DE10038306A1 - Elektromagnet - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromagnet, insbesondere zur Betätigung von fluidisch beaufschlagten Schieber- und Sitzventilen in Ventilblöcken, bestehend aus einem Spulenträger (1), einem auf dem Spulenträger (1) aufgewickelten Spulendraht, dessen am Spulenträger (1) hervorstehende Drahtende mit einer elektrischen Spannungsquelle verbindbar ist, sowie mit einem den Spulenträger (1) teilweise umschließenden Jochblech (8), dessen zwischen zwei parallelen Schenkeln (5) gelegener Stegabschnitt (4) ein Langloch (2) aufweist. Der Spulenträger (1) erstreckt sich in das Langloch (2), so dass der Spulenträger (1) mit dem Spulendraht (3) teilweise von der Wandstärke (S) des Stegabschnitts (4) überdeckt ist, um eine möglichst kompakte Anordnung zu realisieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, insbesondere zur Betätigung von fluidisch beaufschlagten Schieber- und Sitzventilen in Ventilblöcken, nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

In der DE 198 20 084 A1 ist bereits ein Jochblech für einen Elektromagneten beschrieben, das aus zwei U-förmigen Blech­ teilen besteht, deren parallele Schenkel sich in der Einbau­ lage an einem Spulenkörper überlappen, die beim Umspritzen des Gehäuses am Spulenkörper in Einbaulage gehalten werden. Das erste überlappende Schenkelpaar umfasst mit an jedem Schenkel angeformten Kragenabschnitten eine Wandung einer ersten Anschlussleitung, während das zweite Schenkelpaar durch einen durch Ausnehmungen der Schenkel ragenden Ab­ dichtdorn einer Spritzmaschine während des Spritzvorganges in einer vorgegebenen Position fixiert ist.

Als nachteilig ist bei dieser Ausführung der relativ große Platzbedarf und der beträchtliche Herstellaufwand für das Jochblech zu nennen.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromagneten zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, um im Verbund mit weiteren Elektromagneten eine funktionsgerechte, möglichst einfache, kompakte Her­ stellung und Anordnung unter minimalem Raumbedarf zu ermög­ lichen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Zeichnungen für den Erfindungsgegenstand hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in räumlicher Darstellung und in bauraumoptimier­ ter Ausrichtung ein paar Jochbleche,

Fig. 2 eine Draufsicht auf quaderförmig an einem Ven­ tilblock angeordnete Elektromagnete,

Fig. 3 eine Perspektivdarstellung eines vormontierten Elektromagneten mit einer formschlüssigen Verbin­ dung zwischen dem Jochblech und dem Spulenkörper,

Fig. 4 eine Perspektivdarstellung eines in Kunststoff eingebetteten Elektromagneten, wobei die Kunst­ stoffummantelung teilweise dargestellt ist,

Fig. 5 eine Gruppe von vier Elektromagneten in Perspektivansicht

Die Fig. 1 zeigt in vergrößerter Darstellung nebeneinander angeordnet ein paar Jochbleche 8 für zwei Elektromagnete. Beide Jochbleche 8 sind identisch ausgeführt und in einer besonders platzsparenden Anordnung zueinander ausgerichtet, worauf in der nachfolgenden Beschreibung eingegangen wird.

Hinsichtlich der Konstruktion eines jeden Jochblechs 8 ist zu beachten, dass es vorzugsweise im Stanzverfahren C-förmig gestaltet ist, wobei ein zwischen zwei parallelen Schenkeln 5 gelegener Stegabschnitt 4 ein gestanztes Langloch 2 auf­ weist, das erfindungsgemäß für die abschnittsweise Aufnahme eines im nachfolgenden noch zu beschreibenden Spulenträgers 1 dient, so dass der Spulenträger 1 gewissermaßen mit den darauf aufgewickelten Spulendrahtwindungen zumindest teil­ weise von der Wandstärke S des Stegabschnitts 4 überdeckt wird. Der das Langloch 2 begrenzende Stegabschnitt ist durch zwei rechteckförmige Stege 4a, 4b mit unterschiedlicher Stegbreite a, b gebildet, die in Richtung der rechtwinklig gebogenen Schenkel 5 jeweils homogen nach Art einer Lasche zusammengeführt sind. Die beiden Schenkel 5 weisen fluchtend zueinander ausgerichtete Löcher 6 auf. Die Rotationsachse R der Löcher 6 ist um näherungsweise den Radius des Spulenträ­ gers 1 aus der senkrechten Ebene des Stegabschnitts 4 ver­ setzt. Die lichte Weite W des Langlochs 2 ist zur Aufnahme des Spulenträgers 1 größer als der Nenndurchmesser der Lö­ cher 6 in den Schenkeln 5. Die lichte Höhe H des Langloches 2 ist mindestens so groß gewählt wie die Höhe des Spulenträ­ gers 1. Die lichte Weite W des Langloches 2 ist ferner klei­ ner als der Außendurchmesser D des Spulenträgers 1. Es gilt zu beachten, dass die maximale Breite des Jochblechs im Be­ reich des Stegabschnittes 4 größer ist als der Außendurch­ messer D des Spulenträgers 1. Die Stege 4a, 4b weisen in Richtung des Langlochs 2 eine Schräge 7 auf, die an die Au­ ßenkontur des Spulenträgers 1 angepasst ist.

