DE1439516C - Elektromagnet ohne Anker mit Anzeige vorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromagneten ohne Anker für die Hebung von Lasten oder für Abscheidezwecke mit einer seinen Betriebszustand anzeigenden Einrichtung, mit deren Hilfe Einfluß auf die in Verbindung mit einem solchen Elektromagneten durchgeführten Arbeitsgänge^ ge-. nommen werden kann.

Bei der Verwendung von Lasthebemagneten kommt es vor, daß die zu hebende Last, beispielsweise der Verschlußdeckel eines Hochofens, klemmt oder aus anderen Gründen schwer abnehmbar ist. Wird der Lasthebemagnet auf einen solchen Gegenstand aufgesetzt und wieder angehoben, so wird die Last dann unter Umständen nicht mitgenommen, was von einem entfernt angeordneten Steuerstand aus nicht wahrgenommen werden kann. Es kann daher der Fall eintreten, daß weitere Vorgänge unter der Annahme eingeleitet werden, daß die Last angehoben sei, was dann zu erheblichen Komplikationen führen kann, wenn beispielsweise die Beschickung des Hochofens veranlaßt wird, was bei noch geschlossenem Deckel zu schweren Betriebsstörungen führen würde.

Bei Magnetscheidern (Aushebemagneten, Bandrollen, Trommeln) wird der Betriebszustand erst nach einer längeren Betriebszeit erreicht, wobei am Magneten Temperaturen bis 60° C und in der Magnetwicklung Temperaturen von 120° bis 150⁰C auftreten können. Bei diesen Temperaturen sinkt wegen der eintretenden Widerstandserhöhung der Erreger-Wicklungen die Durchflutung ab, was durch Erhöhen der Betriebsspannung an der Wicklung ausgeglichen werden kann.

Für beide Beispiele ist eine Anzeige über den Betriebszustand des Magneten nach außen, d. h. am Steuerstand, erwünscht, damit die entsprechenden Maßnahmen eingeleitet werden können. In den geschilderten Fällen genügt es selbstverständlich, wenn am Steuerstand angezeigt wird, daß ein bestimmter Betriebszustand erreicht bzw. überschritten ist, also ein bestimmter Schaltbefehl gegeben werden kann.

Aus der deutschen Patentschrift 1 172 823 ist bereits ein Lasthebe-Elektromagnet mit dichtem Gehäuse, insbesondere zum Bewegen von Stangen in Schwimmbeckenreaktoren, bekannt, bei dem der Kern und die Spule im Gehäuse so angeordnet sind, daß sie sich zwischen einer oberen und einer unteren Stellung bewegen können, so daß der Kern am Lasthebemagneten befindliche Teile einer Anzeigeeinrichtung betätigen und daher nach außen ein Signal über den Zustand des Kerns bzw. des Lasthebemagneten gegeben werden kann. Bei diesem bekannten Lasthebemagneten ist eine Anzeige für den Betriebszustand also nur insoweit möglich, wie der Kern sich gegenüber dem Gehäuse verschiebt. Da der Elektromagnet der eingangs genannten Art keinen Anker und damit kerne sich entsprechend dem Betriebszustand bewegliehen Teile aufweist, läßt er sich auch nicht mit einer Anzeigeeinrichtung entsprechend dem bekannten Lasthebemagneten ausrüsten.

Ferner ist durch die deutsche Auslegeschrift 1 065 592 ein Lasthebemagnet bekannt, bei dem die Tragkraft durch Teile aus permanentmagnetischem Material erzeugt wird, die sich ebenfalls im Verhältnis zu einem feststehenden Gehäuse so bewegen lassen, daß je nach ihrer Lage eine zu erfassende Last festgehalten oder glöst werden kann. Dieser bekannte Lastmagnet kann eine Anzeigevorrichtung aufweisen, an der die jeweilige Stellung des permanentmagnetischen Systems zu den Polstücken ablesbar ist. Auch in diesem Fall ist aber eine Anzeige nur dadurch möglich, daß zwei Bauteile relativ zueinander bewegt werden.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen ._, Elektromagneten.auf einfache Weise mit der zuverlässig; arbeitenden Anzeigeeinrichtung auszustat-

^; ' i"teh^cüe ,auch ohiie. Relativverschiebung von Teilen --des-Elektromagneten betätigbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Elektromagnet der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Magneten im Bereich des inneren Streufeldes ein kleiner Hilfsanker derart beweglich angeordnet ist, daß er auf Änderungen der Feldstruktur oder der Feldstärke des Streufeldes anspricht und den Schalter einer AnZeigevorrichtung betätigt.

