DE102017008549B4 - Elektromagnet - Google Patents
Elektromagnet Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017008549B4 DE102017008549B4 DE102017008549.8A DE102017008549A DE102017008549B4 DE 102017008549 B4 DE102017008549 B4 DE 102017008549B4 DE 102017008549 A DE102017008549 A DE 102017008549A DE 102017008549 B4 DE102017008549 B4 DE 102017008549B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- extension
- magnetic pole
- armature
- electromagnet
- yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1607—Armatures entering the winding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/081—Magnetic constructions
- H01F2007/085—Yoke or polar piece between coil bobbin and armature having a gap, e.g. filled with nonmagnetic material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Abstract
Elektromagnet mit mindestens einer Magnetspule (1), einem Magnetpol (2), einem Gehäuse (3), einer Jochscheibe (4), und einem Anker (6)dadurch gekennzeichnet, dassder Magnetpol (2) eine Verlängerung (7) aufweist, die den Anker (6) lagert und den Magnetfluss von der Jochscheibe (4) zum Anker (6) leitet,wobei in der Umgebung eines axialen Luftspalts (8) zwischen einer Stirnfläche (9) oder einem Absatz (15) des Ankers (6) und einer Konusfläche (10) des Magnetpols (2) die Verlängerung (7) eine Mehrzahl von radialen Durchbrüchen (11) aufweist, die hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Elektromagneten mehr als die Hälfte des Querschnitts der Verlängerung (7) ausmachen.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
- Stand der Technik:
- Elektromagnete mit axial beweglichem Anker sind bekannt, insbesondere sind auch den Ankerraum abdichtende Elektromagnete bekannt, bei denen der Anker in einem Röhrchen geführt ist.
- Derartige Röhrchen werden vorzugsweise zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses aus austenitischem Stahl hergestellt.
- Ebenfalls bekannt sind Abdichtungen des Ankerraums durch ein Polrohr mit eingelötetem, eingeschweißtem oder eingepresstem Zwischenteil aus magnetisch wenig leitendem Material, zum Beispiel aus Austenit oder Messing, wie beispielsweise die gattungsgemäße Druckschrift
US 4 539 542 A zeigt. Bekannt ist auch eine Ausführung der Ankerlagerung mit einteiligem ferritischem Polrohr, das in der Umgebung des Luftspalts einen erheblich verminderten Außendurchmesser aufweist, wie beispielsweise die DruckschriftDE 10 2016 001 059 A1 zeigt. - Schließlich ist es aus der Druckschrift
DE 10 2015 011 238 A1 bekannt, den Zwischenraum zwischen Magnetpol und Joch mit Kunststoff zu füllen. Aufgabe: - Es soll ein Elektromagnet beschrieben werden, der eine einteilige Führung des Ankers mit hoher Genauigkeit bietet, wobei ein guter Übergang des Magnetflusses von der Jochscheibe auf den Anker und eine geringe Kurzschlusswirkung um den axialen Luftspalt herum gefordert sind.
- Lösung:
- Die Aufgaben werden durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Der erfindungsgemäße Elektromagnet enthält mindestens eine Magnetspule, einen Magnetpol, ein Gehäuse, eine Jochscheibe und einen Anker.
- Dabei bilden der Magnetpol, das Gehäuse und die Jochscheibe den magnetischen Stator, und der axial bewegliche Anker vervollständigt den Magnetkreis.
- Der Magnetpol aus einem Material mit hoher magnetischer Leitfähigkeit weist eine Verlängerung auf, die den Anker lagert und die Weiterleitung des Magnetflusses von der Jochscheibe zum Anker verbessert.
- In der Umgebung des axialen Luftspalts zwischen der Stirnfläche des Ankers und der Konusfläche des Magnetpols weist die Verlängerung des Magnetpols eine Mehrzahl von radialen Durchbrüchen auf, die hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche mehr als die Hälfte des Querschnitts der Verlängerung ausmachen, vorzugsweise mehr als drei Viertel der genannten Querschnittsfläche, weiter vorzugsweise mehr als 85% der genannten Querschnittsfläche.
- Die Durchbrüche vermindern die magnetische Leitfähigkeit in der betreffenden Zone der Verlängerung erheblich, dadurch wird die magnetische Kurzschlusswirkung der Verlängerung über den axialen Luftspalt begrenzt.
- Vorteilhafterweise ist radial zwischen der Verlängerung oder einem Röhrchen und dem Anker eine Gleitfolie aus einem Kunststoff mit sehr geringem Reibungsbeiwert, zum Beispiel aus PTFE, angeordnet.
