären Rings 28 aufgenommen werden kann. Eine Vorspannschraubenfeder 72 ist innerhalb des oberen Halteelements 46 nahe seinem oberen Ende zwischen dem oberen Ring 28 und dem ringförmigen Ansatz 50 eingespannt.

Eine zweite Vorspannschraubenfeder 74 ist zwischen den beiden ringförmigen Halteelementen 46,48 in einer umlaufenden Ausnehmung 76 nahe dem unteren Ende des oberen Halteelements 46 angeordnet, um die beiden Halteelemente 46, 48 gegeneinander vorzuspannen. Nichtmagnetische stoßdämpfende Abdichtringe 78, 80 sind am oberen Ring 28 und am unteren Halteelement 48 vorgesehen, um Stöße bei der Bewegung der oberen bzw. unteren Halteelemente 46 bzw. bis zum Anschlag an dem oberen Ring 28 bzw. dem oberen Halteelement 46 zu absorbieren.

Eine Bewegung der oberen und unteren Halteelemente 46, 48 aufeinander zu bewirkt, daß die Klinken 54 einwärts durch entsprechende Öffnungen 82 in der stationären Hülse 34 geschwenkt werden, so daß die Klauen 84 der Klinken 54 einwärts von der Hülse 34 plaziert werden. Diese Position ist in Fig. ta gezeigt. Die Bewegung der oberen und unteren Halteelemente 46,48 aufeinander zu wird entweder durch Erregung der die Klinkenanordnung betätigenden Spule B für die obere oder die Spule D für die untere Klinkenanord nung 44 hervorgerufen, wodurch ein magnetisches Fek innerhalb des Gehäuses 14 erzeugt wird, das bewirkt daß die beiden Halteelemente 46, 38 sich derar bewegen, daß der zwischen ihnen befindliche Spalt 8< geschlossen wird. Eine Entregung einer der Spulen ι und D läßt die hierdurch erzeugte magnetische Kral abfallen, so daß die Vorspannfeder 74 die Halteelemer

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te 46,48 auseinanderbewegt, so daß die Klinken 54 aus der Hülse 34 herausbewegt werden und damit in die unverriegelte Position gelangen. Dies ist in Fig. Ib für die untere Klinkenanordnung 44 dargestellt. Ein Erregen entweder der Spule A oder C bewirkt, daß das entsprechende obere ringförmige Halteelement 46 aufwärts bewegt wird mit hieraus resultierender aufwärts gerichteter Längsbewegung der entsprechenden Klinkenanordnung 42, 44 relativ zum Gehäuse 14. Die Position des oberen ringförmigen Halteelements 46 ist in Fig. la für die obere Klinkenanordnung 42 dargestellt, wenn diese Erregung einer Spule zum Anheben eintritt.

Die Zähne 90 auf der Zahnstange 12 besitzen einen größeren Abstand voneinander, als es eigentlich für den Eingriff der Klauen 84 der Klinken 54 zwischen benachbarte Zähne 90 notwendig wäre. Die Zähne 90 haben nämlich einen solchen Abstand voneinander, daß ein ganzer Zahn dazwischen passen würde: Es fehlt sozusagen jeder zweite Zahn. Hier sind einander entsprechende Teile von benachbarten Zähnen 1,9 cm voneinander entfernt. Die axiale Breite an der Basis der Zähne 90 beträgt 0,79 cm und der axiale Abstand zwischen benachbarten Zähnen 90 an deren Basis 1,1 cm. Die Abschrägung jedes Zahns 90 entspricht im wesentlichen der Abschrägung der Klaue 84, so daß die Klaue 84 mit einem der Zähne 90 in Eingriff steht, wenn eine Klinke 54 sich in Verriegelungsposition in Bezug auf die Zahnstange 12 befindet.

