DE646886C

DE646886C - Elektromagnet fuer mehrere genau begrenzte Schaltstellungen

Info

Publication number: DE646886C
Application number: DEM133062D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1935-11-27
Filing date: 1935-12-29
Publication date: 1937-09-07

Description

Bur. Ind. Eigendom

19SS£1937.

AUSGEGEBEN AM
7. SEPTEMBER 1837

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 2oi

M133062 VIU φ ig Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: ip. August 1937

Maschinenfabrik Oerlikon in Oerlikon, Zürich, Schweiz

Elektromagnet für mehrere genau begrenzte Schaltstellungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Dezember 1935 ab

Die Priorität der Anmeldung in der Schweiz vom 27. November 7935 ist in Anspruch genommen.

Neben elektromotorischen Antrieben werden häufig zur Verstellung von Regelvorrichtungen usw. mechanischer oder elektrischer Art, die verhältnismäßig wenig, aber genau bestimmte *" Stellungen benötigen, Elektromagnete .verwendet. Solche meistens aus Einzelmagneten zusammengebaute Elektromagnete mit beweglichem Kern für mehrere genau begrenzte Stellungen erfordern verhältnismäßig hohe Bauhöhe. Bisher mußte bei bekannten Konstruktionen der Hub jedes einzelnen Magnets um den Arbeitshub aller vorangegangener Magnete vergrößert werden, weil mit jeder neuen Schaltung eine Zustellung sämtlicher

¹S noch nicht erregter Magnetkerne gegen die zugehörigen Polschuhe erfolgt. Da nicht nur der Hub als solcher allein, sondern die dadurch bedingte erheblich größere Länge der Kerne einen unmittelbaren Einfluß auf die Höhe des Apparates ausübt, wird der Magnet schon bei verhältnismäßig wenig Stellungen groß und schwer und unwirtschaftlich.

Es sind schon Elektromagnete mit mehreren Hubstellungen bekannt, bei denen in einem

²S Eisengehäuse eine einzige Wicklung vorgesehen ist, mit einem Kern und mehreren Ankern, die bei erregter Wicklung nacheinander bis zur gegenseitigen Berührung angezogen werden, wobei die einzelnen Stellungen

durch Verändern des durch die Magnetwickiung fließenden Stromes erhalten werden. Das Einstellen der Zwischenstellungen ist daher abhängig von der Spannung der Stromquelle und der Größe der angehängten Last. Variiert die äußere Last oder die Spannung, so kann auf einer bestimmten Einstellung, beispielsweise das eine Mal der Kern die Stellung II, das andere Mal die Stellung I oder III annehmen. Dazu besitzt der Magnet mir ein ganz geringes Arbeitsvermögen, da in allen Zwischenstellungen der magnetische Kraftfluß nur kleinere Werte, niemals" aber seinen Höchstwert annehmen kann. Zudem ist der Magnet nicht reversibel, er kann nur in entgegengesetzter Richtung der äußeren Kraft sich in die Zwischenstellungen stellen, während in Richtung der Kraft keine Zwischenstellungen möglich sind. Alle diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung behoben werden. Die Bauhöhe soll « verkürzt werden, und die Stellungen sollen genau bestimmt und unabhängig von Spannung und Last sein. Beim Schalten soll der Magnet sofort voll erregt werden, in jeder Stellung ein großes Arbeitsvermögen besitzen und wahlweise aufwärts und abwärts geregelt werden können. Um dies zu erreichen, sind erfindungsgemäß die Einzelmagnete so ausgebildet, daß jeweils der Polschuh des einen in seiner Verlängerung den Kern des über

ihm liegenden, nächstfolgenden bildet, und daß durch Einschalten der einzelnen der Anzahl der Arbeitsstellungen entsprechenden Magnetsysteme von dem der äußeren Kraft am nächsten liegenden ab gerechnet, der Magnetkern wahlweise die ganz bestimmten Zwischenstellungen einnehmen kann.

In der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes betrifft,

ίο zeigt Fig. ι einen Schnitt durch einen aus drei Einzelmagneten bestehenden Elektromagnet, unerregt und nur schematisch angedeutet; Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch den gleichen Elektromagnet, wobei die unteren beiden Spulen als erregt angenommen sind.

ι ist das Magnetgehäuse mit dem Polschuh 5; es enthält die drei Magnetspulen r r, 2i, 31 und die drei Magnetkerne 12, 22, 32 mit ihren Führungshülsen 13, 23, 33. Letztere bestehen aus einem nicht magnetisicrbaren Material. 2 bedeutet in schcmatischer Weise den festen Drehpunkt des Hebels 3, der über eine Lasche 4 mit dem Magnetkern 12 mechanisch verbunden ist. P ist eine auf den Hebel 3 einwirkende Kraft in Richtung des gezeichneten Pfeiles. Die Luftabstände zwischen den Magnetkernen und den Polschuhen sind mit 14, 24, 34 bezeichnet. Sie entsprechen jeweils dem Arbeitshub des bctreffenden Magnetkernes, o, J₁ II, III sind die genau begrenzten Stellungen des Elektromagnets.