- Ebenfalls vorteilhafterweise wird die Verlängerung von dem Röhrchen umfasst, dass den Bewegungsraum des Ankers zur Umgebung des Elektromagneten hin abdichtet.
- In einer ersten Ausführung ist der äußere Durchmesser der Verlängerung des Magnetpols mit dem äußeren Durchmesser des Magnetpols bündig ausgeführt, wobei der Anker vorzugsweise einen Absatz aufweist, der passend zu dem Durchmesserunterschied zwischen dem inneren Durchmesser der Verlängerung und dem inneren Durchmesser des Magnetpols ausgeführt ist.
- In einer zweiten Ausführung ist der innere Durchmesser der Verlängerung des Magnetpols mit dem inneren Durchmesser des Magnetpols bündig ausgeführt, wobei der Anker in der Zone des Zusammenwirkens mit dem Magnetpol ungestuft ausgeführt ist.
- Vorteilhafterweise weist die Verlängerung in der Zone, in der sie von Durchbrüchen durchbrochen ist, eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Stegen auf.
- Die Durchbrüche und die Stege sind vorzugsweise so gestaltet, dass sie sich kostengünstig herstellen lassen. Beispielsweise sind die Stege jeweils von vier Flächen begrenzt, nämlich von einer inneren und einer äußeren Teilzylinderfläche und von zwei ebenen Flächen, wobei die inneren Teilzylinderflächen größer sind als die äußeren Teilzylinderflächen.
- Vorzugsweise ist die Jochscheibe radial durch die Verlängerung des Magnetpols nahezu spielfrei geführt, wobei zwischen der Jochscheibe und dem Gehäuse ein ausreichend großes radiales Spiel vorgesehen ist, das die Form- und Lagetoleranzen der beteiligten Bauteile ausgleicht.
- Alternativ dazu berührt bei einer radialen Führung der Jochscheibe durch die Verlängerung des Magnetpols und das Röhrchen die Jochscheibe das Gehäuse zunächst nur axial und ist stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden, wobei die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Jochscheibe erst nach dem Fügen der Jochscheibe auf die Verlängerung und das Röhrchen hergestellt ist.
- Beispielsweise weisen die Durchbrüche an ihren dem Magnetpol zugewandten Ende eine von der Rechteckform abweichende Form auf, die wegen der relativen örtlichen Vergrößerung des Materialquerschnitts der Stege die Kraftkennlinie des Magneten
mit der Kraft F, dem Strom I und dem Hub s,
entsprechend einer Auslegungsvorgabe beeinflussen.
Der Querschnitt ist an dem genannten Ende relativ zu dem mittleren Querschnitt vergrößert, wobei als mittlerer Querschnitt der Querschnitt in der Mitte der Länge der Stege gelten soll. - In einem Beispiel ist die Form der radialen Durchbrüche an ihren dem Magnetpol zugewandten Ende so gestaltet, dass wegen der relativen Vergrößerung des Materialquerschnitts der Stege die Kennlinie des Elektromagneten so beeinflusst wird, dass die Kraft des Elektromagneten in dem Wegabschnitt, der dem Magnetpol zugewandt ist, von dem Hub des Ankers soweit wie möglich unabhängig ist, wobei die genannte Vergrößerung der Stege durch Versuche oder Simulationen ermittelt wird.
- Es können auch andere Verläufe der Magnetkraft durch die Gestaltung des Übergangs von den Stegen zu dem Magnetpol eingestellt werden, beispielsweise ein linear ansteigender oder ein linear abfallender Verlauf.
- Anwendung:
- Die beschriebenen Ausführungen von Elektromagneten werden als Schalt- oder Regelmagnete zur Betätigung von Ventilen, Dosierpumpen oder Kupplungen verwendet, aber auch andere Anwendungen sind nicht ausgeschlossen.
- Bilder und beispielhafte Ausführung:
-
1 zeigt in einem Schnittbild mit zwei Detailbildern einen erfindungsgemäßen Elektromagneten in einer ersten Ausführung mit einer Magnetspule (1), einem Magnetpol (2), einem Gehäuse (3), einer Jochscheibe (4), und einem Anker (6). - Der Magnetpol (2) weist eine Verlängerung (7) auf, die den Anker (6) lagert und den Magnetfluss von der Jochscheibe (4) zum Anker (6) leitet.
- Dabei enthält die Verlängerung (7) in der Umgebung des axialen Luftspalts (8) zwischen der Stirnfläche (9) des Ankers (6) und der Konusfläche (10) des Magnetpols (2) eine Mehrzahl von radialen Durchbrüchen (11), die hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche mehr als die Hälfte des Querschnitts der Verlängerung (7) ausmachen.
- Radial zwischen dem Anker (6) und der Verlängerung (7) ist eine Gleitfolie (12) angeordnet.
