DE646886C

DE646886C - Electromagnet for several precisely limited switch positions

Info

Publication number: DE646886C
Application number: DEM133062D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1935-11-27
Filing date: 1935-12-29
Publication date: 1937-09-07

Description

Bur. Ind. EigendomBur. Ind. Self-dom

19SS£1937.19SS £ 1937.

AUSGEGEBEN AM
7. SEPTEMBER 1837ISSUED ON
SEPTEMBER 7, 1837

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21g GRUPPE 2oiCLASS 21g GROUP 2oi

M133062 VIU φ ig Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: ip. August 1937M133062 VIU φ ig Date of publication of the patent grant: ip. August 1937

Maschinenfabrik Oerlikon in Oerlikon, Zürich, SchweizMachine factory Oerlikon in Oerlikon, Zurich, Switzerland

Elektromagnet für mehrere genau begrenzte SchaltstellungenElectromagnet for several precisely limited switch positions

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Dezember 1935 abPatented in the German Empire on December 29, 1935

Die Priorität der Anmeldung in der Schweiz vom 27. November 7935 ist in Anspruch genommen.The priority of the registration in Switzerland of November 27, 7935 has been claimed.

Neben elektromotorischen Antrieben werden häufig zur Verstellung von Regelvorrichtungen usw. mechanischer oder elektrischer Art, die verhältnismäßig wenig, aber genau bestimmte *" Stellungen benötigen, Elektromagnete .verwendet. Solche meistens aus Einzelmagneten zusammengebaute Elektromagnete mit beweglichem Kern für mehrere genau begrenzte Stellungen erfordern verhältnismäßig hohe Bauhöhe. Bisher mußte bei bekannten Konstruktionen der Hub jedes einzelnen Magnets um den Arbeitshub aller vorangegangener Magnete vergrößert werden, weil mit jeder neuen Schaltung eine Zustellung sämtlicherIn addition to electric motor drives, regulating devices are often used to adjust etc. of a mechanical or electrical nature, which are relatively little but precisely determined * "Need positions, electromagnets .used. Such electromagnets, usually assembled from individual magnets, with movable Core for several precisely defined positions require relatively high Construction height. Previously, in known designs, the stroke of each individual magnet had to be be increased by the working stroke of all previous magnets, because with each new circuit a delivery of all

¹S noch nicht erregter Magnetkerne gegen die zugehörigen Polschuhe erfolgt. Da nicht nur der Hub als solcher allein, sondern die dadurch bedingte erheblich größere Länge der Kerne einen unmittelbaren Einfluß auf die Höhe des Apparates ausübt, wird der Magnet schon bei verhältnismäßig wenig Stellungen groß und schwer und unwirtschaftlich. ¹ S of magnetic cores not yet excited against the associated pole shoes. Since not only the stroke as such, but also the considerably greater length of the cores caused by it, has a direct influence on the height of the apparatus, the magnet becomes large, heavy and uneconomical even in relatively few positions.

Es sind schon Elektromagnete mit mehreren Hubstellungen bekannt, bei denen in einemThere are already known electromagnets with several stroke positions in which in one

²S Eisengehäuse eine einzige Wicklung vorgesehen ist, mit einem Kern und mehreren Ankern, die bei erregter Wicklung nacheinander bis zur gegenseitigen Berührung angezogen werden, wobei die einzelnen Stellungen ² S iron housing a single winding is provided, with a core and several armatures, which, when the winding is energized, are tightened one after the other until they touch each other, with the individual positions

durch Verändern des durch die Magnetwickiung fließenden Stromes erhalten werden. Das Einstellen der Zwischenstellungen ist daher abhängig von der Spannung der Stromquelle und der Größe der angehängten Last. Variiert die äußere Last oder die Spannung, so kann auf einer bestimmten Einstellung, beispielsweise das eine Mal der Kern die Stellung II, das andere Mal die Stellung I oder III annehmen. Dazu besitzt der Magnet mir ein ganz geringes Arbeitsvermögen, da in allen Zwischenstellungen der magnetische Kraftfluß nur kleinere Werte, niemals" aber seinen Höchstwert annehmen kann. Zudem ist der Magnet nicht reversibel, er kann nur in entgegengesetzter Richtung der äußeren Kraft sich in die Zwischenstellungen stellen, während in Richtung der Kraft keine Zwischenstellungen möglich sind. Alle diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung behoben werden. Die Bauhöhe soll « verkürzt werden, und die Stellungen sollen genau bestimmt und unabhängig von Spannung und Last sein. Beim Schalten soll der Magnet sofort voll erregt werden, in jeder Stellung ein großes Arbeitsvermögen besitzen und wahlweise aufwärts und abwärts geregelt werden können. Um dies zu erreichen, sind erfindungsgemäß die Einzelmagnete so ausgebildet, daß jeweils der Polschuh des einen in seiner Verlängerung den Kern des überby changing the current flowing through the magnet winding. The setting of the intermediate positions is therefore dependent on the voltage of the power source and the size of the attached load. If the external load or the voltage varies, on a certain setting, For example, the one time the core is in position II, the other time in position I or III accept. In addition, the magnet has very little work capacity for me, there in all intermediate positions the magnetic flux only smaller values, never "but can reach its maximum value. In addition, the magnet is not reversible, it only can stand in the intermediate positions in the opposite direction of the external force, while in the direction of the force no intermediate positions are possible. All of these disadvantages are addressed by the present invention be resolved. The overall height should be shortened, and the positions should be precisely determined and independent of voltage and load. When switching, the magnet should are immediately fully aroused, have a great ability to work in every position and can optionally be regulated upwards and downwards. To achieve this are According to the invention, the individual magnets are designed so that each of the pole pieces of one in its extension the core of the over

ihm liegenden, nächstfolgenden bildet, und daß durch Einschalten der einzelnen der Anzahl der Arbeitsstellungen entsprechenden Magnetsysteme von dem der äußeren Kraft am nächsten liegenden ab gerechnet, der Magnetkern wahlweise die ganz bestimmten Zwischenstellungen einnehmen kann.forms lying next to it, and that by switching on the individual of the number the magnetic systems corresponding to the working positions from that of the external force calculated from the closest, the magnetic core optionally the very specific one Can take intermediate positions.

In der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes betrifft, In the drawing, which relates to an embodiment of the subject matter of the invention,

ίο zeigt Fig. ι einen Schnitt durch einen aus drei Einzelmagneten bestehenden Elektromagnet, unerregt und nur schematisch angedeutet; Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch den gleichen Elektromagnet, wobei die unteren beiden Spulen als erregt angenommen sind.ίο shows Fig. ι a section through one of three Single magnet existing electromagnet, unexcited and only indicated schematically; Fig. 2 is a partial section through the same electromagnet, the lower two Coils are assumed to be energized.

ι ist das Magnetgehäuse mit dem Polschuh 5; es enthält die drei Magnetspulen r r, 2i, 31 und die drei Magnetkerne 12, 22, 32 mit ihren Führungshülsen 13, 23, 33. Letztere bestehen aus einem nicht magnetisicrbaren Material. 2 bedeutet in schcmatischer Weise den festen Drehpunkt des Hebels 3, der über eine Lasche 4 mit dem Magnetkern 12 mechanisch verbunden ist. P ist eine auf den Hebel 3 einwirkende Kraft in Richtung des gezeichneten Pfeiles. Die Luftabstände zwischen den Magnetkernen und den Polschuhen sind mit 14, 24, 34 bezeichnet. Sie entsprechen jeweils dem Arbeitshub des bctreffenden Magnetkernes, o, J₁ II, III sind die genau begrenzten Stellungen des Elektromagnets. ι is the magnet housing with the pole piece 5; it contains the three magnet coils rr, 2i, 31 and the three magnet cores 12, 22, 32 with their guide sleeves 13, 23, 33. The latter consist of a non-magnetizable material. 2 schematically means the fixed pivot point of the lever 3, which is mechanically connected to the magnetic core 12 via a tab 4. P is a force acting on the lever 3 in the direction of the arrow drawn. The air gaps between the magnetic cores and the pole pieces are denoted by 14, 24, 34. They each correspond to the working stroke of the relevant magnetic core, o, J ₁ II, III are the precisely limited positions of the electromagnet.

Die Wirkungs\veise ist folgende:The mode of action is as follows:

Alle Magnetspulen seien unerregt. Der Hebel 3 steht in Stellung ο (Fig. 1). Nach Einschalten der Spule 11 entsteht in dem untersten Teil des Magnetgehäuses ein magnetischer Fluß, wie in Fig. 1 punktiert angedeutet. Die Kerne 12 und 22 ziehen sich gegenseitig an; da aber der Kern 22 auf der Führungshülse 13 abgestützt ist, kann eine Bewegung nur vom Kern 12 ausgeführt werden. Der Kern 12 wird hochgezogen, bis er auf dem untersten Teil des Kernes 22, der als Pol wirkt, zum Aufliegen kommt. Dieser Kernstellung entspricht die Stellung I des Hebels 3.All magnet coils are unexcited. The lever 3 is in position ο (Fig. 1). To Switching on the coil 11 arises in the the lowest part of the magnet housing a magnetic flux, as indicated by dotted lines in FIG. The cores 12 and 22 pull each other to each other; but since the core 22 is supported on the guide sleeve 13, a Movement can only be carried out by the core 12. The core 12 is pulled up until it comes to rest on the lowest part of the core 22, which acts as a pole. This The core position corresponds to position I of lever 3.

Zur erregten Magnetspule 11 hinzu wird nun auch die Magnetspule 21 eingeschaltet.The energized solenoid 11 is added now also the solenoid 21 is switched on.

Der magnetische Fluß verläuft jetzt ungefähr nach der punktierten Linie in Fig. 2. Da sich die. Trennstelle von Kern 12 und 22 im Magnetfeld der Spule 1 r befindet, bleiben die Kerne aneinanderkleben und verhalten sich zusammen wie ein einziger Magnetkern von ihrer Gesamtlänge. Der aus 12 und 22 gebildete Kern wird jetzt gegen das untere Ende des in der Führungshülse 23 abgestützten Keines 32, der als Pol wirkt, ge-The magnetic flux now runs approximately along the dotted line in Fig. 2. Since the. Separation point of core 12 and 22 is located in the magnetic field of coil 1 r, the cores stick to each other and behave together like a single magnetic core of their total length. The core formed from 12 and 22 is now pressed against the lower end of the none 32 supported in the guide sleeve 23, which acts as a pole.

zogen und dreht bei seiner Bewegung den Hebel 3 in die Stellung II (Fig. 2).pulled and rotates the lever 3 in the position II (Fig. 2) during its movement.

Wird nun zu den erregten Magnetspulen 11 und 21 noch die Magnetspule 31 zugeschaltet, so wird der Magnetkern, der nun aus den magnetisch angezogenen Kernen 12, 22 und 32 besteht, gegen den Polschuh 5 am Magnetgehäuse 1 gezogen; er stellt so den Hebel 3 in die Stellung III.If the magnet coil 31 is now switched on to the excited magnet coils 11 and 21, so the magnetic core, which now consists of the magnetically attracted cores 12, 22 and 32 is drawn against the pole piece 5 on the magnet housing 1; he puts the lever 3 in position III.

Soll in der Richtung III-o geschaltet werden, so fällt bei Stromloswerden der Magnetspule 3 r der aus den Stücken 12, 22, 32 bestehende Kern infolge der Kraft P zurück, bis zum Anschlag des Kernes 32 an der Führungshülse 23. Diese Stellung entspricht der Hebelstellung II. Wird auch die Magnetspule 21 unterbrochen, so gehen die Kerne 12 und 22 zurück zum Anschlag für Kern 22, entsprechend der Hebelstellung I. Bei vollständigem Abschalten aller drei Magnetspulen wird der Hebel 3 mit dem Kern 12 durch die Kraft/' auf Stellung ο zurückgestellt. If switching is to take place in the direction III-o, when the magnet coil 3 r is de-energized, the core consisting of the pieces 12, 22, 32 falls back as a result of the force P until the core 32 hits the guide sleeve 23. This position corresponds to Lever position II. If the magnetic coil 2 1 is also interrupted, the cores 12 and 22 go back to the stop for core 22, corresponding to the lever position I. When all three magnetic coils are completely switched off, the lever 3 with the core 12 is opened by the force / ' Position ο reset.

Die einzelnen Stellungen sind durch die Anschläge der Magnetkerne auf ihren Führungshülsen genau bestimmt und begrenzt.The individual positions are determined by the stops of the magnetic cores on their guide sleeves precisely determined and limited.

In dem Beispiel sind drei zusammengebaute Einzelmagnete angenommen, entsprechend vier Stellungen o-I-Il-III. Es können aber 11 solcher Einzelmagnete zu einem Apparat zusammengebaut werden. Die Anzahl Stellungen ist dann jeweils η + ι einschließlich Nullstellung und wird nur durch die Wirtschaftlichkeit begrenzt. Die Elektromagnete eignen sich sowohl für Gleichstrom (massive Kerne) als auch für Wechselstrom (lamellierte Kerne). Dabei ist es gleichgültig, ob der Magnetkörper geschlossen als sogenannter Topfmagnet oder offen als mehrfach Doppel-U-Magnet ausgebildet ist. Für die Magnetspulen läßt sich ohne weiteres auch die bekannte Sparschaltung, bei welcher am Ende des Arbeitshubes ein Widerstand zur Verminderung des Erregerstromes vorgeschaltet wird, anwenden. Es kann aber auch am Ende des Schalthubes irgendeines »05 Magnets die betreffende Magnetspule mit den Magnetspulen der bereits früher eingeschalteten Magnete in Reihe geschaltet werden, wodurch der Erregerstrom ebenfalls verringert wird. Die Anordnung der für diese Umschaltungen in Betracht kommenden Kontakte darf als bekannt vorausgesetzt werden.In the example, three assembled individual magnets are assumed, corresponding to four positions oI-II-III. However, 11 such individual magnets can be assembled into one device. The number of positions is then η + ι including the zero position and is only limited by economic efficiency. The electromagnets are suitable for both direct current (solid cores) and alternating current (laminated cores). It does not matter whether the magnet body is closed as a so-called pot magnet or open as a multiple double U magnet. The well-known economy circuit, in which a resistor to reduce the excitation current is connected upstream at the end of the working stroke, can also be used for the magnet coils. However, at the end of the switching stroke of any magnet, the relevant magnet coil can be connected in series with the magnet coils of the magnets that have already been switched on, whereby the excitation current is also reduced. The arrangement of the contacts to be considered for this switchover can be assumed to be known.

Das Anwendungsgebiet dieser Magnete beschränkt sich nicht nur auf mechanische und elektrische Regelvorrichtungen, denn es ist auch denkbar, solche Elektromagnete unter Zwischenschaltung eines entsprechend bemessenen Kraftspeichers (Feder) zur Veränderung von Kräften, die auf irgendein mechanisches Organ einwirken, zu verwenden, beispielsweise für Bremsvorrichtungen.The field of application of these magnets is not limited to mechanical and electrical control devices, because it is also conceivable to include such electromagnets under Interposition of an appropriately sized energy store (spring) for change of forces acting on any mechanical organ, for example for braking devices.

Claims

Patent claims:
ι. Electromagnet for several precisely delimited switching positions, consisting of individual magnets assembled in a common housing, which successively assume intermediate positions in a certain order and are supported in all intermediate positions in the direction of the external force, characterized in that the individual magnets are designed so that each of the pole pieces of the one in its extension forms the core of the next one lying above it and that by switching on the individual magnetic systems corresponding to the number of working positions, counting from the one closest to the external force, the magnetic core can optionally assume the very specific intermediate positions.

2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that in any Switching position the external force from its point of application to the last of the activated magnets by the respective mutual magnetic attraction of the individual unified PoI and core pieces is transmitted.

1 sheet of drawings

ItERLlN. CEDRUCKT IN DERItERLlN. PRINTED IN THE