DE102012022254B3

DE102012022254B3 - Elektromagnet und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102012022254B3
Application number: DE201210022254
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schonlau; Marc Leinweber; Daniel Sauer
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2032-11-15

Abstract

Aufgabe: Elektromagnet (1) mit einer Spule (2), einer Patronenbaugruppe (3) sowie mit einem als Bügel ausgeführtem Eisenrückschluss (7) soll eine gute Kühlung der Wicklung (17) und einen Schutz der Wicklung und der Steckerfahnen (9) vor mechanischer Beschädigung aufweisen. Lösung: Die aus einem Spulenkörper (13), einer Wicklung (17) und zwei Steckerfahnen (9) bestehende Spule (2) ist durch zwei aus Kunststoff hergestellte Blenden (8) und einer mit Kunststoff teilweise umspritzten Abdeckung (12) aus Eisenblech vor mechanischer Beschädigung geschützt und Steckerfahnen (9) der Spule sind durch Einhausungen (10) vor mechanischer Beschädigung geschützt und die Blenden (8) sind Teil einer teilweisen Umspritzung (11) des Eisenrückschlusses (7), wobei die Umspritzung (11) die Spule (2) lagerichtig aufnimmt. Anwendung: Die erfindungsgemäßen Elektromagnete werden zur Betätigung von Ventilen, insbesondere von Regel- und Schaltventilen in automatischen Getrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs und zwei Verfahren zur Herstellung eines solchen Magneten.
Elektromagnete sind weit verbreitet und durch viele Patentschriften beschrieben. Dabei wird aus Kostengründen der Magnetrückschluss häufig als Eisenbügel ausgeführt. Die Spule zur Erzeugung des Magnetflusses wird in vielen Anwendungsfällen nicht umspritzt, dann ergeben sich eine gute Kühlung der Spule und geringe Herstellkosten. Ein Elektromagnet mit Bügel ist zum Beispiel in der Druckschrift DE 10 2008 012 692 A1 beschrieben. Alternativ werden mit Kunststoff umspritzte Spulen verwendet, diese weisen einen deutlich besseren Schutz der Spulenwicklung und der elektrischen Kontaktelemente vor mechanischer Beschädigung auf, aber gleichzeitig eine schlechtere Kühlung und höhere Kosten. Elektromagnete mit umspritzten Spulen sind zum Beispiel in den Druckschriften DE 35 00 785 A1 , EP 1 512 894 A1 und DE 197 16 517 B4 beschrieben. Es ist auch bekannt, Elektromagnete mit einer Patronenbaugruppe auszuführen, die aus einer Hülse, dem Pol und dem Anker besteht, zum Beispiel aus der noch nicht veröffentlichten Druckschrift DE 10 2011 115 614 A1 . Ebenfalls bekannt, zum Beispiel aus der Druckschrift DE 20 2005 006 010 U1 , ist es, den Magnetrückschluss als rohrförmiges Gehäuse auszuführen, das die Spule umschließt und schützt. Die Kontaktierungsbügel sind durch eine Kammerung geschützt. Dabei kann aber ein im Vergleich zum rohrförmigen Gehäuse kostengünstigerer Bügel nicht zum Einsatz kommen.
Aus den Nachteilen des Standes der Technik ergibt sich die Aufgabe dieser Erfindung: Bei guter Kühlung der Spule und geringen Kosten soll ein mindestens ausreichender Schutz der Spulenwicklung und der Steckerfahnen vor mechanischer Beschädigung erzielt werden.
Die Lösung ist den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Anspruchs zu entnehmen, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben. Die Ansprüche 5 und 6 beschreiben zwei unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäßen Elektromagneten.
Die Teilaufgabe des Schutzes der Spulenwicklung wird durch seitliche Blenden aus Kunststoff und eine obere Abdeckung aus Eisenblech gelöst, die untere Seite wird ohnehin durch den bügelförmigen Eisenrückschluss geschützt. Die Teilaufgabe des Schutzes der Steckerfahnen wird durch Einhausungen gelöst, die entweder Teil der Umspritzung der Abdeckung sind oder deren Einzelteile Bestandteil der Umspritzung des Eisenrückschlusses sind. Eine gute Kühlung der Spule und geringe Herstellkosten werden erreicht, weil auf eine Umspritzung der Spule verzichtet werden kann.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung ergeben sich bereits aus der Beschreibung der Lösung, zusätzlich wird auf die Verbesserung der Rückführung des magnetischen Flusses verwiesen, der durch den Einsatz einer Abdeckung aus Eisenblech erreicht wird.
Anwendung finden die erfindungsgemäßen Elektromagnete zur Betätigung von Ventilen, insbesondere von Regel- und Schaltventilen in automatischen Getrieben von Kraftfahrzeugen.
Bilder
1 beschreibt den zusammengebauten Elektromagneten
2 beschreibt die Abdeckung des Eisenrückschlusses mit der Teilumspritzung, die Einhausungen enthält
3 beschreibt den Eisenrückschluss mit der Teilumspritzung, die Einzelteile der Einhausungen enthält
Beispielhafte Ausführung
Der Elektromagnet wandelt in bekannter Weise eine elektrische Leistung in eine mechanische Leistung um. Dazu wandelt die Spule die elektrische Leistung in eine magnetische Leistung in dem Magnetkreis, der aus dem Anker 5, dem Pol 6 und dem Eisenrückschluss 7 besteht. Zwischen dem Pol 6 und dem Anker 5 befindet sich ein Luftspalt, in dem die magnetische Leistung in eine mechanische Leistung gewandelt wird. Der Elektromagnet 1, wie in 1 dargestellt, besteht aus einer Spule 2, einer Patronenbaugruppe 3, in der eine Hülse 4 den Anker 5 und den Pol 6 aufnimmt, und dem als Bügel ausgeführten Eisenrückschluss 7. Die aus einem Spulenkörper 13, einer Wicklung 17 und zwei Steckerfahnen 9 bestehende Spule 2 wird durch zwei aus Kunststoff hergestellte Blenden 8 und einer mit Kunststoff teilweise umspritzten Abdeckung 12 aus Eisenblech vor mechanischer Beschädigung geschützt. Die Steckerfahnen 9 der Spule sind durch Einhausungen 10 vor mechanischer Beschädigung geschützt. Die Blenden 8 sind Teil einer teilweisen Umspritzung 11 des Eisenrückschlusses 7, wobei die Umspritzung 11 die Spule 2 lagerichtig aufnimmt.
In einer ersten Ausführung gemäß 1 und 2 sind die Einhausungen 10 Teil der Umspritzung 18 der Abdeckung 12.
In einer zweiten Ausführung gemäß 3 sind die Seitenwände 19 und die Dächer 20 der Einhausungen 10 mit der Umspritzung 11 des Eisenrückschlusses 7 hergestellt und durch Filmscharniere mit der Umspritzung 11 verbunden. Nach dem Fügen der Spule 2 in den Eisenrückschluss werden die Einhausungen durch Biegen und Schweißen geformt und schließlich durch ein gemeinsames Biegen mit den Steckerfahnen in ihre Lage gebracht.
Die Patronenbaugruppe 3 ist nach einem Fügen der Spule 2 in den Eisenrückschluss 7 in die dadurch entstandene Baugruppe eingefügt, wobei die Patronenbaugruppe an den Durchbrüchen 14 und 15 ausgerichtet ist.
In einem ersten Verfahren mit einer Abdeckung gemäß 2 erfolgt die Herstellung des Elektromagneten in den folgenden Schritten:

