DE102016113135A1 - electromagnet - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem Spulenkörper, der ein Stützrohr und ein umgebendes Kunststoffmaterial aufweist.The invention relates to an electromagnet with a bobbin having a support tube and a surrounding plastic material.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einer Spulenanordnung, einem innerhalb der Spulenanordnung angeordneten Spulenkörper, und einem Anker, welcher entlang einer durch den Spulenkörper definierten Ankerbewegungsrichtung in dem Spulenkörper beweglich ist.The invention relates to an electromagnet having a coil arrangement, a coil body arranged within the coil arrangement, and an armature, which is movable along an armature movement direction defined in the coil body by the coil body.
Im Stand der Technik sind Elektromagneten bekannt, bei welchem der Anker in einem Ankerführungsrohr geführt ist. Auf das Electromagnets are known in the prior art, in which the armature is guided in an armature guide tube. On the
Ankerführungsrohr ist der aus Kunststoff gefertigte Spulenkörper aufgesetzt. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass für eine hohe Lebensdaueranforderung eine Gleitfolie oder ein Gleitlack erforderlich ist, was die Herstellung erschwert und verteuert.Anchor guide tube is made of plastic-made bobbin. A disadvantage of this configuration is that a high-life requirement, a sliding film or a bonded coating is required, which complicates the production and expensive.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diesen Stand der Technik so weiterzuentwickeln. It is therefore an object of the invention to further develop this state of the art.
Dies wird erfindungsgemäß durch einen Elektromagneten gemäß Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden.This is inventively achieved by an electromagnet according to claim 1. Advantageous embodiments can be taken, for example, the dependent claims.
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einer Spulenanordnung, einem innerhalb der Spulenanordnung angeordneten Spulenkörper, und einem Anker. Der Anker ist entlang einer durch den Spulenkörper definierten Ankerbewegungsrichtung in dem Spulenkörper beweglich.The invention relates to an electromagnet having a coil arrangement, a coil body arranged within the coil arrangement, and an armature. The armature is movable in the bobbin along an armature movement direction defined by the bobbin.
Die Spulenanordnung kann insbesondere eine oder mehrere elektrische Spulen aufweisen, welche bei Bestromung bzw. bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom ein Magnetfeld erzeugen.In particular, the coil arrangement can have one or more electrical coils which generate a magnetic field when supplied with current or when subjected to electric current.
Der Anker kann insbesondere dadurch beweglich sein, dass bei Bestromung der Spulenanordnung bzw. einer Anzahl von Spulen der Spulenanordnung ein Magnetfeld erzeugt wird, welches eine Kraft auf den Anker ausübt. The armature can in particular be movable in that when current flows through the coil arrangement or a number of coils of the coil arrangement, a magnetic field is generated which exerts a force on the armature.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Spulenkörper ein Stützrohr und ein Kunststoffmaterial aufweist, wobei das Stützrohr zumindest teilweise mit dem Kunststoffmaterial umspritzt ist.According to the invention it is provided that the bobbin comprises a support tube and a plastic material, wherein the support tube is at least partially encapsulated with the plastic material.
Die Anordnung ist dabei so gewählt, dass der Anker zumindest teilweise auf dem Kunststoffmaterial gleitet. Diese Kunststofflagerung erhöht bereits erheblich die Lebensdauer solcher Elektromagneten. Da keine Gleitfolie einzubauen ist, ist der Herstellungsprozess gut automatisierbar, was die Herstellungskosten senkt.The arrangement is chosen so that the armature slides at least partially on the plastic material. This plastic bearing already significantly increases the life of such electromagnets. Since no slip film is to be installed, the manufacturing process is easy to automate, which lowers the manufacturing cost.
Durch das Stützrohr wird eine hohe Stabilität und eine hohe Präzision der Ankerlagerung erreicht. Der erfindungsgemäße Vorschlag reduziert Lagereinschnürungen beim Wickeln des Spulenkörpers und daraus resultierende Verarbeitungs- oder Montageprobleme aufgrund Maßungenauigkeiten bzw. Schwund.The support tube achieves high stability and high precision of the anchor bearing. The proposal according to the invention reduces bearing constrictions when winding the bobbin and resulting processing or assembly problems due to dimensional inaccuracies or shrinkage.
