DE2115456C2

DE2115456C2 - Schwingankermotor

Info

Publication number: DE2115456C2
Application number: DE2115456A
Authority: DE
Inventors: Paul R. Akron N.Y. Bauer; William H. East Aurora N.Y. Meyer; Nicholas D. West Seneca N.Y. Trbovich
Original assignee: Servotronics Inc
Current assignee: Servotronics Inc
Priority date: 1970-05-21
Filing date: 1971-03-31
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE2115456A1; GB1352021A; US3639871A; CA927461A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingankermotor mit einem Gehäuse mit einem Schwinganker und mit einem biegeelastischen Federteil, das senkrecht zum Schwinganker zwischen diesem und dem Gehäuse verläuft und den Schwinganker in diesem derart lagen, daß er um eine Achse, die senkrecht zu seiner Längserstreckung und der des Fcderteils verläuft, Schwenkbewegungen ausführen kann.

Schwingankermotor dieser Gattung sind bekannt (DE-OS 14 88 071). In diesen Motoren wird der Schwinganker durch ein elektromagnetisches Feld zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegt. Die Schwingankermotor werden zum Beispiel als Stellglieder in elektrohydraulischen, elektropneumatischen und ähnlichen Anlagen verwendet. Bei dem bekannten Schwingankermotor wird das Federteil durch ein Rohr gebitdet. Mit seinem einen Ende ist dieses Rohr mit dem Gehäuse verbunden. An seinem anderen Ende ist der Schwinganker befestigt. Das Federteil soll den Schwinganker stabil lagern. Gleichzeitg soll es ausreichend elastisch sein, um die .Schwenkbewegungen des Schwingankers nicht übermäßig zu behindern. Das bekannte, als Rohr ausgebildete Federteil läßt einen vernünftigen Kompromiß zwischen diesen sich widersprechenden Forderungen nicht zu. Eine Vergrößerung seiner Wandstärke oder die Verwendung eines steiferen Materials zum Erhöhen der Stabilität verringert gleichzeitig die Elastizität. Damit kann der Schwinganker nicht mehr in gleichem Maße den ihn in seine Endstellung bewegenden elektromagnetischen Kräften folgen.

Hiervon ausgehend stellt sich für die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine stabile und trotzdem federnde Anlenkung des Schwingankers zu ermöglichen. Gleichzeitig sollen die Federkonstante und die Lage der Schwenkachse des Schwingankers leicht festgelegt werden können. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung bei einem Schwingankermotor der eingangs genannten Gattung dadurch, daß das Federteil ein massives Federblatt ist und eine seine Federkonstante und die Lage der Schwenkachse bestimmende durchgehende Öffnung aufweist

Die Ausbildung des Federteils als massives Element führt zu einer stabilen Lagerung des Schwingankers. Diese Stabilität macht sich in sämtlichen Richtungen bemerkbar. Damit erhält der Schwinganker auch eine große Seitenstabilität Trotz dieser hohen Stabilität b':sibt die erfindungsgemäße Lagerung des Ankers ausreichend elastisch oder federnd. Mit der durch das Federblatt durchgehenden Öffnung läßt sich deren Federkonstante beeinflussen. Aus dem Federblatt wird Material weggenommen. Damit läßt sich die Federkonstante steuern, ohne die Stabilität übermäßig nachteilig zu beeinflussen. Mit einer Veränderung der Lage dieser Öffnung wird gleichzeitig die Lage der Schwenkachse verändert bzw. festgelegt. Mit diesen öffnungen, die kreisrund, schlitzförmig oder andere Form aufweisen können, ergibt sich daher ein Mittel zum Beeinflussen der Anlenkung des Schwingankers, ohne die Stabilität dieser Anlenkung wesentlich zu beeinträchtigen.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Federteii eine Breite aufweist, die ein Mehrfaches seiner Dicke beträgt In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Federteil einen mittleren Stegteil mii verringerter Dicke aufweist. Hieraus ergeben sich Möglichkeiten zum Einstellen der Federkonstante.

