CH644966A5

CH644966A5 - Elektromagnet, insbesondere zur betaetigung eines ventils.

Info

Publication number: CH644966A5
Application number: CH789181A
Authority: CH
Inventors: Egon Fuehrer; Dieter Kleinert; Gerd Pfrogner; Max Egg
Original assignee: Schultz Wolfgang E
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1984-08-31
Also published as: IT1139926B; US4449691A; JPH0226111B2; DE3132396A1; BE890847A; IT8125472A0; DE3132396C2; JPS5830579A

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, insbesondere zur Betätigung eines Ventils, mit einem Ankfer, der zwischen zwei Endstellungen beweglich ist mit einem Kern, gegen den sich der Anker bei Beaufschlagung der Spule bewegt, wobei der Anker von einem Spulenkörper geführt ist und mit einer Feder zur Rückführung des Ankers.

Elektromagnete der beschriebenen Art dienen beispielsweise, wenn auch nicht ausschliesslich, zur Betätigung eines Ventils, beispielsweise eines hydraulischen oder auch eines pneumatischen Ventils.

Für viele Anwendungszwecke eines Elektromagneten ist es notwendig, dass dieser hohe Einschaltzahlen erreicht, wobei Schaltzahlen bis zu 9stelligen Ziffern erwünscht sind.

Es ist bekannt, die Lebensdauer eines Magneten dadurch wesentlich zu verlängern, dass der Magnet in einem Führungsrohr aus Kunststoff beweglich ist, wobei vorzugsweise das Führungsrohr gleichzeitig der Spulenkörper ist. Ein weiteres Mittel zur Steigerung der Lebensdauer besteht insbesondere darin, die Begrenzungen des Ankerweges so auszubilden, dass die mechanische Beanspruchung des Ankers möglichst gering bleibt. Wenn nämlich der Anker hart auf seiner Begrenzung aufschlägt, ergibt sich früher oder später eine Deformation der entsprechenden Ankerflächen. Auch kann das Abarbeiten von Spänen nicht ausgeschlossen werden. Die Führungsflächen, beispielsweise des Ankerführungsrohres, werden beeinträchtigt, was häufig Ursache ist für die begrenzte Lebensdauer.

Es ist bekannt, Dämpfungsmittel zu benutzen, die das Aufschlagen des Ankers, beispielsweise auf der Polfläche des Kerns, dämpfen. Hierfür sind elastische Dämpfungsscheiben und ähnliche Mittel bekannt. Der Einsatz solcher Mittel ist jedoch schwierig, da häufig hierbei die die magnetischen Kräfte verringernden Luftspalte vergrössert werden. Sollen die Magnetkräfte erhalten bleiben, ist eine Vergrösserung der Magnetabmessungen notwendig, was auch zu Verteuerung und Nachteil führt.

Eine entsprechende Vergrösserung der Abmessungen führt zu einer Vergrösserung der Ankermasse, was die Geschwindigkeit der Ankerbewegung verringert bzw. die zu dämpfende Ankermasse weiter vergrössert.

Werden die elastischen Dämpfungsglieder verhältnismässig klein dimensioniert, ist ihre Wirkung gering bzw. sind diese Dämpfungsmittel überlastet und vorzeitig verbraucht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Elektromagneten vorzuschlagen, der für hohe Schaltzahlen brauchbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Elektromagneten der eingangs beschriebenen Art und schlägt vor, dass am Anker ein nach aussen gerichteter Flansch vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung eines Dämpfungskörpers hineinragt und der Dämpfungskörper in der Ausnehmung zwei gegeneinandergerichtete Flächen aufweist, die die Hubbegrenzungen für den Anker bilden.

Durch den erfindungsgemässen Vorschlag wird erreicht, dass die Ankermasse nur sehr geringfügig zunimmt. Dennoch wird hierduch ein Element am Anker erhalten, das sich gut zur Anordnung geeigneter Dämpfungsmittel, insbesondere eines Dämpfungskörpers, eignet. Der Fluss der magnetischen Kraftlinien wird durch diesen Flansch nicht nennenswert verändert, und es ist möglich, einen Dämpfungskörper vergleichsweise grosser Abmessungen zu benützen. Der Flansch und der Dämpfungskörper werden zur Dämpfung der Bewegungen in beiden Richtungen verwendet, was die Bauweise vereinfacht.

