DE1439516C

DE1439516C - Electromagnet without armature with display device

Info

Publication number: DE1439516C
Authority: DE
Inventors: Lothar 5159 Kerpen Fritz
Original assignee: Steinen Elektromagnetbau, 5000 Köln
Publication date: 1971-12-23

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromagneten ohne Anker für die Hebung von Lasten oder für Abscheidezwecke mit einer seinen Betriebszustand anzeigenden Einrichtung, mit deren Hilfe Einfluß auf die in Verbindung mit einem solchen Elektromagneten durchgeführten Arbeitsgänge^ ge-. nommen werden kann.The present invention relates to an electromagnet without anchor for lifting loads or for separation purposes with one of its operating status indicating device, with the help of which influence on the in connection with such Electromagnets carried out operations ^ ge. can be taken.

Bei der Verwendung von Lasthebemagneten kommt es vor, daß die zu hebende Last, beispielsweise der Verschlußdeckel eines Hochofens, klemmt oder aus anderen Gründen schwer abnehmbar ist. Wird der Lasthebemagnet auf einen solchen Gegenstand aufgesetzt und wieder angehoben, so wird die Last dann unter Umständen nicht mitgenommen, was von einem entfernt angeordneten Steuerstand aus nicht wahrgenommen werden kann. Es kann daher der Fall eintreten, daß weitere Vorgänge unter der Annahme eingeleitet werden, daß die Last angehoben sei, was dann zu erheblichen Komplikationen führen kann, wenn beispielsweise die Beschickung des Hochofens veranlaßt wird, was bei noch geschlossenem Deckel zu schweren Betriebsstörungen führen würde.When using lifting magnets, it happens that the load to be lifted, for example the Closing lid of a blast furnace, jams or is difficult to remove for other reasons. Will the If the lifting magnet is placed on such an object and then raised again, the load is then possibly not taken with you, which was not noticed from a remote control station can be. It can therefore happen that further processes are initiated under the assumption be sure that the load has been raised, which can then lead to considerable complications, if, for example, the charging of the blast furnace is initiated, which is done with the lid still closed would lead to serious operational disruptions.

Bei Magnetscheidern (Aushebemagneten, Bandrollen, Trommeln) wird der Betriebszustand erst nach einer längeren Betriebszeit erreicht, wobei am Magneten Temperaturen bis 60° C und in der Magnetwicklung Temperaturen von 120° bis 150⁰C auftreten können. Bei diesen Temperaturen sinkt wegen der eintretenden Widerstandserhöhung der Erreger-Wicklungen die Durchflutung ab, was durch Erhöhen der Betriebsspannung an der Wicklung ausgeglichen werden kann.In magnetic separators (separator magnets, tape rolls, drums) is reached, the operating state only after a longer operating time, which may occur on the magnet temperatures up to 60 ° C and in the magnet winding temperatures of 120 ° to 150 ⁰ C. At these temperatures, due to the increase in resistance of the exciter windings, the flow rate drops, which can be compensated for by increasing the operating voltage on the winding.

Für beide Beispiele ist eine Anzeige über den Betriebszustand des Magneten nach außen, d. h. am Steuerstand, erwünscht, damit die entsprechenden Maßnahmen eingeleitet werden können. In den geschilderten Fällen genügt es selbstverständlich, wenn am Steuerstand angezeigt wird, daß ein bestimmter Betriebszustand erreicht bzw. überschritten ist, also ein bestimmter Schaltbefehl gegeben werden kann.For both examples there is a display of the operating status the magnet to the outside, d. H. at the helm, desired, so that the appropriate Measures can be initiated. In the cases described, it is of course sufficient if it is displayed at the control station that a certain operating state has been reached or exceeded, i.e. a certain switching command can be given.

