DE1035771B

DE1035771B - Betaetigungselektromagnet, insbesondere fuer Gleichstrom, mit automatischer Verriegelung des Ankers

Info

Publication number: DE1035771B
Application number: DEM19683A
Authority: DE
Inventors: Josef Schiebl
Original assignee: MAGNETSCHULTZ SPEZIALFABRIK FU
Current assignee: MAGNETSCHULTZ SPEZIALFABRIK FU
Priority date: 1953-08-11
Filing date: 1953-08-11
Publication date: 1958-08-07

Description

Betätigungselektromagnet, insbesondere für Gleichstrom, mit automatischer Verriegelung des Ankers Die Erfindung betrifft einen Betätigungselektromagneten, insbesondere für Gleichstrom, mit automatischer Verriegelung des Ankers bzw. der mit diesem verbundenen Zugstange in angezogener Lage durch eine Verriegelungseinrichtung und mit gleichzeitiger Unterbrechung des die Magnetspule speisenden Stromkreises nach Patent 960562. Nach diesem Hauptpatent erfolgt die Verriegelung der Zugstange mittels Kugeln, die durch Drehung eines entsprechend ausgebildeten, auf die Zugstange aufgesetzten Ringes in deren Ausdrehungen eingeschoben werden. Diese Art der Verriegelung hat den Nachteil, lageabhängig zu sein.
Zwar sind auch Kugelverrastungen bei Elektromagneten bekannt, welche im Gegensatz zu nach dem Hauptpatent ausgebildeten Magneten lageunabhängig sind, die jedoch bei Erreichung der Verrastungslage keine automatische Unterbrechung des die Magnetspulen speisenden Stromflusses vornehmen, welcher nach vorgenommener Verriegelung nicht mehr erforderlich ist. Auch sind lageunabhängige Dreh- und Hebelschalter bekannt, die bei geringer Anzugskraft eines Magneten in Einschaltlage festgehalten werden. Bei diesen bekannten Vorrichtungen bleibt der Anker des Magneten jedoch nur so lange in angezogener Stellung, als ein bestimmter Stromfluß im Magneten vorhanden ist.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen lageunabhängigen Gleichstrombetätigungsmagneten mit automatischer Verriegelung des Ankers und mit gleichzeitiger Unterbrechung des die Magnetspulen speisenden Stromkreises zu schaffen. Dies wird getnäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine in Richtung der Zugstangenachse verschiebbare, die Zugstange ringförmig umgebende Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die aus mindestens zwei konzentrischen Ringteilen besteht, die zwischen sich und der Zugstange den oder die Sperrkörper auf mindestens einer zur Achsrichtung geneigten Fläche eines der Ringteile derart unter Druckspannung führen und halten, daß beim Vorbei.gleiten einer in der Zugstange befindlichen Verriegelungsrille der oder die Sperrkörper in diese Rille von der geneigten Fläche bzw. der in radialer Richtung wirkenden Druckkraftkomponente hineingeschoben werden, und daß :eine an die geneigte Fläche eines der Ringteile der Verriegelungsvorrichtung anschließende, zur Zugstangenoberfläche parallele Fläche den oder die Sperrkörper in radialer Richtung am Wiederaustreten aus der Rille hindert.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Verriegelungseinridhtung von einer Feder und bzw. oder von einem Hilfsmagneten betätigt, der gegebenenfalls zum Entriegeln und auch zum vorübergehenden Abstellen der durch die Feder gegebenen Verriegelungsautomatik dienen kann. Zw eckmäßigerweise werden mehrere Sperrkörper verwendet, die eine kugelförmige oder eine zylindrische Gestalt haben können. Im letzteren Falle können die walzenförmigen Sperrkörper tangential oder radial zur Zugstange angeordnet sein.
