DE2553757A1

DE2553757A1 - ELECTROMAGNETIC DEVICE

Info

Publication number: DE2553757A1
Application number: DE19752553757
Authority: DE
Inventors: Anthony John Adey; Alec Harry Seilly
Original assignee: Simms Group Research and Development Ltd
Current assignee: Simms Group Research and Development Ltd
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1975-11-29
Publication date: 1976-08-12
Also published as: FR2293044B1; IT1049937B; FR2293044A1; GB1528916A; JPS5192009A

Description

COHAUSZ & FLORACKCOHAUSZ & FLORACK

PATB NTANWALTS BÜRO 2 5 5 3 7 SPATB NTANWALTS OFFICE 2 5 5 3 7 S

D-4 DÜSSELDORF · SCiIUMANNSTR. 97D-4 DÜSSELDORF · SCiIUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE.
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr. Ing., Dipl.-Wirtsch-Ing. A. GERBER Dipl. Ing. H. B. COHAUSZPATENT LAWYERS.
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. W. FLORACK Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr. Ing., Dipl.-Wirtsch-Ing. A. GERBER Dipl. Ing. HB COHAUSZ

Slams Group Research and Development Limited Well StreetSlams Group Research and Development Limited Well Street

GB-Birmingham 28. November 1975GB-Birmingham November 28th 1975

Elektromagnetische YorriohtungElectromagnetic torque

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung in einer Ausführung mit zwei relativ bewegliehen Gliedern, die aus magnetisierbarem Material gebildet sind, und einer elektrischen Wicklung, durch die ein elektrischer Strom zum Erreichen einer relativen Bewegung der Glieder leitbar ist.The invention relates to an electromagnetic device in an embodiment with two relatively movable members that consist of magnetizable material are formed, and an electrical Winding through which an electric current to achieve a relative Movement of the limbs can be guided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung in einer Form zu schaffen, bei der die Richtung des Stromflusses in der Wicklung die Sichtung der relativen Bewegung der Glieder bestimmt.The invention is based on the object of providing such a device in a form in which the direction of the current flow in the winding determines the sighting of the relative movement of the links.

Erfindungsgemäß ist bei einer elektromagBtisehen Vorrichtung der genannten Art das erste der Glieder vonringförmiger, langgestreckter Form, während das zweite Glied in dem ersten Glied sitsst, und die aufeinander zu gerichteten Flächen der Glieder sind mit zwei- oder einem Hehrfachen von zweigängigem Gewinde versehen, das wendeiförmige Sippen bildet, wobei aufeinanderfolgende Hippen eines der Glieder im Setrieb so polarisiert sind, daß sie entgegengesetzte magnetische Polarität haben, und wobei sich Wicklungen in den STälern des anderen Glieds befinden, wobei die Wicklungen im Betrieb elektrischen Strom führen, der in aufeinaderfolgenden Tälern entgegengesetzte ^£iehtung hat, derart, daß bei Fließen von Strom in einem Sinne durch die Wicklungen die Glieder sich gegeneinander in eine Sichtung bewegen und daß bei Fließen von Strom im entgegengesetzten Sinne die Glieder sich in die andere Sich-According to the invention, in an electromagnetic device of the type mentioned, the first of the links is of an annular, elongated shape, while the second link sits in the first link, and the surfaces of the links facing each other are provided with two or more times a double thread, the helical one clans, said successive hip polarized one of the members in Setrieb so that they have opposite magnetic polarity, and wherein the windings are in the STälern of the other member, the windings during operation lead electric current opposite in aufeinaderfolgenden valleys ^£ iehtung has, in such a way that when current flows in one sense through the windings, the members move towards one another in one sighting and that when current flows in the opposite direction, the members move into the other.

29 59229 592

Wa/Ti - 2 -Wa / Ti - 2 -

609823/0344609823/0344

tung gegeneinander bewegen, wobei eine Anschlaganordnung zur Begrenzung der relativen axialen Bewegung der Glieder vorgesehen ist.device move against each other, with a stop arrangement for limiting the relative axial movement of the links is provided.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rippen an dem einen Glied aus einem permanent magnetisierbar en Material gebildet.According to a further feature of the invention, the ribs on one link are formed from a permanently magnetizable material.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Glieder zwischen Extremlagen bewegbar, in denen die Rippen der Glieder aneinander angreifen.According to a further feature of the invention, the two links are between Movable extreme positions in which the ribs of the links attack one another.

In Weiterbildung der Erfindung sind weitere Wicklungen in den Tälern des einen Glieds angeordnet, wobei diese weiteren Wicklungen im Betrieb mit elektrischem Strom derart versorgt werden, daß aufeinanderfolgende Rippen an dem einemn Glied eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben.In a further development of the invention, there are further windings in the valleys of the one member arranged, these further windings are supplied with electrical current during operation in such a way that successive Ribs on one link are opposite magnetic Have polarity.

In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß weitere Wicklungen an den Spitzen der Rippen an dem anderen Glied vorgesehen sind, wobei die weiteren Wicklungen bei Versorgung mit elektrischem Strom für eine Magnetisierung der Rippen an dem einen Glied sorgen, wobei aufeinanderfolgende Rippen eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben.In a further development of the invention it is further provided that further windings are provided at the tips of the ribs on the other link are, wherein the further windings ensure a magnetization of the ribs on the one member when supplied with electrical current, wherein successive ribs have opposite magnetic polarity to have.

Sie Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind:You invention is below on the basis of exemplary embodiments Referring to the drawing explained in more detail. In the drawing are:

Fig. 1 und 2 Schnitte durch Teile einer Torrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die verschiedenen Positionen der Verrichtung gezeigt sind,1 and 2 sections through parts of a door direction as an embodiment of the invention, the various positions the performance are shown,

Fig. 5 ein Schnitt ähnlich der Sarstellung in Fig. 1 und 2, der ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zeigt, undFig. 5 is a section similar to the Sarstellung in Fig. 1 and 2, the a shows second embodiment of the device, and

Fig. 4 ein Schnitt ähnlich der Sarstellung in Fig. 3, in dem eine weitere Variante gezeigt ist.Fig. 4 is a section similar to the Sarstellung in Fig. 3, in which a another variant is shown.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein erstes Glied 10 vorgesehen, das eine langgestreckte ringförmig· Gestalt hat, und ferner i«t ein zweites Glied1 and 2, a first member 10 is provided which is an elongated ring-shaped, and also has a second link

609823/0344609823/0344

11 vorgesehen, das in dem ersten Glied sitzt und das zylindrische Fora haben kann, alternativ aber auch in Bingfοrm vorgesehen sein kann, um eine Gewichtsverringerung· zu erbringen. Das Glied 10 kann als ortsfest angesehen werden, während das Glied 11 beweglich ist. Die aufeinander zu gerichteten Flächen der beiden Glieder sind mit zwei- oder mit einem Hehrfachen von zweigängigem Gewinde versehen, wobei das Gewinde Bippen 12 und 13 an den Flächen der Glieder 10 und 11 bildet. Zwischen den Bippen an jedem der Glieder befinden sich Täler 14 bzw. 15· Die Spitzen der Bippen haben dreieckige Form, so daß sich die beiden Glieder relativ zueinander in axialer Bichtung bewegen können. Sas HaB einer solchen Bewegung ist durch Angreifen der Bippen 12 und 15 aneinander begrenzt, deren Flächen eine inschlaganordnung bilden.11 is provided, which sits in the first member and the cylindrical Fora can have, but alternatively also be provided in Bingfοrm can to achieve a weight reduction ·. The link 10 can be regarded as stationary, while the member 11 is movable. The facing surfaces of the two links are with two or more times double thread, the thread being lugs 12 and 13 on the surfaces of the links 10 and 11 forms. Between the ribs on each of the links there are valleys 14 and 15 respectively The tips of the ribs are triangular in shape, so that the two members can move relative to one another in an axial direction. Sas HaB such a movement is limited by the engagement of the ribs 12 and 15 on one another, their surfaces Form an envelope arrangement.

Beide Glieder sind aus magnetisierbarem Material gefertigt, und das Glied 11 ist zweckmäßig aus einen permanent magnetisierbaren Material gefertigt und ist so magnetisiert, daß abwechselnde Bippen 13 eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben, wobei die Polarität durch die Buchstaben i, S bezeichnet ist.Both members are made of magnetizable material, and the member 11 is suitably made of a permanently magnetizable material and is magnetized so that alternate ribs 13 have opposite magnetic polarity, the polarity being denoted by the letters i, S.