Aus der deutschen Patentschrift 1 172 823 ist bereits ein Lasthebe-Elektromagnet mit dichtem Gehäuse, insbesondere zum Bewegen von Stangen in Schwimmbeckenreaktoren, bekannt, bei dem der Kern und die Spule im Gehäuse so angeordnet sind, daß sie sich zwischen einer oberen und einer unteren Stellung bewegen können, so daß der Kern am Lasthebemagneten befindliche Teile einer Anzeigeeinrichtung betätigen und daher nach außen ein Signal über den Zustand des Kerns bzw. des Lasthebemagneten gegeben werden kann. Bei diesem bekannten Lasthebemagneten ist eine Anzeige für den Betriebszustand also nur insoweit möglich, wie der Kern sich gegenüber dem Gehäuse verschiebt. Da der Elektromagnet der eingangs genannten Art keinen Anker und damit kerne sich entsprechend dem Betriebszustand bewegliehen Teile aufweist, läßt er sich auch nicht mit einer Anzeigeeinrichtung entsprechend dem bekannten Lasthebemagneten ausrüsten.From the German patent specification 1 172 823 is already a load-lifting electromagnet with a tight housing, especially for moving bars in Swimming pool reactors, known, in which the core and the coil are arranged in the housing so that they can move between an upper and a lower position so that the core on the lifting magnet Actuate located parts of a display device and therefore a signal to the outside via the State of the core or the lifting magnet can be given. In this known lifting magnet an indication of the operating status is therefore only possible insofar as the core is opposite one another the housing moves. Since the electromagnet of the type mentioned does not have an armature and thus cores has moving parts according to the operating state, he can not be with either equip a display device according to the known lifting magnet.

Ferner ist durch die deutsche Auslegeschrift 1 065 592 ein Lasthebemagnet bekannt, bei dem die Tragkraft durch Teile aus permanentmagnetischem Material erzeugt wird, die sich ebenfalls im Verhältnis zu einem feststehenden Gehäuse so bewegen lassen, daß je nach ihrer Lage eine zu erfassende Last festgehalten oder glöst werden kann. Dieser bekannte Lastmagnet kann eine Anzeigevorrichtung aufweisen, an der die jeweilige Stellung des permanentmagnetischen Systems zu den Polstücken ablesbar ist. Auch in diesem Fall ist aber eine Anzeige nur dadurch möglich, daß zwei Bauteile relativ zueinander bewegt werden.Furthermore, a lifting magnet is known from the German Auslegeschrift 1 065 592, in which the Load capacity is generated by parts made of permanent magnetic material, which are also in proportion can move to a stationary housing so that, depending on their location, a load to be detected can be held or released. This known load magnet can be a display device have at which the respective position of the permanent magnetic System to the pole pieces can be read. In this case, too, there is an advertisement only possible in that two components are moved relative to one another.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen ._, Elektromagneten.auf einfache Weise mit der zuverlässig; arbeitenden Anzeigeeinrichtung auszustat-The object of the present invention is to provide a ._, electromagnet in a simple manner with the reliable; working display device to be equipped

^; ' i"teh^cüe ,auch ohiie. Relativverschiebung von Teilen --des-Elektromagneten betätigbar ist. ^; 'i "teh ^ cüe, also ohiie. Relative displacement of parts --of the electromagnet can be actuated.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Elektromagnet der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Magneten im Bereich des inneren Streufeldes ein kleiner Hilfsanker derart beweglich angeordnet ist, daß er auf Änderungen der Feldstruktur oder der Feldstärke des Streufeldes anspricht und den Schalter einer AnZeigevorrichtung betätigt.In order to achieve this object, an electromagnet of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention characterized in that in the interior of the magnet in the area of the internal stray field a small Auxiliary anchor is arranged movably in such a way that it reacts to changes in the field structure or the field strength of the stray field responds and actuates the switch of a display device.

Durch diese erfindungsgemäße Zuordnung eines beweglichen Hilfsankers zu Streufeldern des Magneten, die sich in Abhängigkeit vom Betriebszustand sowohl hinsichtlich Intensität als auch Struktur ändern, läßt sich dann der Betriebszustand durch entsprechende Verstellung des Hilfsankers in der gewünschten Weise auch dann anzeigen, wenn der eigentliche Magnet keine sich verschiebenden Bauteile aufweist.This inventive assignment of a movable auxiliary armature to stray fields of the magnet, depending on the operating status, both in terms of intensity and structure change, the operating state can then be changed by adjusting the auxiliary anchor accordingly Display way even if the actual magnet does not have any shifting components having.

