DE1035771B - Actuating electromagnet, especially for direct current, with automatic locking of the armature - Google Patents
Actuating electromagnet, especially for direct current, with automatic locking of the armatureInfo
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Description
Betätigungselektromagnet, insbesondere für Gleichstrom, mit automatischer Verriegelung des Ankers Die Erfindung betrifft einen Betätigungselektromagneten, insbesondere für Gleichstrom, mit automatischer Verriegelung des Ankers bzw. der mit diesem verbundenen Zugstange in angezogener Lage durch eine Verriegelungseinrichtung und mit gleichzeitiger Unterbrechung des die Magnetspule speisenden Stromkreises nach Patent 960562. Nach diesem Hauptpatent erfolgt die Verriegelung der Zugstange mittels Kugeln, die durch Drehung eines entsprechend ausgebildeten, auf die Zugstange aufgesetzten Ringes in deren Ausdrehungen eingeschoben werden. Diese Art der Verriegelung hat den Nachteil, lageabhängig zu sein.Actuating electromagnet, in particular for direct current, with automatic locking of the armature The invention relates to an actuating electromagnet, in particular for direct current, with automatic locking of the armature or the tie rod connected to it in the tightened position by a locking device and with simultaneous interruption of the circuit feeding the magnetic coil according to the patent 960562. According to this main patent, the tie rod is locked by means of balls, which are pushed into the recesses of the tie rod by turning a correspondingly designed ring. This type of locking has the disadvantage of being position-dependent.
Zwar sind auch Kugelverrastungen bei Elektromagneten bekannt, welche im Gegensatz zu nach dem Hauptpatent ausgebildeten Magneten lageunabhängig sind, die jedoch bei Erreichung der Verrastungslage keine automatische Unterbrechung des die Magnetspulen speisenden Stromflusses vornehmen, welcher nach vorgenommener Verriegelung nicht mehr erforderlich ist. Auch sind lageunabhängige Dreh- und Hebelschalter bekannt, die bei geringer Anzugskraft eines Magneten in Einschaltlage festgehalten werden. Bei diesen bekannten Vorrichtungen bleibt der Anker des Magneten jedoch nur so lange in angezogener Stellung, als ein bestimmter Stromfluß im Magneten vorhanden ist.Ball catches are also known in electromagnets, which in contrast to magnets designed according to the main patent are position-independent, However, when the locking position is reached, there is no automatic interruption of the carry out the current flow feeding the solenoid coils, which after locking has been carried out is no longer required. Position-independent rotary and lever switches are also known, which are held in the switched-on position when a magnet is weakly attracted. In these known devices, however, the armature of the magnet remains only so long in the attracted position, when a certain current flow is present in the magnet.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen lageunabhängigen Gleichstrombetätigungsmagneten mit automatischer Verriegelung des Ankers und mit gleichzeitiger Unterbrechung des die Magnetspulen speisenden Stromkreises zu schaffen. Dies wird getnäß der Erfindung dadurch erreicht, daß eine in Richtung der Zugstangenachse verschiebbare, die Zugstange ringförmig umgebende Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die aus mindestens zwei konzentrischen Ringteilen besteht, die zwischen sich und der Zugstange den oder die Sperrkörper auf mindestens einer zur Achsrichtung geneigten Fläche eines der Ringteile derart unter Druckspannung führen und halten, daß beim Vorbei.gleiten einer in der Zugstange befindlichen Verriegelungsrille der oder die Sperrkörper in diese Rille von der geneigten Fläche bzw. der in radialer Richtung wirkenden Druckkraftkomponente hineingeschoben werden, und daß :eine an die geneigte Fläche eines der Ringteile der Verriegelungsvorrichtung anschließende, zur Zugstangenoberfläche parallele Fläche den oder die Sperrkörper in radialer Richtung am Wiederaustreten aus der Rille hindert.The aim of the invention is to provide a position-independent direct current actuating magnet with automatic locking of the anchor and simultaneous interruption of the to create the magnetic coil feeding circuit. This is done according to the invention achieved in that a displaceable in the direction of the tie rod axis, the tie rod ring-shaped surrounding locking device is provided, which consists of at least consists of two concentric ring parts, the between them and the pull rod or the locking body on at least one surface inclined to the axial direction of the ring parts under compressive stress and hold that slide when passing a locking groove located in the tie rod or the locking body into this groove from the inclined surface or the one acting in the radial direction Compressive force component are pushed in, and that: one on the inclined surface one of the ring parts of the locking device adjoining the tie rod surface parallel surface the or the locking body in the radial direction on re-emergence from the groove.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Verriegelungseinridhtung von einer Feder und bzw. oder von einem Hilfsmagneten betätigt, der gegebenenfalls zum Entriegeln und auch zum vorübergehenden Abstellen der durch die Feder gegebenen Verriegelungsautomatik dienen kann. Zw eckmäßigerweise werden mehrere Sperrkörper verwendet, die eine kugelförmige oder eine zylindrische Gestalt haben können. Im letzteren Falle können die walzenförmigen Sperrkörper tangential oder radial zur Zugstange angeordnet sein.In preferred embodiments, the locking device actuated by a spring and / or by an auxiliary magnet which, if necessary for unlocking and also for temporarily parking the given by the spring Automatic locking can serve. There are several blocking bodies used, which may have a spherical or a cylindrical shape. in the the latter case, the roller-shaped locking body can be tangential or radial to Be arranged tie rod.