Ferner ist eine elektrische Wicklung vorgesehen, und diese ist in zwei Teilen ausgebildet, die in abwechselnden !Tälern I4 aufgenommen sind. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine eingängige Wicklung vorgesehen, und zweckmäßig wird sie in den Boden eines Tals von eines Ende des Glieds zum anderen Ende des Glieds gelegt und längs des anderen Tals zanirück zum einen Ende des Glieds geführt. Auf diese Weise erfolgt bei Durchleiten eines elektrischen Stroms durch die Wicklung der Stromfluß in den Teilen der Wicklungen in aufeinanderfolgenden Tälern in entgegengesetzter Bichtung, so daß die Bippen 12 eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben.Furthermore, an electrical winding is provided and this is in two Parts formed that are recorded in alternating! Valleys I4. As shown in Fig. 1, a single start winding is provided and conveniently it is inserted into the bottom of a valley from one end of the Link placed to the other end of the link and guided along the other valley zanirück to one end of the link. This is done in this way when an electric current is passed through the winding, the current flows in the parts of the windings in successive valleys in opposite directions, so that the ribs 12 have opposite magnetic polarity.

Fig. 1 zeigt die Situation, wenn Strom durch die Wicklung in einem Sinne fließt, und wie zu sehen ist, hat sich das Glied 11 so bewegt, daß die Bippe I3, die ein Kordpol ist, in Eontakt mit der Rippe 12 gewandert ist, die ein Südpol ist. Wenn der Sinn des Stromflusses durch die Wicklungen umgekehrt wird, liegt die in Fig. 2 gezeigte Situation vor, wobei eine relative Bewegung der Glieder 10 und 11Fig. 1 shows the situation when current flows through the winding in a Senses flows, and as can be seen, the link 11 has moved so that the rib I3, which is a cord pole, is in contact with the rib 12 that is a South Pole. When the sense of current flow through the windings is reversed, that shown in FIG. 2 is Situation before, with a relative movement of the members 10 and 11

- 4 609823/0 ΉΗ - 4 609823/0 ΉΗ

vonstattengegangen ist. Bei der Umekehrung des Stromflusses stoßen sich zunächst gleiche Pole ab, bis die Mittelposition erreicht ist, und danach ziehen sich ungleiche Pole an.has taken place. Bump when reversing the flow of current At first the same poles are removed until the middle position is reached, and then unlike poles attract each other.

In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung ist das Glied 11 aus einem Material gefertigt, das permanent magnetisiert werden kann, und diese Magnetisierung wird normalerweise in einer geeigneten Vorrichtung bewirkt. Dabei wird das Glied 11 in das Glied 10 eingeschraubt, um den Verlust des Magnetismus auf ein Minimum zu reduzieren. Alternativ kann das Glied 11 beispielsweise aus 35-%-Kobalt-Stahl gebildet sein. Die Montage der beiden Glieder kann dann eriölgen, und danach wird Strom durch die Wicklungen in den Tälern geleitet, und das hat den Effekt einer Magnetisierung der Rippen des Glieds 11, so daß aufeinanderfolgende Rippen eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben. Der Effekt einer solchen Magnetisierung ist der gleiche, wie er in Fig.In the arrangement shown in Figs. 1 and 2, the member 11 is made of one Material is made which can be permanently magnetized, and this magnetization is normally effected in a suitable device. The link 11 is screwed into the link 10 in order to reduce the loss of magnetism to a minimum. Alternatively For example, the link 11 may be formed from 35% cobalt steel. The assembly of the two links can then succeed, and then is Current passed through the windings in the valleys, and this has the effect of magnetizing the ribs of the member 11 so that successive Ribs have opposite magnetic polarity. The effect of such magnetization is the same as that shown in Fig.

I dargestellt ist. Wenn der Sinn des Stromflusses geändert wird, ist zunächst ein gewisses Maß an Entmagnetisierung der Rippen des GliedsI is shown. When the sense of the flow of electricity is changed, is initially some degree of demagnetization of the ribs of the limb

II vorhanden, es erfolgt jedoch eine Remagnetisierung dann, wenn das Glied 11 seine neue Position eingenommen hat.II is present, but remagnetization occurs if that Link 11 has taken its new position.

In jeder der vorstehend beschriebenen Konstruktionen versteht es sich, daß dann, wenn elektrischer Strom durch die Wicklungen zu fließen afhört und die Glieder in ihre Extremlagen gewandert sind, wie das in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, die beiden Glieder diese Positionen einhalten, und zwar wegen der natürlichen Anziehung zwischen ihnen.In each of the constructions described above, it goes without saying that when electric current ceases to flow through the windings and the limbs have moved to their extreme positions, as shown in Fig. 1 and 2, the two limbs adhere to these positions, because of the natural attraction between them.