Durch diese erfindungsgemäße Zuordnung eines beweglichen Hilfsankers zu Streufeldern des Magneten, die sich in Abhängigkeit vom Betriebszustand sowohl hinsichtlich Intensität als auch Struktur ändern, läßt sich dann der Betriebszustand durch entsprechende Verstellung des Hilfsankers in der gewünschten Weise auch dann anzeigen, wenn der eigentliche Magnet keine sich verschiebenden Bauteile aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend zusammen mit weiteren Merkmalen an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

Darin zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen als Lasthebemagneten ausgebildeten Elektromagneten ohne Anker nach der Erfindung,

F i g. 2 schematisch den Feldverlauf durch einen Elektromagneten ohne Anker, wie er der Erfindung zugrunde liegt, im linken Teil bei, im rechten Teil ohne Belastung, und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines mit einer Anzeigeeinrichtung nach der Erfindung ausgestatteten Elektromagneten.

Der in F i g. 1 dargestellte Lasthebemagnet besteht im wesentlichen aus einem Magnetgehäuse 11 aus ferromagnetischem Material und einer Erregungswicklung 12. Weitere, hier nicht interessierende konstruktive Einzelheiten wie Zuleitung zur Erregungswicklung 12 oder deren mechanische Befestigung am Kern, eine Aufhängevorrichtung für den ganzen Magneten usw., sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Die rechte Hälfte der F i g. 2 zeigt einen Lasthebemagneten bekannter Art, bei dem sich im Leerlauf, d. h., wenn keine Last angehängt ist, die im rechten Teil von F i g. 2 dargestellte Feldstruktur ausbildet.

Es ist dort zu erkennen, daß das Feld den Wickelraum und den Bereich zwischen den beiden Polen weitgehend gleichmäßig ausfüllt und daß die neutrale Zone in F i g. 2 mit »0« bezeichnet, in der Nähe des Joches 13 liegt.

Im linken Teil der F i g. 2 ist das Feldlinienbild dargestellt, das sich bei angesetzter Last 14 einstellt. Wie erkennbar, verläuft das Feld nunmehr hauptsächlich vom Mittelpol 15 durch die Last 14 zum Außenpol 16; die neutrale Zone »O« ist vom Joch 13 weg nach unten etwa auf halbe Höhe des Mittelpols 15 gewandert, und die Feldlinien im Wickelraum haben sich entsprechend umgestellt, so daß sich an vielen Stellen, insbesondere in der in F i g. 1 mit »E«

bezeichneten Ecke zwischen Mittelpol 15 und Joch 13 die Richtung der Kraftlinien um 90° geändert hat. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß bei dieser Darstellung der Einfluß der Wicklung, d. h. des das Feld erzeugenden elektrischen Stroms, vernachlässigt ist. Im Inneren der Wicklung wird das magnetische Skalarpotential durch ein Vektorpotential abgelöst.

Erfindungsgemäß wird diese Richtungsänderung der magnetischen Feldlinien oder Änderungen des Skalarpotentials bei Aufnahme einer Last 14 zur Anzeige dafür ausgenutzt, ob die Last aufgenommen ist oder nicht. Zu diesem Zweck wird beispielsweise in der Ecke »E« wie im linken Teil von Fig. 1 veranschaulicht, ein mit einer Feder 20 belasteter, zweckmäßig zylindrisch ausgebildeter Hilfsanker 19 angeordnet. Ein solcher Hilfsanker hat das Bestreben, sich in Richtung der Feldlinien einzustellen, also gegebenenfalls zu schwenken. Beim Hilfsanker 18 handelt es sich um ein verschiebbares Teil, das in der Ruhelage unter Wirkung der Feder 17 die in Fig. 1 dargestellte Stellung einnimmt. Hängt eine Last 14 am Magneten 11, so daß sich der im linken Teil der F j g. 2 dargestellte Feldverlauf einstellt, so wird der Hilfsanker 18 infolge Veränderung des Skalarpotentials gegen die Wirkung der Feder 17 auf den Mittelpol 15 zu bewegt, bis er daran anschlägt. Diese Bewegung kann in geeigneter, nicht näher dargestellter Weise nach außen übertragen und dort angezeigt werden.