Die Sperrkörper befinden sich vorzugsweise in Kammern, deren Wände in axialer Richtung der Zugstange von den Ringteilen der Verriegelungsvorrichtung, in peripherer Richtung von entsprechend angeordneten Verbindungsstegen zwischen diesen Ringteilen und in radialer Richtung einerseits von der Zugstange selbst und andererseits vom Verriegelungskörper gebildet sind.The blocking bodies are preferably located in chambers, the walls of which in the axial direction of the tie rod from the ring parts of the locking device, in the peripheral direction of correspondingly arranged connecting webs between these ring parts and in the radial direction on the one hand by the tie rod itself and on the other hand are formed by the locking body.
Es können mehrere dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Verriegelungseinrichtungen mit an verschiedenen Stellen der Zugstange angeordneten Ausnehmungen und mit einem oder mehreren Hilfsmagneten derart zusammenwirken, daß eine oder mehrere automatische Verriegelungen der Zugstange auf einem oder mehreren beliebigen Teilen des Hubes stattfinden.Several of these locking devices designed according to the invention can be used with recesses arranged at different points on the pull rod and with a or several auxiliary magnets cooperate in such a way that one or more automatic Locks of the drawbar on one or more parts of the stroke occur.
Die Lageunabhängigkeit der Magneten wird im Gegensatz zum Hauptpatent durch eine Bewegung des Verriegelungselementes in Richtung der Zugstange erreicht, und zwar kann die Verriegelung je nach Stellung der geneigten Fläche entweder bei der Hin- oder bei der Herbewegung des mit dieser Fläche versehenen ringförmigen Verriegelungskörpers erfolgen.The position independence of the magnets is contrary to the main patent achieved by moving the locking element in the direction of the pull rod, and that the lock can be either at, depending on the position of the inclined surface the back or forth movement of the with this Area provided annular locking body made.
An Stelle einer ringförmigen Verriegelungseinrichtung mit mehreren Sperrkörpern kann natürlich auch eine andere Verriegelungseinrichtung mit nur einem in die Zugstange eingreifenden Sperrkörper vorgesehen werden, wobei die Verriegelungseinrichtung in diesem Fall keine ringförmige Gestalt aufzuweisen braucht.Instead of an annular locking device with several Locking bodies can of course also have a different locking device with only one locking bodies engaging in the pull rod are provided, the locking device in this case need not have an annular shape.
Die Zugstange hat nach einer weiteren Ausführungsform mehrere Aussparungen, wodurch der Gesamthub z. B. in mehreren Abschnitten zurückgelegt werden kann. Die Aussparungen können entweder Ausdrehungen oder Bahrungen sein. Bei einer anderen Ausführungsform werden die Aussparungen unter Vermeidung einer Quersehnittsverringerung der Zugstange durch Aufziehen von Rohrstücken auf die Zugstange erhalten. Diese Rohrstucke haben entweder selbst Schlitze oder Bohrungen oder sie bilden zwischen sich Schlitze.According to a further embodiment, the pull rod has several recesses, whereby the total stroke z. B. can be covered in several sections. the Recesses can be either recesses or holes. With another Embodiment are the recesses while avoiding a reduction in cross section the pull rod by pulling pipe sections onto the pull rod. These Pipe pieces either have slots or bores themselves or they form between them slits.
Die automatische Verriegelungsvorrichtung kann sowohl bei einfachen als auch bei Doppelmagneten angebracht werden.The automatic locking device can be used for both simple as well as with double magnets.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Four exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
Fig. 1 und 2 sind Längsschnitte durch zwei an sich gleiche Verriegelungsvorrichtungen für Betätigungsmagneten, die beide zur Hälfte in arretierter, zur andern Hälfte in unverriegelter Stellung dargestellt sind und sich lediglich in der Bewegungsrichtung der Verriegelungselemente beim Verriegelungsvorgang unterscheiden; Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verriegelungsvorridhtung in der gleichen Darstellungsweise; Fig.4 ist ein Längsschnitt durch einen Doppelmagneten mit Verriegelungsvorrichtung nach der Erfindung; Fig.5 ist ein abgebrochen dargestellter Längsschnitt durch die Zugstange nach Fig.4 mit Sperrkugeln.1 and 2 are longitudinal sections through two locking devices which are identical per se for actuating magnets, half of which are locked, the other half are shown in the unlocked position and are only in the direction of movement distinguish the locking elements during the locking process; Fig.3 is a Another embodiment of the locking device in the same manner of representation; 4 is a longitudinal section through a double magnet with a locking device according to the invention; Fig.5 is a broken longitudinal section through the Pull rod according to Fig. 4 with locking balls.