• Erstellung eines Eisenrückschlusses 7 durch Stanzen und Biegen
• Erstellung einer Abdeckung 12 durch Stanzen aus Eisenblech
• Spritzen eines Spulenkörpers 13
• Umwickeln des Spulenkörpers mit einer Wicklung 17
• Anbringen von Steckerfahnen 9 und ihre elektrische Kontaktierung mit der Wicklung 17
• Herstellung einer teilweisen Umspritzung 18 der Abdeckung 12 mit den Einhausungen 10 zum Schutz der Steckerfahnen
• Herstellung einer teilweisen Umspritzung 11 des Eisenrückschlusses 7 aus Kunststoff, wobei der Eisenrückschluss in der Spritzform an seinen Durchbrüchen 14 und 15 aufgenommen wird, und wobei auch die Blenden 8 aus Kunststoff erzeugt werden
• Anbringen der Abdeckung 12 an die Spule, dabei Einführen der Steckerfahnen 9 in die Einhausungen 10
• Fügen der aus der Spule 2 und der Abdeckung 12 bestehenden Baugruppe in den Eisenrückschluss 7, wobei die Umspritzung 11 die Spule 2 lagerichtig aufnimmt und eine Mehrzahl von nicht umspritzten Oberflächenbereichen der Abdeckung mit ebenfalls nicht umspritzten Oberflächenbereichen des Eisenrückschlusses verschweißt wird
• Einfügen der Patronenbaugruppe 3 in die aus dem Eisenrückschluss 7, der Spule 2 und der Abdeckung 12 bestehende Baugruppe, wobei die Patronenbaugruppe an den Durchbrüchen 14 und 15 ausgerichtet wird.