Ähnlich wie der Hilfsanker 18 aufgebaute weitere Hilfsanker mit Federbelastung können an verschiedenen anderen Stellen des Magnetfeldes vorgesehen werden, beispielsweise bei »#« oberhalb des Magneten, bei »C« in der Ecke zwischen dem Joch 13 und dem Außenpol 16 oder bei »Z>« am unteren Ende des Mittelpols 15.

Statt eines verschiebbaren Hilfsankers 18 kann jedoch auch ein um eine Achse kippbarer Hilfsanker 19 wie bei »£« vorgesehen werden, der durch eine Feder 20 in eine vorgegebene Ruhestellung gedrängt wird, aus der er unter Wirkung des Feldes in einem bestimmten Betriebszustand des Magneten in eine parallel zu den Feldlinien verlaufende Richtung geschwenkt wird.

Mit Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines hier mit 37 bezeichneten Hilfsankers gezeigt, der um eine Achse 38 klappbar ist. Diese Darstellung gibt einen Ausschnitt aus einem Lasthebemagneten 31 im Bereich der in Fig. 1 mit »A« bezeichneten Ecke zwischen dem Mittelpol 32 und dem Joch 33 wieder. Der Hilfsanker 37 ist in ein Gehäuse 34 eingesetzt, das auf der Erregungswicklung 35 des Magneten 31 aufruht und seitlich an dem Mittelpol 32 und der Wand einer Aussparung 36 im Joch 33 anliegt. Auf der Oberseite des Hilfsankers 37 ist beispielsweise durch Nietung ein Stift 39 befestigt, der durch einen Schlitz in der Abdeckung 40 des Gehäuses nach oben ragt und am Betätigungsknopf eines Mikroschalters 41 angreift. Der Mikroschalter 41 ist, wie üblich, mit einer Rückstellfeder ausgestattet, durch die er in die in F i g. 3 dargestellte Lage gedrängt wird, so daß

ίο auch der Hilfsanker 37 die dort gezeigte Lage einnimmt. Erhöht sich die Feldstärke des Magnetfeldes an dieser Stelle dadurch, daß sich das Skalarpotential ändert, entsprechend dem Übergang des Feldes vom im rechten Teil der F i g. 2 dargestellten Zustand in den im linken Teil der F i g. 2 dargestellten Zustand, so wird der Hilfsanker 37 gegen den Mittelpol gezogen, sobald die Kraft des Feldes ausreicht, die Rückstellkraft der Feder im Schalter 41 zu überwinden, so daß der Schalter 41 betätigt wird. Ein dabei erzeugtes Schaltsignal kann in bekannter Weise nach außen geführt werden und dort anzeigen, daß ein bestimmter Feldwert überschritten worden ist bzw. daß sich eine bestimmte Feldlinienrichtung eingestellt hat.

Eine Erhöhung des Skalarpotentials in der Ecke »Λ« und dadurch eine Steigerung der Zugkraft auf den Anker kann auch bei der Anordnung nach F i g. 1 erzielt werden, wenn beispielsweise an der mit einer Linie angedeuteten Stelle in der Ecke »/ί« im Magnetkreis ein nicht ferromagnetisches Teil wie ein unmagnetisches Blech oder auch ein Luftspalt vorgesehen wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromagnet ohne Anker für die Hebung von Lasten oder für Abscheidezwecke mit einer seinen Betriebszustand anzeigenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Magneten im Bereich des inneren Streufeldes ein kleiner Hilfsanker (18,19, 37) derart beweglich angeordnet ist, daß er auf Änderungen der Feldstruktur oder der Feldstärke des Streufeldes anspricht und den Schalter (41) einer Anzeigevorrichtung betätigt.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker verdrehbar (19, 37) oder verschiebbar (18) angeordnet ist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hilfsanker vorgesehen sind, die bei verschiedenen Betriebszuständen ansprechen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen