Электромагнит с фиксированным положением якоря Советский патент 1984 года по МПК H01F7/08 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах электромеханического привода и фиксации исполнительных элементов. Известен электромагнит, состоящий из корпуса, основной и вспомога тельной обмотки, рабочего якоря, в котором выполнено отверстие перпендикулярно оси его перемещения. В указанном отверстии размещена пружина и скрепленный с ней шарик, который западает при отсутствии напря жения на вспомогательной обмотке в паз корпуса, а при наличии этого напряжения - в отверстие рабочего якоря fl3. Недостатками электромагнита являются пониженное быстродействие пр переходе из одного состояния в дру|гое, определяемое временем разряда управляющего конденсатора, нежесткость фиксации рабочего якоря в одном из двух его положений, опреде- ляемая силой давления на якорь возвратной пружины. Известен также электромагнит с ф сированным положением якоря, механизм фиксации которого выполнен на основе шарикового фиксатора, состоя щий из корпуса, обмоток управления, рабочего якоря с жестко скрепленным с ним двумя немагнитными штоками, в каждом из которых выполнена кольцевая канавка двух подпружиненных фиксирующих якорей, в которых выпол нены проточки с западающими в них ш риками. Шарики установлены в неподвижных сепараторах (2. К недостаткам данной конструкции относятся значительные габариты и вес, вызванные последовательным раз мещением рабочего якоря и фиксирующ якорей, пружин, двух сепараторов, что не оптимально при установке таого электромагнита в аппаратуре. Целью изобретения является сокра щение габаритов электромагнита, а также расширение функциональных воз можностей за счет обеспечения трехпозиционного положения якоря. Поставленная цель достигается тем, что в электромагните с фиксированным положением якоря, содержащ .корпус, обмотки управления, рабочий якорь и подпружиненные фиксирующие якоря, каждый из которых установлен соосно с рабочим якорем, и элементы фиксагдии, связанные с фиксирукяцими якорями, включающие в себя сепаратор с шариками, указанные фиксирующие ччкоря выполнены в виде полых колец с выступами и пазами и установлены так, что охватывают рабочий якорь, при этом выступы одного фиксирующего якоря входят в пазы другого фиксирующего якоря, и наоборот, сепаратор с шариками установлен между рабочим и фиксирующим якорями так, что он является общим элементом фиксации, а в теле рабочего якоря выполнены канавки для фиксации в них шариков . Кроме этого, выступы фиксирующих якорей выполнены из магнитомягкого материала, а собственно кольца - из немагнитного материала. Установка фиксирующих якорей, вставленных один в другой, и наличие общего элемента фиксации значительно сокращают габариты электромагнита. Такое исполнение электромагнита позволяет функционально расширить его возможности, т.е. реализовать три различных положения рабочего якоря: два крайних жестко фиксированных и одно промежуточное - среднее, нефиксированное положение покоя. На фиг. 1 - показан электромагнит, разрез; на фиг, 2 - взаимное расположение фиксирующих якорей для фиг. 1 на фиг. 3 - вид электромагнита для трехпозиционного состояния в среднем положении покоя при отсутствии напряжения питания на обмотках управления; на фиг. 4 - взаимное расположение фиксирунщих якорей для фиг. 3; на фиг. 5 - вид электромагнита для трехпозиционного состояния в рабочем положении; на фиг.6 взаимное расположение фиксирующих якорей для фиг. 5. Электромагнит состоит из корпус 1, обмоток упр1авления 2 и 3, рабочего якоря 4 с канавками 5 и 6, механизма фиксации, выполненного на основе подпружиненных фиксирующих якорей 7 и 8, которые установлены над рабочим якорем 4 и состоят из полых колец, имеющих пазы и выступы, которыми они взаимно входят один в другой. Фиксирующие якоря 7 и 8 имеют проточки 9 и 10 с западающими как в них, так и в канавки 5 и 6 шариками 11 и 12, которые установлены в

одной плоскости неподвижного сепаратора 13, расположенного между рабочим якорем 4 и фиксирукяцими якоря,ми 7 и 8.

При реализации среднего положения покоя для трехпозиционного состояния якоря (см. фиг. 3, 5) фиксирующие якоря 7 и 8 вьшолнены из немагнитных колец (не показаны) с прикрепленными по внешнему диаметру выступами из магнитомягкого материала, образующими по периметру сквозные прорези 14 с открытыми в торцовой части окнами 15, посредством которых фиксирующие якоря вставлены друг в дру га.

