DE2930692C2 - Elektromagnetische Stellvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfinduii£ betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine elektromagnetische Stellvorrichtung der eingangs genannten Art ist berths aw'.der DE-PS 5 92 695 bekannt Nachteilig bei einer derartigen Stellvorrichtung ist, daß die Ankerscheibe, bzw. das Stellglied nur in einem stationären Teil gelagert ist, so daß die zur sicheren Führung des stationären Teils erforderliche ausreichend lange Führungsbohrung eine hohe Präzision bei der Herstellung einer derartigen Stellvorrichtung notwendig macht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Stellvorrichtung zu schaffen, die einfachen Aufbau hat, mit vergleichbar geringer Präzision herstellbar ist und bei der der Anker in einfacher Weise sicher fixiert gegenüber den Wicklungen gehalten werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der scheibenförmige Anker auf einem Stellglied in dessen Mitte gelagert ist, und das Stellglied in jedem der beiden stationären Teile geführt ist, so daß sich bei kompakter Bauweise eine stabile Lagerung des scheibenförmigen Ankers ergibt. Die beiden stationären Teile werden durch ein den Anker umgebendes Zwischenglied aus elektrisch und magnetisch nicht leitendem Material miteinander verbunden, so daß der magnetische Fluß auf den Anker übergreift und nicht über evtl. vorgesehene andere Teile eine Schwächung der magnetischen Feldstärke ergibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2. Dadurch kann der Anker von zwei Seiten beaufschlagt werden, so daß auf kleinstem Raum relativ große Kräfte auf den Anker wirken, womit auch schwer betätigbare Stellglieder betätigt werden können. Eine der beiden Wicklungen in den stationären Teilen kann aber auch so vom Strom beaufschlagt werdeD, daß sie entgegen der anderen Wicklung wirkt, so daß keine Rückstelleinrichtung notwendig ist, da der Hub des Ankers durch wechselweise Stromanlegung an die Wicklungsgnippen auf den beiden Seiten gegenüber dem Anker erreicht wird. Federn können damit entfallen, wodurch eine noch kompaktere Bauweise möglich wird.

ίο Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine elektromagnetische Stellvorrichtung, beider die Wicklungen in nur einem stationären Teil vorgesehen sind,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung, bei der Wicklungen in beiden stationären Teilen vorgesehen sind,

Fig.3 eine Schnittansicht durch die Stellvorrichtung nach F i g. 2.

In F i g. 1 ist eine schematische Teilschnittansicht einer elektromagnetischen Stellvorrichtung gezeigt Die Stellvorrichtung weist im Prinzip die Funktion eines Topfmagneten auf, die im folgenden noch erläutert ist Nach F i g. 1 besteht die Stellvorrichtung aus einem vorzugsweise scheibenförmigen stationären Teil 1 und einem vorzugsweise scheibenförmigen magnetisch leitenden weiteren stationären Teil 2, von denen nach F i g. 1 das weitere stationäre Teil 2 an seiner einen Außenfläche Wicklungen 3 enthält Ein ringförmiges Glied 4 aus elektrisch und magnetisch nicht leitendem Material dient zur mechanischen Verbindung der stationären Teile 1 und 2 und legt außerdem einen Abstand zwischen den stationären Teilen 1 und 2 zur Aufnahme eines scheibenförmigen Ankers 5 aus magnetisch leitendem Werkstoff fest der mit einem Stellglied 6 in Form einer Achse in Verbindung steht Die Wicklungen 3 sind mit Anschlüssen 8 und 9 verbunden, die aus der Stellvorrichtung herausgeführt sind und zum Anschluß an eine elektrische Speisequelle dienen. Das ringförmige Glied 4 wird zwischen den beiden stationären Teilen 1 und 2 derart aufgenommen, daß der mit 10 bezeichnete Abstand bzw. Luftraum zwischen den stationären Teilen 1 und 2 in Richtung des achsenförmigen Stellgliedes 6 gesehen größer als die Stärke 5 des scheibenförmigen Ankers 5 ist Dadurch soll eine Bewegung des Stellgliedes 6 zusammen mit dem Anker 5 in Richtung eines Pfeiles 7 ermöglicht werden. Die Bewegung des Ankers 5 in Richtung auf die Wicklungen 3 wird ausgeführt, sobald an die Anschlüsse 8 und 9 ein Strom angelegt wird, der die Wicklungen 3 erregt. Die Wicklungen 3 sind bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel konzentrisch angeordnet, wie in Verbindung mit F i g. 3 noch erläutert wird. Jede Wicklung 3 wird in eine für jede Wicklung vorgesehene Nut 2a, 2b usw. eingesetzt, die an einer Außenfläche des scheibenförmigen weiteren stationären Teiles 2 ausgeprägt ist. Die Zusammenschaltung der Wicklungen 3 erfolgt auf solche Weise, daß bei Stromanlegung die Richtung des Stromflusses in benachbarten Wicklungen jeweils entgegengesetzt ist, wie aus F i g. 3 hervorgeht. Dadurch wird bei Anlegen eines Stromes an die Anschlüsse 8 und 9 von jeder Wicklung 3 ein Magnetfeld erzeugt, das durch den Anker 5 verläuft und dadurch den Anker S in Richtung auf die Wicklungen 3, d. h. das weitere stationäre Teil 2, anzieht. Um den Anker 5 nach Unterbrechung des Stromflusses durch die Wicklungen 3 in seine Ausgangsposition zurückzubringen, kann innerhalb der in Fig. 1 dargestell'en Stellvorrichtung oder außerhalb der Stell-

3

vorrichtung ein Rückstellglied vorgesehen werden, bei- sein, wodurch das ringförmige Glied 4 gegenüber den spielsweise eine Schraubenfeder, die auf das Stellglied 6 stationären Teilen 1 und 2 fixiert ist Der Anker 5 kann eine Kraft in Richtung des Pfeiles F ausübt Das Ma- eine zentrale Öffnung 14 zur Aufnahme des stabfönnignetfeld, das von den Wicklungen 3 bei Stromanlegung gen Stellgliedes 6 aufweisen oder als integrales Teil mit erzeugt wird, muß ersichtlicherweise größer als die von 5 dem Stellglied 6 ausgebildet sein. Zur Ermöglichung eider Rückstelleinrichtung erzeugte Gegenkraft sein, um ner Bewegung des Ankers 5 mit dem Stellglied 6 in den Anker 5 entgegen der Richtung des Pfeiles Fbewe- Richtung des Pfeiles 7 sind in den stationären Teilen ί gen zu können. und 2 der Stellvorrichtung entsprechende zentrale Öff-

Die Breite des Luftraumes 10 und die Stärke 5 des nungen 15 und 16 vorzusehen, deren Durchmesser gescheibenfönnigen Ankers 5 müssen derart gewählt wer- io ringfügig größer als der Außendurchmesser des stabförden, daß einerseits das von den Wicklungen 3 erzeugte migen Stellgliedes 6 sein muß.

Magnetfeld den Anker 5 in seiner (in F i g. 1 rechten) Beim Einsatz von zwei Wicklungsebenen 3, 3b ent-

Endposition durchsetzt, während andererseits die Star- sprechend der Ausführungsform nach F i g. 2 und 3 kann keSso groß gewählt werden muß, daß das Magnetfeld zusätzlich eine Rückstelleinrichtung, beispielsweise in der Wicklungen 3 innerhalb des Ankers 5 und nicht 15 Form einer Federeinrichtung, vorgesehen werden, die außerhalb des Ankers 5 verläuft sicherstellt daß der Anker 5 bei nicht erregten Wicklun-

F i g. 2 zeigt eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte gen 3a, 3b die in F i g. 3 gezeigte Mittellage zwischen Ausfüiirungsform einer elektromagnetischen Stellvor- den stationären Teilen 1 und 2 einnimmt Bei einer derrichtung. Der Unterschied zu F i g. 1 besteht darin, daß artigen Ausführungsform hat somit der Anker 5 drei die beiden stationären Teile 1 und 2 auf ihrer dem Anker 20 erreichbare Positionen, von denen ^ie mittlere Position 5 zugewandten Fläche mit Wicklungen versehen sind die Ruhe- oder Ausgangsposition ist und durch die die mit 3a und 3b bezeichnet sind. Die H-, bbewegung Rückstelleinrichtung bestimmt wird.

des Ankers 5 in Richtung des Pfeiles 7 wird dabei aus-

schließlich durch die von den Wicklungen 3a und 3b Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

erzeugten Magnetfelder hervorgerufen, ohne daß eine 25

Rückstelleinrichtung wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 erforderlich ist, die aber gegebenenfalls zusätzlich vorgesehen sein kann.

Auch können diese Wicklungen so beaufschlagt werden, daß eine in gleicher Richtung wie über die Wicklungen im stationären Teil 1 erzeugte Kraftwirkung auf den Anker 5 wirkt, so daß sich die Kraft verdoppeln läßt, mit der der Anker 5 bewegt wird. Dadurch können auf kleinem Raum sehr große Kräfte übertragen werden, die es ermöglichen, eine solche mit wenig Platzaufwand hergestellte elektromagnetische Stellvorrichtung zum Betätigen von schweren Stellgliedern einzusetzen.

F i g. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Stellvorrichtung nach F i g. 2. Die Wicklungen 3b werden über Anschlüsse 11 und 12 mit Strom gespeist und sind entsprechend den Wicklungen 3a derart zusammengeschaltet, daß die Richtung des Stromdurchflusses durch benachbarte Wicklungen jeweils entgegengesetzt ist. Die Stromflußrichtung und die von den Wicklungen 3a und 3b erzeugten Magnetfelder sind in F i g. 3 angedeutet Durch wechselweise Speisung der Wicklungen 3a bzw. 3b läßt sich eine Hubbewegung des Ankers 5 in Fig.3 nach links bzw. nach rechts erreichen. Die Dimensionierung des Luftraumes 10 und der Stärke S des scheibenförmigen Anke/s 5 ist entsprechend vorstehender Erläuterung zu wählen. Die Speisung der Wicklungen 3a über die Anschlüsse 8 und 9 bewirkt, daß der Anker 5 aus magnetisch leitendem Werkstoff in Richtung auf das weitere stationäre Teil 2 angezogen wird, während die Speisung der Wicklungen 3b über die An-Schlüsse 11 und 12 ein Anziehen des Ankers 5 in Richtung auf das stationäre Teil 1 zur Folge hat Die Breite bzw. Größe des Luftraumes 10 in Richtung der Achse des Stellgliedes 6 dient gleichzeitig zur Festlegung bzw. Begrenzung der Hubbewegungen des Ankers 5. Das ringförmige Glied 4 hat vorzugsweise gleichen Außendurchmesser wie die stationären Teile 1 und 2 und dient als Abstandselement zur Festlegung der Breite des Luftraumes zwischen den stationären Teilen 1 und 2. Vorzugsweise können die stationären Teile 1 und 2 umfangsmäßig auf der dem Anker 5 zugewandten Fläche mit einer der Stärke c'is ringförmigen Gliedes 4 entsprechenden, umlaufenden Aussparung 13 versehen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Stellvorrichtung, bestehend aus einem zylinderförmigen stationären Teil aus magnetisch leitendem Material mit darin an einer Stirnfläche eingebetteten Wicklungen und aus einem zentral angeordneten und axial verschiebbar in dem einen stationären Teil geführten Stellglied mit einem den Wicklungen axial gegenüberliegenden, scheibenförmigen Anker, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres zylinderförmiges stationäres Teil (2) aus magnetisch leitendem Material über ein ringförmiges, den Anker (5) umfangsmäßig umgebendes Zwischenglied (4) aus elektrisch und magnetisch nicht leitendem Material mit dem einen stationären Teil (1) verbunden ist, wobei der Anker (5) zwischen den stationären Teilen (1,2) angeordnet ist und das Stellglied (6) auch in dem weiteren stationären Teil (2) zentral und axial verschiebbar geführt ist

2. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch in dem weiteren stationären Teil (2) an seiner dem Anker (5) zugewandten Stirnfläche Wicklungen {3b) eingebettet sind.