DE1958149C3 - Tauchanker-Hubmagnet sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchanker-Hubmagnet, bei welchem innerhalb eines außen geschlossenen Eisenkreises und einer darin enthaltenen Spule der feste Arbeitspol einem beweglichen Tauchanker gegenübersteht, mit einem aus Stanzteilchen gebildeten äußeren Magnetkreis sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Ein derartiger Tauchanker-Hubmagnet ist aus dem DE-GM 19 68 696 bekannt und kann zum Heben von Lasten, zur Betätigung von Ventilen, zum Verstellen hydraulischer Schieber u. dgl. verwendet werden. Er kann je nach Ausführungsform sowohl trocken laufend als auch druckdicht mit Flüssigkeit bzw. öl gefüllt betrieben werden.

Der Wirkungsgrad derartiger Tauchanker-Hubmagnete hängt entscheidend davon ab, wie vollständig der äußere magnetische Kreis geschlossen ist, damit möglichst viele Kraftlinien für den Arbeitsluftspalt zur Verfügung stehen.

Ferner wird gefordert, daß das Volumen voll mit Eisen und Kupfer ausgefüllt ist, so daß bei dem Aneinanderreihen mehrerer Magnete möglichst wenig n» Raum verloren geht Die Montage an Maschinen, Hydraulikschiebern u. dgl. soll bequem und rasch zu bewerkstelligen sein.

Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind insbesondere mil Gleichstrom betriebene Magnetsystemc bekunri! ■ geworden, deren Gehäuse aus Eisenteileii bestehen, die im Kalt-Fließ-Preßvei fahren hergestellt sind. Es kimimen hierfür topfförmige Gebilde in Betracht, die aus einem festen Pol, Polhülsen, stirnseitigen Flanschen und einem äußeren Mantel bestehen. Es werden entweder zwei ähnliche Teile ineinander gepaßt und über der Spule zusammengepreßt oder der hochgezogene Topf erhält einen eingepreßten Flansch mit dem Gegenpol ais Deckel.

Aus dem DE-GM 19 68 696 ist es über den Oberbegriff des Anspruches 1 hinaus bekannt, auf eine erste Polhülse und eine zweite Polhülse jeweils Flanschbleche aufzupressen. Aus der CH-PS 4 34 466 ist ein Tauchanker-Hubmagnet bekannt, dessen Magnetspule allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff vollständig umschlossen ist Aus der DE-OS 14 89 975 ist es bekannt, Flanschbleche miteinander durch flache, U-förmig oder L-förmig gebogene Statorbleche zu verbinden. Aus der DE-OS i4 64 883 ist es bekannt, eine erste Polhülse mit einer zweiten Polhülse durch gestanzte Bügel zu verbinden. Aus der DE-AS 12 95 690 ist ein äußerer Magnetkreis aus schachteiförmig ausgeführten Bügeln bekannt

Der Nachteil der bekannten Bauarten besteht darin, daß bei der Eauform aus Kaltfließpreßteilen diese mit großer Genauigkeit zerspanend bearbeitet und ineinandergefügt werden müssen. Die Wandstärken sind teilweise durch das Herstellungsverfahren und nicht durch die optimalen magnetischen Erfordernisse bedingt. Die Kaltfließrohrteile können nicht auf Stangendrehmaschinen vollautomatisch bearbeitet werden, sondern müssen von mehreren Seiten auf Revolverdrehmaschinen oder ähnlichen Einrichtungen zerspant werden. Eine moderne rechteckige oder quadratische Formgestaltung ist nur mit großen Schwierigkeiten zu realisieren.

Bei der Bauweise aus Stanzteilen ergeben sich an den notwendigen Stoßstellen der Fugen schädliche magnetische Widerstände, welche den Wirkungsgrad entscheidend herabmindern. Insbesondere bei großen Magneten tritt dieser Mangel dadurch verstärkt auf, daß an den starken Teilen schräge Bruchflächen auftreten, woraus sich erhebliche Luftspalte herleiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit kostengünstig hergestellten Stanzteilen den äußeren Eisenkreis von Tauchankermagneten auf herstellungstechnisch einfache Weise aufbauen zu können und dabei ebenso gute oder bessere Wirkungsgrade der Tauchankermagnete zu erreichen, als sie von den teueren, durch zerspanende Bearbeitung hergestellten Magnetsystemen bekannt sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Tauchanker-Hubmagneten der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Stanzteile des äußeren Magnetkreises miteinander verschweißt sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Magnetspule allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff vollständig umgeschlossen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind auf eine erste Polhülse und eine zweite Polhülse jeweils Flanschbleche aufgepreßt, die miteinander durch flache, U-förmige oder L-förmig gebogene Statorbleche magnetisch gut leitend verschweißt sind. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist eine erste Polhülse mit einer /weiten Polhülse durch gestanzte, angeschweißte Bügel verbunden.