Um zu erreichen, daß zwei stufenweise verlaufende Hübe bei jedem Betätigungszyklus erreicht werden, ist es notwendig, daß beide Klinkenanordnungen 42, 44 stufenweise längsbeweglich sind. Mit stufenweise beweglich ist nicht gemeint, daß sie sich lediglich einen kleinen Weg bewegt, um nur eine Lastübernahme durchzuführen, sondern zusätzlich wird die Zahnstange 12 in der gewünschten Richtung bewegt. Zunächst erfolgt jeweils die Lastübernahme der Zahnstange 12 von der anderen Klinkenanordnung und dann wird zusätzlich die Zahnstange 12 etwa eine Hälfte des Abstandes, der in einem Zyklus zurückgelegt werden soll, transportiert, wobei das obere ringförmige Halteelement 46 in den Ausnehmungen 38, 40 im Gehäuse 14 bewegt wird. In der gezeigten Ausführungsform ist das obere Halteelemente 46 für die untere Klinkenanordnung 44 und entsprechend die untere Klinkenanordnung 44 selbst um 1,11 cm längsbeweglich zwischen ihrer vollkommen abgesenkten Position und ihrer vollkommen angehobenen Position, während das obere Halteelement 46 für die obere Klinkenanordnung 42 und daher diese selbst um 0,95 cm zwischen ihrer unteren bzw. oberen Stellung beweglich ist. Bei der dargestellten Ausführungsform dient die obere Klinkenanordnung 42 zum Halten der Zahnstange nach Ende der Bewegung, da ihre Solenoidspule B am weitesten von dem Reaktor entfernt liegt und daher weniger hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Nachdem also die Zahnstange 12 in ihre endgültige Stellung angehoben oder abgesenkt worden ist, befindet sich die untere Klinkenanordnung 44 in entriegelter Position und die Zahnstange 12 wird nur durch die obere Klinkenanordnung 42 gehalten.

Um automatische Lastübernahme zu erreichen und um die Zahnstange 12 in einer der beiden Längsrichtungen bewegen zu können, ist der Abstand zwischen den Klinkenanordnungen 42, 44 ebenso wichtig wie derjenige zwischen den Zähnen 90. Gemäß der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform, bei der die obere Einspannvorrichtung 42 auch zum Halter dient, ist der Abstand zwischen den Klauen 84 dei oberen und unteren Klinkenanordnung 42,44, wenn sich beide in ihrer unteren und gekoppelten Positior befinden, (0,952/j + 0,08) cm, wobei η eine ungerade Zahl ist. Hierbei wurde insbesondere der Abstanc 37,21 cm gewählt (n = 39).

Die Wirkungsweise einer Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen der Fig.2 und 3 für das Anheben und Absenken der Zahnstange 12 beschrieben.

In der schematischen Darstellung der F i g. 2 und 3 ist

lediglich ein Teil der Zahnstange 12 udd der Klauen 84 der oberen und unteren Beschreibung tuf die Erregung bzw. Entregung von bestimmten Spulen 20 Bezug genommen wird, ist auf die Fig. la und Ib und die entsprechenden Positionen der als Anker dienenden Halteelemente 46 und 48 verweisen.

Gemäß den F i g. 2a bis 2i wird die Bewegung der

ίο Zahnstange 12 in Aufwärtsrichtung wie folgt erzielt: Anfänglich wird nur die Spule B erregt, um die obere Klinkenanordnung 42 in ihre verriegelte und untere Position in Bezug auf die Zahnstange 12 bzw. das Gehäuse 14 zu bringen, wobei die untere Klinkenanordnung 44 sich in ihrer unverriegelten und unteren Position (F i g. 2a) befindet. Als nächstes wird die Spule A erregt, um die obere Klinkenanordnung 42 und damit die Zahnstange 12 aufwärts um 0,95 cm zu bewegen (Fig. 2b). Während die obere Klinkenanordnung 42 in ihrer verriegelten und oberen Stellung gehalten wird, wird die Spule D für die untere Klinkenanordnung erregt, um diese in eine gekoppelte Position in Bezug auf die Zahnstange 12 zu bringen (F i g. 2c). Wenn diese Position erreicht ist, befindet sich ein Spalt von 0,08 cm zwischen dem Zahn 94 und der Klaue 84 der unteren Klinkenanordnung 44. Als nächstes wird die Spule A entregt, um die obere Klinkenanordnung 42 abzusenken und das Gewicht der Zahnstange 12 auf die untere Klinkenanordnung 44 zu übertragen (Fig. 2d). Danach

wird die Spule B entregt, um die obere Klinkenanordnung 42 in ihre unverriegelte Stellung zu bewegen (Fig. 2e). Da der Abstand in Längsrichtung zwischen benachbarten Zähnen 90 1,11 cm beträgt und da die Längsbewegung der oberen Klinkenanordnung 0,95 cm beträgt und ferner die Zahnstange 0,08 cm während dieses Vorgangs nach unten bewegt wird, ist die Entregung beider Spulen A und B in der dargestellten spezifischen Folge nicht kritisch. Die Entregung der Spulen A und B könnte gleichzeitig oder Spule B könnte

vor der Entregung der Spule A entregt werden und trotzdem würde die obere Klinkenanordnung 42 frei in ihre unverriegelte Position bewegt werden. Als nächstes wird bei entregten Spulen A und B, mit der oberen Klinkenanordnung 42 in ihrer unverriegelten und unteren Portion, die Spule C erregt, um die untere Klinkenanordnung 44 und damit die Zahnstange 12 aufwärts um 1,11 cm zu bewegen (Fig.2f). Die Spule B zur Betätigung der oberen Klinkenanordnung wird dann erregt, um diese in eine gekoppelte Position zu

bewegen (Fig. 2g). Wiederum befindet sich ein Spalt von 0,08 cm zwischen der Klaue 84 der oberen Klinkenanordnung 42 und des axial darüber befindlichen Zahnes 96. Als nächstes wird die Spule Centregt, um die Zahnstange abwärts um 0,08 cm zu bewegen, um

⁶S die obere Klinkenanordnung 42 in ihre Verriegelungsposition zu bringen, und die untere Klinkenanordnung 44 befindet sich dann in gekoppelter Position (F i g. 2h). woraufhin Spule D entreet wird um dip um«!-..

Klinkenanordnung 44 in ihre nicht verriegelnde Position (Fig. 2i) zu bringen. Wie die Entregung der beiden Spulen A und B kann diese Entregung der Spulen Cund D gleichzeitig oder in irgendeiner gewünschten Reihenfolge stattfinden, um die untere Klinkenanordnung 44 von ihrer verriegelnden und oberen Position in ihre nicht verriegelnde und untere Position zu bewegen. Diese vorstehend beschriebene Folge vervollständigt einen Betätigungszyklus zum schrittweisen Bewegen der Zahnstange 12 in Aufwärtsrichtung. Diese wurde dabei insgesamt um 1,905 cm entsprechend dem Abstand in Längsrichtung zwischen entsprechenden Teilen der Zähne 90 nach oben bewegt. Weiterhin wurden die Lastwechsel automatisch vorgenommen, so daß jede Klinkenanordnung 42, 44 während eines Teils ihrer Bewegung die Last übernimmt und während des verbleibenden Teils ihrer Bewegung stufenweise das Element 12 anhebt.

Gemäß den F i g. Ja bis Ji erfolgt die Betätigung zum Absenken der Zahnstange 12 wie folgt: Wiederum befindet sich die obere Klinkenanordnung 42 ursprünglich in ihrer verriegelnden und abgesenkten Position, während sich die untere Klinkenanordnung 44 in ihrer nicht verriegelnden und abgesenkten Position befindet (Fig. 3a). Zunächst wird die Spule D erregt, um die untere Klinkenanordnung in Eingriff mit der Zahnstange 12 zu bringen (Fig. 3b). Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, befindet sich die untere Klinkeanordnung 44 in einer gekoppelten Position, da sie nicht die Last der Zahnstange 12 trägt und weiterhin nicht mit einem Zahn 90 in Eingriff steht. In dieser Position befindet sich die Klaue 84 der unteren Klinkenanordnung 44 in einem Abstand von 0,08 cm obcrha'b des axial unteren Zahnes 98 und 1.03 cm unterhalb des axial oberen Zahnes 100. Als nächstes wird die Spule C erregt, um die untere Klinkenanordnung 44 um 1,11 cm anzuheben (Fi g. 3c). Diese Bewegung bewirkt, daLS die untere Kiinkenanoi dnung 44 die Zahnstange 12 verriegelt und diese um 0,08 cm angehoben wird, um die Last von der oberen Klinkenanordnung 42 zu übernehmen. Hierdurch wird ein Spalt von 0,08 cm zwischen der Klaue 84 der oberen Klinkenanordnung 42 und dem Zahn 102 hervorgerufen. Während die untere Klinkenanordnung 44 in ihrer verriegelten und oberen Stellung gehalten wird, wird die Spule B entregt, um die obere Klinkenanordnung 42 aus ihrer gekoppeilen Position in eine unverriegelte Position zu bewegen (Fig. 3d). Ais nächstes wird die Spule A erregt, um die obere Klinkenanordnung um 0,95 cm relativ zum Gehäuse 14 anzuheben, wobei die obere Klinkenanordnung 42 in ihrer unverriegelten Position bleibt (F i g. 3e). Die Spule B wird dann erregt, um die obere Klinkenanordnung 42 aus ihrer unverriegelten Position in eine gekoppelte Position in Bezug auf die Zahnstange zu bringen (F i g. 3f). Wenn sie sich in dieser Position befindet, besteht ein Spalt von 0,08 cm zwischen der unteren Eingriffsfläche der Kiaue 84 und der oberen Eingriffsfläche des Zahnes 102. Als nächstes

