DE1165751B - Tauchanker-Elektromagnet mit welligem Zugkraftverlauf - Google Patents

Description

• Tauchanker-Elektromagnet mit welligem Zugkraftverlauf Elektromagnete verstärken bei Verringerung des Luftspaltes zwischen Magnetpol und Magnetanker ihre Zugkraft wesentlich, weil die magnetische Induktion erheblich ansteigt. Dadurch ist die Zugkraft der Elektromagnete im offenen Zustand gering und steigt erst während des Schließvorganges an. Dieser Umstand wirkt sich bei der Betätigung von Verschlußklappen an Schüttgutbehältern durch Elektromagnete nachteilig aus. Bei Schüttgütern, beispielsweise Sand und Kies, die aus Behältern .durch ihr Eigengewicht auslaufen sollen, insbesondere bei Sandstreuvorrichtungen für Triebfahrzeuge, besteht im allgemeinen die Gefahr, daß sich das Schüttgut bei mittleren Korngrößen (5 bis 10 mm) an der Auslauföffnung (Verschlußklappe) des Behälters verklemmt und das öffnen dieser Klappe somit erschwert.
• Eine größere Anfangszugkraft bei welligem Zugkraftverlauf wird bei einem bekannten Elektromagneten dadurch erreicht, daß der Anker in teleskopartig ineinanderschiebbare Teilanker unterteilt ist, wobei die diesen gegenüberliegende Polfläche entsprechend abgestuft ist, so daß die einzelnen Teilanker nacheinander die Polfläche berühren. Analog ist es bekannt, die Polfläche teleskopartig in kreisringförmige oder in parallele, einzeln abgefederte Teile zu unterteilen.
• Zur Vergrößerung der Anfangszugkraft ist es auch bekannt, bei einem Elektromagnet einen Hauptanker und mehrere hintereinander angeordnete ringförmige Hilfsanker vorzusehen, die bei erregter Wicklung nacheinander bis zur gegenseitigen Berührung angezogen werden, wobei der Hauptanker mit Anschlägen versehen ist, an denen die Hilfsanker angreifen.
• Nachteilig ist in jedem Fall der große Fertigungsaufwand sowie die geringe Betriebssicherheit zufolge des komplizierten Aufbaus.
• Bei einem weiteren bekannten Elektromagneten ist der Anker zur Erzielung einer praktisch gleichbleibenden Zugkraft mit einer Längsbohrung versehen, deren Durchmesser am Ankerende am größten ist. Ein welliger Zugkraftverlauf im Sinne der Erfindung kann hierbei nicht auftreten.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Tauchanker-Elektromagnet mit welligem Zugkraftverlauf, insbesondere ein Gleichstrommagnet für Sandstreuerbetätigung bei Triebfahrzeugen, mit einem in einem vorzugsweise topfförmigen Mantel geführten Anker und mit am Ende des Mantels befindlichen Polschenkeln, die sich nach innen senkrecht zur Richtung der Ankerachse erstrecken. Die obenerwähnten Nachteile der bekannten Elektromagnete werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß bei dem eben erwähnten Tauchanker-Elektromagneten der Anker an der Außenfläche seines der Polfläche abgewandten Endes mit mehreren im Längsschnitt sägezahnartig geformten, konisch auslaufenden Ansätzen versehen ist, deren Stirnflächen der Polfläche zugekehrt sind, und daß der Abstand zweier Stirnflächen maximal gleich der axialen Länge der Polschenkel an der Übertrittsstelle des Kraftflusses in den Anker ist. Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Elektromagneten besteht im Vergleich zu den bekannten Elektromagneten mit welligem Zugkraftverlauf in seinem einfacheren Aufbau. . .
• Ein früher vorgeschlagener Bremsmagnet ähnlichen Aufbaus ist zwar mit einem am Polschenkelende konisch verjüngten Anker versehen, an dessen Ende mindestens ein ringartiger Ansatz angeordnet ist, der erst gegen Ende des Arbeitshubes in den Bereich der Polschenkel gelangt, doch ergibt sich bei dieser Ausführung eine im letzten Teil des Hubweges konstante Zugkraft, aber kein welliger Zugkraftverlauf.
• Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ankers des Elektromagneten wird dem Zugkraftverlauf während des Hubes eine starke Welligkeit aufgedrückt. Sie entsteht durch die Verminderung des Luftspaltes beim Durchgang jedes Ankeransatzes -durch die Polschenkel des Mantels, wodurch jeweils eine Erhöhung der Induktion und eine Steigerung der Zugkraft bewirkt wird, sowie durch die Umlenkung des Kraftflusses. Die Welligkeit des Kraftverlaufes hat eine kräftige Rüttelwirkung während des Arbeitshubes zur Folge, wodurch die öffnungsbewegung der Verschlußklappe des Schüttgutbehälters ruckweise abläuft und dadurch das Schüttgut einer gewissen Rüttelung unterworfen wird. Dies wirkt der Tendenz des Verklemmens der einzelnen Körner des Schüttgutes beim Öffnen der Verschlußklappe weitgehend entgegen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt. Der topfförmige Mantel des Magneten ist mit 1, der Magnetpol mit 2 und die Erregerwicklung mit 3 bezeichnet. Der mit 4 bezeichnete Anker ist mit konischen Ansätzen ausgestattet. Der Anker 4 wird bei Erregung mit seiner vorderen Polfläche 5 vom Magnetpol 2 angezogen. Dieser Kraftwirkung wird durch die von den Ansätzen verursachte Umlenkung des Kraftflusses eine weitere an- und abschwellende Kraftwirkung überlagert. Im geöffneten Zustand entspricht die Stellung vom Anker 4 zum Mantel 1 den vollausgezogenen Linien, während für den angezogenen Magnet der Mantel 1' strichliert angedeutet ist. Das zur Betätigung der Sandstreuvorrichtung dienende Gestänge ist in der Zeichnung nicht abgebildet. Die Hub-Zugkraftkennlinie des in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Magneten ist in F i g. 2 mit 6 bezeichnet und zeigt die Anfangszugkraft sowie die Welligkeit des Zugkraftverlaufes, wobei letztere ein Maß für die erzielte Rüttelwirkung ist. Zum Vergleich ist die entsprechende Kennlinie 7 eines Magneten mit glattem Anker bei gleicher elektrischer Erregung eingezeichnet.
• Zur Erläuterung der Wirkungsweise dienen die F i g. 3 bis 5 der Zeichnung. In ihnen ist der Polschenkel des Mantels 1 sowie der Magnetanker 4 groß herausgezeichnet. Die der Zugrichtung zugewendeten Stirnflächen der Ansätze sind mit 8, die konisch verlaufenden Rücken mit 9 bezeichnet. Der Kraftlinienverlauf in der Luft ist strichliert und die durch ihn verursachte Kraftwirkung durch Pfeile angedeutet. Die axiale Länge der einzelnen Absätze ist vorteilhaft so bemessen, daß der Abstand zweier Stirnflächen 8 gleich oder kleiner als die axiale Länge der Polschenkel des Mantels 1 an der übertrittsstelle des Kraftflusses in den Anker 4 ist.
• F i g. 3 zeigt, wie bei offenem Magnet der Kraftfluß derart abgelenkt wird, daß ein großer Teil von ihm in Zugrichtung in die Stirnfläche 8 des ersten Ansatzes eintritt und somit die Gesamtkraftwirkung verstärkt. Bei der Hubbewegung des Ankers treten die Stirnflächen 8 der einzelnen Stufen nacheinander in die Polschenkel des Gehäuses ein. F i g. 4 stellt dar, wie die Verstärkungswirkung beim tieferen Eintauchen der Stirnflächen 8 in die Öffnung des Mantels 1 dadurch allmählich verringert wird, daß ein Teil des Kraftflusses in den kegeligen Rücken 9 des Ansatzes eintritt und eine Kraftwirkung erzeugt, die jene der Stirnfläche 8 teilweise kompensiert. In F i g. 5 ist abgebildet, wie bei der Annäherung der nächsten Stirnfläche 8' an den Polschenkel im Verlauf der Hubbewegung wieder eine Erhöhung der Zugkraft infolge der bereits obengenannten Verstärkungswirkung eintritt. Diese im Takt des Eintauchens der einzelnen Absätze erfolgenden Krafterhöhungen ergeben den Rhythmus der mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielten Rüttelwirkung.
• Um eine mechanisch glatte Oberfläche des Ankers zu erzielen, sind die Räume zwischen den einzelnen Ansätzen vorteilhaft mit Gießharz ausgegossen.
• Die Zugkraftkennlinie läßt sich in bekannter Weise noch durch Umgestaltung des Magnetpoles 2 und der Polfläche 5 des Ankers 4 verändern. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 426 302. 535 469, 548 390, 637 018; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1750 096. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1070 746.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Tauchanker-Elektromagnet mit welligem Zugkraftverlauf, insbesondere Gleichstrommagnet für Sandstreuerbetätigung bei Triebfahrzeugen, mit einem in einem vorzugsweise topfförmigen Mantel geführten Anker und mit am Ende des Mantels befindlichen Polschenkeln, die sich nach innen senkrecht zur Richtung der Ankerachse erstrecken, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Anker an der Außenfläche seines der Polfläche abgewandten Endes mit mehreren im Längsschnitt sägezahnartig geformten, konisch auslaufenden Ansätzen versehen ist, deren Stirnflächen der Polfläche zugekehrt sind, und daß der Abstand zweier Stirnflächen maximal gleich der axialen Länge der Isolschenkel an der Übertrittsstelle des Kraftflusses in den Anker ist.
2. 2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen den einzelnen Ansätzen zur Erzielung einer mechanisch glatten Ankeroberfläche mit Gießharz ausgegossen sind.