Die Sperrkörper befinden sich vorzugsweise in Kammern, deren Wände in axialer Richtung der Zugstange von den Ringteilen der Verriegelungsvorrichtung, in peripherer Richtung von entsprechend angeordneten Verbindungsstegen zwischen diesen Ringteilen und in radialer Richtung einerseits von der Zugstange selbst und andererseits vom Verriegelungskörper gebildet sind.
Es können mehrere dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Verriegelungseinrichtungen mit an verschiedenen Stellen der Zugstange angeordneten Ausnehmungen und mit einem oder mehreren Hilfsmagneten derart zusammenwirken, daß eine oder mehrere automatische Verriegelungen der Zugstange auf einem oder mehreren beliebigen Teilen des Hubes stattfinden.
Die Lageunabhängigkeit der Magneten wird im Gegensatz zum Hauptpatent durch eine Bewegung des Verriegelungselementes in Richtung der Zugstange erreicht, und zwar kann die Verriegelung je nach Stellung der geneigten Fläche entweder bei der Hin- oder bei der Herbewegung des mit dieser Fläche versehenen ringförmigen Verriegelungskörpers erfolgen.
An Stelle einer ringförmigen Verriegelungseinrichtung mit mehreren Sperrkörpern kann natürlich auch eine andere Verriegelungseinrichtung mit nur einem in die Zugstange eingreifenden Sperrkörper vorgesehen werden, wobei die Verriegelungseinrichtung in diesem Fall keine ringförmige Gestalt aufzuweisen braucht.
Die Zugstange hat nach einer weiteren Ausführungsform mehrere Aussparungen, wodurch der Gesamthub z. B. in mehreren Abschnitten zurückgelegt werden kann. Die Aussparungen können entweder Ausdrehungen oder Bahrungen sein. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Aussparungen unter Vermeidung einer Quersehnittsverringerung der Zugstange durch Aufziehen von Rohrstücken auf die Zugstange erhalten. Diese Rohrstucke haben entweder selbst Schlitze oder Bohrungen oder sie bilden zwischen sich Schlitze.
Die automatische Verriegelungsvorrichtung kann sowohl bei einfachen als auch bei Doppelmagneten angebracht werden.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 und 2 sind Längsschnitte durch zwei an sich gleiche Verriegelungsvorrichtungen für Betätigungsmagneten, die beide zur Hälfte in arretierter, zur andern Hälfte in unverriegelter Stellung dargestellt sind und sich lediglich in der Bewegungsrichtung der Verriegelungselemente beim Verriegelungsvorgang unterscheiden; Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verriegelungsvorridhtung in der gleichen Darstellungsweise; Fig.4 ist ein Längsschnitt durch einen Doppelmagneten mit Verriegelungsvorrichtung nach der Erfindung; Fig.5 ist ein abgebrochen dargestellter Längsschnitt durch die Zugstange nach Fig.4 mit Sperrkugeln.
Die automatische Verriegelungsvorrichtung der Fig. 1 besteht aus der Ausdrehung 3 in der Zugstange 1, die in der mit 2 bezeichneten Sperrlage der Zugstange die Kugeln 4 aufnimmt. Der in seiner Bohrung 9 durch einen Einlagering 24 mit einer Schrägfläche 11 stufenförmig ausgebildete Verriegelungsring 5 ist zugleich der Anker des Hilfsmagneten 6. Die Kugeln 4 befinden sich zwischen dem ringförmigen Ansatz 8 des Kernes des Hilfsmagneten 6 und dem Ring 7, der ebenfalls mit dem Magnetkern verbunden ist. Beide Ringe 7 und 8 umgeben die Zugstange mit Spiel. Vor der Verriegelung befinden sich die Kugeln 4 zwischen der Zugstange 1 und der zylindrischen Bohrungsfläche 9 des Ringes 5. In Verriegelungsstellung liegen die Kugeln zwischen der Ausdrehung 3 und der hervortretenden Innenfläche 10 des Einsatzringes 24.