Als vorteilhaft hat sich weiter herausgestellt, daß die öffnung in der Nähe des Schwingankers angeordnet ist Eine weitere vorteilhafte Maßnahme liegt darin, daß das Federteil zwischen den Enden des Schwingankers an diesen angeschlossen ist. Hierd-'rch wird dieser symmetrisch gehalten und erhält eine stabile Lage.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Federtei! am unteren Ende des Gehäuses abgestützt.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Längsschnitt durch den Schwingankermotor,

Fig. 2 ein Längsschnitt in einer gegenüber dem Schnitt in F i g. 1 um 90° gedrehten Ebene,

Fig.3 ein Querschnitt durch den Schwingankermotor, und

Fig.4 ein Längsschnitt entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie 4-4.

In der Zeichnung ist ein Schwingankermotor 10 dargestellt. Er besteht aus einer Platte 12, auf welcher ein Gehäuse 14 mit Schrauben 16 befestigt ist. die durch öffnungen in der Platte 12 durchtreten und in vom Gehäuse 14 getragene Muffen 20 eingeschraubt sind. Das Gehäuse 14 weist an seinen beiden Seiten verhältnismäßig große Öffnungen 22 zur Aufnähme der Enden 24 des Schwingankers 26 auf. Die beiden unteren Seiten des Gehäuses 14 weisen viele kleine Öffnungen 28 auf. Sie dienen zur Kühlung.

Der magnetische Kreis ist von allgemein bekannter Art. Er besteht beispielsweise aus einer unteren Nebcnschlußplatte 30 aus magnetischem Material, die

mit Schrauben 3ί auf der Platte 12 befestigt ist, und aus zwei Polschuhen 32, die auf der Nebenschlußplatte 30 an deren Enden im Abstand von der Unterseite des Schwingankers 26 angeordnet sind. Die Polschuhe 32 sind mit Schrauben 33 an der Nebenschlußplatte 30 befestigt. Eine obere Nebenschlußplatte 34 aus magnetischem Material ist unter einem Deckel 36 angeordnet, welcher seinerseits mit Schrauben 38 am Gehäuse 14 befestigt ist. Sie treten durch Öffnungen im Deckel 36 durch und sind in vom Gehäuse 14 getragene Muffen 42 (Fig.6) eingeschraubt Zwei obere Polschuhe 44 sind mit Schrauben 45 unter der Nebenschlußplatte 34 im Abstand von der Oberseite des Schwingankers 26 befestigt. Sie treten durch, Öffnungen im Deckel 36 und in der Nebenschlußplatte 34 durch.

Dauermagnete 46 sind auf den beiden Seiten der unteren Polschuhe 32 bzw. der oberen Polschuhe 44 vorgesehen. Zwei Wicklungen 48 sind innerhalb der Polschuhe 32 und 44 um den Schwinganker 26 gewickelt, wie die F i g. 3 und 5 zeigen. Die Dauermagnete 46 können zum Beispiel mit Epoxyharz an den Polschuhen 32 und 44 befestigt werden. \uch die Wicklungen 48 können mit einem ähnlichen Vergußmaterial an den Nebenschlußplatten 30 und 34 befestigt werden. Zu jeder Wicklung 48 führen Leitungen 49, welche zwecks Anschluß an einer elektrischen Stromquelle durch den Deckel 36 durchtreten.

Der Schwinganker 26 ist im Grundriß allgemein rechteckförmig und ist ein kompakter Teil aus magnetischem Material oder aus Lamellen geschichtet. Diese sind dann durch einen entsprechenden isolierenden Klebstoff miteinander verbunden. Die Enden 50 des Schwingankers 26 sind eingeschnitten. Es entstehen je zwei Finger 52, die an ihren freien Enden Verdickungen aufweisen. In diesen sind Gewindebohrungen 56 vorgesehen, an die Stellelemente angeschlossen werden. Die Seiten 58 des Schwingankers 26 sind geschlitzt, um die nach oben gerichteten Finger 60 des Federteils 62 aufzunehmen.

Dieses Federteil 62 weist zwei nach unten ragende Ansätze 64 auf, die in Schlitze 66 an den Seiten der unteren Nebenschlußplatte 30 eingreifen. Die Ansätze 64 sind mit den Schlitzen 66 verbunden oaer in ihnen befestigt. Das Federteil 62 wirkt wie ein Ausleger mit einer Last an einem Ende. Diese besteht aus dem Schwinganker 26, der zwecks Bewegung seiner Enden unter dem Einfluß der Wicklungen 48 durch das Federteil 62 schwenkbar abgestützt wird. Das Federteil 62 besteht vorzugsweise aus Beryliumkupfer oder aber auch aus irgendeinem entsprechenden nichi-magnetisehen Federmaterial.