Die automatische Verriegelungsvorrichtung der Fig. 1 besteht aus der Ausdrehung 3 in der Zugstange 1, die in der mit 2 bezeichneten Sperrlage der Zugstange die Kugeln 4 aufnimmt. Der in seiner Bohrung 9 durch einen Einlagering 24 mit einer Schrägfläche 11 stufenförmig ausgebildete Verriegelungsring 5 ist zugleich der Anker des Hilfsmagneten 6. Die Kugeln 4 befinden sich zwischen dem ringförmigen Ansatz 8 des Kernes des Hilfsmagneten 6 und dem Ring 7, der ebenfalls mit dem Magnetkern verbunden ist. Beide Ringe 7 und 8 umgeben die Zugstange mit Spiel. Vor der Verriegelung befinden sich die Kugeln 4 zwischen der Zugstange 1 und der zylindrischen Bohrungsfläche 9 des Ringes 5. In Verriegelungsstellung liegen die Kugeln zwischen der Ausdrehung 3 und der hervortretenden Innenfläche 10 des Einsatzringes 24.The automatic locking device of FIG. 1 consists of the recess 3 in the pull rod 1, which receives the balls 4 in the locking position of the pull rod designated by 2. The locking ring 5, which is stepped in its bore 9 by an insert ring 24 with an inclined surface 11, is also the armature of the auxiliary magnet 6. The balls 4 are located between the annular projection 8 of the core of the auxiliary magnet 6 and the ring 7, which is also connected to the magnetic core connected is. Both rings 7 and 8 surround the tie rod with play. Before locking, the balls 4 are located between the pull rod 1 and the cylindrical bore surface 9 of the ring 5. In the locking position, the balls are located between the recess 3 and the protruding inner surface 10 of the insert ring 24.
Der Sperrvorgang läuft wie folgt ab. Die Feder 12 sucht den Anker bzw. den Ring 5 vom Kern des Hilfsmagneten 6 abzuheben. Jedoch wird der Ring 5 durch die Kugeln 4 gehindert, sich abzuheben, da die obere Schrägfläche 11 des Einsatzringes 24 gegen die Kugeln anliegt. Wird nun die Zugstange durch Betätigung des Hauptmagneten vorgeschoben, so werden die Kugeln 4 durch die radial gerichtete Druckkomponente in die Ausdrehung 3 gedrückt und die Zugstange dadurch verriegelt. Die Entriegelung erfolgt durch Einschalten des Stromkreises im Hilfsmagneten 6. Dadurch wird der Anker 5 angezogen, und die Kugeln 4 werden freigegeben. Dabei werden diese von der Zugstange beiseite gedrückt, so daß sie in die Ausgangsstellung zurückgleiten.The locking process works as follows. The spring 12 seeks the anchor or to lift the ring 5 from the core of the auxiliary magnet 6. However, the ring 5 is through the balls 4 prevented from lifting because the upper inclined surface 11 of the insert ring 24 rests against the balls. The pull rod is now activated by actuating the main magnet advanced, the balls 4 are pushed by the radially directed pressure component pressed into the recess 3 and thereby locks the pull rod. The unlocking takes place by switching on the circuit in the auxiliary magnet 6. This causes the Armature 5 is tightened and the balls 4 are released. These are then used by the Pull rod pushed aside so that they slide back into the starting position.
Im Beispiel nach Fig. 2 ist der Ring 13 derart ausgebildet, daß seine an einem Einsatzring ausgebildete schräge Stufenfläche 14 entgegengesetzt der im Beispiel nach Fig. 1 entsprechenden Fläche 11 gerichtet ist. Der Sperrvorgang verläuft hier entsprechend abgewandelt. Schon vor der Verriegelung fließt durch den Hilfsmagneten 6 Strom, so daß der Anker bzw. Ring 13 einer Anzugskraft ausgesetzt ist. Der Anker bzw. Ring 13 kann jedoch diesem Zugmoment nicht folgen, weil die Kugeln 4 ihn daran hindern. Erst nach erfolgtem Hub der Zugstange und Einrücken der Kugeln 4 in die Ausdrehung 3 kann der Anker bzw. Ring 13 unter Zusammendrückung der Feder 12 die Verriegelungsbewegung ausführen. Die Entriegelung erfolgt durch Abschalten des Stromes, wonach die zusammengedrückte Feder 12 wirksam wird und den Anker 13 in die Ausgangsstellung zurücktreibt. Die Kugeln 4 gleiten aus der Ausdrehung 3 heraus, und die Zugstange geht in die Ausgangsstellung zurück.In the example of FIG. 2, the ring 13 is designed such that its formed on an insert ring inclined step surface 14 opposite to that in the Example of FIG. 1 corresponding surface 11 is directed. The locking process is in progress modified here accordingly. The auxiliary magnet already flows through the locking mechanism 6 current, so that the armature or ring 13 is subjected to a tightening force. The anchor or ring 13 can not follow this tensile moment because the balls 4 it prevent. Only after the pull rod has lifted and the balls 4 have moved into the Turning 3 can the armature or ring 13 with compression of the spring 12 the Perform locking movement. Unlocking takes place by switching off the power, after which the compressed spring 12 takes effect and the armature 13 in the starting position drives back. The balls 4 slide out of the recess 3, and the pull rod goes back to the starting position.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Verriegelungsring als bewegliche Kappe 15 ausgebildet, welche das Ende der Zugstange 2 übergreift. Ein Hilfsmagnet fehlt hier. Die Entriegelung erfolgt mechanisch durch axialen Druck auf den Deckel 16 der Kappe 15. Der weitere Vorgang stimmt mit dem nach den Beispielen der Fig. 1 oder 2 überein.In the embodiment according to FIG. 3, the locking ring is designed as a movable cap 15 which engages over the end of the pull rod 2. An auxiliary magnet is missing here. The unlocking takes place mechanically by axial pressure on the cover 16 of the cap 15. The further process corresponds to that according to the examples in FIG. 1 or 2.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 zeigt einen Doppelmagneten, dessen Zugstange 17 mehrere aufgezogene Rohrstücke 18 aufweist, zwischen denen die Ringnuten 19 gebildet sind. Die Entriegelung erfolgt durch kurzzeitiges Einschalten des Hilfsmagneten 20. Dadurch wird der Ring 21 als Anker angezogen, und die Kugeln 22 werden freigegeben. Der Ring 21 löst sich durch die Federwirkung sofort vom Kern des Hilfsmagneten 20, und die Zugstange 17 kann bei ihrer Weiterbewegung in der nächsten Ringnut 19 wieder verriegelt werden. Auf diese Weise kann ein abschnittweiser Ablauf des Hubes des Ankers 23 erzielt werden. Sollen mehrere Hubabschnitte zugleich durchfahren werden, so kann dieses mittels einer elektrischen Steuerung des Hilfsmagneten erreicht werden. Soll auch auf dem Rückwege eine Verriegelung erfolgen, so ist das andere Ende 24 der Zugstange mit einer entsprechenden Sperrvorrichtung zu versehen.The exemplary embodiment according to FIG. 4 shows a double magnet, the pull rod 17 of which has a plurality of drawn-up pipe pieces 18 , between which the annular grooves 19 are formed. The unlocking takes place by briefly switching on the auxiliary magnet 20. As a result, the ring 21 is attracted as an anchor, and the balls 22 are released. The ring 21 is immediately released from the core of the auxiliary magnet 20 by the spring action, and the pull rod 17 can be locked again in the next annular groove 19 as it continues to move. In this way, the stroke of the armature 23 can be carried out in sections. If several stroke sections are to be passed through at the same time, this can be achieved by means of an electrical control of the auxiliary magnet. If locking is to take place on the way back, the other end 24 of the pull rod must be provided with a corresponding locking device.
Bei Fortfall zweier der drei Rohrstücke 18 auf der Zugstange nach Fig. 5, z. B. der beiden unteren, ergibt sich an Stelle des oberen Schlitzes 19 eine Sperrstufe, die als solche jedoch nur in einer Richtung wirksam ist.If two of the three pipe sections 18 are omitted on the pull rod after Fig. 5, e.g. B. the lower two results in place of the upper slot 19 a locking stage, which as such is only effective in one direction.
Die in den Figuren gezeigten Beispiele bedeuten keine Einschränkung des Gegenstandes der Anmeldung auf diese Ausführungsformen. Durch Kombination von verschiedenen Sperrkörpern und Verriegelungselementen mit magnetischen und mechanischen Sperrbetätigungen sowie mit elektrischen Steuerurigen ist es möglich, eine Vielzahl von Variationen von Verriegelungsmagneten für verschiedene Zwecke zusammenzustellen.The examples shown in the figures are not restrictive of the subject matter of the application to these embodiments. By combining various locking bodies and locking elements with magnetic and mechanical Locking operations as well as with electrical control gears it is possible to do a multitude of of variations of locking magnets for different purposes.
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