Der Sperrvorgang läuft wie folgt ab. Die Feder 12 sucht den Anker bzw. den Ring 5 vom Kern des Hilfsmagneten 6 abzuheben. Jedoch wird der Ring 5 durch die Kugeln 4 gehindert, sich abzuheben, da die obere Schrägfläche 11 des Einsatzringes 24 gegen die Kugeln anliegt. Wird nun die Zugstange durch Betätigung des Hauptmagneten vorgeschoben, so werden die Kugeln 4 durch die radial gerichtete Druckkomponente in die Ausdrehung 3 gedrückt und die Zugstange dadurch verriegelt. Die Entriegelung erfolgt durch Einschalten des Stromkreises im Hilfsmagneten 6. Dadurch wird der Anker 5 angezogen, und die Kugeln 4 werden freigegeben. Dabei werden diese von der Zugstange beiseite gedrückt, so daß sie in die Ausgangsstellung zurückgleiten.
Im Beispiel nach Fig. 2 ist der Ring 13 derart ausgebildet, daß seine an einem Einsatzring ausgebildete schräge Stufenfläche 14 entgegengesetzt der im Beispiel nach Fig. 1 entsprechenden Fläche 11 gerichtet ist. Der Sperrvorgang verläuft hier entsprechend abgewandelt. Schon vor der Verriegelung fließt durch den Hilfsmagneten 6 Strom, so daß der Anker bzw. Ring 13 einer Anzugskraft ausgesetzt ist. Der Anker bzw. Ring 13 kann jedoch diesem Zugmoment nicht folgen, weil die Kugeln 4 ihn daran hindern. Erst nach erfolgtem Hub der Zugstange und Einrücken der Kugeln 4 in die Ausdrehung 3 kann der Anker bzw. Ring 13 unter Zusammendrückung der Feder 12 die Verriegelungsbewegung ausführen. Die Entriegelung erfolgt durch Abschalten des Stromes, wonach die zusammengedrückte Feder 12 wirksam wird und den Anker 13 in die Ausgangsstellung zurücktreibt. Die Kugeln 4 gleiten aus der Ausdrehung 3 heraus, und die Zugstange geht in die Ausgangsstellung zurück.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Verriegelungsring als bewegliche Kappe 15 ausgebildet, welche das Ende der Zugstange 2 übergreift. Ein Hilfsmagnet fehlt hier. Die Entriegelung erfolgt mechanisch durch axialen Druck auf den Deckel 16 der Kappe 15. Der weitere Vorgang stimmt mit dem nach den Beispielen der Fig. 1 oder 2 überein.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 zeigt einen Doppelmagneten, dessen Zugstange 17 mehrere aufgezogene Rohrstücke 18 aufweist, zwischen denen die Ringnuten 19 gebildet sind. Die Entriegelung erfolgt durch kurzzeitiges Einschalten des Hilfsmagneten 20. Dadurch wird der Ring 21 als Anker angezogen, und die Kugeln 22 werden freigegeben. Der Ring 21 löst sich durch die Federwirkung sofort vom Kern des Hilfsmagneten 20, und die Zugstange 17 kann bei ihrer Weiterbewegung in der nächsten Ringnut 19 wieder verriegelt werden. Auf diese Weise kann ein abschnittweiser Ablauf des Hubes des Ankers 23 erzielt werden. Sollen mehrere Hubabschnitte zugleich durchfahren werden, so kann dieses mittels einer elektrischen Steuerung des Hilfsmagneten erreicht werden. Soll auch auf dem Rückwege eine Verriegelung erfolgen, so ist das andere Ende 24 der Zugstange mit einer entsprechenden Sperrvorrichtung zu versehen.
Bei Fortfall zweier der drei Rohrstücke 18 auf der Zugstange nach Fig. 5, z. B. der beiden unteren, ergibt sich an Stelle des oberen Schlitzes 19 eine Sperrstufe, die als solche jedoch nur in einer Richtung wirksam ist.