Электромагнит работает следующим образом.

В исходном положении обмотки 2 и

3обесточены (фиг. 1). Якорь 4 находится в крайнем правом положении

на заделке под шариком 11.

При подаче рабочего напряжения на обмотку 2 под воздействием намагничивающих сил фиксирующий якорь 7 перемещается влево до упора в корпус обмотки 2, освобождает от защелки шарик 11 и создает продолжение магнитной цепи над рабочим якорем 4. Далее рабочий якорь 4 перемещается влево на величину рабочего зазора и выталкивает шарики 11 из канавок 5 в зону проточки 9 фиксирукядего якоря 7. Шарики 12 находятся под давлением подпружиненного фиксирующего якоря 8 и западают в канавки 6, жестко фиксируя рабочий якорь

4в крайнем левом положении. Напряжение питания с обмотки 2 снимается и рабочий якорь 4 остается в зафиксированном крайнем.положении рабочего зазора. При подаче напряжения

На обмотку 3 рабочий якорь 4 аналогичным образом перемещается вправо и жестко фиксируется в крайнем правом положении рабочего зазора.

Для реализации электромагнитом трехпозиционного положения с обеспечением среднего положения покоя рабочего якоря он выполнен и работает согласно фиг. 3.

Обмотки 2 и 3 обесточены, рабочий якорь .4 находится в незафиксированном среднем положении (в это положение он установлен, например, внешней пружиной, которая не показана). При подаче рабочего напряжения на

обмотку 3 под воздействием намагничивающих сил рабочий якорь 4 втягивается в обмотку 3, при этом выталкивает незафиксированные шарики 12 в проточку 10 фиксирующего якоря 8

(фиг. 5). Далее фиксирующий якорь 7 перемещается вправо до упора в корпус обмотки 3, выталкивая шарик 11 из проточки 9 в канавку 5 рабочего якоря 4.

Рабочий якорь 4 устанавливается на защелку. После этого на обмотку 3 подается пониженное питающее напряжение. Через сквозные прорези 14 и открытые окна 15 фиксирующего якоря 8 фиксирующий Якорь 7 продолжает оставаться в притянутом состоянии под влиянием электромагнитных сил обмотки 3, удерживая рабочий якорь 4 на защелке. После .снятия пониженного напряжения питания фиксирующий якорь под действием пружины перемещается до упора в корпус обмотки 2 и освобождает рабочий якорь 4

от защелки. 0

Далее рабочий якорь 4 под действием внешней пружины устанавливается в произвольное нейтральное положение.

Таким образом, реализовано третье (промежуточное) нефиксированное положение якоря 4.

При подаче напряжения на обмотку 2 рабочий якорь 4 аналогичным образом перемещается влево, устанавливается на защелку и удерживается на ней.

Использование изобретения позволяет вьшолнить электромагнит ком

5 пактным с сокращением его длины и веса. Преимуществом предложенной конструкции является также простота изготовления цилиндрических деталей и технологичность сборки. Кроме того

0 расширяются его функциональные

возможности для реализации трехпозиционного состояния якоря путем обеспечения среднего положения покоя.

(pus.Z

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТ С ФИКСИРОВАННЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ЯКОРЯ, содержащий корпус, обмотки управления, рабочий якорь и подпружиненные фиксирующие якоря, каждый из которых установлен соосно с рабочим якорем, и элементы фиксации, связанные с фиксирующими якорями, включающие в себя сепаратор с шариками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, указанные фиксирующие яко15я выполнены в виде полых колец с выступами и пазами и установлены так, что охватывают рабочий якорь, при этом выступы одного фиксирующего якоря входят в пазы другого фиксирующего якоря, и наоборот, сепаратор с шариками установлен между рабочим и фиксирующими якорями так, что он является общим элементом фиксации, а в теле рабочего якоря выполнены канавки для фиксации в них шариков. 2. Электромагнит по п. 1, о т Л и|Чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения трехпозиционного положения якоря, выступы фиксирующих якорей выполнены из магнитомягкого материала, а собственно кольца - из немагнитного материала . О эо ел

7 1B

.Blj

nфие.

J -8 2

I I 1

(pu8-6 /