DE8615856U1

DE8615856U1 - Elektromagnetisches Stellglied

Info

Publication number: DE8615856U1
Application number: DE19868615856
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-06-12
Filing date: 1986-06-12
Publication date: 1987-10-15

Description

R. 20667
28.05-1986 Rs/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Elektromagnetisches Stellglied

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetischen Stellglied nach der Gattung des Hauptanspruches. Ein derartiges Stellglied ist beispielsweise aus der DE-OS 28 23 924 bekannt, wobei eine Endlage eines beweglichen Ankers durch eine Federkraft definiert ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäBe elektromagnetische Stellglied init den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vor-

C teil, daß elastische Hücksteliglieder entfallen können. Hierauren «
erreicht man einerseits eine Vereinfachung im konstruktiven Aufbau des Stellgliedes und andererseits eine höhere Präzision beim Schalten.

Durch die in den Unteransprüehen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stellgliedes möglich. Besonders bewährt hat sich dabei eine Anordnung, deren Magnetkreis wenigstens zwei Luftspalte aufweist, welche von den magnetischen Flössen des Permanentmagneten

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und der Magnetspule einerseits gleichsinnig und andererseits gegensinnig durchflossen sind, wobei die magnetischen Widerstände der Luftspalte unterschiedlich groß sind. Unterschiedliche magnetische Luftspaltwiderstände lassen sich sehr einfach realisieren durch unterschiedlich große Luftspaltbreiten und/oder unterschiedliche magnetische Querschnittsflächen an den Luftspalten.

Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, daß die Magnete auch bei beliebig hoher Durchflutung der Erregerspule im Fehlerfall nicht entmagnetisiert werden und die Stromflüsse außerhalb des Mantels 11 praktisch verschwinden.

In konstruktiver Hinsicht ergibt sich eine besonders vorteilhafte Lösung dadurch, daß der Magnetkreis rotationssymmetrisch ausgebildet ist und das permanentmagnetische Erregersystem aus zwei Kreissegmentmagneten gebildet wird. Die Magnetspule ist dabei vorzugsweise auf einem magnetisch leitfähigen Fortsatz am Anker angeordnet, wodurch aufwendige Haltemittel und Träger entfallen und die Konstruktion weiter vereinfacht werden kann.

Die übertragung der Stellkraft erfolgt zKeekniääigerwoise durch ein mit dem Anker verbundenes Betätig^ungselement, welches wenigstens eines der beiden stipnseitigen Joohe des Msgsetkreises, vorzugsweise ^-' das von der Magnetspule abgewandte Joch durchdringt. Die Festlegung des Luftspaltes mit dem geringeren magnetischen Widerstand erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß eines der beiden Magnetjoche unter Zwisehenfögung eines magnetisch nicht leitfähigen Teiles starr mit dem Mantel des Magnetkreises gekoppelt ist. Dies kann in einfacher Weise so erfolgen, daß das Magnetjoch unter Zwischenfügung wenigstens eines magnetisch isolierenden Teiles mit dem Mantel des Magnetgehäuses verklebt ist. Die notwendige Unsymmetrie im Magnetkreis

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erhält man in einfacher Weise dadurch, daß das andere der beiden Magnetjoche unter Freilassung eines Luftspaltes einerseits zum Gehäusemantel und andererseits zum Anker des Magnetkreises gehalten ist, so claß der Anker bei stromdurchflossener Spule, bzw. bei abgeschaltetem Stromfluß jeweils definiert eine der beiden Endlagen im Magnetsystem einnisst«

Zeichnung;

Ein AusfOhrungsbeiapiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar- r\ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine rotationssymmetrische Anordnung eines elektromagnetischen Stellgliedes.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Figur ist ein elektromagnetisches Stellglied gezeigt, welches insbesondere als elektromagnetischer Zweipunktregler zur Auslösung nachgeschalteter Funktionen bei Stromausfall einsetzbar ist. So kann auf besonders einfache Weise bei Ausfall des Erregerstromes eine &ogr;&ugr;£&khgr;&khgr;&igr;'HuiCbiOu aiISgoi ULiPi/ ncrucuj Z.&khgr;?« ZUu* *j€i*cii*lgUng £1&Pgr;€&Ggr; «rSISSS. Das Stellglied besitzt ein rotationssymmetrisches Gehäuse 10, dessen Hantel mit 11 bezeichnet ist. Das eine Ende des Mantels 11 ist aureh ein scheibenförmiges Joch 12 abgedeckt, auf der gegenüberliegenden Seite sitzt ein ebenfalls kreisscheibenförmiges Joch 13 im Abstand zum Mantel 11, wobei an das Joch 13 zur Befestigung ein Winkelstück 20 angeformt ist. Zwischen dem Mantel 11 und dem Joch 12 ist ein Distanzring 14 eingefügt, welcher vorzugsweise mit dem Mantel 11 und dem Joch 12 verklebt ist. Ein weiteres, scheibenförmiges Distanzstück 15 definiert den Luftspalt zwischen dem Joch 12 und einem Fortsatz am Anker 17 des Magnetsystems. Der Ankerfortsatz ist mit 18

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bezeichnet. An seinem Ende sitzt eine magnetisch leitfähige Scheibe 19, welche den gleichen Durchmesser wie der Anker 17 und die magnetisch nicht leitende Scheibe 15 aufweist. Zwischen die magnetisch leitfähige Scheibe 19 und den Anker 17 ist eine Magnetspule 21 eingefügt, welche die elektrische Gleichstrom-Erregung des Magnetsystem« liefert=

Als nach außen hin wirksamer Teil des magnetischen Stellgliedes dient ein Betätigungselement 22, welches das Joch 13 durchdringt und zwei stabile Endlagen einnehmen kann, Je nachdem, ob die Magnetspule &Lgr; 21 von einem Strom durchflossen wird oder sich in stromlosem Zustand befindet.

Die permanentmagnetische Erregung des Stellgliedes erfolgt durch zwei Dauermagnetsegmente 23, welche diametral gegenüberliegend an der Innenwand des Gehäusemantels 11 gehalten und radial magnetisiert sind. Zwischen den Dauermagnetsegmenten 23 und dem Anker 17 befindet sich ein kleiner Luftspalt, welcher die Bewegungsfreiheit des Ankers in axialer Richtung erlaubt. Als Arbeitsluftspalt zwischen dem Mantel 11 und dem Joch 13 einerseits und dem Anker 17 und dem Joch 13

teers 17 durch die Axialverschiebbarkeit des Ankers 17 veränderlich. \ Ia Bereich zwischen dem Kantel 11 und aeffi Joch 13 kann ebenfalls -s eine unmagnetische Distanzringscheibe, z.B. aus Kunststoff, Kupfer : oder Aluminium eingefügt werden.

&iacgr;. Die gezeichnete Anordnung des elektromagnetischen Stellgliedes: ar- !' beitet folgendermaßen:

fy. Bei stromdurehflossener Magnetspule 21 Oberlagert sich deren elek-J tromagnetiseb.es Feld dem Feld der Permanentmagnete 23, wie dies in

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der Zeichnung durch gestrichelte Linien eingetragen ist. Sn Bereich der Distanzstücke 14 und 15 addieren sich die magnetischen Felder des Elektromagneten und der Permanentmagnete, im Luftspalt 26 sind sie einander entgegengerichtet. Hierdurch ergibt sieh die gezeichnete Lage des Ankers 17 bei stroadurehflosseEer Magnetspule 21, wobei der Anker 17 und mit ihm sein Fortsatz 18 und die magnetisch leitfähige Scheibe 19 an der Distanzscheibe 15 anliegen. Der Anker und mit ihm das Betätigungselement 22 werden in dieser stabilen Lage solange gehalten, wie ein Gleichstrom durch die Magnetspule 21 fließt. Beim Abschalten des Stromes durch die Magnetspule 21 ver-&zgr;~. schiebt sich der Anker 17 in axialer Richtung bis &zgr; ar Anlage am Joch 13 oder einem dort eingefügten, unmagnetischen Distanzstück mit geringerer Dicke als das Distanzstück 15· Das Verschieben des Ankers 17 ist beim gezeichneten Ausführungsbeispiel durch die unterschiedlichen Luftspaltbreiten bei 15 und 26 erreicht. Wegen des kleineren Luftspaltes 26 wird der Anker 17 bei stromloser Magnetspule 21 vom Joch 13 angezogen. Eine andere Möglichkeit zum Verschieben des Ankers bei fehlender Erregung der Magnetspule 21 besteht darin, die Flächen der magnetisch leitfähigen Teile an den Luftspalten unterschiedlich zu wählen, wodurch sich ebenfalls eine Unsymmetrie bei den Anzugskräften ergibt.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung eines elektromagnetischen Stellgliedes erreicht man, daß wegen fehlendem Streufluß außerhalb des Systems bei kompakter Bauweise hohe Stellkräfte erreicht werden. Eine Entmagnetisierung der Permanentmagnete ist ausgeschlossen, weil ein entmagnetisierender Fluß über die Permanentmagnete nicht fließt. Weiterhin hat die Anordnung den Vorteil, daß auch bei gegenüber der Betriebsspannung extrem erhöhter Spannung das System in einer definierten stabilen Lage verbleibt.