- Zur Abdichtung des Ankerraums wird die Verlängerung (7) vorteilhafterweise von einem Röhrchen (5) umschlossen.
- In einer bevorzugten Ausführung gemäß
1 ist der äußere Durchmesser der Verlängerung (7) des Magnetpols (2) mit dem äußeren Durchmesser (13) des Magnetpols (2) bündig ausgeführt, wobei der Anker (6) vorzugsweise einen Absatz (15) aufweist, passend zu dem Durchmesserunterschied zwischen dem inneren Durchmesser der Verlängerung und dem inneren Durchmesser des Magnetpols. - In einer anderen Ausführung gemäß
2 ist der innere Durchmesser der Verlängerung (7) des Magnetpols (2) mit dem inneren Durchmesser (14) des Magnetpols (2) bündig ausgeführt, wobei der Anker in der Zone des Zusammenwirkens mit dem Magnetpol (2) ungestuft ausgeführt ist. - Die Verlängerung (7) weist vorzugsweise in der Zone, in der sie von radialen Durchbrüchen (11) durchbrochen ist, eine Mehrzahl von Stegen (16) auf. Weiter vorzugsweise sind die Stege (16) jeweils von mindestens vier Flächen begrenzt, nämlich von einer inneren und einer äußeren Teilzylinderfläche (17, 18) und von zwei ebenen Flächen (19, 20).
- Die Jochscheibe (4) wird vorteilhafterweise radial durch die Verlängerung (7) des Magnetpols (2) geführt, wobei zwischen der Jochscheibe (4) und dem Gehäuse (3) ein für den Ausgleich der Toleranzen ausreichendes radiales Spiel (21) vorgesehen ist.
- In einer anderen nicht dargestellten Ausführung wird die Jochscheibe (4) auch radial durch die Verlängerung (7) des Magnetpols (2) und, soweit vorgesehen, das Röhrchen (5) geführt, aber die Jochscheibe (4) berührt das Gehäuse (3) zunächst nur axial und ist stoffschlüssig mit dem Gehäuse (3) verbunden, wobei die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse (3) und der Jochscheibe (4) erst nach dem Fügen der Jochscheibe (4) auf die Verlängerung (7) und das Röhrchen (5) hergestellt ist.
- Die radialen Durchbrüche (11) weisen an ihren dem Magnetpol (2) zugewandten Ende eine von der Rechteckform abweichende Form auf, mit der die Kraftkennlinie des Elektromagneten beeinflusst wird.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Magnetspule
- 2
- Magnetpol
- 3
- Gehäuse
- 4
- Jochscheibe
- 5
- Röhrchen
- 6
- Anker
- 7
- Verlängerung
- 8
- Luftspalt
- 9
- Stirnfläche
- 10
- Konusfläche
- 11
- Durchbruch
- 12
- Gleitfolie
- 13
- Äußerer Durchmesser
- 14
- Innerer Durchmesser
- 15
- Absatz
- 16
- Steg
- 17
- Teilzylinderfläche
- 18
- Teilzylinderfläche
- 19
- Ebene Fläche
- 20
- Ebene Fläche
- 21
- Radiales Spiel
Claims (9)
- Elektromagnet mit mindestens einer Magnetspule (1), einem Magnetpol (2), einem Gehäuse (3), einer Jochscheibe (4), und einem Anker (6) dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetpol (2) eine Verlängerung (7) aufweist, die den Anker (6) lagert und den Magnetfluss von der Jochscheibe (4) zum Anker (6) leitet, wobei in der Umgebung eines axialen Luftspalts (8) zwischen einer Stirnfläche (9) oder einem Absatz (15) des Ankers (6) und einer Konusfläche (10) des Magnetpols (2) die Verlängerung (7) eine Mehrzahl von radialen Durchbrüchen (11) aufweist, die hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Elektromagneten mehr als die Hälfte des Querschnitts der Verlängerung (7) ausmachen.
- Elektromagnet nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Anker (6) und der Verlängerung (7) eine Gleitfolie (12) angeordnet ist. - Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7) von einem den Bewegungsraum des Ankers (6) abdichtenden Röhrchen (5) umfasst ist.
- Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser der Verlängerung (7) des Magnetpols (2) mit dem äußeren Durchmesser (13) des Magnetpols (2) bündig ausgeführt ist..
- Elektromagnet nach einem der
Ansprüche 1 ,2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser der Verlängerung (7) des Magnetpols (2) mit dem inneren Durchmesser (14) des Magnetpols (2) bündig ausgeführt ist, wobei der Anker in der Zone des Zusammenwirkens mit dem Magnetpol (2) ungestuft ausgeführt ist. - Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (7) in der Zone, in der sie von radialen Durchbrüchen (11) durchbrochen ist, eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Stegen (16) aufweist.