Die Erfindung wird nachstehend zusammen mit weiteren Merkmalen an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.The invention is described below together with further features on the basis of exemplary embodiments explained in connection with the drawing.

Darin zeigtIn it shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen als Lasthebemagneten ausgebildeten Elektromagneten ohne Anker nach der Erfindung,Fig. 1 is a cross section through a lifting magnet trained electromagnet without armature according to the invention,

F i g. 2 schematisch den Feldverlauf durch einen Elektromagneten ohne Anker, wie er der Erfindung zugrunde liegt, im linken Teil bei, im rechten Teil ohne Belastung, undF i g. 2 schematically shows the course of the field through an electromagnet without armature, such as that of the invention is based on, in the left part with, in the right part without load, and

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines mit einer Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung ausgestatteten Elektromagneten.3 shows, on an enlarged scale, a partial section through a somewhat modified embodiment an electromagnet equipped with a display device according to the invention.

Der in F i g. 1 dargestellte Lasthebemagnet besteht im wesentlichen aus einem Magnetgehäuse 11 aus ferromagnetischem Material und einer Erregungswicklung 12. Weitere, hier nicht interessierende konstruktive Einzelheiten wie Zuleitung zur Erregungswicklung 12 oder deren mechanische Befestigung am Kern, eine Aufhängevorrichtung für den ganzen Magneten usw., sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.The in F i g. 1 shown lifting magnet consists essentially of a magnet housing 11 ferromagnetic material and an excitation winding 12. Further, not of interest here constructive Details such as the lead to the excitation winding 12 or its mechanical attachment to the Kern, a suspension device for the whole magnet, etc., are not included for the sake of clarity shown.

Die rechte Hälfte der F i g. 2 zeigt einen Lasthebemagneten bekannter Art, bei dem sich im Leerlauf, d. h., wenn keine Last angehängt ist, die im rechten Teil von F i g. 2 dargestellte Feldstruktur ausbildet.The right half of the FIG. 2 shows a known type of lifting magnet in which, when idling, d. that is, if no load is attached, which is shown in the right part of FIG. 2 illustrated field structure forms.

Es ist dort zu erkennen, daß das Feld den Wickelraum und den Bereich zwischen den beiden Polen weitgehend gleichmäßig ausfüllt und daß die neutrale Zone in F i g. 2 mit »0« bezeichnet, in der Nähe des Joches 13 liegt.It can be seen there that the field defines the winding space and the area between the two poles largely evenly fills out and that the neutral zone in FIG. 2 labeled "0", near the Yoke 13 is located.

Im linken Teil der F i g. 2 ist das Feldlinienbild dargestellt, das sich bei angesetzter Last 14 einstellt. Wie erkennbar, verläuft das Feld nunmehr hauptsächlich vom Mittelpol 15 durch die Last 14 zum Außenpol 16; die neutrale Zone »O« ist vom Joch 13 weg nach unten etwa auf halbe Höhe des Mittelpols 15 gewandert, und die Feldlinien im Wickelraum haben sich entsprechend umgestellt, so daß sich an vielen Stellen, insbesondere in der in F i g. 1 mit »E« In the left part of FIG. 2 shows the field line image that occurs when the load 14 is applied. As can be seen, the field now runs mainly from the center pole 15 through the load 14 to the outer pole 16; the neutral zone "O" has moved away from the yoke 13 downwards about halfway up the center pole 15, and the field lines in the winding space have changed accordingly, so that in many places, especially in the area shown in FIG. 1 with "E"

bezeichneten Ecke zwischen Mittelpol 15 und Joch 13 die Richtung der Kraftlinien um 90° geändert hat. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß bei dieser Darstellung der Einfluß der Wicklung, d. h. des das Feld erzeugenden elektrischen Stroms, vernachlässigt ist. Im Inneren der Wicklung wird das magnetische Skalarpotential durch ein Vektorpotential abgelöst.designated corner between center pole 15 and yoke 13 has changed the direction of the lines of force by 90 °. It should be noted, however, that in this illustration the influence of the winding, i. H. des the field generating electric current, is neglected. Inside the winding is the magnetic Scalar potential replaced by a vector potential.