In einem zweiten Verfahren mit einem Eisenrückschluss gemäß 3 erfolgt die Herstellung des Elektromagneten in den folgenden Schritten:

• Erstellung eines Eisenrückschlusses 7 durch Stanzen und Biegen
• Erstellung einer Abdeckung 12 durch Stanzen aus Eisenblech
• Spritzen eines Spulenkörpers 13
• Umwickeln des Spulenkörpers mit einer Wicklung 17
• Anbringen von Steckerfahnen 9 in radialer Lage und ihre elektrische Kontaktierung mit der Wicklung 17
• Herstellung einer teilweisen Umspritzung 18 der Abdeckung 12
• Herstellung einer teilweisen Umspritzung 11 des Eisenrückschlusses 7 aus Kunststoff, wobei der Eisenrückschluss in der Spritzform an seinen Durchbrüchen 14 und 15 aufgenommen wird, und wobei auch Blenden 8 aus Kunststoff erzeugt werden sowie Seitenwände 19 und Dächer 20 der Einhausungen 10, wobei die Bestandteile der Einhausungen mit der Umspritzung 11 durch Filmscharniere verbunden werden
• Anbringen der Abdeckung 12 an der Spule
• Fügen der aus der Spule 2 und der Abdeckung 12 bestehenden Baugruppe in den Eisenrückschluss 7, wobei die Umspritzung 11 die Spule 2 lagerichtig aufnimmt und eine Mehrzahl von nicht umspritzten Oberflächenbereichen der Abdeckung mit ebenfalls nicht umspritzten Oberflächenbereichen des Eisenrückschlusses verschweißt wird
• Formung von Einhausungen 10 für die Steckerfahnen 9 durch Biegen und Schweißen der Seitenwände 19 und der Dächer 20
• Gemeinsames Biegen der Steckerfahnen 9 und der Einhausungen 10 in die axiale Lage
• Einfügen der Patronenbaugruppe 3 in die aus dem Eisenrückschluss 7, der Spule 2 und der Abdeckung 12 bestehende Baugruppe, wobei die Patronenbaugruppe an den Durchbrüchen 14 und 15 ausgerichtet wird.

Bezugszeichenliste

1: Elektromagnet
2: Spule
3: Patronenbaugruppe
4: Hülse
5: Anker
6: Pol
7: Eisenrückschluss
8: Blende
9: Steckerfahne
10: Einhausung
11: Umspritzung des Eisenrückschlusses
12: Abdeckung
13: Spulenkörper
14: Durchbruch
15: Durchbruch
17: Wicklung
18: Umspritzung der Abdeckung
19: Wand der Einhausung
20: Dach der Einhausung

