-
-
Magnetsystem mit Klappanker
-
Wie Erfindung betrifft ein Magnetsystem mit einem U-förmigen Jochteil
und einem im Bereich eines Jochschenkels gelagerten Klappanker, der auf diesem Jochschenkel
aufliegt und wobei der Klappanker bei Bestromung des Magnetsystemes aus einer Anfang
lage in die Endlage verschwenkt und dabei am anderen Jochschenkel zur Anlage gelangt.
-
Derartige Magnetsysteme (Klappankermagnete) werden beispielsweise
zur Betätigung von mechanischen Stell- und Sperrklinken-Anordnungen verwendet.
-
Die vom Magnetsystem aufzubringenden Stellkräfte sind im allgemeinen
recht klein, müssen jedoch bei Magnetsystemen gleicher Serie, bzw. bei aufeinanderfolgenden
Arheitshüben ein- und desselben Magnetsystemes möglichst genau gleich sein.
-
Gleichzeitig besteht die Notwendigkeit, daß die Anzugszeiten verschiedener
Magnete sowie Arbeitsspiele ebenfalls möglichst genau übereinstimmen müssen.
-
Klappankermagnete der eingangs genannten Art sind allgemein bekannt.
Die Magnetsysteme sind dabei mit einem U-förmigen Doch versehen, das üblicherweise
als kostengünstiges Stanz-Biegeteil ausgeführt ist. Zwischen den Jochschenkeln ist
eine Magnetspule mit einem Eisenkern angeordnet. Die Jochschenkel sind dabei gleich
lang ausgebildet und ein als Stanzteil hergestellter Klappanker ist auf einem der
beiden Joch-
schenkel gelagert. In verhältnismäßig geringem Abstand
von der Lagerstelle wirkt außerhalb des Jochschenkels eine Federkraft auf den Anker,
die diesen in unerregtem Zustand des Magnetsystemes vom anderen Jochschenkel fortbewegt.
-
Außerhalb dieses Jochschenkels wird am Ankerende eine Stellkraft abgegriffen,
die beispielsweise zur Betätigung eines Schiebers oder einer Klinke genutzt wird.
-
Die aus Blech-Stanzteilen bestehenden Joche haben herstellungsbedingt
an den Schnittflächen (Jochschenkel-Enden) eine verhältnismäßig starke Rauhigkeit
und weisen daneben auch Schwankungen in ihrer Ebenheit, sowie Länge der Schenkel
auf.
-
Dadurch bedingt verändert sich beim Anzug des Magnetankers die maßgebliche
Auflagestelle (Drehpunkt) in bezug auf die Stützseiten zwischen Federkraft-Einleitung
am einen Ankerende und Auflagestelle, sowie zwischen Auflagestelle und Kraftabgriff
am anderen Ankerende.Bei der üblicherweise dicht an der Auflagestelle angeordneten
Rückstellfeder und dem relativ langen Hebelarm zum Kraftabgriff bewirkt somit schon
eine geringe Änderung der Stützweite eine große Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
und somit große Schwankungen der am Ankerende nutzbaren Kräfte. Im ungünstigsten
Falle liegt dabei der Anker in Hubanfangsstellung auf der äußeren Kante des Lager-Jochschenkels
auf, während in Hubendstellung der Anker auf der inneren Kante des Jochschenkels
aufliegt.
-
Diese Auflagekanten bilden jedoch die für das Übersetzungsverhältnis
wesentlichen Dreh- bzw. Stützpunkte.
-
Die Veränderungen des Auflagepunktes treten im Verlauf der Ankerbewegung
oftmals sprunghaft auf und führen zu einem treppenförmigen Verlauf der Kraft-Weg-Kennlinie
derartiger Magnetsysteme.