Die in den Figuren gezeigten Beispiele bedeuten keine Einschränkung des Gegenstandes der Anmeldung auf diese Ausführungsformen. Durch Kombination von verschiedenen Sperrkörpern und Verriegelungselementen mit magnetischen und mechanischen Sperrbetätigungen sowie mit elektrischen Steuerurigen ist es möglich, eine Vielzahl von Variationen von Verriegelungsmagneten für verschiedene Zwecke zusammenzustellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Betätigungselektromagnet, insbesondere für Gleichstrom, mit automatischer Verriegelung des Ankers bzw. der mit diesem verbundenen Zugstange in angezogener Lage durch eine Verriegelungseinrichtung und mit gleichzeitiger Unterbrechung des die Magnetspule speisenden Stromkreises nach Patent 960562, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Richtung der Zugstangenachse verschiebbare, die Zugstange ringförmig umgebende Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die aus mindestens zwei konzentrischen Ringteilen besteht, die zwischen sich und der Zugstange den oder die Sperrkörper auf mindestens einer zur Achsrichtung geneigten Fläche eines der Ringteile derart unter Druckspannung führen und halten, daß beim Vorbeigleiten einer in der Zugstange befindlichen Verriegelungsrille der oder die Sperrkörper in diese Rille von der geneigten Fläche bzw. der in radialer Richtung wirkenden Druckkraftkomponente hineingeschoben werden, und daß eine an die geneigte Fläche eines der Ringteile der Verriegelungsvorrichtung anschließende, zur Zugstangenoberfläche parallele Fläche den oder die Sperrkörper in radialer Richtung am Wiederaustreten aus der Rille hindert. z. Betätigungsmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsein.richtung von einer Feder und bzw. oder von einem Hilfsmagneten betätigt wird, der gegebenenfalls zum Entriegeln und auch zum vorübergehenden Abstellen der durch die Feder gegebenen Verriegelungsautomatik dienen kann. 3. Betätigungsmagnet nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verriegelungseinrichtungen mit an verschiedenen Stellen der Zugstange angeordneten Ausnehmungen und mit einem oder mehreren Hilfsmagneten derart zusammenwirken, daß eine oder mehrere automatische Sperrungen auf einem oder mehreren beliebigen Teilen des Hubes stattfinden. 4. Betätigungsmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper z. B. als Kugeln oder als zylindrische Walzen ausgebildet sind. 5. Betätigungsmagnet nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper sich in Kammern beschränkt bewegbar befinden, deren Wände in axialer Richtung der Zugstange von den zu deren Führung dienenden Ringteilen der Verriegelungseinrichtung, in peripherer Richtung von entsprechend angeordneten Verbindungsstegen zwischen diesen Ringteilen und in radialer Richtung einerseits von der Zugstange selbst und andererseits vom Verriegelungskörper gebildet sind. 6. Betätigungsmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange mehrere Aussparungen aufweist, so daß der Gesamthub in mehreren Abschnitten zurückgelegt werden kann. 7. Betätigungsmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen der Zugstange Ausdrehungen oder Bohrungen sind. B. Betätigungsmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen der Zugstange durch ein oder mehrere aufgezogene Rohrstücke gebildet werden, die entweder selbst entsprechende Bohrungen bzw. Querschlitze enthalten oder einen bzw. mehrere Schlitze miteinander bilden, oder daß bei Verwendung eines einzigen aufgezogenen Rohrstückes dessen Kante mit der Zugstange nur eine Sperrstufe für die Sperrkörper an Stelle eines Sperrschlitzes bildet. 9. Betätigungsmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Verriegelungseinrichtung an Einzel- oder an Doppelmagneten angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 441715, 472 065, 531497, 632371; deutsche Patentanmeldung I\2 8656 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 18. 6. 1953) ; USA.-Patentschrift Nr. 2 446 855.