DE102010035954A1

DE102010035954A1 - Magnetspule, insbesondere für Elektromagnetventile

Info

Publication number: DE102010035954A1
Application number: DE102010035954A
Authority: DE
Inventors: Michael Jürgens; Gerhard Balbierer; Jürgen Peter Gilb
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magnetspule, bestehend aus einem Spulenträger, auf dem wenigstens ein Spulendraht (2), vorzugsweise in mehreren Lagen aufgewickelt ist, mit einer elektrischen Kontaktierung des Spulendrahts (2), die bevorzugt am Spulenträger (3) hervorsteht, sowie mit einem Jochkörper (4), in dem der Spulenträger (3) mit dem Spulendraht (2) in einer Vergussmasse aufgenommen ist. Die Erfindung sieht vor, dass die Vergussmasse aus einem niedrig-viskosen, vorzugsweise thermoplastischen Elastomer (1) besteht, dessen Volumen mengenkontrolliert zwischen dem den Spulendraht (2) aufnehmenden Spulenträger (3) und dem Jochkörper (4) in einem Hohlraum eingefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetspule, insbesondere für Elektromagnetventile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Betätigung von Elektromagnetventilen werden geeignete Magnetspulen benötigt, deren Jochkörper aus einem z. B. tiefgezogenen, gebogenen, gefrästen oder gedrehten (oder Kombination aus mehreren) Jochblechen bestehen. Teilweise werden Maßnahmen ergriffen, um eine bessere thermische Anbindung der Drahtwicklung an den metallischen, wärmeabführenden Jochkörper zu schaffen, wozu in der Regel ein hoch erhitzter thermoplastischer Kunststoff mit hohem Druck zwischen dem die Spulenwicklung aufnehmenden Spulenträger und dem Jochkörper eingespritzt wird, um den dazwischen befindlichen Hohlraum auszufüllen. Aus der DE 10 2007 018 966 A1 geht bereits eine Magnetspule der angegebenen, aufwendigen Bauart beispielhaft hervor.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Spulendraht als auch die benachbarten Bauteile thermisch hoch belastet werden. Ein weiterer Nachteil ergibt sich mit Blick auf den hohen fertigungstechnischen Aufwand, um den Kunststoffspritzprozess ohne Füllfehler, dauerhafte Materialspannungen und geometrische Abweichungen realisieren zu können.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetspule der gattungsbildenden Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln derart auszubilden, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Magnetspule der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
1 eine Magnetspule im Längsschnitt, mit der erfindungsgemäßen Elastomer als Vergussmasse, welche mengenkontrolliert vollständig den zwischen dem Spulenträger und dem Jochkörper bestehenden Hohlraum ausfüllt,
2 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht skizziert, die um eine erste Zusatzfunktion erweitert ist, wozu das Elastomer zu Rastnasen ausgeformt ist, um die Magnetspule elastisch in einem Magnetspulenträger aufhängen zu können,
3 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht, erweitert um eine zweite Zusatzfunktion der erfindungsgemäßen Vergussmasse in Form eines ring- oder segmentförmigen Wärmeleitelements, um die im Betrieb der Magnetspule entstehende Wärme auf ein Ventilgehäuse abführen zu können,
4 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht skizziert, erweitert um eine dritte Zusatzfunktion der erfindungsgemäßen Vergussmasse in Form einer ringförmigen Dichtung, um die Magnetspule flüssigkeitsundurchlässig auf einem Ventilgehäuse fixieren zu können,
5 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht skizziert, erweitert um eine vierte Zusatzfunktion der erfindungsgemäßen Vergussmasse, welche die Form eines federnden Anschlags aufweist, um eine nachgiebige Abstützung der Magnetspule an einem Magnetspulenträger zu ermöglichen.
Die 1 bis 5 zeigen jeweils eine Magnetspule, die bevorzugt auf ein Elektromagnetventil aufgesetzt wird. Die Magnetspule besteht gemäß dem Längsschnitt in 1 aus einem zylinderförmigen Spulenträger 3, auf dem wenigstens ein Spulendraht 2, vorzugsweise in mehreren Lagen aufgewickelt ist und mit einer nicht näher ausgeführten elektrischen Kontaktierung des aus der Magnetspule hervorstehenden Spulendrahts 2, sowie mit einem hülsenförmigen Jochkörper 4, in dem der Spulenträger 3 mit dem Spulendraht 2 in einer Vergussmasse aufgenommen ist, welche einen zwischen der Spulenwicklung, dem Spulenträger 3 und dem Jochkörper 4 vorhandenen Hohlraum ausfüllt. Schließlich befindet sich gut erkennbar nach 1 oberhalb des Spulenträgers 3 noch eine Magnetscheibe 9 angeordnet, die ebenso wie die bereits erwähnten Bauteilen der Magnetspule gleichfalls entlang dem Außenumfang von der Vergussmasse umschlossen ist.
Die Erfindung wird darin gesehen, dass die Vergussmasse aus einem niedrig-viskosen Elastomer 1 besteht, dessen Volumen mengenkontrolliert im Hohlraum zwischen dem den Spulendraht 2 aufnehmenden Spulenträger 3 und dem Jochkörper 4 eingefüllt ist. Der Hohlraum ist infolge der Dünnflüssigkeit vollständig bis in den kleinsten Spalt mit dem Elastomer 1 ausgefüllt, das infolge der niederviskosen Eigenschaft besonders einfach drucklos oder allenfalls zur Beschleunigung des Einfüllprozesses unter Niederdruck in den Hohlraum gelangt. Ein weiterer fertigungstechnischer Vorteil ergibt sich durch das temperaturunabhängige Einfüllen des Elastomers 1 in den Hohlraum, vorzugsweise bei Raumtemperatur, sodass das Elastomer 1 nicht wie die bisher verwendeten thermoplastischen Kunststoffe zusätzlich aufgeheizt werden muss.
Das Elastomer 1 besteht vorteilhaft aus einem Ein- oder Zweikomponentenwerkstoff, der durch geeignete Elastomerlegierungen (Polyblends) verschiedener Polymere selbsttätig die gewünschten zähen und dauerelastischen Eigenschaften bereits kurz nach dem mengenkontrollierten Auffüllen des Jochkörpers 4 bei der jeweils herrschenden Raumtemperatur (Atmosphärentemperatur) erhält.
Um über die bisher genannten Eigenschaften des Elastomers 1 hinausgehend noch weitere, im Folgenden noch näher zu erläuterten Zusatzfunktionen des Elastomers 1 zu erzielen, lässt sich das zu verwendete Elastomer hinsichtlich seiner Form frei ausgestalten, wozu auf die 2 bis 5 verwiesen wird, welche vier verschiedene Zusatzfunktionen des Elastomers 1 schemenhaft aufzeigen, die letztlich alle im Wesentlichen auf einen am Elastomer 1 ausgebildeten und an den Verwendungszweck des Elastomers angepassten elastischen Überstand beruhen.
Hierzu zeigt beispielsweise die 2 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht mit einer ersten Zusatzfunktion des erfindungsgemäßen Elastomers 1 um die Form zweier Rastnasen 5 erweitert, um die Magnetspule elastisch in einem Magnetspulenträger 10 aufhängen zu können. Zur Ausbildung einer formschlüssigen Magnetspulenaufhängung steht demnach die innerhalb des Jochkörpers 4 eingefüllte elastomere Vergussmasse als Rastnasen-Überstand spiegelsymmetrisch an der Mantelfläche des Jochkörper 4 hervor.
Weiterhin zeigt beispielsweise die 3 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht mit einer zweiten Zusatzfunktion des erfindungsgemäßen Elastomers 1, das als partieller Überstand in Form eines ring- oder segmentförmigen Wärmeleitelements 6 unten aus dem Jochkörper 4 hervorsteht, um die im Betrieb der Magnetspule entstehende Wärme auf ein Ventilgehäuse 11 abführen zu können, an dem die Magnetspule fixiert ist.
Eine dritte Zusatzfunktion des erfindungsgemäßen Elastomers 1 geht aus 4 hervor, welche die aus 1 bekannte Magnetspule in einer Seitenansicht zeigt, wozu das Elastomer 1 als Überstand in Form einer ringförmigen Dichtung 7 unten aus dem Jochkörper 4 hervorsteht, um flüssigkeitsundurchlässig auf einem die Magnetspule aufnehmenden Ventilgehäuse 11 abdichten zu können.
Schließlich zeigt die 5 die Magnetspule nach 1 in einer Seitenansicht skizziert, erweitert um eine vierte Zusatzfunktion der erfindungsgemäßen Vergussmasse in Form eines am Elastomer ausgeformten Anschlags 8, welcher zur federnden Abstützung der Magnetspule an einem Magnetspulenträger 9 oberhalb des Jochkörpers 4 hervorsteht.
Ergänzend wird darauf verwiesen, dass je nach Verwendungszweck die freie Formgestaltung des Elastomers 1 jedoch nicht nur einen Überstand zulässt, sondern auch eine zum Überstand entgegengesetzte Ausgestaltung des Elastomers 1 in Form von partiellen Ausnehmungen bzw. Einformungen innerhalb des Jochkörpers 4 erlaubt, um beispielsweise zur Ausbildung einer formschlüssigen Magnetspulenaufhängung einen unmittelbaren Eingriff des Magnetspulenträgers 10 in den Jochkörper 4 zu ermöglichen.
Zusammenfassend lässt sich somit feststellen, dass durch die hohe Elastizität und die gute Wärmeleiteigenschaften des Elastomers 1 sämtliche Bauteile der Magnetspule thermisch als auch mechanisch nicht durch die elastomere Vergussmasse beansprucht werden. Weiterhin lässt sich das Elastomere besonders einfach und fehlerfrei in den Jochkörper 4 mengenkontrolliert einfüllen und bei Wunsch oder Bedarf im Sinne der erwähnten Zusatzfunktionen durch gezielte Formgebung des Elastomers 1 während des Einfüllprozesses in den Hohlraum des Jochkörpers 4 zu Aufhänge-, Wärmeleit-, Dicht- und Anschlagelemente ausgestalten, ohne dass hierfür Hilfs- oder Zusatzbauteile oder Stoffe erforderlich sind.
Bezugszeichenliste