-
Aus solchen Teilen zusammengefügte Magnetsysteme weisen somit große
Toleranzen von Funktionsmaßen auf, wodurch die Kennwerte (Anzugszeit, Haltekraft
u.s.w.) der Magnetsysteme im allgemeinen stark streuen. Zwecks Einengung dieser
Toleranzen ist es oftmals erforderlich, an den montierten Magnetsystemen kostspielige
Nacharbeitsgänge und/oder Montagewerkzeuge vorzusehen.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Wermeidung der
vorstehend erläuterten Nachteile ein Magnetsystem der eingangs genannten Art zu
schaFfen, das aus kostengünstigen Stanz-Biegeteilen zusammengefügt ist und wobei
dennoch sichergestellt ist, daß sich das Übersetzungsverhältnis der Stützweiten
am Anker während der Hubbewegung nicht verändert und ein linearer bzw. kontinuierlicher
Sennlinienverlauf der Stellkräfte gewährleistet ist.
-
Diese Aufgabe wird in technisch fortschrittlicher Weise dadurch gelöst,
daß der Klappanker im Lagerungsbereich, d.h.
-
im Auflagebereich auf dem Jochschenkel mit einer schräg zur Ankerfläche
bzw. Jochschenkelendfläche verlaufenden Einformung (Sicke) versehen ist, die sich
quer zur Anker-Längsrichtung erstreckt und dabei mindestens der Breite des Jochschenkels
entspricht.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 - 7 näher erläutert.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen das Klappanker-Magnetsystem in seinen
Kennwerten entscheidend verbessert wird. Dabei ist es insbesondere wesentlich, daß
Magnetsysteme unterschiedlicher Herstellungslose weitgehend gleiche Kennwerte und
lineare bzw. kontinuierliche Weg-Kraft-Kennlinien aufweisen, ohne daß die Herstellungstoleranzen
der Fügeteile eingeengt werden müssen und die Gestehungskosten derartiger Magnetsysteme
somit größer werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
-
Es zeigen Fig. 1 die Ansicht eines bekannten Klappanker-Magnetsystemes
in unerregtem Zustand, Fig. 2 die Ansicht des Magnetsystemes gem. Fig. 1 mit angezogenem
Klappanker,
Fig. 3 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Klappanker-Magnetsystemes,
Fig. 4 die Draufsicht auf das Magnetsystem gem. Fig. 3, Fig. 5 die Ansicht der Ankerlagerung
des Magnetsystemes gem. Fig. 3 in vergrößerter Darstellung, und Fig. 6 und 7 die
Ansicht einer abgewandelten Ankerlagerung.
-
In den Fig. 1 und 2 ist ein Klappanker-Magnetsystem herkömmlicher
Bauart dargestellt. Das Magnetsystem besteht im wesentlichen aus dem U-förmig gebogenen
Jochteil 1, dem Magnetkern 2 mit der darauf befindlichen Wicklung 3, der in das
Jochteil eingenietet ist, sowie dem Klappanker 4.
-
Eine Feder 5 bewirkt eine Stellkraft, wodurch der Anker in unerregtem
Zustand des Magnetsystemes, vom Jochschenkel 7 weg, gegen einen hier nicht näher
dargestellten Anschlag gezogen wird (Fig. 1). Bei Bestromung des Magnetsystemes
verschwenkt der Anker in die in der Fig. 2 dargestellte Lage.
-
Im allg. sind die beiden Jochschenkel 6, 7 des Magnetsystemes gleich
lang ausgebildet (1J6 = 1J7 ) Durch unvermeidbare Herstellungstoleranzen kommt es
jedoch häufig vor, daß der in den Fig. dargestellte rechte Jochschenkel 7 geringfügig
kürzer als der linke Jochschenkel 6 ausgebildet ist (lJ7olJ6) und der Drehpunkt
8 des Klappankers, der in der Fig. 1 auf der linken äußeren Kante des linken Jochschenkels
6 beim unerregten Magnetsystem liegt, verschiebt sich zur rechten inneren Kante
des Jochschenkels 6 beim angezogenen (erregten) Magnetsystem.