Gemäß 1 iner Weiterbildung der Erfindung besteht ein Verfahren /in Herstellung hierbei darin, daü die Bügel zuik.'.'hsi halbgeöffnet vorgeformt, in diesem Zustand an die zweite Polhülse angeschweißt, nach Einführen der Magnetspule zusammengebogen und

danach mit der ersten Polhülse verschweißt werden. Die Bügel sind dabei gemäß einer Weiterbildung der Erfindung schachtel- oder U-förmig ausgeführt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen besonders darin, daß einerseits für die zentralen Partien auf Stangenautomaten billig herstellbare Drehteile und andererseits für die Flansche bzw. den äußeren Mantel grob tolerierte Stanzteile durch Schweißautomaten zu guten magnetischen Kreisen verbunden werden.

Ferner ist es möglich, Tauchaiiker-Hubmagnete, die im nachfolgenden in verschiedener Ausführung beschrieben werden, mit den modernen Schweißtechniken, wie Widerstandsschweißung oder Schutzgasschweißen halb- oder vollautomatisch zu fertigen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Ausführung.beispiels, F i g. 2 den dazugehörenden Querschnitt,

F i g. 3 einen Querschnitt in einer anderen Bauform,

Fig.4 einen Längsschnitt einer abgeänderten Bauweise.

Die Fig.5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 veranschaulichen charakteristische Einzelteile des Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Allen Bauformen gemeinsam ist eine Magnetspule 1, welche auf einem Spulenkörper 2 aufgebracht und allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff 3 umschlossen ist. Die Anschlüsse können entweder durch eingepreßte Leitungen oder wie in den F i g. 1 und 4 dargestellt, über Kontaktzungen 4 herbeigeführt werden.

Der Tauchanker 5 ist mit einer nichtmagnetisierbaren Schicht 6 in bekannter Weise umgeben, damit er nicht unmittelbar an der Polhülse 7 anliegt. Er arbeitet gegen den festen Pol 8, welcher seinerseits von der Polhülse 9 umgeben ist Letztere kann an ihrem oberen Ende so abgeschrägt bzw. gestaltet sein, daß eine gewünschte Hub-Kraft-Kennlinie erreicht wird. Handelt es sich um ein druckdichtes System, wie in vorliegendem Falle, so ist ein Distanzstück 10 aus nichttiagnetisierbarem Material zwischen die ferritische Polhülse 7 und die aus gleichem Werkstoff bestehende Polhülse 9 druckdicht gelötet. Ein Stößel U ist durch eine Bohrung 12 des festen Pols 8 geführt und in den Tauchanker 5 so eingepreßt, daß eine nutzbare Kraft nach außen übertragen werden kann. Wird das Sysnm mit Flüssigkeit, beispielsweise mit öl, gefüllt, so ist es zweckmäßig, den Tauchanker 5 mit einer Nut 13 und den festen Pol 8 mit einer Bohrung 14 zu versehen. In einem Deckel 15 befindet sich eine elastische Dichtung, beispielsweise in Form des O-Ringes 16, welcher gegen die Polhülse 7 abdichtet. Vier in den Deckel eingelassene Schrauben 17 ragen in den sich außerhalb der Magnetspule 1 ergebenden Ecken durch das gesamte Magnetsystem und dienen dazu, es an einer Befestigungsplatte gegen einen hydraulischen Schieber oder in anderer Art beliebig zu befestigen. Der O-Ring 18 an der Unterseite des Systemes dient ebenfalls der Abdichtung.

Bei der Bauweise gemäß den F i g. 1 bis 3 sind auf die Polhülse 7 bzw. auf die Polhülse 9 jeweils 3 gestanzte Flanschbleche 21 aufgepreßt. Diese weisen eine runde Bohrung auf und sind außen quadratisch bzw. rechteckig. Das untere Flanschblech 21 kann etwas angesenkt sein, damit der G-Ring 18 einwandfrei abdichtet.

Der äußere Rückschluß wird entweder durch die beiden prismatisch gebogenen Statorbleche 22, F i g. 2, oder durch die U-förmig gestalteten Statorbleche 23, F i g. 3, gebildet Während die erstgenannte Version den Vorzug hat, daß beim Anlegen keine Toleranzen durch die prismatische Form auftreten, ergibt das zweite in Fig.3 dargestellte Ausführungsbeispiel gleichartig verrundete Ecken.

Der Zusammenbau des Magnetsystems bzw. der gute magnetische Rückschluß erfolgen durch Verschweißen

ίο der Statorbleche 22 bzw. 23 mit den Flanschblechen 21. Hierfür kommen Widerstandsschweißverfahren sowie Schutzgasschweißmethoden in Betracht Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß relativ wenig Wärme entsteht so daß der mit Kunststoff 3 umgebene Spulenkörper 2 betriebstüchtig bleibt

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 entfallen die Flanschbleche 21. Der äußere Rückschluß wird durch gestanzte Bügel 24 gebildet wie diese in den F i g. 5 bis U in verschiedenen Formen beispielsweise dargestellt sind. Je nach Größe und Bauweise des Magnetsystems sind vielerlei Lösungen denkbar.