Die StPrke des zur Lagerung des Schwingankers dienenden Federteils 62 ist in seinem mittleren Stegteil 68 verringert. Damit wird die Federwirkung verbessert. Ein ebener Sattel 70 ist auf dem Federteil 62 zwischen dessen Fingern 60 angeordnet, um den Schwinganker 26 mittig abzustützen.

Das kompakte Federteil 62 bieiet mehrere Vorteile. Einmal hält es den Schwinganker 26 im Abstand von den unteren und oberen Nebenschlußplatten 30,34. Es hall den gewünschten Abstand unter Schwingungs- und Lastbedingungen wirksamer aufrecht als die üblichen Torsionsstäbe.

Die Federkonstante des Federteils 62 kann durch Änderung seiner Stegform 68 verändert werden. Dies geschieht, indem ein oder mehrere Öffnungen 72 in den Stegteil 68 gebohrt werden oder indem auf diese Weise Material entfernt wird. Auf diese Weise kann die

ίο Federkonstante des Federteils 62 leicht und rasch verändert werden. Während beispielsweise ein kreisförmiges Loch dargestellt ist, können durch eine solche Materialentfernung auch Schlitze und Öffnungen anderer Form entstehen. Die Größe des Federteils 62 ist derart, daß es die Entfernung von Material nicht übermäßig beansprucht

Außer der Veränderung der Federkonstanten bestimmt die Entfernung von Material vom Federteil 68 den Schwenkpunkt des Schwingankers 26, weil sich der

2u Federteil 62 um seinen schwächsten Punkt biegt Dies ist der Bereich, wo das Material erlernt worden ist, nämlich an der Öffnung 72. Die öffnung 72 wird daher gewöhnlich dicht am Schwinganker 26 angeordnet wodurch dessen Schwenkpunkt angehoben wird.

²^ Bezugszeichenliste

10 Schwingankermotor

12 Platte

14 Gehäuse

16 Schraube

20 Muffe

22 Öffnung

24 Ende

26 Schwinganker

28 Öffnung

30 Nebenschlußplatte

31 Schraube

32 Polschuh

33 Schraube

34 Nebenschlußplatte
36 Deckelplatte

38 Schraube

42 Muffe

44 Polschuhe

45 Schraube

46 Dauermagnet

48 Wicklung

49 Leitung

50 Enden des Schwingankers 26 52 Finger

56 Gewindebohrung

60 Finger

62 -cderteil

64 Ansatz

66 Schlitz

68 Stegteil

70 Sattel

72 öffnung

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schwingankermotor mit einem Gehäuse mit einem Schwinganker und mit einem biegeelastischen Federteii, das senkrecht zum Schwinganker zwi- ί sehen diesem und dem Gehäuse verläuft und den Schwinganker in diesem derart lagert, daß er um eine Achse, die senkrecht zu seiner Längserstrekkung und der des Federteils verläuft, Schwenkbewegungen ausführen kann, dadurch gekenn- to zeichnet, daß das Federteil (62) ein massives Federblatt ist und eine seine Federkonstante und die Lage der Schwenkachse bestimmende durchgehende Öffnung (72) aufweist

2. Schwingankermotor nach Anspruch 1, dadurch π gekennzeichnet, daß das Federteil (62) eine Breite aufweist, die ein Mehrfaches seiner Dicke beträgt

3. Schwingankermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteii (62) einen mittleren Stegteil (68) mit verringerter Dicke μ aufweist

4. Schwingankermotor nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (72) in der Nähe des Schwingankers (26) angeordnet ist

5. Schwingankermotor nach Anspruch 1, dadurch ^i gekennzeichnet, daß das Federteil (62) zwischen den Enden des Schwingankers (26) an diesen angeschlossen ist

6. Schwingankermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteil (62) am unteren jo Ende des Gehäuses (14) abgestützt ist.