Man kann jetzt, mithilfe des erfindungsgemäßen Vorschlages aus einer größeren Auswahl von Werkstoffen wählen, um den Spulenkörper zu realisieren. Es ist möglich, als Material für die Ausgestaltung des Spulenkörpers nunmehr weniger warmfeste und reibverschleiß optimierte, kosten- und spritztechnisch günstigere Kunststoffe einzusetzen, was die Herstellungskosten solcher Elektromagnete senkt. Durch den Einsatz des Stützrohres wird auch eine höhere Betriebssicherheit, also eine geringere Ausfallwahrscheinlichkeit bei solchen Elektromagneten erreicht, da die Gefahr von Ankerklemmer deutlich reduziert wird.One can now, with the help of the proposal according to the invention, choose from a larger selection of materials in order to realize the bobbin. It is possible to use as a material for the design of the bobbin now less heat-resistant and reibverschleiß optimized, cost and injection molding cheaper plastics, which reduces the cost of such electromagnets. Through the use of the support tube and a higher reliability, ie a lower probability of failure is achieved in such electromagnets, since the risk of anchor clamps is significantly reduced.
Der erfindungsgemäße Vorschlag erlaubt auch eine magnetische Trennung des Stützrohres von dem Anker, wodurch man einen magnetischen Kurzschluss vermeidet. Der magnetischen Übergang, und der gesamt Wirkungsgrad eines solchen Elektromagneten wird dadurch erheblich verbessert.The proposal according to the invention also allows a magnetic separation of the support tube from the armature, thereby avoiding a magnetic short circuit. The magnetic transition, and the overall efficiency of such an electromagnet is thereby significantly improved.
Geschickter Weise ist der Spulenkörper rohrförmig und/oder als Ankerführungsrohr ausgebildet. Dies erlaubt eine Anpassung an typische Formgebungen von Elektromagneten bzw. Ankern.Clever way, the bobbin is tubular and / or formed as an armature guide tube. This allows adaptation to typical shapes of electromagnets or anchors.
Bevorzugt ist das Stützrohr aus Metall ausgebildet. Dies erlaubt eine hohe Stabilität und eine einfache Bearbeitbarkeit.Preferably, the support tube is formed of metal. This allows a high stability and easy machinability.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Stützrohr eine Anzahl von Ausnehmungen auf. Diese können für eine bessere Verbindung mit dem Kunststoffmaterial sorgen, da das Kunststoffmaterial durch die Ausnehmungen hindurchtreten kann. Hierduch wird der Herstellungsprozess beschleunigt, da der Fließweg bei dem Spritzgießen des Spulenkörpers reduziert wird. Es wird für die Herstellung des Spulenkörpers auch faserverstärktes, zum Beispiel glas faserverstärktes Kunststoffmaterial verwendet, wobei günstigerweise die Glasfaserorientierung im Bereich der Ausnehmungen verwirbelt wird. Durch eine gezielt Lage der Ausnehmungen kann auch der magnetische Fluß gezielt gesteuert werden, zum Beispiel eine magnetische Trennung hergestellt werden.According to a preferred embodiment, the support tube has a number of recesses. These can provide a better bond with the plastic material as the plastic material can pass through the recesses. Hereby, the manufacturing process is accelerated because the flow path in the injection molding of the bobbin is reduced. It is also fiber-reinforced, for example glass fiber reinforced plastic material used for the preparation of the bobbin, wherein conveniently the glass fiber orientation is swirled in the recesses. By a targeted location of the recesses and the magnetic flux can be selectively controlled, for example, a magnetic separation can be made.
Das Stützrohr kann insbesondere stanzgerollt sein. Dies erlaubt eine einfache Herstellung.The support tube may in particular be punched rolled. This allows easy production.
Das Stützrohr kann gemäß einer Ausführung vollständig mit dem Kunststoffmaterial umspritzt sein. Damit kann das Stützrohr komplett in das Kunststoffmaterial eingebettet werden. Der Anker gleitet auf dem Kunststoffmaterial. Dies erhöht erheblich die Lebensdauer solcher Elektromagneten.The support tube can be completely encapsulated with the plastic material according to an embodiment. Thus, the support tube completely in the Be embedded plastic material. The anchor slides on the plastic material. This significantly increases the life of such electromagnets.
Das Stützrohr kann gemäß einer weiteren Ausführung nur teilweise mit dem Kunststoffmaterial umspritzt sein. Damit können Teile des Stützrohrs freiliegend gelassen werden, beispielsweise um die Eigenschaften einer metallischen bzw. festen Oberfläche zu nutzen.The support tube can be molded according to a further embodiment only partially with the plastic material. In order for parts of the support tube can be left exposed, for example, to use the properties of a metallic or solid surface.
Insbesondere kann das Stützrohr nur insofern mit dem Kunststoffmaterial umspritzt sein, dass sich das Kunststoffmaterial zwischen Stützrohr und Spulenanordnung sowie in Ausnehmungen des Stützrohrs befindet. Damit kann eine Oberfläche des Stützrohrs radial nach innen, also zum Anker hin, freiliegend bleiben.In particular, the support tube may be encapsulated with the plastic material only to the extent that the plastic material is located between the support tube and the coil arrangement and in recesses of the support tube. Thus, a surface of the support tube radially inward, ie towards the anchor, remain exposed.