Erfindungsgemäß wird diese Richtungsänderung der magnetischen Feldlinien oder Änderungen des Skalarpotentials bei Aufnahme einer Last 14 zur Anzeige dafür ausgenutzt, ob die Last aufgenommen ist oder nicht. Zu diesem Zweck wird beispielsweise in der Ecke »E« wie im linken Teil von Fig. 1 veranschaulicht, ein mit einer Feder 20 belasteter, zweckmäßig zylindrisch ausgebildeter Hilfsanker 19 angeordnet. Ein solcher Hilfsanker hat das Bestreben, sich in Richtung der Feldlinien einzustellen, also gegebenenfalls zu schwenken. Beim Hilfsanker 18 handelt es sich um ein verschiebbares Teil, das in der Ruhelage unter Wirkung der Feder 17 die in Fig. 1 dargestellte Stellung einnimmt. Hängt eine Last 14 am Magneten 11, so daß sich der im linken Teil der F j g. 2 dargestellte Feldverlauf einstellt, so wird der Hilfsanker 18 infolge Veränderung des Skalarpotentials gegen die Wirkung der Feder 17 auf den Mittelpol 15 zu bewegt, bis er daran anschlägt. Diese Bewegung kann in geeigneter, nicht näher dargestellter Weise nach außen übertragen und dort angezeigt werden.According to the invention, this change in direction of the magnetic field lines or changes in the scalar potential when a load 14 is picked up is used to indicate whether the load has been picked up or not. For this purpose, for example in the corner “E” as illustrated in the left-hand part of FIG. 1, a suitably cylindrical auxiliary anchor 19 loaded with a spring 20 is arranged. Such an auxiliary anchor strives to adjust itself in the direction of the field lines, that is to say to pivot if necessary. The auxiliary anchor 18 is a displaceable part which, in the rest position, assumes the position shown in FIG. 1 under the action of the spring 17. A load 14 hangs on the magnet 11, so that the in the left part of FIG. 2 sets the field profile shown, the auxiliary armature 18 is moved as a result of the change in the scalar potential against the action of the spring 17 on the center pole 15 until it strikes it. This movement can be transmitted to the outside in a suitable manner, not shown, and displayed there.

Ähnlich wie der Hilfsanker 18 aufgebaute weitere Hilfsanker mit Federbelastung können an verschiedenen anderen Stellen des Magnetfeldes vorgesehen werden, beispielsweise bei »#« oberhalb des Magneten, bei »C« in der Ecke zwischen dem Joch 13 und dem Außenpol 16 oder bei »Z>« am unteren Ende des Mittelpols 15.Similar to the auxiliary armature 18, additional auxiliary armatures with spring loading can be provided at various other points of the magnetic field, for example at "#" above the magnet, at "C" in the corner between the yoke 13 and the outer pole 16 or at "Z>" at the lower end of the center pole 15.

Statt eines verschiebbaren Hilfsankers 18 kann jedoch auch ein um eine Achse kippbarer Hilfsanker 19 wie bei »£« vorgesehen werden, der durch eine Feder 20 in eine vorgegebene Ruhestellung gedrängt wird, aus der er unter Wirkung des Feldes in einem bestimmten Betriebszustand des Magneten in eine parallel zu den Feldlinien verlaufende Richtung geschwenkt wird.Instead of a displaceable auxiliary anchor 18, however, an auxiliary anchor 19 that can be tilted about an axis can also be used as provided for "£", which is urged into a predetermined rest position by a spring 20, from which he under the action of the field in a certain operating state of the magnet in a parallel to the field lines extending direction is pivoted.