1: Elastomer
2: Spulendraht
3: Spulenträger
4: Jochkörper
5: Rastnase
6: Wärmeleitelement
7: Dichtung
8: Anschlag
9: Magnetscheibe
10: Magnetspulenträger
11: Ventilgehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007018966 A1 [0002]

Claims

Magnetspule, insbesondere für ein Elektromagnetventil, bestehend aus einem Spulenträger, auf dem wenigstens ein Spulendraht, vorzugsweise in mehreren Lagen aufgewickelt ist, mit einer elektrischen Kontaktierung des Spulendrahts, die bevorzugt am Spulenträger hervorsteht, sowie mit einem Jochkörper, in dem der Spulenträger mit dem Spulendraht in einer Vergussmasse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse aus einem niedrig-viskosen Elastomer (1) besteht, dessen Volumen mengenkontrolliert zwischen dem den Spulendraht (2) aufnehmenden Spulenträger (3) und dem Jochkörper (4) in einem Hohlraum eingefüllt ist.
Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum vollständig mit dem Elastomer (1) ausgefüllt ist, wobei das Elastomer (1) drucklos oder durch Niederdruck in den Hohlraum eingefüllt ist.
Magnetspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (1) ohne zusätzliche Wärmezufuhr bei Raumtemperatur in den Hohlraum eingefüllt ist.
Magnetspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (1) aus einem Ein- oder Zweikomponentenwerkstoff besteht, der durch geeignete Elastomerlegierungen verschiedener Polymere bei Raumtemperatur selbsttätig die gewünschten Eigenschaften erhält.
Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übernahme von Zusatzfunktionen das Elastomer (1) während der Befüllung des Jochkörpers (4) hinsichtlich seiner Form beliebig ausgestaltbar ist.
Magnetspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (1) zur Übernahme der Zusatzfunktionen am Jochkörper (4) jeweils einen Überstand aufweist.
Magnetspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer formschlüssigen Magnetspulenaufhängung der Überstand des Elastomers (1) an der Mantelfläche des Jochkörper (4) als Rastnase (5) ausgebildet ist, welche in einem Magnetspulenträger einrastbar ist.
Magnetspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand des Elastomers (1) an der Stirnfläche des Jochkörper (4) als ring- oder segmentförmiges Wärmeleitelement (6) ausgebildet ist, welches zur Wärmeableitung aus der Magnetspule vorzugsweise auf einem Ventilgehäuse aufsetzbar ist.
Magnetspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand des Elastomers (1) an der Stirnfläche des Jochkörpers (4) die Kontur einer ringförmigen Dichtung (7) aufweist, welche flüssigkeitsundurchlässig vorzugsweise auf einem Ventilgehäuse anlegbar ist.
Magnetspule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand des Elastomers (1) an der Stirnfläche des Jochkörper (4) als federnder Anschlag (8) ausgebildet ist, welcher zur federnden Abstützung vorzugsweise an einem Magnetspulenträger anlegbar ist.