Die aus einem Stück hergestellten Bügel nach F i g. 5 und 6 stellen eine besonders wirtschaftliche Lösung dar. Jeweils zwei gleiche Teile werden um 90° versetzt in halbgeschlossener Form zunächst einseitig auf der Polhülse 7 oder auf der Polhülse 9 angeschweißt. Um den magnetischen Rückschluß noch besser zu gestalten und um eine ebene Montagefläche sicherzustellen, kann es vorteilhaft sein, ein Abdeckblech 19 aus ferritischem Material unter den Bügel 24, F i g. 4, anzubringen.

Nachdem ein oder mehrere gemäß F i ε. 5 und 6 gestaltete Bügel sowie das Abdeckblech 19 an der Polhülse 9 angeschweißt sind, wird die Magnetspule 1 über die mit der Polhülse 9 verlöteten Teile, Polhülse 7 und Distanzstück 10 geschoben.

Alsdann werden die offenen Bügelenden soweit zusammengedrückt daß die Radien 25, Fig.6, mit der Polhülse 7 den erforderlichen Schweißspalt ergeben. Jeweils an den Ecken sind die Aussparungen 26 vorgesehen, damit die Schrauben 17 parallel zu der Längsachse an der Spule vorbei durch das Magnetsystem geführt werden können. Ein Fenster 27 dient zum Herausführen der Kontaktzungen 4.
Es kann vorteilhaft sein, zwischen den oberen Flansch der Magnetspule 1 und den Bügel 24 eine Isolierscheibe 28, Fig.4, und eventuell darüber noch eine polierte Strahlungsscheibe zu legen, damit die beim Herstellen der Schweißstelle 29, F i g. 4, entstehende Wärme von der Spule abgehalten wird.

Das Bügelsystem nach F i g. 7 besteht aus zwei gleichen oder ähnlichen schachteiförmigen Gebilden, die ineinandergesteckt und verschweißt werden. Man geht zweckmäßigerweise hier ebenfalls wie oben beschrieben vor, indem der erste Bügel zunächst an der Polhülse 9 mittels der Schweißstelle 30 befestigt wird. Alsdann wird die Magnetspule 1 eingeführt und der zweite Bügel an der Polhülse 7 durch Schweißung verbunden. Es sind dann noch jeweils zwei Längsnähte an den Stellen 31, F i g. 7, herzustellen.

W' Ähnlich ist die Konstruktion Fig.8, wie aus der isometrischen Darstellung zu erkennen ist. Auch hier werden zwei gleiche oder ähnliche Bügei übereinandergeschoDen und an der Polhülse 7 bzw de: Poihülse 9 angeschweißt.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9, 10 und 11 ist dem Ausführungsbeispiel pemäß F i f. 5 und F i g. 6 insofern ähnlich, als hierbei zwei oder mehrere gleichartige, einfach herzustellende Stanzteile vcrwen-

det werden. Die Radien 25 bzw. das Fenster 27 entsprechen ebenfalls denen von F i g. 5 und F i g. 6. Bei dieser Konstmktionsforni wird die Spule zuerst über die miteinander verlötueii Teile Polhülse 7, Distanzstück tO und !\>!h"lse 9 geschoben. Alsdann werden die LF fennigen Bügel 32, Fig.9, auf den richtigen SchweiBspalt mit einer Vorrichtung gehalten und mit der Polhülse 7 bzw. der Polhülse 9 magnetise leitend verbunden.

Die Montage des Tauchankers 5, der O-Ringe 1 18, des Deckels 15 sowie der Schrauben 17 dürfte den F i g. 1 und 4 ebenso hervorgehen wie die bek Wirkungsweise derartigen Majrnctsystemc.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Tauchanker-Hubmagnet, bei welchem innerhalb eines außen geschlossenen Eisenkreises und einer darin enthaltenen Spule der feste Arbeitspol einem beweglichen Tauchanker gegenübersteht, mit einem aus Stanzteilen gebildeten äußeren Magnetkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzteile (21, 22, 23, 24, 32) des äußeren Magnetkreises miteinander verschweißt sind. ι ο

2. Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (1) allseitig mii temperaturbeständigem Kunststoff (3) vollständig umschlossen ist

3. Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine erste Polhiüse (7) und eine zweite Polhülse (9) jeweils Flanschbleche (21) aufgepreßt sind, die miteinander durch flache. U-förmig oder L-förmig gebogene Statorbleche (22, 23) magnetisch gut leitend verschweißt sind.

4. Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Polhülse (7) mit einer zweiten Polhülse (9) durch gestanzte, angeschweißte Bügel (24) verbunden ist.

5. Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (24, 32) Schachtel- oder U-förmig ausgeführt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Tauchanker-Hubmagneten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (24) zunächst halbgeöffnet vorgeformt, in diesem Zustand an die zweite Polhülse (9) angeschweißt, nach Einführen der Magnetspule (1) zusammengebogen und danach mit der ersten Polhülse (7) verschweißt werden.