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S. 20667 28.05-1986 Rs/Hm

ROBERT BOSCH OffiH, 7000 Stuttgart 1

Elektromagnetisches Stellglied Zusammenfassung

Es wird ein elektromagnetisches Stellglied mit zwei stabilen Endlagen vorgeschlagen, mit einem permanentmagnetischen Erregersystem (23) einerseits und einem elektromagnetischen Erregereystem (21) andererseits. Die beiden Magnetfelder sind so ausgerichtet, daß sie sich in einem ersten stirnseitigen Luftspalt (14, 15) addieren und in einem gegenüberliegenden Luftspalt (26) aufheben oder zumindest verringern. Wenn zusätzlich der magnetische Widerstand im Bereich der Luftspalte Dhsymmmetrien aufweist, ergeben sich hierdurch stabile Endlagen des Stellgliedes einerseits im elektromagnetisch erregten und andererseits im elektromagnetisch unerregten Zustand.

Claims

H. 20667 28.05.1986 Rs/&EEgr;&pgr; HOBSHT BOSCH GHBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprache

1. Elektromagnetisches Stellglied, insbesondere elektromagnetischer Zweipunktregler zur Auslösung nachgeschalteter funktionen bei Stromausfall, vorzugsweise zur Betätigung einer Bremse, mit einem ersten, wenigstens einen Permanentmagneten enthaltenden Magnetsystem und mit einem zweiten, elektromagnetisch erregten Magnetsystem, dessen magnetisches Feld dem Feld des Permanentmagneten in wenigstens einem Luftspalt entgegengerichtet ist, sowie mit einem beweglichen Anker, welcher bei erregter Magnetspule eine erste stabile Lage und bei stromloscir Magnetspule eine zweite stabile Lage einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilen Endlagen des Ankers (17) durch magnetische ünsymmetrien im Magnetkreis (11, 12, 13, 14, 18, 19) bestimmt sind.

2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis wenigstens zwei Luftspalte (14, 15, 26) aufweist, welche von den magnetischen Flüssen des Permanentmagneten (23) und der Magnetspule (2) einerseits gleichsinnig und andererseits gegensinnig durchflossen sind, und daß die magnetischen Widerstände der Luftspalte unterschiedlich groß sind.

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3· Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltbreite und/oder die magnetischen Quersehnitvsfläehen an den Luftspalten (14, 15, 26) unterschiedlich groß sind.

4. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis (10, *1, 12, 13, 17) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und daß das permanentmagnetisehe Erregersystem aus zwei Kreiss3goentmagneten (23) gebildet wird.

5» Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- r~\ kennzeichnet, daß die Magnetspule (21) auf einem magnetisch leitfähigen Fortsatz (18) am Anker (17) angeordnet ist.

6. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Anker (17) ein Betätigungselement (22) verbunden ist, welches wenigstens eines der beiden stirnseitigen Joche (12, 13) des Magnetkreises (10, 11, 12, 13) durchdringt.

7. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Magnetjoche (12) unter Zwischenfügung eines magnetisch nicht leitfähigen Distanzstückes (14, 15) starr mit dem Mantel (11) des Magnetkreises gekoppelt ist.

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8. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Magnetjoche (13) unter Freilassung eines Luftspaltes (26) zum Mantel (11) und zum Anker (17) des Magnetkreises gehalten ist.