- Elektromagnet nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (16) jeweils von mindestens vier Flächen begrenzt sind, nämlich von einer inneren und einer äußeren Teilzylinderfläche (17, 18) und von zwei ebenen Flächen (19, 20). - Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochscheibe (4) radial durch die Verlängerung (7) des Magnetpols (2) geführt ist, wobei zwischen der Jochscheibe (4) und dem Gehäuse (3) ein für den Ausgleich der Toleranzen ausreichendes radiales Spiel (21) vorgesehen ist.
- Elektromagnet nach einem der
Ansprüche 3 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Jochscheibe (4) radial durch die Verlängerung (7) des Magnetpols (2) und das Röhrchen (5) geführt ist, wobei die Jochscheibe (4) stoffschlüssig mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, und wobei die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse (3) und der Jochscheibe (4) erst nach dem Fügen der Jochscheibe (4) auf die Verlängerung (7) und das Röhrchen (5) hergestellt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017008549.8A DE102017008549B4 (de) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Elektromagnet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017008549.8A DE102017008549B4 (de) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Elektromagnet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017008549A1 DE102017008549A1 (de) | 2019-03-14 |
DE102017008549B4 true DE102017008549B4 (de) | 2023-08-10 |
Family
ID=65441217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017008549.8A Active DE102017008549B4 (de) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Elektromagnet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017008549B4 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4539542A (en) | 1983-12-23 | 1985-09-03 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
EP0288216A1 (de) | 1987-04-15 | 1988-10-26 | Eaton S.A.M. | Elektrische Flüssigkeitspumpe |
DE102015011238A1 (de) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Thomas Magnete Gmbh | Elektromagnet und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102016001059A1 (de) | 2016-01-30 | 2017-08-03 | Thomas Magnete Gmbh | Elektrohydraulisches Ventil und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
2017
- 2017-09-12 DE DE102017008549.8A patent/DE102017008549B4/de active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4539542A (en) | 1983-12-23 | 1985-09-03 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
EP0288216A1 (de) | 1987-04-15 | 1988-10-26 | Eaton S.A.M. | Elektrische Flüssigkeitspumpe |
DE102015011238A1 (de) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Thomas Magnete Gmbh | Elektromagnet und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102016001059A1 (de) | 2016-01-30 | 2017-08-03 | Thomas Magnete Gmbh | Elektrohydraulisches Ventil und Verfahren zu seiner Herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017008549A1 (de) | 2019-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1559936B1 (de) | Magnetventil | |
DE2034213C3 (de) | Magnetdichtung zur Abdichtung von Dichtungsspalten | |
EP3280905B1 (de) | Gaseinblasventil zum steuern eines fluidstroms | |
DE102006011078A1 (de) | Hubmagnet sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
WO2009100820A2 (de) | Betätigungsmagnet | |
DE60217252T2 (de) | Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine | |
DE102008005586A1 (de) | Elektromagnetisch zu betätigendes Ventil | |
DE102005049663A1 (de) | Elektromagnet | |
DE102007029807B4 (de) | Polrohr und Betätigungsmagnet mit einem derartigen Polrohr | |
DE102009043320B4 (de) | Elektrohydraulisches Ventil | |
DE102015223972A1 (de) | Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung | |
DE102018132518A1 (de) | Langhub-Linearmagnet | |
WO2015197391A1 (de) | Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager | |
DE102017008549B4 (de) | Elektromagnet | |
DE102015225316A1 (de) | Aktuator zur Betätigung einer Reibkupplung | |
DE102018222610A1 (de) | Elektromagnetische Betätigungseinrichtung | |
EP3262311B1 (de) | Aktuator zur betätigung einer reibkupplung | |
DE102007033060B4 (de) | Magnetventil mit axial einstellbarem Abstand zwischen Polkern und Rückschlussplatte | |
DE102013220047B4 (de) | Hydraulikventil | |
DE102019135027B3 (de) | Gerätekomponente für eine magnetorheologische Bremseinrichtung mit Temperaturausgleich | |
DE102008061414B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, sowie nach dem Verfahren hergestellte Betätigungsvorrichtung | |
DE102016108071A1 (de) | Hydraulikventil | |
DE102017212450A1 (de) | Proportionaldruckreduzierventil mit Sitzventil | |
DE102015007705B4 (de) | Elektromagnetischer Aktuator und Verfahren zum Betrieb des Aktuators | |
DE102008047364B4 (de) | Hubmagnet mit Lagerung des Hubankerkolbens im Magnetgehäuse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |