DE1133465B

DE1133465B - Electromagnetic actuation device

Info

Publication number: DE1133465B
Application number: DEG24950A
Authority: DE
Inventors: William Alton Ray
Original assignee: General Controls Co
Current assignee: General Controls Co
Priority date: 1958-07-22
Filing date: 1958-07-22
Publication date: 1962-07-19

Description

Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung, deren an einer einseitig ortsfest gehalterten Blattfeder aufgehängter Klappanker um eine Schneidenlagerung schwenkbar ist und bei Erregung des Magnetkernes gegen die Kraft einer Schraubenfeder an den Magnetkern angezogen wird.Electromagnetic Actuator The invention relates to a electromagnetic actuator, whose one-sided fixedly mounted Leaf spring hinged armature can be pivoted about a blade bearing and when the magnet core is excited against the force of a helical spring on the magnet core is attracted.

Bei einer bekannten Betätigungsvorrichtung dieser Art liegt die Schwenkrichtung des Klappankers quer zur Achse des Magnetkernes; der Anker und die zur Halterung dienende Blattfeder sind im unmittelbaren Bereich der Polschuhe miteinander verbunden. In seitlichen Ansätzen des Klappankers dieser bekannten Ausführung sind ferner Durchbrüche vorgesehen, durch die Zapfen eingreifen. Mittels dieser Teile wird der Klappanker gegen Verdrehungen gesichert und bei seinen Schwenkbewegungen geführt.In a known actuating device of this type, the pivoting direction lies of the hinged armature transversely to the axis of the magnetic core; the anchor and the bracket Serving leaf springs are connected to one another in the immediate area of the pole shoes. In the lateral approaches of the hinged armature of this known design, there are also breakthroughs provided to engage through the pin. These parts are used to create the hinged anchor secured against rotation and guided in its pivoting movements.

Diese bekannte elektromagnetische Betätigungsvorrichtung weist verschiedene Nachteile auf. So ist es insbesondere in fertigungstechnischer Hinsicht ungünstig, daß zur Halterung des Klappankers eine besondere Montageplatte vorgesehen werden muß. Auch der Anker selbst besitzt eine fertigungstechnisch sehr komplizierte Form, zumal die zur Aufnahme der Führungszapfen bestimmten Durchbrüche mit großer Genauigkeit ausgeführt werden müssen, wenn ein einwandfreier Betrieb gewährleistet sein soll. Auch die Justierung der bekannten elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung läßt sich nur durch Verbiegen von Halterungsarmen der Blattfeder durchführen, was jedoch nur mit größerem Zeitaufwand mit der erwünschten Genauigkeit möglich ist.This known electromagnetic actuator has various Disadvantages on. So it is particularly unfavorable from a manufacturing point of view, that a special mounting plate is provided to hold the hinged armature got to. The armature itself also has a very complicated form in terms of production technology, especially since the openings intended for receiving the guide pins with great accuracy must be carried out if proper operation is to be guaranteed. The adjustment of the known electromagnetic actuator can also can only be carried out by bending the retaining arms of the leaf spring, which, however is only possible with the required accuracy with greater expenditure of time.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die sich durch eine fertigungs- und montagetechnisch einfache Ausführung und eine einwandfreie Führung des Klappankers bei seinen Schwenkbewegungen auszeichnet.The invention is therefore based on the object, avoiding the Defects of the known designs an electromagnetic actuator of the type mentioned to develop, which is through a production and assembly technology simple design and perfect guidance of the hinged armature during its pivoting movements excels.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schneidenlager des als langgestreckter Streifen ausgebildeten Ankers auf dem einen Polschuh des U-förmigen Magnetkerns vorgesehen und die U-förmig ausgebildete, mit ihren beiden Längsschenkeln den Anker im wesentlichen Teil seiner Länge umgreifende dünne Blattfeder an ihren Enden an dem breit ausladenden anderen Polschuh befestigt ist, während der Querschenkel der Blattfeder mit dem in Längsrichtung über die beiden Polschuhe vorstehenden Betätigungsende des Ankers verbunden ist, an dem zugleich die durch eine Stellschraube in ihrer Spannung veränderbare Schraubenfeder angreift. Da bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung die Schwenkung der Symmetrielängsachse des Klappankers praktisch in der durch die beiden Schenkel des U-förmigen Magnetkernes gelegt gedachten Ebene erfolgt, kann ein Polschuh des Magnetkernes zugleich die Schneidenlagerung des Ankers aufnehmen, so daß sich eine besondere Montageplatte zur Halterung des Klappankers erübrigt.This object is achieved according to the invention in that the cutting edge bearing of the armature formed as an elongated strip on one of the pole pieces of the U-shaped magnetic core provided and the U-shaped, with both of them Longitudinal legs of the armature encompassing a substantial part of its length, thin leaf spring is attached at their ends to the broad, projecting other pole piece, while the transverse leg of the leaf spring with that in the longitudinal direction over the two pole pieces protruding operating end of the armature is connected to which at the same time the through an adjusting screw engages in its tension changeable coil spring. Included of the actuating device according to the invention, the pivoting of the longitudinal axis of symmetry of the hinged armature practically in the through the two legs of the U-shaped magnetic core placed imaginary plane takes place, a pole piece of the magnetic core can at the same time the Record cutting edge storage of the anchor, so that there is a special mounting plate for holding the hinged armature unnecessary.

Der als langgestreckter Streifen ausgebildete Klappanker der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung weist eine fertigungstechnisch günstige Form auf; durch die gewählte Halterung an einer U-förmigen Blattfeder kann sich ferner das an den Magnetkern angezogene Ende des Klappankers unmittelbar an den betreffenden Polschuh des Magnetkernes anlegen.The hinged anchor formed as an elongated strip of the invention The actuating device has a form which is favorable in terms of production technology; through the Selected bracket on a U-shaped leaf spring can also be attached to the magnetic core attracted end of the hinged armature directly to the relevant pole piece of the magnetic core invest.

Durch die Ausbildung der Blattfeder als dünner, U-förmiger Streifen, der mit seinen beiden Längsschenkeln den Anker im wesentlichen Teil seiner Länge umgreift und mit seinen Schenkelenden an dem breit ausladenden Polschuh befestigt ist, ergibt sich eine ungewöhnlich große Torsionssteifigkeit der Ankeraufhängung. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung übernimmt somit ein einziger Bauteil, nämlich die U-förmige Blattfeder, die Aufgabe der Halterung des Ankers und seine Sicherung gegen Verdrehen.Due to the design of the leaf spring as a thin, U-shaped strip, the armature with its two longitudinal legs substantially part of its length encompasses and attached with its leg ends to the broad pole piece is, there is an unusually high torsional stiffness of the anchor suspension. In the embodiment according to the invention, a single component takes over, namely the U-shaped leaf spring, the task of holding the anchor and securing it against twisting.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung läßt sich im übrigen mittels der obenerwähnten Stellschraube an der Schraubenfeder auf einfachste Weise mit großer Genauigkeit justieren.The actuating device according to the invention can also be used by means of the above-mentioned adjusting screw on the coil spring in the simplest way with large Adjust accuracy.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zur Befestigung der Enden der U-förmigen Blattfeder dienende Polschuh an der Oberseite seiner ausladenden Teile gegenüber der Polschuhfläche leicht abgesetzt. Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig.1. Fig. 3 eine Ansicht des Ankers und der zur Halterung dienenden, am Magnetkern befestigten Blattfeder, Fig.4 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 3.In an advantageous embodiment of the invention, it is for fastening the ends of the U-shaped leaf spring serving pole piece on the top of its sweeping Parts slightly offset from the pole face. details of the invention will proceed from the following description of one illustrated in the drawing Embodiment. It shows Fig. 1 a vertical longitudinal section an electromagnetic actuator according to the invention, Fig. 2 a Section along the line 2-2 of Figure 1. Fig. 3 is a view of the anchor and the for Bracket serving, attached to the magnet core leaf spring, Figure 4 is a side view the arrangement according to FIG. 3.

Die erfindungsgemäße elektromagnetische Betätigungsvorrichtung dient beim dargestellten Ausführungsbeispiel zur Steuerung eines Dreiwege-Steuerventils, das seinerseits auf ein durch ein Druckmedium betätigtes, nicht dargestelltes Membranventil wirkt, welche letztgenannten Steuerungsteile jedoch nicht Gegenstand der Erfindung sind.The electromagnetic actuator according to the invention is used in the illustrated embodiment for controlling a three-way control valve, this in turn on a diaphragm valve, not shown, actuated by a pressure medium acts, which latter control parts are not the subject of the invention are.