Claims

Elektromagnet (1) mit einer Spule (2), einer Patronenbaugruppe (3), bestehend aus einer Hülse (4) und darin aufgenommen einem Anker (5) und einem Pol (6), sowie mit einem als Bügel ausgeführtem Eisenrückschluss (7) dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem Spulenkörper (13), einer Wicklung (17) und zwei Steckerfahnen (9) bestehende Spule (2) durch zwei aus Kunststoff hergestellte Blenden (8) und einer mit Kunststoff teilweise umspritzten Abdeckung (12) aus Eisenblech vor mechanischer Beschädigung geschützt ist und dass Steckerfahnen (9) der Spule durch Einhausungen (10) vor mechanischer Beschädigung geschützt sind und dass die Blenden (8) Teil einer teilweisen Umspritzung (11) des Eisenrückschlusses (7) sind, wobei die Umspritzung (11) die Spule (2) lagerichtig aufnimmt.
Elektromagnet nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausungen (10) Teil einer Umspritzung (18) der Abdeckung (12) sind.
Elektromagnet nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Seitenwände (19) und Dächer (20) der Einhausungen (10) mit der Umspritzung (11) des Eisenrückschlusses (7) durch Filmscharniere verbunden sind und durch Biegen und Schweißen geformt sind.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Patronenbaugruppe (3) von der aus der Spule (2) und dem Eisenrückschluss (7) bestehenden Baugruppe umfasst ist.
Verfahren zur Herstellung eines Elektromagneten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung in den folgenden Schritten erfolgt: • Erstellung eines Eisenrückschlusses (7) durch Stanzen und Biegen • Erstellung einer Abdeckung (12) durch Stanzen aus Eisenblech • Spritzen eines Spulenkörpers (13) • Umwickeln des Spulenkörpers mit einer Wicklung (17) • Anbringen von Steckerfahnen (9) und ihre elektrische Kontaktierung mit der Wicklung (17) • Herstellung einer teilweisen Umspritzung (18) der Abdeckung (12) mit den Einhausungen (10) zum Schutz der Steckerfahnen • Herstellung einer teilweisen Umspritzung (11) des Eisenrückschlusses (7) aus Kunststoff, wobei der Eisenrückschluss in der Spritzform an seinen Durchbrüchen (14) und (15) aufgenommen wird, und wobei auch die Blenden (8) aus Kunststoff erzeugt werden • Anbringen der Abdeckung (12) an die Spule, dabei Einführen der Steckerfahnen (9) in die Einhausungen (10) • Fügen der aus der Spule (2) und der Abdeckung (12) bestehenden Baugruppe in den Eisenrückschluss (7), wobei die Umspritzung (11) die Spule (2) lagerichtig aufnimmt und eine Mehrzahl von nicht umspritzten Oberflächenbereichen der Abdeckung mit ebenfalls nicht umspritzten Oberflächenbereichen des Eisenrückschlusses verschweißt wird • Einfügen der Patronenbaugruppe (3) in die aus dem Eisenrückschluss (7), der Spule (2) und der Abdeckung (12) bestehende Baugruppe, wobei die Patronenbaugruppe an den Durchbrüchen (14) und (15) ausgerichtet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Elektromagneten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung in den folgenden Schritten erfolgt: • Erstellung eines Eisenrückschlusses (7) durch Stanzen und Biegen • Erstellung einer Abdeckung (12) durch Stanzen aus Eisenblech • Spritzen eines Spulenkörpers (13) • Umwickeln des Spulenkörpers mit einer Wicklung (17) • Anbringen von Steckerfahnen (9) in radialer Lage und ihre elektrische Kontaktierung mit der Wicklung (17) • Herstellung einer teilweisen Umspritzung (18) der Abdeckung (12) • Herstellung einer teilweisen Umspritzung (11) des Eisenrückschlusses (7) aus Kunststoff, wobei der Eisenrückschluss in der Spritzform an seinen Durchbrüchen (14) und (15) aufgenommen wird, und wobei auch Blenden (8) aus Kunststoff erzeugt werden sowie Seitenwände (19) und Dächer (20) der Einhausungen (10), wobei die Bestandteile der Einhausungen mit der Umspritzung (11) durch Filmscharniere verbunden werden • Anbringen der Abdeckung (12) an der Spule • Fügen der aus der Spule (2) und der Abdeckung (12) bestehenden Baugruppe in den Eisenrückschluss (7), wobei die Umspritzung (11) die Spule (2) lagerichtig aufnimmt und eine Mehrzahl von nicht umspritzten Oberflächenbereichen der Abdeckung mit ebenfalls nicht umspritzten Oberflächenbereichen des Eisenrückschlusses verschweißt wird • Formung von Einhausungen (10) für die Steckerfahnen (9) durch Biegen und Schweißen der Seitenwände (19) und der Dächer (20) • Gemeinsames Biegen der Steckerfahnen (9) und der Einhausungen (10) in die axiale Lage • Einfügen der Patronenbaugruppe (3) in die aus dem Eisenrückschluss (7), der Spule (2) und der Abdeckung (12) bestehende Baugruppe, wobei die Patronenbaugruppe an den Durchbrüchen (14) und (15) ausgerichtet wird.