In der Fig. 2 wird eine Draufsicht auf eine quadratische Elektromagnetekonfiguration gezeigt, die die seitlich in die vier Jochbleche 8 eingesetzten vier Spulenträger 1 erkennen lässt. Durch die asymmetrische Formgebung der Schenkel 5 er­ gibt sich eine besonders gute bauliche als auch funktionelle Ausnutzung des zwischen jedem elektrischen Elektromagnete­ paar gelegenen Freiraums, da jeweils der die größere Steg­ breite b aufweisende Steg 4b auf den benachbarten Spulenträ­ ger 1 gerichtet ist, so dass zwangsläufig der die kleinere Stegbreite a aufweisende Steg 4a immer entfernt vom benach­ barten Spulenträger 1 angeordnet ist. Der die kleinere Steg­ breite a aufweisende Steg 4a bestimmt somit das Eckenmaß und damit den geometrischen Umfang der näherungsweise quaderför­ mig angeordneten Elektromagnetbaugruppe, wobei die Stegbrei­ te a die Außenkante des trommelförmigen Spulenkörpers 1 zweckmäßigerweise nicht überschreitet.

In der Fig. 2 ist ferner ein Querschnitt durch eines der Jochbleche 8 im Bereich des Langloches 2 gezeigt, dessen durch die Stege 4a, 4b gebildete Begrenzung über ihre Wand­ stärke S eine an die Zylinderkontur des Spulenträgers 1 an­ gepasste Schräge 7 aufweist, die in der abbildungsgemäßen Schnittdarstellung einer Keilöffnung ähnelt, um ein mög­ lichst großes Segment des Spulenträgers 1 möglichst weit in das Langloch 2 verlagern zu können. Diese Maßnahme führt in Verbindung mit der unterschiedlichen Gestaltung der Stege 4a, 4b bei kleinstem Platzbedarf und Herstellaufwand zu ei­ nem optimierten Magnetkreis. Hinsichtlich der Herstellung der Schrägen 7 kann ein Prägeverfahren zur Anwendung gelan­ gen.

Die jeweils räumliche Darstellung eines Elektromagneten nach Fig. 3 und 4 verdeutlicht eine besonders geschickte Zusam­ menfassung des mit dem Spulendraht 3 versehenen Spulenträ­ gers 1 im Jochblech 8, so dass eine vormontierte, eigenstän­ dig handhabbare und vorprüfbare Baugruppe geschaffen ist, wobei nach der Darstellung in Fig. 3 der Spulenkörper 1 entweder durch formschlüssig mit dem Spulenkörper 1 verbun­ dene Rastelemente 9 mit dem Jochblech 8 fluchtend vormon­ tiert ist, oder aber es ist die Außenfläche des Spulenkör­ pers 1 mit einer Kunststoffumspritzung 10 versehen (siehe Fig. 4).

Durch die nunmehr anhand den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ein­ zelheiten der Erfindung wird die Reduzierung des für die Elektromagnete benötigten Bauvolumens klar ersichtlich, ohne Einschränkungen hinsichtlich des Magnetkreises und der Spu­ lengröße hinnehmen zu müssen, d. h. die bisherigen Außen- und Innendurchmesser des Spulenträgers 1 können trotz Gesamtver­ kleinerung der Elektromagnetbaugruppe beibehalten werden. Diese vorteilhaften Eigenschaften sind im wesentlichen durch die partielle Aufnahme des Spulenträgers 1 mit dem darauf gewickelten Spulendraht 3 im Langloch 2 und auf die optimale Gestaltung der Stege 4a, 4b zurückzuführen, so dass jeweils der zwischen den Elektromagneten verbleibende Zwischenraum zur Optimierung des Magnetkreises ausgenutzt werden kann.

