DE6609865U - Elektromagnetisches betaetigungsgeraet. - Google Patents

Description

P.A. 358 893-8.7.66

Metall-Invent S.A. Glarus (Schweiz)

Elektromagnetisches Betätigungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Betätigungsgerat, bei des *is Asöc^r von eiseai Elektromagneten beim Einschalten des Stromes angezogen wird. Derartige Geräte finden Verwendung zur Betätigung elektrischer Schalter, als Öhrwerksaufzug oder dgl.

Durch das Auf achlagen des Ankers auf den Polschuh des Elektromagneten entsteht ein kurzes, schlagartiges Geräusch, das in vielen Fällen unerwünscht ist. Es sind verschiedene Massnahsen bekannt, die den Zweck haben, das Auf schlaggeräusch zu beseitigen, oder wenigstens zu vermindern* So ist schon vorgeschlagen «orden, zwischen dem. Anker und dem Polschuh: eine Zwischenlage aus dämpf endest Ma-

terial, z.B. Schaumgummi, anzubringen. Abgesehen davon, dass sich das Geräusch dadurch nur vermindern, nicht aber vermeiden lässt, hat eine derartige Dämpfung den Nachteil, dass die Kraftvtfirkung des Elektromagneten wesentlich geschwächt wird, weil zufolge des dämpfenden Materials ein erheblicher Spalt zwischen Anker und Polschuh verbleibt. Auch ist schon bekannt, den Anker senkrecht zur Achse des Elektromagneten an dessen Polschuh vortei schwingen zu lassen. Zwar geschieht dies völlig geräuschfrei, aber es ist ein ziemlicher Luftspalt zwischen Anker und Polschuh unumgänglich, was wiederum eine beträchtliche Verschlechterung der- Kraftvvirkung zur Folge hat.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe und ermöglicht es, ohne neue Nachteile das bewusste Aufschlaggeräusch ganz zu vermeiden. Die Lösung besteht darin, dass bei einem elektromagnetischen Betätigungsgerät der eingangs geschilderten Art der Anker als ein auf dem Polschuh des Elektromagneten abrollbarer Körper ausgebildet ist. Zweckmässig berühren sich bereits in der Ruhelage Anker und Polschuh im Ausgangspunkt der Sollbewegung.

Grundsätzlich sind zwei verschiedene Grundformen des Ankers möglich: Der Anker kann als ein starrer Körper ausgebildet sein, dessen Form und Führung ein Abrollen auf dem Polschuh gestatten; oder aber der Anker ist als ein elasti-

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sches, zur fortschreitenden Anlage auf dem Polschuh geeignetes Band ausgebildet.

Davon ausgehend ist sine Vielzahl, von Ausführungsformen denkbar, von denen als Beispiele einige in der geichnung schematisch, und zwar vornehmlich im Schnitt dargestellt und im folgenden beschrieben sind.

In sämtlichen Beispielen wird ein sogenannter Topfmagnet zugrunde gelegt, dessen Spulenkern 1 zentrisch in einem topfartigen Gebilde 2 angeordnet und mit dessen Boden vorbunden ist. Topf und Kern sind aus magnetisierbarem Material, vornehmlich aus Weicheisen. Bine Wicklung 3 umschliesst im Topf 2 den Spulenkern 1.

Im Beispiel nach Fig. 1 ist der von der Stirnfläche des Topfes 2 zusammen mit der Stirnfläche des Spulenkernes 1 gebildete Polschuh A- eben ausgeführt. Der Anker Jj ist dagegen gekrümmt. Er wird in der Ausgangsstellung durch eine Zugfeder 6 gehalten, wobei er einerseits im Punkt 7 den Polschuh 4 berührt und andererseits an einem Anschlag 8 anliegt. Ein weiterer Anschlag 9 begrenzt die durch die Magnetwirkung hervorgerufene Hollbewegung in der angezogenen Stellung des Ankers 5· An dem vom Angriffspunkt der Zugfeder 6 abgewendeten Ende des Ankers 5 i-t sin Anlenkauge 10 für den zu betätigenden Mechanismus vorgesehen.