Der Spulenkörper weist bevorzugt innenseitig eine Laufoberfläche für den Anker auf. Diese kann den Anker führen und stabilisieren. Sie ist bevorzugt abriebfest ausgebildet.The bobbin preferably has on the inside a running surface for the anchor. This can guide and stabilize the anchor. It is preferably formed abrasion resistant.
Die Laufoberfläche ist gemäß einer Ausführung vollständig durch das Kunststoffmaterial gebildet. Damit können die Eigenschaften des Kunststoffmaterials für die Laufoberfläche genutzt werden.The running surface is completely formed by the plastic material according to one embodiment. This allows the properties of the plastic material to be used for the running surface.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist die Laufoberfläche teilweise durch das Stützrohr und teilweise durch das sich in den Ausnehmungen des Stützrohrs befindliche Kunststoffmaterial gebildet. Damit können zumindest teilweise die Eigenschaften sowohl des Stützrohrs wie auch des Kunststoffmaterials genutzt werden.According to a further embodiment, the running surface is partially formed by the support tube and partly by the plastic material located in the recesses of the support tube. Thus, at least partially the properties of both the support tube and the plastic material can be used.
In dem Stützrohr ist bevorzugt eine Gleitfolie angeordnet, welche eine Laufoberfläche für den Anker bildet. Damit kann die Eigenschaft der Laufoberfläche unabhängig vom Stützrohr und vom Kunststoffmaterial definiert werden.In the support tube, a sliding film is preferably arranged, which forms a running surface for the anchor. Thus, the property of the running surface can be defined independently of the support tube and the plastic material.
Der Elektromagnet kann gemäß einer vorteilhaften Ausführung ferner eine Jochplatte aufweisen, in welche das Stützrohr eingepresst ist. Die Jochplatte kann das Stützrohr dabei insbesondere hinsichtlich seiner Position fixieren und halten.The electromagnet may according to an advantageous embodiment further comprise a yoke plate, in which the support tube is pressed. The yoke plate can fix and hold the support tube in particular with regard to its position.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Stützrohr magnetisch getrennt. Damit kann eine magnetische Optimierung erreicht werden.According to a development, the support tube is magnetically separated. Thus, a magnetic optimization can be achieved.
Gemäß einer Ausführung weist das Stützrohr einen Rohransatz mit Pohlrohreffekt auf. Damit kann eine magnetische und/oder mechanische Optimierung erreicht werden.According to one embodiment, the support tube has a pipe socket with Pohlrohreffekt. Thus, a magnetic and / or mechanical optimization can be achieved.
Das Kunststoffmaterial ist gemäß einer Ausführung fasergefüllt. Dies kann das Kunststoffmaterial stabilisieren. Es sei jedoch erwähnt, dass bei der Verwendung des Stützrohrs häufig weniger Fasern benötigt werden um eine gewünschte oder erforderliche Stabilität zu erreichen, als bei reiner Verwendung eines Kunststoffmaterials. Die Fasern können durch die Ausnehmungen des Stützrohrs verwirbelt werden. Bei den Fasern kann es sich insbesondere um Glasfasern handeln.The plastic material is fiber filled according to one embodiment. This can stabilize the plastic material. It should be noted, however, that when using the support tube, fewer fibers are often needed to achieve a desired or required stability than when using a plastic material alone. The fibers can be swirled through the recesses of the support tube. The fibers may in particular be glass fibers.
Das Stützrohr kann insbesondere mit einem Puzzle-Verschluss ausgebildet sein, um seine Form zu stabilisieren.The support tube may in particular be designed with a puzzle lock in order to stabilize its shape.
Mit den Ausnehmungen im Stützrohr kann auch der Magnetfluss gesteuert bzw. optimiert werden. Außerdem kann bei der Herstellung ein Fließweg reduziert werden und es kann eine effektive Wandstärke eingestellt werden.With the recesses in the support tube and the magnetic flux can be controlled or optimized. In addition, during production, a flow path can be reduced and an effective wall thickness can be set.
Für das Kunststoffmaterial kann beispielsweise PPS (Polyphenylensulfid) verwendet werden, was eine hohe Festigkeit ermöglicht. Es kann beispielsweise auch PA (Polyamid) verwendet werden, was gute Gleiteigenschaften ermöglicht. Auch andere Kunststoffe oder eine Mischung von Kunststoffen können jedoch verwendet werden.For the plastic material, for example, PPS (polyphenylene sulfide) can be used, which enables high strength. It can also be used, for example, PA (polyamide), which allows good sliding properties. However, other plastics or a mixture of plastics can also be used.
In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen: In the drawing, the invention is shown schematically in particular in one embodiment. Show it:
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.In the figures, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals and therefore, if not appropriate, will not be described again. The disclosures contained in the entire description are mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or identical component names transferable. Also, the position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to a new position analogous to the new situation. Furthermore, individual features or combinations of features from the illustrated and described different embodiments may represent for themselves, inventive or inventive solutions.
Der Elektromagnet
Innerhalb der Spulenanordnung
Der Elektromagnet
Innerhalb des Spulenkörpers
Zwischen dem Kern
Nachfolgend wird nun auf die Ausgestaltung des Spulenkörpers
Der Spulenkörper
In dem Stützrohr
Der Spulenkörper
Wie in den Figuren auch gut zu erkennen ist dringt das Kunststoffmaterial
Das Kunststoffmaterial
Durch die gezeigte Ausführung des Spulenkörpers
Insgesamt kann damit aufgrund einer Kunststofflagerung eine hohe Lebensdauer erreicht werden. Es können weniger warmfeste und reibverschleißoptimierte, kosten- und spritztechnisch günstigere Kunststoffe verwendet werden als bei einer Ausführung ohne Stützrohr
Es ergibt sich des Weiteren eine reduzierte Lagereinschnürung beim Wickeln durch Verarbeitungsschwindung. Dadurch kann eine erhöhte Präzision der Ankerlagerung erreicht werden.It also results in a reduced Lagerereinschnürung when winding by processing shrinkage. As a result, an increased precision of the armature bearing can be achieved.
Die Ausführung ist insbesondere sicherheitskonform aufgrund einer Armierung gegen Kollabieren der Ankerführung (Ankerklemmer). Es ist eine magnetische Trennung des Stützrohrs möglich. Dadurch kann ein verbesserter magnetischer Übergang ohne Kurzschluss erreicht werden.The design is particularly safety-compliant due to a reinforcement against collapse of the anchor guide (anchor clamp). It is possible a magnetic separation of the support tube. This allows an improved magnetic transition without short circuit can be achieved.
Des Weiteren ist die Herstellung gut automatisierbar, insbesondere wenn ein Handling für die weiter unten beschriebene Jochplatte bereits vorhanden ist.Furthermore, the production is easy to automate, especially if handling for the Joch plate described below already exists.
Dabei ist insbesondere zu erkennen, dass im Gegensatz zur Ausführung gemäß den
Des Weiteren weist der Elektromagnet
Mittels der Jochplatte
Die Ausführung mit einer Jochplatte gemäß den
Nachfolgend werden mögliche Merkmale des Vorschlages strukturiert wiedergegeben. Die nachfolgenden strukturiert wiedergegebenen Merkmale können beliebig untereinander kombiniert werden und können in beliebiger Kombination in die Ansprüche der Anmeldung aufgenommen werden. Dem Fachmann ist klar, dass sich die Erfindung bereits aus dem Gegenstand mit den wenigsten Merkmalen ergibt. Insbesondere sind nachfolgend vorteilhafte oder mögliche Ausgestaltungen, nicht jedoch die einzig möglichen Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.Below, possible features of the proposal are displayed in a structured manner. The following structured reproduced features can be combined with each other and can be included in any combination in the claims of the application. It is clear to the person skilled in the art that the invention already results from the article with the fewest features. In particular, below advantageous or possible embodiments, but not the only possible embodiments of the invention are shown.
Die Erfindung umfasst:
Einen Elektromagnet, mit einer Spulenanordnung (
An electromagnet, with a coil arrangement (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei der Spulenkörper (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei der Spulenkörper (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei die Laufoberfläche (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei die Laufoberfläche (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei in dem Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei der Elektromagnet (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Stützrohr (
Den vorstehend genannten Elektromagneten, wobei das Kunststoffmaterial (
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes. The claims now filed with the application and later are without prejudice to the attainment of further protection.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.If, on closer examination, in particular also of the relevant prior art, it appears that one or the other feature is beneficial for the purpose of the invention, but not crucial, it is of course already desired to have a formulation which is such a feature , in particular in the main claim, no longer having. Such a sub-combination is also covered by the disclosure of this application.
Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.It should further be noted that the embodiments and variants of the invention described in the various embodiments and shown in the figures can be combined with one another as desired. Here, one or more features are arbitrarily interchangeable. These feature combinations are also disclosed with.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features of the dependent claims.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Features which have been disclosed only in the description or also individual features from claims which comprise a plurality of features can at any time be taken over as being of essential importance for the purpose of differentiation from the prior art in the independent claim (s), even then, if such features have been mentioned in connection with other features or achieve particularly favorable results in connection with other features.
Claims (10)
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DE102016113135.0A DE102016113135A1 (en) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | electromagnet |
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2016
- 2016-07-15 DE DE102016113135.0A patent/DE102016113135A1/en active Pending
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