Die Betätigungsvorrichtung sitzt in einem becherförmigen Gehäuse 11, dessen offenes Ende durch ein nicht dargestelltes Verschlußglied abgeschlossen wird. Das Innere des Gehäuses 11 bildet eine Druckkammer, in die ein flüssiges oder gasförmiges Medium einströmen kann, wenn die Eintrittsdüse 13 geöffnet ist. Die Entleerung der Druckkammer erfolgt über die Austrittsdüse 16.The actuating device sits in a cup-shaped housing 11, the open end of which is closed by a closure member, not shown. The interior of the housing 11 forms a pressure chamber into which a liquid or gaseous Medium can flow in when the inlet nozzle 13 is open. The emptying of the The pressure chamber takes place via the outlet nozzle 16.

Das Öffnen und Schließender Düsen 13, 16 erfolgt durch die erfindungsgemäße elektromagnetische Betätigungsvorrichtung, die einen U-förmigen Magnetkern aus rundem Stangenmaterial mit den Schenkeln 17, 18 und dem Querstück 19 aufweist. Auf jedem der beiden Schenkel 17, 18 des Magnetkernes sitzt eine Erregerspule 20.The nozzles 13, 16 are opened and closed by the electromagnetic actuating device according to the invention, which has a U-shaped magnetic core made of round rod material with the legs 17, 18 and the crosspiece 19. An excitation coil 20 is seated on each of the two legs 17, 18 of the magnetic core.

An dem freien Ende der beiden Schenkel 17,18 des Magnetkernes sind Polschuhe 21, 22 vorgesehen. Der Polschuh 21 steht auf der dem Schenkel 18 abgewandten Seite wesentlich über den Schenkel 17 vor (vgl. Fig. 1). Der breit ausladende Polschuh 22 des anderen Schenkels 18 reicht nach beiden Seiten ein gewisses Stück aus der Ebene der beiden Schenkel des Magnetkernes quer heraus (vgl. Fig. 4).At the free end of the two legs 17, 18 of the magnetic core, pole shoes 21, 22 are provided. On the side facing away from the limb 18, the pole piece 21 projects substantially beyond the limb 17 (cf. FIG. 1). The broadly projecting pole piece 22 of the other leg 18 extends to both sides a certain distance out of the plane of the two legs of the magnetic core transversely (cf. FIG. 4).

Die beiden Polschuhe 21, 22 des Magnetkernes werden durch einen Klappanker 23 überbrückt, dessen Teil 23' zwischen den Düsen 13, 16 liegt und das Verschußorgan der Düsen bildet.The two pole shoes 21, 22 of the magnetic core are secured by a hinged armature 23 bridged, the part 23 'of which lies between the nozzles 13, 16 and the locking member of the nozzles.

Der Anker 23 ist um ein Schneidemager 24 schwenkbar, das aus zwei symmetrisch zur Ankerlängsachse liegenden Einzelschneiden des Ankers besteht (vgl. Fig. 2).The armature 23 is pivotable about a cutter 24, which consists of two there is individual cutting edges of the anchor symmetrically to the anchor longitudinal axis (cf. Fig. 2).

Ist der Elektromagnet nicht erregt, so schwenkt der Anker 23 unter der Wirkung einer Druckfeder 25 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Lage gemäß Fig. 1, in der er die Düse 16 verschließt. Die Druckfeder 25 ist einerseits an einer Stellschraube 26 befestigt und greift mit ihrem anderen Ende in eine Vertiefung 27 in der Oberseite des Ankers 23 ein.If the electromagnet is not energized, the armature 23 pivots under the action of a compression spring 25 counterclockwise in the position shown in FIG. 1, in which he closes the nozzle 16. The compression spring 25 is on the one hand on a Set screw 26 fastened and engages with its other end in a recess 27 in the top of the armature 23.

Wird der Elektromagnet erregt, so zieht der Polschuh 22 das rechte Ende des Ankers 23 an, so daß sich der Teil 23' des Ankers von der Düse 16 löst und auf die Düse 13 legt.If the electromagnet is excited, the pole piece 22 pulls the right one End of the armature 23, so that the part 23 'of the armature separates from the nozzle 16 and places it on the nozzle 13.

Zur Halterung und Führung des Klappankers 23 ist eine dünne U-förmige Blattfeder 28 vorgesehen, die beispielsweise aus Phosphorbronzeblech mit einer Stärke von etwa 0,15 mm hergestellt ist. Diese U-förmige Blattfeder 28 umgreift mit ihren beiden Längsschenkeln den als langgestreckten Streifen ausgebildeten Anker 23 im wesentlichen Teil seiner Länge. Die beiden Enden der U-förmigen Blattfeder 28 sind an dem breit ausladenden Polschuh 22 befestigt, während der Querschenkel der Blattfeder 28 mit dem in Längsrichtung über die beiden Polschuhe vorstehenden Betätigungsende 23' des Ankers 23 verbunden ist, an dem auch die Schraubenfeder 25 angreift.To hold and guide the hinged armature 23 is a thin U-shaped Leaf spring 28 is provided, for example made of phosphor bronze sheet with a thickness of about 0.15 mm. This U-shaped leaf spring 28 engages with her two longitudinal legs designed as an elongated strip armature 23 in substantial part of its length. The two ends of the U-shaped leaf spring 28 are attached to the broad pole piece 22, while the transverse leg of the leaf spring 28 with the actuating end protruding in the longitudinal direction over the two pole shoes 23 'of the armature 23 is connected to which the helical spring 25 also engages.

Die Verbindungsstellen der U-förmigen Blattfeder 28 mit dem Anker 23 und mit dem Polschuh 22 sind mit 29, 30 bezeichnet (vgl. insbesondere Fig. 3). Die Herstellung der Verbindung kann beispielsweise durch Punktschweißung erfolgen.The connection points of the U-shaped leaf spring 28 with the armature 23 and with the pole piece 22 are denoted by 29, 30 (see in particular FIG. 3). The connection can be made, for example, by spot welding.

Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, ist der zur Befestigung der Enden der U-förmigen Blattfeder 28 dienende Polschuh 22 an der Oberseite seiner ausladenden Teile gegenüber der Polschuhfläche leicht abgesetzt.As can be seen in particular from Fig. 4, the attachment of the Ends of the U-shaped leaf spring 28 serving pole piece 22 at the top of his protruding parts slightly offset from the pole shoe surface.

Die U-förmige Blattfeder 28 stellt eine äußerst stabile und verdrehsichere, praktisch reibungsfreie Halterang und Führung für den Anker 23 dar; die Ausbildung und Anordnung der- Feder 28 ist so gewählt; daß sie bei der Schwenkbewegung es Ankers 23 um die Schneidenlagerung 24 in beiden Richtungen jeweils nur leicht durchgebogen wird.The U-shaped leaf spring 28 represents an extremely stable and torsion-proof, practically frictionless retaining ring and guide for the armature 23; the design and arrangement of the spring 28 is chosen; that it is only slightly bent in both directions during the pivoting movement of the armature 23 around the cutting edge bearing 24.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electromagnetic actuator whose A hinged armature suspended from a leaf spring fixed on one side around a Schneider mounting is pivotable and when the magnetic core is excited against the force a helical spring is attracted to the magnetic core, characterized in that the tailor bearing (24) of the anchor (23) designed as an elongated strip provided on one pole piece (21) of the U-shaped Manetkernes (17, 18, 19) and the U-shaped, with its two longitudinal legs the anchor essentially Part of its length encompassing thin leaf spring (28) at its ends the broadly projecting other pole piece (22) is attached, while the transverse leg of the leaf spring with the actuating end (23 ') protruding in the longitudinal direction over the two pole shoes of the anchor is connected to which at the same time by an adjusting screw (26) in their Tension variable helical spring (25) engages. z. Actuator according to Claim 1, characterized in that the one for fastening the ends of the U-shaped Leaf spring (28) serving pole piece (22) on the upper side of its projecting parts is slightly offset from the pole face. Considered publications: German Patent Nos. 664 492, 837 727; German explanatory documents No. 1001769,1004 293, 1005 641, 1006 525; German patent application T 5719 VIII c / 21 g (announced on July 5, 1956); British Patent Nos. 307138, 603129, 607 914, 766 009.