-
Die Kraft F (Stelikraft) des Magnetsystemes, die am rechten äußeren
Ende des Klappankers 4 abgegriffen wird, ist bestimmt durch die Kraft der Feder
5 und das Übersetzungsverhältnis der Stützweiten 11 und 12 des Klappankers. Wie
man beim Vergleich der Fig. 1 und 2 unschwer erkennt, erfährt da-
bei
die Stützweite 11 (Federangriff-Drehpunkt 8) eine nicht unwesentliche Änderung und
die am Ankerende verfügbare Kraft wird erheblich verändert. In der Fig. 2 sind die
veränderten Stützweiten mit l1' und 12' bezeichnet.
-
Dieses Verhalten ist umso gravierender, als bei verschiedenen Magnetsystemen,
je nach Länge des rechten Jocschenkels 7 die Drehpunktverschiebung mehr oder auch
weniger zum Tragen kommt.
-
Herkömmliche Magnetsysteme verschiedener Baulose weisen daher sehr
unterschiedliche Seg-Kraft-Kennlinien auf.
-
In der Fig. 3 ist ein Klappanker-Magnetsystem dargestellt, dessen
Anker 4 im Bereich der Lagerstelle mit einer Einformung 9 versehen ist, die unter
einem Winkel d zur Ankerfläche 10 angeordnet ist und im Drehpunkt 8 des Ankers ausläuft.
Durch diese Einformung wird sichergestellt, daß der Drehpunkt des Ankers, im unerregtem
und auch erregtem Zustand des Magnetsystemes konstant bleibt, d.h. daß die Stützweiten
11 und 12 bei der Ankerbewegung keinerlei Veränderung erfahren.
-
Es ist vorgesehen, daß auch beim angezogenen Klappanker (Darstellung
in Fig. 3 u. 5) ein geringer Winkelspalt ß zur Jochschenkelfläche 11 hestehen bleibt.
Die Einformung ist dabei so ausgebildet, d.h. der Winkel so groß gewählt, daß auch
beim Auftreten der größten Herstellungstoleranzen mit Sicherheit ein kleiner Winkelspalt
ß vorhanden bleibt (Anker angezogen)' so daß der Drehpunkt mit; Sicherheit keine
Verschiebung erfährt. Zur Verdeutlichung der Verhältnisse ist in Fig. 3 der rechte
Jochschenkel 7 erheblich kürzer dargestellt, als in der Praxis -normalerweise auftritt.
-
In der Fig. 4 ist der Vollständigkeit halber eine Draufsicht auf das
Magnetsystem dargestellt. Hieraus wird ersichtlich, wie der Anker durch seitliche
Ausnehmungen 12, in die Zapfen 13 des Jochschenkels eingreifen und leicht einwärtsgebogen
sind, gegen Verschiebung in Anker-Längsrichtung gesichert ist.
-
Zur besseren Deutlichkeit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Lagerstelle
ist in der Fig. 5 dieser Bereich vergrößert
dargestellt. Dabei ist
in dieser Abb. der Anker 4 in angezogenem Zustand gezeigt.
-
In den Fig. 6 und 7 sind abgewandelte Lagerstellen eines Klappanker-Magnetsystemes
dargestellt, wobei hier das Ende des Jochschenkels 6', 6" der Lagerstelle mit einer
Schräge 14, 14' versehen ist.
-
In beiden Darstellungen ist der Anker in angezogenem Zustand gezeigt.
-
Durch die Ausbildung gem. Fig. 6 wird erreicht, daß der Anker im angezogenen
Zustand (Ankerendstellung) einen möglichst geringen Luftspalt mit dem Jochschenkel
aufweist, während entsprechend Fig.7 der Anker in Ausgangsstellung (unerregtes Magnetsystem)
einen möglichst geringen Luftspalt zum Jochschenkel aufweist.
-
Beide Ausführungen weisen für bestimmte Anwendungsfälle jeweils besondere
Vorteile auf.
-
- Leerseite -