Die Dämpfungsmittel im Dämpfungskörper können besondere Auflagen oder Einlagen sein. Besser ist es jedoch, wenn der Dämpfungskörper insgesamt aus einem elastischen Werkstoff besteht, so dass eine vergleichsweise einfache Bauweise erhalten wird.

Insbesondere dann, wenn der Anker als Rotationskörper ausgebildet ist, empfiehlt es sich, den Flansch als Ringflansch auszubilden, der vom elastischen Dämpfungskörper allseits umgeben ist. Die Montage erfolgt dabei durch entsprechende Aufweitung des elastischen Dämpfungskörpers, bis er über den Ringflansch schiebbar oder stülpbar ist.

Es sind aber auch andere Bauweisen anwendbar, bei denen der Flansch aus einzelnen Teilbereichen am Anker besteht.

Im allgemeinen wirken auf den Anker, ausser den magnetischen Kräften, Rückstellkräfte ein, die von einer Rückführungsfeder aufgebracht werden. Dabei stützt sich der Anker an der Rückführungsfeder ab. Es wurde gefunden, dass diese Bauweise eine Ursache für einen vorzeitigen Verschleiss sein kann, da sich zwischen der metallischen Rückführungsfeder und dem Anker Abrieb ergeben kann. Um dies zu verhindern, schlägt die Erfindung ferner vor, dass sich die Rückführungsfeder je über einen Abstützkörper aus Kunststoff am Anker und am Kern abstützt.

Beispielsweise können die Abstützkörper aus Polyamid bestehen.

Die Rückführungsfeder und die Abstützkörper sind vorzugsweise in einer Bohrung des Ankers angeordnet.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit einem Ventil und in Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung einer Einzelheit der Fig. 1.

Der Elektromagnet besteht im wesentlichen aus dem Spulenkörper 20, der die Spule, also die Wicklung 21, trägt, die zwischen den Flanschen 22 und 23 des Spulenkörpers angeordnet ist.

Die Innenbohrung 24 des Spulenkörpers dient zur Führung des Ankers 1. Die Innenbohrung 24 kann Längsnuten zur Aufnahme eines etwaigen Abriebs aufweisen. Der Kern 12 ragt ebenfalls in die Innenbohrung 24 des Spulenkörpers hinein. Der magnetische Schluss wird durch einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Bügel vervollständigt,

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

OD

3

644 966

von dem ein Teil bei 25 sichtbar ist. Alle wesentlichen Teile des Elektromagneten sind von der aufgegossenen Umhüllung 26 umgeben, und Ankerschrauben, die nicht näher dargestellt sind und die in den Ausnehmungen 27 anzuordnen sind, verbinden den Elektromagneten mit dem Ventilgehäuse 28. s

Der Anker 1 besitzt eine Bohrung 13, in der die gleichartig ausgebildeten Abstützkörper 10 und 11 angeordnet sind, zwischen denen sich die Rückführungsfeder 9 erstreckt. Der Abstützkörper 10 ist dabei im Anker 1 angeordnet. Die Polfläche des Ankers gegenüber dem Kern 12 ist mit 7 bezeich- to net.

Der Anker 1 ist mit einem Flansch 2 versehen, der ringförmig gestaltet ist und in die Ausnehmung 3 des Dämpfungskörpers 4 hineinragt. Die beiden Flächen, die in Richtung der Ankerbewegung die Ausnehmung 3 begrenzen, sind mit 5 und is 6 bezeichnet.

Wichtig ist, dass der Dämpfungskörper 4 an dem Ende 8 des Spulenkörpers 20 angeordnet ist. Dadurch lässt sich für die Unterbringung des Flansches 2 und des Dämpfungskörpers 4 ein Raum ausnützen, ohne dass es notwendig ist, die 20 Aussenabmessungen des Elektromagneten nennenswert zu vergrössern.

Wird die Spule 21 beaufschlagt, wird sich der Anker 1 mit seiner Polfläche 7 der entsprechenden Polfläche des Kerns 12 nähern. Die Fläche 5 des Dämpfungskörpers ist so angeord- 25 net, dass der Flansch 2 an. der Fläche 5 anläuft und der Anker zur Ruhe kommt, bevor die Polfläche 7 am Kern 12 aufschlägt. Bei abgeschalteter Beaufschlagung führt die Feder 9 den Anker zurück.

An dem der Polfläche 7 gegenüberliegenden Ende des 30 Ankers 1 ist der Verschlusskörper 14 des Ventils angeordnet. Dieser Verschlusskörper besitzt eine Abstufung 29, die mit einem nach innen gerichteten Flansch 30 des Ankers 1 zusammenwirkt. Die Montage ist infolge der elastischen Verformbarkeit des Verschlusskörpers 14 möglich, der aus einem geeigneten Werkstoff besteht.

Zwischen dem Verschlusskörper 14 in der Ausnehmung 15 und dem Anker 1 erstreckt sich die Feder 16.

Eine Quernut 32 teilt den Flansch 30 und auch den Rohransatz 31 am Anker 1, der den Flansch 30 trägt, in zwei Teile und dient im wesentlichen der Strömung des Mediums zur oder aus der Ausnehmung, um eine unerwünschte Dämpfung bei der Bewegung des Verschlusskörpers 14 relativ zum Anker 1 zu vermeiden.

In der Schliessstellung liegt der Verschlusskörper 14 auf der Dichtfläche 17 des Ventileinsatzes 18. Die ringförmige Dichtfläche ist dabei von der Abstützfläche 19 umgeben, die durch eine entsprechende konische Ausgestaltung des Ventileinsatzes in diesem Bereich geschaffen ist.

Bei der Schliessbewegung des Ankers infolge der Einwirkung der Rückführungsfeder 9 wird der Verschlusskörper 14 an der Dichtfläche 17 zur Anlage kommen.

Durch die Abstützfläche 19 am Ventileinsatz 18 wird erreicht, dass eine grössere Fläche zum Abstützen des Verschlusskörpers und auch der über die Feder 16 eingeleiteten Kraft des Ankers 1 zur Verfügung steht.

Der Flansch 2 ist derart bezüglich der Fläche 6 angeordnet, dass die Bewegungsenergie des Ankers im wesentlichen vom Dämpfungskörper 4 aufgefangen wird. Ist der Schliess-vorgang beendet, liegt der Verschlusskörper 14 nur an der Dichtfläche 17 an, so dass nur geringe Öffnungskräfte zu überwinden sind, wenn die Spule 21 beaufschlagt wird.

Das Ventil, im wesentlichen bestehend aus dem Verschlusskörper 14 und dem Ventileinsatz 18, öffnet bzw. schliesst die Verbindung zwischen den beiden Ventilkammern 33 und 34. Die Ableitungen dieser Ventilkammern sind nicht näher dargestellt.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

644 966 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektromagnet, insbesondere zur Betätigung eines Ventils, mit einem Anker, der zwischen zwei Endstellungen beweglich ist, mit einem Kern, gegen den sich der Anker bei Beaufschlagung der Spule bewegt, wobei der Anker von einem Spulenkörper geführt ist und mit einer Feder zur Rückführung des Ankers, dadurch gekennzeichnet, dass am Anker (I) ein nach aussen gerichteter Flansch (2) vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung (3) eines Dämpfungskörpers (4) hineinragt und der Dämpfungskörper in der Ausnehinung zwei gegeneinandergerichtete Flächen (5, 6) aufweist, die die Hubbegrenzungen für den Anker bilden.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (4) aus elastischem Werkstoff besteht.

3. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (2) als Ringflansch ausgebildet ist, der vom elastischen Dämpfungskörper (4) allseits umgeben ist.

4. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (4) an einem Ende (8) der Spule (21) angeordnet ist.

5. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rückführungsfeder (9) je über einen Abstützkörper (10,11) aus Kunststoff am Anker (1) und am Kern (12) abstützt.

6. Elektromagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungsfeder (9) und die Abstützkörper (10, 11) in einer Bohrung (13) des Ankers (1) angeordnet sind.