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Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, insbesondere zur Schaltung von Druckreglern oder Druckventilen, bestehend aus einem in einem Ankerraum beweglichen Anker und einer mit Strom beaufschlagbaren Spule, wobei diese bei Strombeaufschlagung ein zur Bewegung des Ankers dienendes Magnetfeld erzeugt und der Ankerraum mit Öl befüllbar ist und wobei zur Entlüftung des Ankerraums wenigstens ein Entlüftungskanal vorgesehen ist.
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Bei Druckregelventilen ist es zur Vermeidung von Eigenschwingungen des Regeldrucks erforderlich, dass der Ankerraum vorzugsweise vollständig mit Öl gefüllt ist, um eine hydraulische Dämpfung der Ankerbewegung zu erreichen. Im Lieferzustand ist der Ankerraum gefüllt. Im Stand der Technik ist es bekannt, die Befüllung durch die Öffnungen des noch nicht montierten Einstellstiftes für die Einstellung des Ankers durchzuführen. Auf dem Spulenkörperflansch ist dazu für die Entlüftung eine spiralförmig ausgebildete Dichtung angebracht, über die die Luft beim Befüllen aus dem Ankerraum entweichen kann. Die Dichtung verhindert anschließend, dass der Ankerraum leerläuft.
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Es sind weiterhin Lösungen bekannt, bei denen ein vollständig geschlossener Ankerraum mittels Vakuumbefüllung ölgefüllt wird. Dies ist sehr anlagen- und kostenaufwendig und mit technischen Nachteilen verbunden.
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Das den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildende Dokument
DE 199 51 828 A1 zeigt einen Elektromagnet mit einem Entlüftungskanal, in welchem ein Syphon ausgebildet ist. Damit kann ein Rückfluss von Öl erschwert werden.
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Das Dokument
DE 198 05 049 A1 zeigt einen Elektromagneten mit einer mit Strom beaufschlabaren Spule, welche ein Magnetfeld erzeugt und einen Anker bei Strombeaufschlagung bewegt, wobei der Anker für die Ansteuerung eines Ventils oder eines anderen Elementes dient. Um die Laufeigenschaften des Ankers zu verbessern läuft der Anker auf einer Kunststoffgleitfläche.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, den Befüllvorgang des Ankerraumes mit Öl eines Elektromagneten zu vereinfachen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Elektromagneten, insbesondere zur Schaltung von Druckreglern oder Druckventilen, bestehend aus einem in einem Ankerraum beweglichen Anker und einer mit Strom beaufschlagbaren Spule, wobei diese bei Stormbeaufschlagung ein zur Bewegung des Ankers dienendes Magnetfeld erzeugt und der Ankerraum mit Öl befüllbar ist und wobei zur Entlüftung des Ankerraums wenigstens ein Entlüftungskanal vorgesehen ist, der sich dadurch auszeichnet, dass in dem Entlüftungskanal wenigstens ein in Entlüftungsrichtung durchlässiges, den Rückfluss verhinderndes Element vorgesehen ist.
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Durch diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Elektromagneten wird jetzt zwar einerseits bei dem Befüllvorgang der Entlüftungskanal geöffnet, um noch vorhandene Luft aus dem Ankerraum entweichen zu lassen, andererseits wird allerdings der Rückfluss von Öl oder auch von Verschmutzungen verhindert. Damit wird nicht nur die Aufgabe der Erfindung bezüglich der Entlüftung des Ankerraumes bei der Befüllung mit Öl gelöst, sondern gleichzeitig auch eine Ölverminderung und ein Ölaustausch der Befüllung vermieden. Es wird darüber hinaus noch ein weiterer vorteilhafter Effekt erreicht, nämlich der, dass aufgrund dieser Ausbildung, dass der Rückfluss verhindert wird, es auch verhindert wird, dass Verschmutzungen sozusagen mit einem Rückfluss in den Ankerraum gelangen können. Durch diese Lösung ist damit gewährleistet, dass im Ankerraum immer nicht verunreinigtes Öl ist, welches auch nicht durch Verunreinigungen von Außen verschmutzt werden kann. Im Stand der Technik war dies noch der Fall, da aufgrund der zum Teil offenen Ausbildung es noch möglich war, dass Verschmutzungen in den Ankerraum gelangen konnten. So ist beispielsweise bei der Ausbildung mit der spiralförmigen Dichtung zwar durch die Spirale im Siphon schon ein Teil der Verschmutzungen abgefangen worden, allerdings konnte durch diese Lösung nicht ganz ausgeschlossen werden, dass dennoch Verschmutzungen in den Ankerraum gelangen konnten. Lediglich bei der mit dem enorm hohen Aufwand arbeitenden Lösung im Stand der Technik mit Vakuumbefüllung, war ebenfalls eine Verschmutzung behindert.
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Das den Rückfluss verhindernde Element erfüllt dabei im Wesentlichen auch die Funktion eines Rückschlagventiles. Dieses läßt beispielsweise in Flussrichtung, also in Entlüftungsrichtung, Luft und Flüssigkeit durch und ist in umgekehrter Richtung allerdings geschlossen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung schlägt vor, dass der Entlüftungskanal Teil des Spulenkörpers beziehungsweise der Entlüftungskanal in dem Spulenkörper selbst angeordnet ist. Dabei ist an eine platzsparende Anordnung und zugleich auch um eine technisch und mechanisch relativ einfach zu realisierende Anordnung des Entlüftungskanals gedacht. Durch die Anordnung des Entlüftungskanals in dem Spulenkörper beziehungsweise an dem Spulenkörper ist es möglich, den Elektromagneten insgesamt relativ platzsparend aufzubauen.
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Nach einer Variante der Erfindung ist es dabei möglich, dass der Entlüftungskanal an beziehungsweise in dem Flansch des Spulenkörpers beziehungsweise in oder an dem Siphon, der sich an den Flansch anschließt, vorgesehen ist. Auch dort ist ohne weiteren Platzbedarf der Lüftungskanal gegebenenfalls mit weiteren Komponenten für das den Rückfluss verhindernde Element anzuordnen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch angegeben, dass der Entlüftungskanal in dem Kern vorgesehen ist, der sich zwischen Spulenkörper und Anker erstreckt. Auch hier ist eine platzsparende Anordnung möglich, wobei ebenfalls problemlos Platz für das den Rückfluss verhindernde Element geschaffen werden kann.
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Die Erfindung zeichnet sich gemäß einer Weiterbildung auch dadurch aus, dass das den Rückfluss verhindernde Element in dem Spulenkörper und/oder dem Flansch und/oder in dem Kern vorgesehen ist. Je nachdem, welche Variante für den Entlüftungskanal, wie vorher beschrieben, gewählt wird, ist das den Rückfluss verhindernde Element dann entsprechend angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das den Rückfluss verhindernde Element als Rückschlagventil vorgesehen ist. Ein Rückschlagventil kann dabei relativ einfach aufgebaut sein. Es ist nicht an komplizierte Ausführungsformen gebunden, wie sie beispielsweise aus der Anlagentechnik bekannt sind. Als Rückschlagventil in der einfachsten Ausführung ist es dabei erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieses als Lippendichtung ausgebildet ist. Dabei kann die Lippendichtung so in dem Entlüftungskanal angeordnet sein, dass zumindest eine seitliche Lippe den Entlüftungskanal abdichtet, und zwar so, dass ein Rückfluss nicht möglich ist. Auf der anderen Seite, wenn man die Lippendichtung so anordnet, dass faktisch die nach außen weisende Seite der Lippe in den Entlüftungskanal hineinragt, diese durch den Druck weggedrückt wird, der vom Ankerraum her kommt und damit eine Entlüftung ermöglicht.
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Ein Elektromagnet, wie vorher beschrieben, zeichnet sich in einer Weiterbildung dadurch aus, daß die Lippendichtung einen in den Entlüftungskanal hineinragenden, abgespreizten Schenkel aufweist, der die Abdichtung rückflußseitig übernimmt. Die Abspreizung ist dabei winklig in Entlüftungsrichtung vorgesehen, so daß gleichzeitig erreicht wird, daß zum einen die Entlüftung stattfinden kann und zum anderen aber ein Rückfluß verhindert wird.
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Bevorzugt ist es dabei, daß die Lippendichtung in Durchflußrichtung keilartig verdickt ist und die Verdickung entgegen der Entlüftungsrichtungsrichtung eingeschlitzt, vorzugsweise keilartig eingeschlitzt ist. Dadurch erhält man sozusagen im Querschitt gesehen, ein keilförmig ausgebildetes Dichtungselement als Lippendichtung, das eine keilartige Ausnehmung aufweist, wodurch die eine Seite der Verdickung als Schenkel absteht und sozusagen als Ventilklappe zu wirken vermag.
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Die Erfindung schlägt in einer weiteren Variante vor, daß die Lippendichtung in einer die Dichtung aufnehmenden Kammer des Entlüftungskanales angeordnet ist. Diese Kammer kann dabei, wie weiter oben beschrieben, sowohl in dem Spulenkörper, als auch in dem Flansch, als auch in dem Kern vorgesehen sein, je nachdem, wo der Lüftungskanal entlanggeführt wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, daß der Entlüftungskanal durch ein Reservoir abgeschlossen ist, an dessen in Entlüftungsrichtung weisender Seite eine Bohrung vorgesehen ist, die in einer konisch zulaufenden Nut endet. In dieser Nut ist dann ein O-Ring als Schließelement bzw. als das den Rückfluß verhindernde Element vorgesehen. Durch die konische Ausbildung der Nut ist es möglich, daß der O-Ring sich in Flußrichtung bewegen kann, während die Rückflußbewegung durch die konische Ausbildung blockiert wird und damit ein Zurückfließen von Luft- und/oder Öl oder von Verschmutzungen komplett verhindert wird.
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Die Erfindung stellt auch ein Druckregelventil mit wenigstens einem Elektromagneten, wie vorher beschrieben, zur Verfügung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2: eine weitere Detailansicht einer nächsten Ausführungsform der Erfindung und
- 3: ein Druckregelventil mit Elektromagnet nach dem Stand der Technik.
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Die 1 zeigt eine Detailansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist lediglich der Abschnitt des Elektromagneten I abgebildet, der für die Erfindung wesentlich ist. Der Entlüftungskanal ist mit 1 bezeichnet. Dabei ist die mit 1 bezeichnete Seite (hier nicht gezeigt) zum Ankerraum 10 (siehe 3) hin zugewandt und die mit 1/1 bezeichnete Seite des Entlüftungskanals auf der zu entlüftenden Seite.
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In dem Entlüftungskanal 1 ist in einer Kammer 5 ein als Lippendichtung ausgebildetes in Entlüftungsrichtung durchlässiges, den Rückfluß verhinderndes Element 2 vorgesehen. Das rückflußverhindernde Element 2 besitzt dabei eine Verdickung 2/1, die in Entlüftungsrichtung keilförmig ausläuft. Entgegen der Entlüftungsrichtung ist das Element 2 an der Unterseite bzw. in Flußrichtung keilförmig eingeschlitzt 2/3, so daß ein Schenkel 2/2 entsteht. Dieser Schenkel 2/2 wirkt sozusagen als Ventilklappe. Dies ist mit dem Doppelpfeil rechts neben der Ventilklappe angedeutet. Wenn nun Öl in den Ankerraum hineingefüllt wird, kann die Luft über den Entlüftungskanal 1 entweichen, da durch den Druckaufbau in dem Ankerraum dann der Schenkel 2/2 nach innen weggedrückt wird und so die Luft entweichen kann. Ist der Ankerraum 10 vollständig mit Öl gefüllt, wird kein zusätzlicher Druck mehr erzeugt, so daß der Schenkel 2/2 wieder in die an der Wand des Entlüftungskanals 1 anliegende Stellung zurückbewegt wird. Wenn jetzt von der Seite 1/1 des Entlüftungskanals Luft und/oder Verunreinigungen herangeführt werden, können diese nicht mehr in den Ankerraum 10 hineingelangen, da aufgrund der Ausführung der Lippendichtung diese bei Druckbeaufschlagung von der Seite des Entlüftungskanals 1/1 an die Wand des Entlüftungskanals gepreßt wird, wodurch die Dichtwirkung erhöht wird. Ein Eindringen von Luft, Öl oder Verschmutzungen von dieser Seite ist daher nicht möglich. Diese recht unkompliziert zu erhaltende Variante vereinfacht den Aufwand bei der Befüllung von Ankerräumen für Elektromagneten mit Öl ungemein. Der Elektromagnet I nach der Erfindung ist daher nicht nur als Elektromagnet für Druckregler geeignet, sondern auch für andere Elektromagneten, die in ihrem Ankerraum Öl zu Schmier-, und/oder Dämpfungszwecken benötigen.
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Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Elektromagneten I, der lediglich schematisch mit einem Pfeil bezeichnet ist, nach der Erfindung. Dabei ist bei dieser Ausführungsform das den Rückfluß verhindernde Element 2 anders ausgebildet, als in der vorher beschriebenen Ausführung der 1. In einem Reservoir 6, welches in dem Entlüftungskanal 1 ausgebildet ist, ist eine Bohrung 3 vorgesehen. Diese Bohrung 3 befindet sich dabei in dem Boden des Reservoirs 6, und zwar in Richtung auf der Austrittsseite 1/1 des Entlüftungskanals. Das den Rückfluß verhindernde Element 2 ist in dieser Ausführungsform als O-Ring ausgebildet, der in einer keilförmigen Nut 7 des Entlüftungskanals auf der Seite 1/1 vorgesehen ist. Durch den Doppelpfeil und seitlich des O-Rings ist angedeutet, daß dieser bei Beaufschlagung mit Druck von der Seite 1/1 des Entlüftungskanals aus sich nach rechts zu bewegen vermag. Bei Druck in entgegengesetzter Richtung von der Seite 1/1 des Entlüftungskanals wird dann der O-Ring wieder gegen die Bohrung 3 gedrückt und dichtet so ab. Der O-Ring 4 ist dabei in der keilförmig ausgebildeten Nut 7 angeordnet, so daß er bei Bewegung in Richtung links an die Wandung der Nut 7 gedrückt wird, wodurch neben der abschließenden Abdichtung an der Bohrung 3 auch hier bereits eine Dichtwirkung erzielt wird.
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Die 3 zeigt eine Lösung nach dem Stand der Technik, wobei aus dieser Figur ersichtlich ist, wo sich der Ankerraum 10 mit dem Anker 9 befindet. Unterhalb des Spulenkörpers 8 ist ein Flansch 12 angeordnet. An dem Flansch 12 ist eine ringförmig ausgebildete Dichtung spiralenförmig angeordnet. Die Füllung des Ankerraumes 10 mit Öl sollte dabei über den Einstellstift 14 erfolgen, wobei die Luft durch den Flansch 12 eine dort vorgesehene spiralförmige Dichtung über den Siphonraum 11 entweichen kann. Der Spulenkörper 8 ist zumindest teilweise von dem Kern 13 umgeben.