In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungebeispiel sind die beiden Glieder mit 16 und 17 bezeichnet, und die Rippen haben die Bezugszahlen 18 bzw. 19 an den beiden betreffenden Gliedern. In diesem Fall sind die Rippen 18 und 19 erheblich dünner als die aufeinanderfolgenden Täler. Es ist jedoch ein größeres Maß an Überlappung der Rippen 18 und 19 vorhanden. Das Glied 16 ist wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen mit einer Wicklung in den Tälern versehen, so daß bei Erregung der Wicklung aufeinanderfolgende Rippen 18 eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben. In diesem Fall ist das Glied 17 zwar aus magnetisierbarem Material gefertigt, es ist aber nicht permanent magne-In the embodiment shown in Fig. 3, the two members are designated 16 and 17, and the ribs have the reference numerals 18 and 19 respectively on the two links concerned. In this case the ribs are 18 and 19 considerably thinner than the successive valleys. However, there is a greater amount of overlap of the ribs 18 and 19 available. The member 16 is as in the previous embodiments provided with a winding in the valleys, so that when excited the Winding successive ribs 18 an opposite magnetic Have polarity. In this case, the member 17 is made of magnetizable Material, but it is not permanently magnetic

■ - 5 -■ - 5 -

609823/Ü609823 / Ü

tisierbar, und um eine Magnetisierung zu erreichen» Bind weitere Wicklungen vorgesehen, und in einer Anordnung sind diese in den Tälern im Glied 17 vergesehen. Die Form der Wicklung ist die gleiche wie die Form der Wicklung am Glied 16, und wenn im Betrieb die weitere Wicklung mit Strom versorgt wird, werden die Hippen 19 so polarisiert, daß aufeinanderfolgende Bippen eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben. adjustable, and to achieve magnetization »bind more windings provided, and in one arrangement these are provided in the valleys in link 17. The shape of the winding is the same as the shape the winding on the member 16, and if the further winding is supplied with current during operation, the ribs 19 are polarized so that successive Tapping have opposite magnetic polarity.

Wenn die Wicklungen an den Gliedern mit elektrischem Strom versorgt werden, bewegen sich die beiden Glieder relativ zueinander, us eine Extremlage einzunehmen, in der die Flächen der Hippen 18 und I9 sich gegenseitig berühren. Wenn der Sinn des Stromflusses in einer der Wicklungen umgekehrt wird, wandern die beiden Glieder in ihre entgegengesetzte Extremlage.When the windings on the links are supplied with electrical power, move the two members relative to each other, us to assume an extreme position in which the surfaces of the hips 18 and 19 are mutually exclusive touch. If the direction of the current flow in one of the windings is reversed, the two links move into their opposite one Extreme situation.

In der Anordnung, die in Fig. 4 gezeigt ist, haben die beiden Glieder 20, 21 Sippen 23, 24, die nicht ineinandergreifen. Die beiden Glieder können deshalb ineinander gesetzt werden, indem sie lediglich axial bewegt werden. Die Arbeitsweise der Torrichtung ist genau die gleiche, wie sie im Zusammenhang mit den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist. Anstatt daß die Hippen 24 permanent magnetisiert sind, können Wicklungen wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist es erforderlich, eine Anschlaganordnung vorzusehen, um die relative axiale Bewegung der Glieder zu begrenzen, damit die Position minimaler Reluktanz nicht eingenommen wird. Zu diesem Zweck sind Endanschläge 22 vorgesehen, es versteht sich jedoch, daß andere Formen von Anschlaganordnungen vorgesehen sein könenn. Weil die Torrichtung umsteuerbar sein soll, ist es erforderlich, sicherzustellen, daß die Glieder die Position geringster Reluktanz nicht erreichen, so daß die Richtung der Bewegung bei Uaekehr des Stromflusses in der Wicklung immer in der Richtung verläuft.In the arrangement shown in Fig. 4, the two members have 20, 21 clans 23, 24 that do not interlock. The two links can therefore be nested by merely moving them axially will. The operation of the gate direction is exactly the same as described in connection with the preceding exemplary embodiments has been. Instead of the fins 24 being permanently magnetized, windings as in the embodiment of FIG. 3 can be provided be. In the exemplary embodiment according to FIG. 4, it is necessary to provide a stop arrangement to limit the relative axial movement of the links so as not to assume the position of minimum reluctance will. End stops 22 are provided for this purpose, but it will be understood that other forms of stop arrangements are contemplated can be. Because the door direction should be reversible, it is necessary to ensure that the links are in the lowest position Reluctance does not reach, so that the direction of movement at Uaekehr the current flow in the winding is always in the same direction.