Die Wirkungs\veise ist folgende:

Alle Magnetspulen seien unerregt. Der Hebel 3 steht in Stellung ο (Fig. 1). Nach Einschalten der Spule 11 entsteht in dem untersten Teil des Magnetgehäuses ein magnetischer Fluß, wie in Fig. 1 punktiert angedeutet. Die Kerne 12 und 22 ziehen sich gegenseitig an; da aber der Kern 22 auf der Führungshülse 13 abgestützt ist, kann eine Bewegung nur vom Kern 12 ausgeführt werden. Der Kern 12 wird hochgezogen, bis er auf dem untersten Teil des Kernes 22, der als Pol wirkt, zum Aufliegen kommt. Dieser Kernstellung entspricht die Stellung I des Hebels 3.

Zur erregten Magnetspule 11 hinzu wird nun auch die Magnetspule 21 eingeschaltet.

Der magnetische Fluß verläuft jetzt ungefähr nach der punktierten Linie in Fig. 2. Da sich die. Trennstelle von Kern 12 und 22 im Magnetfeld der Spule 1 r befindet, bleiben die Kerne aneinanderkleben und verhalten sich zusammen wie ein einziger Magnetkern von ihrer Gesamtlänge. Der aus 12 und 22 gebildete Kern wird jetzt gegen das untere Ende des in der Führungshülse 23 abgestützten Keines 32, der als Pol wirkt, ge-

zogen und dreht bei seiner Bewegung den Hebel 3 in die Stellung II (Fig. 2).

Wird nun zu den erregten Magnetspulen 11 und 21 noch die Magnetspule 31 zugeschaltet, so wird der Magnetkern, der nun aus den magnetisch angezogenen Kernen 12, 22 und 32 besteht, gegen den Polschuh 5 am Magnetgehäuse 1 gezogen; er stellt so den Hebel 3 in die Stellung III.

Soll in der Richtung III-o geschaltet werden, so fällt bei Stromloswerden der Magnetspule 3 r der aus den Stücken 12, 22, 32 bestehende Kern infolge der Kraft P zurück, bis zum Anschlag des Kernes 32 an der Führungshülse 23. Diese Stellung entspricht der Hebelstellung II. Wird auch die Magnetspule 21 unterbrochen, so gehen die Kerne 12 und 22 zurück zum Anschlag für Kern 22, entsprechend der Hebelstellung I. Bei vollständigem Abschalten aller drei Magnetspulen wird der Hebel 3 mit dem Kern 12 durch die Kraft/' auf Stellung ο zurückgestellt.

Die einzelnen Stellungen sind durch die Anschläge der Magnetkerne auf ihren Führungshülsen genau bestimmt und begrenzt.

In dem Beispiel sind drei zusammengebaute Einzelmagnete angenommen, entsprechend vier Stellungen o-I-Il-III. Es können aber 11 solcher Einzelmagnete zu einem Apparat zusammengebaut werden. Die Anzahl Stellungen ist dann jeweils η + ι einschließlich Nullstellung und wird nur durch die Wirtschaftlichkeit begrenzt. Die Elektromagnete eignen sich sowohl für Gleichstrom (massive Kerne) als auch für Wechselstrom (lamellierte Kerne). Dabei ist es gleichgültig, ob der Magnetkörper geschlossen als sogenannter Topfmagnet oder offen als mehrfach Doppel-U-Magnet ausgebildet ist. Für die Magnetspulen läßt sich ohne weiteres auch die bekannte Sparschaltung, bei welcher am Ende des Arbeitshubes ein Widerstand zur Verminderung des Erregerstromes vorgeschaltet wird, anwenden. Es kann aber auch am Ende des Schalthubes irgendeines »05 Magnets die betreffende Magnetspule mit den Magnetspulen der bereits früher eingeschalteten Magnete in Reihe geschaltet werden, wodurch der Erregerstrom ebenfalls verringert wird. Die Anordnung der für diese Umschaltungen in Betracht kommenden Kontakte darf als bekannt vorausgesetzt werden.

Das Anwendungsgebiet dieser Magnete beschränkt sich nicht nur auf mechanische und elektrische Regelvorrichtungen, denn es ist auch denkbar, solche Elektromagnete unter Zwischenschaltung eines entsprechend bemessenen Kraftspeichers (Feder) zur Veränderung von Kräften, die auf irgendein mechanisches Organ einwirken, zu verwenden, beispielsweise für Bremsvorrichtungen.

Claims

Patentansprüche:
ι. Elektromagnet für mehrere genau begrenzte Schaltstellungen, bestehend aus in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengebauten Einzelmagneten, die nacheinander in bestimmter Reihenfolge Zwischenstellungen einnehmen und in allen Zwischenstellungen in Richtung der äußeren Kraft abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmagnete so ausgebildet sind, daß jeweils der Polschuh des einen in · seiner Verlängerung den Kern des über ihm liegenden, nächstfolgenden bildet und daß durch Einschalten der einzelnen der Anzahl Arbeitsstellungen entsprechenden" Magnetsysteme von dem der äußeren Kraft am nächsten liegenden ab gerechnet der Magnetkern wahlweise die ganz bestimmten Zwischenstellungen einnehmen kann.
2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in irgendeiner Schaltstellung die äußere Kraft von ihrem Angriffspunkt aus bis zum letzten der eingeschalteten Magnete durch die jeweilige gegenseitige magnetische Anziehung der einzelnen vereinigten PoI- und Kernstücke übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ItERLlN. CEDRUCKT IN DER