Mit Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines hier mit 37 bezeichneten Hilfsankers gezeigt, der um eine Achse 38 klappbar ist. Diese Darstellung gibt einen Ausschnitt aus einem Lasthebemagneten 31 im Bereich der in Fig. 1 mit »A« bezeichneten Ecke zwischen dem Mittelpol 32 und dem Joch 33 wieder. Der Hilfsanker 37 ist in ein Gehäuse 34 eingesetzt, das auf der Erregungswicklung 35 des Magneten 31 aufruht und seitlich an dem Mittelpol 32 und der Wand einer Aussparung 36 im Joch 33 anliegt. Auf der Oberseite des Hilfsankers 37 ist beispielsweise durch Nietung ein Stift 39 befestigt, der durch einen Schlitz in der Abdeckung 40 des Gehäuses nach oben ragt und am Betätigungsknopf eines Mikroschalters 41 angreift. Der Mikroschalter 41 ist, wie üblich, mit einer Rückstellfeder ausgestattet, durch die er in die in F i g. 3 dargestellte Lage gedrängt wird, so daßFIG. 3 shows a further embodiment of an auxiliary anchor, denoted here by 37, which can be folded about an axis 38. This illustration shows a section from a lifting magnet 31 in the area of the corner designated by “A” in FIG. 1 between the center pole 32 and the yoke 33. The auxiliary armature 37 is inserted into a housing 34 which rests on the excitation winding 35 of the magnet 31 and rests laterally on the center pole 32 and the wall of a recess 36 in the yoke 33. A pin 39 is attached to the top of the auxiliary anchor 37, for example by riveting, which protrudes up through a slot in the cover 40 of the housing and engages the actuating button of a microswitch 41. The microswitch 41 is, as usual, equipped with a return spring, by means of which it is in the position shown in FIG. 3 position shown is pushed so that

ίο auch der Hilfsanker 37 die dort gezeigte Lage einnimmt. Erhöht sich die Feldstärke des Magnetfeldes an dieser Stelle dadurch, daß sich das Skalarpotential ändert, entsprechend dem Übergang des Feldes vom im rechten Teil der F i g. 2 dargestellten Zustand in den im linken Teil der F i g. 2 dargestellten Zustand, so wird der Hilfsanker 37 gegen den Mittelpol gezogen, sobald die Kraft des Feldes ausreicht, die Rückstellkraft der Feder im Schalter 41 zu überwinden, so daß der Schalter 41 betätigt wird. Ein dabei erzeugtes Schaltsignal kann in bekannter Weise nach außen geführt werden und dort anzeigen, daß ein bestimmter Feldwert überschritten worden ist bzw. daß sich eine bestimmte Feldlinienrichtung eingestellt hat.ίο the auxiliary anchor 37 also assumes the position shown there. The field strength of the magnetic field increases at this point because the scalar potential changes, corresponding to the transition of the field from in the right part of FIG. 2 state shown in in the left part of FIG. 2, the auxiliary armature 37 is pulled against the center pole, as soon as the force of the field is sufficient to overcome the restoring force of the spring in switch 41, so that the switch 41 is operated. A switching signal generated in this way can be used in a known manner to the outside and indicate there that a certain field value has been exceeded or that a certain field line direction has set itself.

Eine Erhöhung des Skalarpotentials in der Ecke »Λ« und dadurch eine Steigerung der Zugkraft auf den Anker kann auch bei der Anordnung nach F i g. 1 erzielt werden, wenn beispielsweise an der mit einer Linie angedeuteten Stelle in der Ecke »/ί« im Magnetkreis ein nicht ferromagnetisches Teil wie ein unmagnetisches Blech oder auch ein Luftspalt vorgesehen wird.An increase in the scalar potential in the corner »Λ« and thereby an increase in the tensile force on the anchor can also with the arrangement according to FIG. 1 can be achieved if, for example, at the with a line in the corner »/ ί« in the magnetic circuit a non-ferromagnetic part such as a non-magnetic sheet metal or an air gap is provided.

Claims

Patent claims:

1. Electromagnet without armature for lifting loads or for separation purposes with a Device indicating its operating status, characterized in that in the interior of the magnet in the area of the internal stray field a small auxiliary armature (18,19, 37) like this is movably arranged that it changes in the field structure or the field strength of the stray field responds and actuates the switch (41) of a display device.

2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the auxiliary armature can be rotated (19, 37) or displaceable (18) is arranged.

3. Electromagnet according to claim 1 and 2, characterized in that several auxiliary armatures are provided that respond to different operating states.

1 sheet of drawings