In der Anordnung, die im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben worden ist, ist das Glied I7 bewegbar, und die Zuleitung von elektrischem Strom zur Wicklung, die sich in dessen Tälern befindet, muß über flexible Stromzuführungen oder eine andere Terbindung erfolgen, um einenIn the arrangement that has been described in connection with FIG is, the member I7 is movable, and the supply of electrical Current to the winding, which is located in its valleys, must be carried out via flexible power supply lines or some other connection in order to get one

609823/0344609823/0344

Stromfluß in der Wicklung zu ermöglichen. Das ist unzweckmäßig, weil dann, wenn flexible Stromzuführungen verwendet werden, eine erhebliche mechanische Kraft erforderlich ist, um eine Bewegung der Stromzuführungen zu bewirken. Um diese Schwierigkeit zu veermeiden, können die in den Tälern des Glieds 17 vorgesehenen Wicklungen an den Sptiezn der Rippen vorgesehen sein, wie das gestrichelt dargestellt ist, und in diesem Falle sind die Rippen mit konkaven Vertiefungen versehen, um die Wicklungen aufzunehmen. In dem Fall befinden sich also alle Wicklungen am ortsfesten Teil, und das Problem, das mit flexiblen Stromzuführunegen einhergeht, ist beseitigt.To allow current flow in the winding. It is inexpedient because when flexible power leads are used, a considerable mechanical force is required to move the power leads to effect. In order to avoid this difficulty, the windings provided in the valleys of the link 17 can be applied to the ends of the ribs must be provided, as shown in dashed lines, and in this case the ribs are provided with concave depressions, to accommodate the windings. So in that case, everyone is Windings on the stationary part, and the problem associated with flexible power supplies is eliminated.

In jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind die Wicklungen mit einem einzigen Stromleiter versehen. Es versteht sich jedoch, besonders dann, wenn die Wicklungen in den Tälern liegen, daß Wicklungen mit einer höheren Anzahl von Windungen eingesetzt werden können. Im Falle des Yorsehens von Gewinde mit einem Mehrfachen von zwei Gängen, beispielsweise eines viergängigen Gewindes, verläfuft die Wicklung längs eines Tals und kehr längs eines sich daran anschließenden Tals zurück und verläuft dann längs des sich daran anschließenden leeren Tals und kehrt längs des verbleibenden leeren Tals zurück.In each of the above-described embodiments, the Provided windings with a single conductor. It goes without saying, however, especially when the windings are in the valleys, that Windings with a higher number of turns can be used. In the case of threading a multiple of two turns, for example a four-start thread, runs the Winding along a valley and returning along an adjoining valley and then running along the adjoining one empty valley and return along the remaining empty valley.

AnsprücheExpectations

60 98 2 3 /0.3 A 460 98 2 3 /0.3 A 4

Claims

Expectations

1. Electromagnetic device with two relatively movable members, which are made of magnetizable material, and an electrical one Winding through which an electric current can be conducted to achieve a relative movement of the links, characterized in that, that the first of the members is of annular, elongated shape, while the second member is in the first member sits, and the mutually facing surfaces of the links are provided with two or a multiple of two-start threads, the helical Bippen forms, wherein successive bippen of one of the links are polarized in operation so that they are opposite magnetic Have polarity, and with windings in the valleys of the other link, with the windings being electrical in operation Lead current, which has opposite direction in successive valleys, such that when flowing current in one sense through the coils move the limbs against each other in sighting and that when the current flows in the opposite direction, the members move in the other direction towards one another, with a stop arrangement is provided to limit the relative axial movement of the links.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the windings are formed from a single winding running along a valley from one end of the link and along the other Valley or an adjoining valley leading back to one end of the link.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the windings is formed by several windings.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the ribs on one link are made of a permanently magnetizable material *

5. Apparatus according to claim 4, characterized that the ribs of one link are magnetized in place.

609823/0344 - 2 -

6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized are arranged by further windings in the valleys of a link, these further windings in operation with electrical Current are supplied in such a way that successive pins on the one link have an opposite magnetic polarity.

7 * Device according to one of claims 1 to 3, characterized by further windings at the tips of the ribs on the other limb, with the further windings being supplied use an electric current to magnetize the ribs on one link, with successive ribs being oppositely magnetic Have polarity.

8. Performing naoh one of claims 1 to 7, characterized that a stop assembly by surfaces of the Ribs are formed on the limbs.

9. Device according to one of claims 1 to 7 »characterized that the stop assembly has stops which are arranged so that the relative axial movement of the links so is limited that the members do not occupy the positions of lowest reluctance.

60 9 8 2 37 0 34-4