Da sich die Größe des Langloches 2 näherungsweise reziprok proportional zur Magnetkreisstärke auswirkt, ist durch die Vergrößerung des Stegs 4b gewissermaßen ein Ausgleich zur durch das Langloch 2 verursachten Magnetkreisschwächung ge­ schaffen, wobei durch die vorteilhafte Lage des breiten Ste­ ges 4b jeweils im Zwischenraum zweier benachbarten Elektro­ magnete sich eine höchst mögliche Packungsdichte bei klein­ sten Außenabmessungen der Elektromagnetgruppe ergibt.

Bezugszeichenliste

1

Spulenträger

2

Langloch

3

Spulendraht

4

Stegabschnitt

4

a,

4

b Steg

5

Schenkel

6

Loch

7

Schräge

8

Jochblech

9

Rastelement

10

Kunststoffumspritzung

Claims (12)

1. Elektromagnet, insbesondere zur Betätigung von fluidisch beaufschlagten Schieber- und Sitzventilen in Ventilblöc­ ken, bestehend aus einem Spulenträger, einem auf dem Spulenträger aufgewickelten Spulendraht, dessen am Spu­ lenträger hervorstehendes Drahtende mit einer elektri­ schen Spannungsquelle verbindbar ist, sowie mit einem den Spulenträger teilweise umschließenden Jochblech, dessen zwischen zwei parallelen Schenkeln gelegener Ste­ gabschnitt ein Langloch aufweist, dadurch gekennzeich­ net, dass sich der Spulenträger (1) in das Langloch (2) erstreckt, so dass der Spulenträger (1) mit dem Spulen­ draht (3) wenigstens teilweise von der Wandstärke (S) des Stegabschnitts (4) überdeckt ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Langloch (2) begrenzende Stegabschnitt (4) durch zwei rechteckförmige Stege (4a, 4b) mit unter­ schiedlicher Stegbreite (a, b) gebildet ist, die in Richtung der rechtwinklig gebogenen Schenkel (5) jeweils nach Art einer Lasche zusammengeführt sind.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die gegenüberliegenden Schenkel (5) fluchtend zueinander ausgerichtete Löcher (6) aufweisen, deren Rotationsachse (R) um den Halbmesser des Spulen­ trägers (1) aus der senkrechten Ebene des Stegabschnitts (4) versetzt ist.

4. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite (W) des Langlochs (2) zur Aufnahme des Spulenträgers (1) größer ist als der Nenndurchmesser der Löcher (6) in den Schenkeln (5).

5. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Höhe (H) des Langloches (2) mindestens so groß ist wie die Höhe des Spulenträgers (1).

6. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite (W) des Langlochs (2) kleiner ist als der Außendurchmesser (D) des Spulenträgers (1).

7. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Breite des Jochblechs (8) im Bereich des Stegabschnitts (4) größer ist als der Außendurchmes­ ser (D) des Spulenträgers (1).

8. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (4a, 4b) in Richtung des Langloches (2) eine Schräge (7) aufweisen, die zur Aufnahme des Spulenträgers (1) an die Außenkon­ tur des Spulenträgers (1) angepasst ist.

9. Elektromagnetkonfiguration für mehrere parallel zueinan­ der angeordnete Elektromagnete nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die größe­ re Stegbreite (b) aufweisende Steg (4b) des Jochblechs (8) eines Elektromagneten jeweils auf den benachbarten Elektromagneten gerichtet ist, so dass der die kleinere Stegbreite (a) aufweisende Steg (4a) jeweils entfernt vom benachbarten Elektromagneten angeordnet ist.

10. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochblech (8) als Stanzbiegeteil ausgeführt ist, dessen Stegabschnitt (4) im Bereich des Langlochs (2) eine Prägung aufweist.

11. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Spulendraht (3) versehene Spulenträger (1) mit dem Jochblech (8) ei­ ne vormontierte, eigenständig handhabbare und vorprüfba­ re Baugruppe bildet, deren Außenfläche mit einer Kunst­ stoffumspritzung (9) versehen ist.

12. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Spulendraht (3) versehene Spulenträger (1) mit dem Jochblech (8) eine vormontierte, eigenstän­ dig handhabbare und vorprüfbare Baugruppe bildet, wobei durch Rastelemente (9) am Spulenträger (1) eine form­ schlüssige Verbindung mit dem Jochblech (8) besteht.