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I Es zeigen: I

Fig. 1 ein Gerät nach der Erfindung alt ebenem Polschiah und ge- I wölbtem Anker, sowie sit Zugfeder, ]

Fig. 2 die gleiche Ausführungsform wie Fig. 1, Jedoch mit Form- \ feder, j

Fig· 3 ein Gerät nach der Erfindung mit gewölbter WMltlache und geradem Anker,

Fig. 4 mit konvex gewölbtem Polschuh und gekrümmtem Anker,

Fig· 5 ein Gerät nach der Erfindung mit ebenem Polschuh, gekrümmtem Anker und Betätigungsstange,

Fig. 6 ein gerät alt konkav gewölbtem Polschuh und ähnlich konvex gekrümmte« Anker,

Fig· 7 eine ähnliche Vorrichtung wie Fig. 6, wobei aber Polschuh und Anker formschlüssig in Eingriff sind,

Fig. 8

und 8a eine verbesserte Ausführungsforni nach Fig. 6 in grösserem Ilasstab,

Fig· 9 ein Gerät mit konvexe» Polschuh und bandförmigem Anker,

Fig*10 ein Gerät mit konvex gekrümmtem Polschuh und annähernd dieser Krttonoung vorgebogenera Anker,

Fig.11 ein Gerät mit ebenem Polschuh und in der Ruhelage vom Polschuh weggekrüaatem Anker,

Fig. 12 ein Gerät mit konvex gekrümmtem Polschuh und einem als Federbügel auegebildetem Anker,

Fig· 1.3 ein Gerät nach Fig« 11 mit einem aus nichtmagnetischem und Magnetischem Werkstoff zusammengesetzten Anker,

Fig.iJ

und 14a die Draufsicht auf Ankerbänder verschiedener Ausführungsformen,

Fig.15

und 15a die Draufsicht und Längsschnitt eines Ankerbandes,das aus nichtaagnetischem und magnetischem Werkstoff zusammengesetzt ist·

(weiter Seite 3, nach Absatz 2)

Die Fig. 2 zeigt eine ähnliche AugfütoujxgsfQrnu Hier ist jedocfo, die Zugfeder uyid der Anschlag durch eine Formfeder 11 aus unmagnetischem Material (z.B. Bronze) ersetzt. Die Feder 11 dient zugleich zur Führung und zur Rückstellung des Ankere 5·

Das Beispiel nach Fig« 3 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 nur dadurch, dass hier ein ebener Anker 12 mit einem konvex gewölbten Polschuh 13 zusammenwirkt.

Aus Fig. 4 ist eine weitere Abwandlung ersichtlich. Auch hier wird ein Konvex gewölbter Polschuh I3 benutzt, der aber mit einem in bezug auf ihn etwas schwächer konkav gekrümmten Anker 14 zusammenwirkt. Zur Führung und RücketeX-lung wird ebenfalls eine Formfeder 11 verwendet.

Die Ausführungeform nach Fig. 5 zeigt dagegen einen ebenen Polschuh 4 und einen konvex gekrümmten Anker 15, in dessen ungefährer Mitte ein speichenartiger Arm l6 befestigt ist. Am Ende des Armes l6 im Krümmungsmittelpunkt (Rollmittelpunkt) 17 des Ankers 15 greift eine Führungsstange l8 an. Diese bildet zusammen mit drei raumfest gelagerten Rollen 19 eine zweckmässige Geradführung für den Rollmittelpunkt 17» Die Bewegung der Führungsstange l8 ist durch Anschläge 20 und 20a begrenzt. Für die Rückstellung ist eine Schraubenzugfeder 21 'vorgesehen. Für die unmittelbare Anlage

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des Ankers 15 in der Ausgangsstellung befindet sich am Topf 2 noch ein zusätzlicher Anschlag 22.

Das weitere Beispiel nach Figo 6 weist einen konkav gekrümmten Polschuh 23 und einen entsprechend konvex mit etwas kleinerem Radius gekrümmte^ Anker 24 auf. In seinem Krüffimungsmittelpunlct (Rollmittelpunkt) 25 ist der Anker an einer Lasche 26 angelenkt, die um den raumfesten Krümmungsmittelpunkt 27 des Polschuhes 23 schwenkbar ist. Für die Rückstellung und zusätzliche Führung ist eine Blattfeder 28 vorgesehen, die einerseits in der Nähe des Ausgangspunktes der Rollbewegung am Antear 24, andererseits an einem raumfesten Punkt 29 befestigt ist. Um die durch die £ahl ähnlieher Krümmungsradien beabsichtxgte dichte Anlage des Ankerö 24 am Polschuh 23 möglichst wenig zu behindern, kann für die Aufnahme der Blattfeder 28 im Anker eine schmale Nut 3° eingearbeitet sein. Die Lasche 20 in \erbindung mit der Rückstellfeder 28 ergifäbt eine vorteilhafte Führung für den Anker 24.

Die Fig. 7 stellt eine nicht minder vorteilhafte Variante der vorhergehenden Ausführungsform dar. Hier sind nämlich Polschuh 23 und Anker 24 mit wechselseitigen ^v'erzahnungen 3I und 32 versehen, die beim Abrollen in Eingriff kommen. Für uiz Rückstellung in die durch einen Anschlag 33 gesicherte Ausgangolage (Strecklage) ist eine Blattfeder 34 vorgesehen.

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Die Fig. 8 und 8a zeigen in den zwei Grenzsteilungen in etwas grösserem Massstab insbesondere die Rollflächen von Polschuh und Anker einer gegenüber dem Beispiel nach Pig» 6 etwas verbesserten Ausführungsform, Hier ist die Rollfläche des Polschuhes 23 in zwei kreisbogenförmig gekrümmte Abschnitte 35 und 36 geteilt, während die Rollfläche am Anker 24 eine einfache Kreisbogenkrümmung aufweist. Dabei ist der Krümmungsradius des in Richtung der Rollbevjegung gesehen vorne liegenden Abschnittes 35 grosser als, und der des anderen Abschnittes 36 gleich dem Krümmungsradius der Rollfläche des Ankers 24. Es ergibt sich dann, wie Fig. 8a zeigt, in der angezogenen Stellung des Ankers 24 dessen völlige Anlage im inneren Abschnitt 36»

Fig. 9 stellt ein erstes Beispiel einet* Ausführung πά.% einem als Band 37 ausgebildeten Anker dar„ Das Band ist ζ*Β, aus einem elastischen Kunststoff, der durch Einlage von Weicheisenpartikeln magnetisierbar gemacht ist. Es ist an seinem einen Ende 38 am Topf 2 befestigt und weist an seinem anderen Ende eine Oese 39 für den Anschluss des zu betätigenden Mechanismus auf. In der Ruhestellung ist das Federband 37 gerade. Beim Einschalten des Stromes legt es sich wie gestrichelt "wiedergegeben, auf den gekrümmten Polschuh auf.

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In Fig. 13 ist das Bancl 47 selbst aus einem nicht-magnetischen federnden !Material, also 2.B. aus einem nichtmagnetischen Metall ausgeführt und mit einzelnen, dicht hintereinander liegenden Weidaeisenstücken 48 belegt* Gegenüber einem dünnen selbst magnetisierbarer! Banä ergibt sich, eine grossere Xraftssirkung*

Zur Erhöhung der Flexibilität öes Banäes kann dieses

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Die Fig. 10 und 11 zeigen zwei Abwandlungen. In erste- | rer ist der Polschuh I3 ebenfalls gekrümmt und das Feder- | band 40 ähnlich dieser Krümmung vorgebogen. In letzterer || ist der Polschuh 4 eben und das Federband 41 ist in der |

Ausgangslage vom Polschuh 4 weggekrümmt. |

Fig. 12 ist ein Beispiel, bei dem der Polschuh 13 wieder gekrümmt ausgeführt ist. Das Band 42 wird durch einen federnden Abschnitt 43 in einem starren Bügel 44 gespannt gehalten, welcher durch Zapfen 45 am Lagerbock 46 angelenkt ist, dass das Band 42 den Polschuh I3 am Ausgangspunkt 7 der Hollbewegung berührt» Yird der Strom eingeschaltet, so wird das Band 42 zusammen mit dem Bügel 44 angezogen und legt sich elastisch nachgiebig fortschreitend auf üen Polschuh I3 auf. - Uebrigens könnte mit Vorteil auch ein schmiegsames Weicheiseriband verwendet werden, aas öurcii einen feaernaen Bügel, gesxjraifiti

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auch vom Rand her mit Ausnehmungen 49 versehen sein. Dies zeigt Fig. 14 in grösserem Massstab in einer Draufsicht auf einen Bandabschnitt* Dem gleichen Zweck dient auch ein leiterartig durchbrochenes Band, wie es Fig. 14a erkennen lässt, bei dem zwischen Ausnehmungen JG Stege $1 stehengeblieben sind.

Die Fig. 15 und 15a stellen die Draufsicht und den Schnitt durch einen Bandabschnitt dar, bei dem Weicheisenstücke 5² zwischen zwei Kunststoffstreifen 53 eingeschweisst

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Claims (1)

1. RAJ58893*-8.7.66

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   sprüche

   1. Elektromagnetisches Betätigungsgerät, z.B. für einen elektrischen Schalter, einen elektrischen Uhrv/erksaufzug oder dgl., "bestehend aus Elektromagnet und beweglichem Anker, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker als ein auf dem Polschuh des Elektromagneten abrollbarer Körper ausgebildet ist.

   2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich Anker und Polschuh in der Ruhestellung im Ausgangspunkt (7) der Rollbewegung berühren.

   3· Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daßü der Anker ein starrer Körper (5, 12, 14, 15, 24) ist, dessen Form und Führung ^in Abrollen auf dem Polschuh (4, 13j 23) gestattet.

   4. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der korrespondierenden Rollflachen am Anker (5> 14, Ij), 24) und ans Polschuh {I3, 23) gekrümmt ist*

   5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien der Rollflächen am Anker (24) und am Polschuh (23) sich nur wenig unterscheiden.

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   β. Gerat nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Rollfläche am Polschuh (23) sich aus zwei Kreisbogen verschiedenen Radius¹ zusammensetzt und die Rollfläche am Anker (24) nach einem einzigen Kreisbogen gekrümmt ist, wobei der Radius des in der Richtung der Rollbewegung vorn liegenden Teiles (35) des Polschuhes grosser .ist als der Radius der Krümmung am Anker (24) und der Radius der anschliessenden krümmung (36) des Polschuhes gleich ist wie der Radius der Krümmung am Anker (24).

   7· Gerät nach einen oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (11 j l6_$ l8, 19; 26, 28; 26, 31, 32, 34) für die Rollbewegung dea Ankers (5> 12, 14, 15, 24) vorgesehen sind.

   8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel für den Anker Mittel zur verschwenk- und verschiebbaren Lagerung (16, l8, 19; 26) und zur Rückstellung (6, 11, 21, 28, 34) umfassen.

   9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Rückstellung des Ankers eine Blattfeder (11, 28) dient, die gleichzeitig ale Mittel zur Führung des Ankers bei seiner Rollbewegung angeordnet ist.

   10. Gerät nach Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet, dass die

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   Blattfeder (28) einerseits an einem raumfesten Punkt (29) und andererseits an einem Ende des Ankers (24) befestigt und derart angeordnet ist, dass sich die Feder bsiis Rollen des Ankers auf dem Polschuh (23) zwischen Anker und Polschuh auf- und abrollt.

   11. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Ankers (24) auf dem Polschuh (23) eine wechselseitige Verzahnung (31_} 3²) vorgesehen ist.

   12. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker aus einem elastischen, zur fortschreitenden Anlage auf dem Polschuh (I3) geeigneten Band (37, 40, 41, 42, 47) besteht.

   13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Anker um ein Band (37, 40, 41, 42, 47) aus einem an sich unmagnetischem Material handelt, das mit magnetischem Material (43, 48, 52) bestückt ist.

   14. Gerät nach Anspruch 12 oder I3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Material in Form von kleinen Partikeln in ein aus Kunststoff hergestelltes Band (37» 40, 41, 42) eingelagert ist.

   15. Gerät nach. Anspruch. 12 oder I3, dadurcn gekennzeichnet, dass das magnetische Material in Form von Hintereinander-

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   liegenden Teilstücken (48, 52) mit dem Band(47 oder 53) verbunden ist.

   16. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Polschuhes (13) gekrümmt ist»

   17. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - l6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (40, 41, 47) eine Vorkrüffimung aufweist.

   18. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das als Anker dienend© Band (42) an einsis unmagnetisehen Bügel (44) gespannt gehalten ist, der in der Uähe des Ausgangspunktes (7) der Rollbewegung schwenkbar ge-

   19· Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - l8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band zur Erhöhung seiner Flexibilität mit Ausnehmungen (49, $0) versehen ist ι

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