ίο wird die Spule Centregt, um die untere Klinkenanordnung 44 abwärts um 1,11 cm in Bezug auf das Gehäuse 14 zu bewegen (F i g. 3g). Hierdurch wiederum wird die Zahnstange 12 um 1,03 cm abgesenkt, so daß sich die obere Klinkenanordnung 42 in ihrer verriegelten Position und die untere Klinkenanordnung 44 in einer gekoppelten Position befindet. Als nächstes wird die Spule D entregt, um die untere Klinkenanordnung 44 aus ihrer gekoppelten Position in ihre unverriegelte Position zu bewegen (Fig. 3h). Danach wird mit der unteren Klinkenanordnung 44 in ihrer unverriegelten Position die Spule A entregt, um die obere Klinkenanordnung 42 und damit die Zahnstange 12 um 0,95 cm abzusenken, wobei sich die obere Klinkenanordnung 42 in ihrer vollkommen abgesenkten Position in bezug auf das Gehäuse 14 befindet (Fig. 3i). Dabei wurde die Zahnstange 12 insgesamt um 1,905 cm abwärts bewegt.

Man kann die Klinkenanordnungen so modifizieren, daß die untere Klinkenanordnung 44 nach Vervollständigung jedes Betätigungszyklus als Halter dient. Dabei beträgt dann der Abstand zwischen den oberen und unleren Klinkenanordnungen, wenn sich beide in ihren vollständig abgesenkten Positionen befindet-! (0.952 ■ π-0,08) cm, wobei η eine ungerade Zahl ist. Die Längsbewegung für die untere und obere Klinkenan Ordnung beträgt dann 1,11 cm bzw. 0,95 cm. Es ist dabei nicht nur eine Bewgung ähnlich der in F i g. 3 gezeigten zum Absenken für eine solche geänderte Einrichtung möglich, sondern auch eine andere Folge möglicn, die nachstehend summarisch beschrieben wird: der Ablau!

kann unter Benutzung von F i g. 3 verfolgt werden.

Spule Z)ist erregt, um die Zahnstange zu halten. Spuk ß erregen — Spule A erregen — Spule D entregen — Spule A entregen (Zahnstange wird um ca. einen halber Zahnabstand abgesenkt) — Spule Perregen — Spule C erregen (Lastüberiiahme!) — Spule B entregen — Spuk C entregen (Zahnstange wird um den Rest de¹ Zahnabstandes abgesenkt). Damit ist die Ausgangsposi tion wieder erreicht.

Hier/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektromagnetische Schrittantriebsvorrichtung für eine linear bewegliche Zahnstange mit einem Paar von durch jeweils einen Spannmagnet alternierend mit der Zahnstange in radialen Antriebseingriff bewegbaren und durch jeweils einen Hubmagnet axial um einen von Anschlägen begrenzten Hub verschiebbaren Klinkenanordnungen mit untereinander etwa gleichen Hüben, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Zahnstange an ihrer Basis Abstände aufweisen, die größer sind als die Basisbreite jedes Zahnes, daß der Abstand der Antriebsflächen der Klingen einer Klinkenanordnur.g von denen der anderen im Ruhezustand beider ij geringfügig größer oder kleiner ist als ein ungeradzahliges Vielfaches der halben Zahnstangenteilung und daß die Summe der Hübe beider Klinkenanordnungen wenig größer als die Zahnstangenteilung ist.