DE19716517A1

DE19716517A1 - Electromagnet esp. for automotive industry

Info

Publication number: DE19716517A1
Application number: DE1997116517
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Petri; Edwin Dipl Ing Kreuzberg; Michael Ermert
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: DE19716517B4

Abstract

The electromagnet has a housing (1) contg. At least one magnetic coil (5) and an armature (21) with a central bore which can move within the housing. The rod (7) of a piston (4), which is made of a plastic with a solid lubricant, performs control functions and serves to support the piston. The rod is moulded from plastic and can be mounted directly in the magnetic pole without a separate bearing. Alternatively, the rod can be mounted in a slide bearing of relatively soft material, e.g. a composite material or brass.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem mit minde stens einer Magnetspule ausgestatteten Gehäuse, in dem ein mit einer zentralen Bohrung versehener Anker verschiebbar gehalten ist, durch dessen Kolben auf seiner ganzen Länge eine Stange greift, die aus Kunststoff besteht, wobei die Stange beispielsweise als Stößel die Ausführung von Steuervorgängen bewirkt und zur Lagerung des Kolbens dient.The invention relates to an electromagnet with a mind least a magnetically equipped housing in which a with a central bore provided anchor is slidably held by the entire length of its piston grips a rod that extends out Plastic is made, the rod, for example, as a plunger Execution of control processes and for bearing the piston serves.

Aus der EP-PS 0 576 813 ist ein derartiger Elektromagnet mit einem Anker bekannt, dessen Stange aus Kunststoff besteht. Diese Anker werden üblicherweise lediglich im Bereich des Kolbens, nicht jedoch im Bereich der Stange gelagert. Für nicht sehr präzise Schaltvor gänge reicht diese Lagerung aus. Die Hysterese derartiger Elek tromagnete ist jedoch verhältnismäßig schlecht. Eine Lagerung im Bereich der Stange ist nicht ratsam, da diese aus glasfaserver stärktem Kunststoff besteht, welcher so hart ist, daß bekannte Lager, die beispielsweise aus Verbundwerkstoffen, Messing, Magnet stahl usw. bestehen, aufgrund des Verschleißes zerstört werden.From EP-PS 0 576 813 such an electromagnet with a Anchor known, the rod of which is made of plastic. These anchors are usually only in the area of the piston, but not stored in the area of the rod. For not very precise switching this storage is sufficient. The hysteresis of such elec tromagnete is however relatively bad. Storage in Area of the rod is not advisable, as this is made of fiberglass reinforced plastic, which is so hard that known Bearings made, for example, of composite materials, brass, magnet steel etc. exist, can be destroyed due to wear.

Soll eine gute Hysterese erreicht werden, so werden bisher noch immer Anker verwendet, die eine Stange aus Metall aufweisen und die am Kolben und an der Stange gelagert sind. Hier können Lager aus Verbundwerkstoffen oder Messinglager eingesetzt werden. Die Her stellung derartiger Anker ist jedoch vergleichsweise relativ teuer. So far, if a good hysteresis is to be achieved always uses anchors that have a metal rod and that are mounted on the piston and on the rod. Here can stock out Composite materials or brass bearings can be used. The Her Position of such anchors is comparatively expensive, however.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Elektromagneten der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen Anker mit einer Stange aus einem Kunststoff aufweist und der mit im Magnetgehäuse ausgebil deten Lagern zusammenwirkt und dennoch der im Automobilbau üblichen Dauerbelastung standhält.The invention is based on the task of an electromagnet to create an anchor with a rod has made of a plastic and which is formed in the magnet housing interacts with other bearings and yet the usual one in automotive engineering Withstands constant loads.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff mit einem Festschmierstoff versehen ist. Durch die Beimischung eines Festschmierstoffes in das Kunststoffmaterial wird erreicht, daß die Kunststoffstange nur einen sehr geringen Verschleiß des Lagers bewirkt.The object is achieved in that the plastic is provided with a solid lubricant. By adding a Solid lubricant in the plastic material is achieved that the Plastic rod only very little wear on the bearing causes.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die aus Kunststoff gespritzte Stange direkt ohne separates Lager im Magnetpol oder in einem Gleitlager aus einem üblichen Material wie beispielsweise Verbundwerkstoff oder Messing gelagert ist.It has proven to be advantageous if the plastic injection molded rod directly without a separate bearing in the magnetic pole or in a plain bearing made of a common material such as Composite or brass is stored.

In vorteilhafter Weise kann der Anker eine Bauchlagerstelle aus Kunststoff aufweisen, die zusammen mit der Kunststoffstange um den Kolben herum gespritzt ist, da hierdurch ein separates Bauchlager entfallen kann.The anchor can advantageously be a abdominal support point Have plastic that together with the plastic rod around the Piston is sprayed around, as this creates a separate abdominal bearing can be omitted.

Ein Druckausgleich zwischen dem Raum vor und hinter der Lagerstelle läßt sich erreichen, wenn die Kunststoffstange mit Profilierungen gespritzt ist.A pressure equalization between the space in front of and behind the bearing point can be achieved if the plastic rod with profiles is injected.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn zwei Halteflansche an die Stange angespritzt sind, die den Kolben axial halten und gleichzei tig als Antiklebscheibe dienen.Another advantage is achieved when two holding flanges on the Injection molded rod that hold the piston axially and at the same time serve as an anti-adhesive disc.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stange eine Ver drehsicherung aufweist, wobei der Kolben erfindungsgemäß axial gerichtete Vertiefungen aufweisen kann, in die entsprechende Rippen der Stange als Verdrehsicherung eingreifen. It has proven to be advantageous if the rod has a ver Has anti-rotation, the piston according to the invention axially may have directed depressions in the corresponding ribs engage the rod as an anti-twist device.

Ein Radialspiel zwischen Kolben und Ankerstange läßt sich verhin dern, wenn mindestens eine Seite des Kolbens eine konzentrisch verlaufende Nut aufweist, in die eine entsprechende Ausformung eines Halteflansches eingreift.A radial play between the piston and the anchor rod can be prevented unless at least one side of the piston is concentric has extending groove into which a corresponding shape of a Holding flange engages.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on Darge in the drawing presented embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Elek tromagneten, Fig. 1 shows a section through an inventive tromagneten Elek,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Ankers mit Kunststoff als Bauchlagerstelle, Fig. 2 shows a section through a further embodiment of an anchor according to the invention with plastic as abdominal bearing point,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Anker im Bereich der Stangenlagerstelle des Elektromagneten gemäß Fig. 2 vor dem vorderen Halteflansch und Fig. 3 is a cross-sectional view of the anchor in the region of the rod bearing point of the electromagnet of FIG. 2 in front of the front support flange and

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Anker des Elektromagne ten gemäß Fig. 2 im Bereich der Bauchlagerstelle vor dem hinteren Halteflansch. Fig. 4 shows a cross section through the anchor of the Elektromagne th of FIG. 2 in the region of the abdominal bearing in front of the rear retaining flange.

In der Fig. 1 ist ein Elektromagnet im Längsschnitt dargestellt, der ein Gehäuse 1 aufweist, das auf der einen Seite ein Magnetpol 2 umfaßt. Auf der dem Magnetpol 2 gegenüberliegenden Seite ist eine Hubbegrenzung 3 als Anschlag für einen Anker 21 in das Gehäuse 1 eingeschoben. Durch Verstemmung der Wandung des Gehäuses 1 im Bereich der Hubbegrenzung 3 wird diese und damit der gesamte Elek tromagnet gehalten. In das Gehäuse 1 ist eine den Anker 21 umgrei fende Magnetspule 5 sowie die den Magnetkreis schließende Joch scheibe 18 eingebracht. Die elektrischen Anschlüsse der Magnetspule 5 sind an einen Stecker 6 geführt.In Fig. 1, an electromagnet is shown in longitudinal section, which has a housing 1 which comprises a magnetic pole 2 on one side. On the side opposite the magnetic pole 2 , a stroke limiter 3 is inserted into the housing 1 as a stop for an armature 21 . By caulking the wall of the housing 1 in the region of the stroke limitation 3 , this and thus the entire elec tromagnet is held. In the housing 1 is an armature 21 umgrei fende solenoid 5 and the magnetic circuit closing yoke disk 18 is introduced. The electrical connections of the solenoid 5 are connected to a plug 6 .

Ein Kolben 4 ist mit einer Stange 7 versehen, die aus einem einen Festschmierstoff aufweisenden Kunststoff besteht. Dabei kann die Kunststoffstange 7 als Stößel für mechanische Betätigungen oder hydraulische Steuervorgänge dienen. Durch die Verwendung eines einen Festschmierstoff aufweisenden Kunststoff kann die Stange 7 in einem Gleitlager 8 aus beliebigen, also auch aus einem relativ weichen Material, beispielsweise aus Verbundswerkstoff oder Messing geführt sein. Die Stange 7 kann aber auch direkt im Magnetpol 2 ohne ein separates Gleitlager 8 gelagert sein.A piston 4 is provided with a rod 7 , which consists of a plastic having a solid lubricant. The plastic rod 7 can serve as a plunger for mechanical operations or hydraulic control processes. By using a plastic having a solid lubricant, the rod 7 can be guided in a slide bearing 8 from any, ie also from a relatively soft material, for example from composite material or brass. The rod 7 can also be mounted directly in the magnetic pole 2 without a separate slide bearing 8 .

Da die Stange 7 in dem Gleitlager 8 geführt ist, dient sie neben der Steuerungsfunktion gleichzeitig als Lagerstange für den Kolben 4. In der Hubbegrenzung 3 des Elektromagneten ist eine Lagerbuchse 9 als Bauchlager für den Kolben 4 eingelegt. Die Stange 7 weist in ihrem mittleren Bereich einen vorderen Halteflansch 10 auf, der den Kolben 4 auf der einen Seite hält und gleichzeitig ein Kleben beim Abfall des Kolbens 4 verhindert. Das rückwärtige Ende der Stange 7 weist einen hinteren Halteflansch 11 auf, der den Kolben 4 umgreift. Die Stange 7 ist axial von einem zylindrischen Ausgleichskanal 12 durchzogen. An dem Gehäuse 1 des Elektromagneten ist eine Flansch 13 zur Befestigung desselben angebracht.Since the rod 7 is guided in the slide bearing 8 , in addition to the control function, it also serves as a bearing rod for the piston 4 . In the stroke limiter 3 of the electromagnet, a bearing bush 9 is inserted as a stomach bearing for the piston 4 . In its central region, the rod 7 has a front holding flange 10 which holds the piston 4 on one side and at the same time prevents sticking when the piston 4 falls off. The rear end of the rod 7 has a rear holding flange 11 which engages around the piston 4 . The rod 7 is axially traversed by a cylindrical compensation channel 12 . A flange 13 is attached to the housing 1 of the electromagnet for fastening the same.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ankers 19 für einen erfindungsgemäßen Elektromagneten mit der Stange 7 darge stellt. Der Kunststoff der Stange 7 ist um den Kolben 4 herumge spritzt, so daß er im hinteren Bereich als Bauchlagerstelle 14 für den Kolben 4 dient, so daß eine gesonderte Lagerbuchse 9 entfallen kann.In Fig. 2, another embodiment of an armature 19 for an electromagnet according to the invention with the rod 7 is Darge. The plastic of the rod 7 is injected around the piston 4 so that it serves as a belly bearing point 14 for the piston 4 in the rear area, so that a separate bearing bush 9 can be omitted.

Damit bei der Betätigung der Stange 7 ein Druckausgleich links und rechts des Gleitlagers 8 erfolgen kann, ist die aus Kunststoff bestehende Stange 7 mit Profilierungen 15 versehen, wie dies ins besondere der Fig. 3 zu entnehmen ist, die einen Schnitt durch den in Fig. 2 dargestellten Anker 19 vor dem vorderen Halteflansch 10 zeigt.In order to have 7 a pressure equalization left and right of the sliding bearing 8 upon actuation of the rod which is composed of plastic rod 7 is provided with profiles 15, as can be seen in particular in FIG. 3, a section through the in Fig. 2 shown anchor 19 in front of the front mounting flange 10 shows.

Die Stange 7 wird bei hoher Temperatur in den Kolben 4 gespritzt. Beim Erkalten der Stange 7 schrumpft diese geringfügig, so daß es zu einem Spiel zwischen der Stange 7 und dem Kolben kommt, infolge dessen sich die Spange 7 im Kolben 4 verdrehen kann. Um ein der artiges Verdrehen der Stange 7 im Kolben 4 zu verhindern, wird dieser vor dem Einspritzen der Stange 7 mit axialen Vertiefungen 20 am Innendurchmesser versehen. Beim Ausspritzen der Vertiefungen 20 mit Kunststoff ergeben sich auf der Stange 7 Rippen 16, die zusammen mit den Vertiefungen 20 als Verdrehsicherung dienen, wie dies Fig. 4 zeigt.The rod 7 is injected into the piston 4 at high temperature. When the rod 7 cools, it shrinks slightly, so that there is play between the rod 7 and the piston, as a result of which the clip 7 can rotate in the piston 4 . In order to prevent the rod 7 from rotating in the manner of the piston 4 , it is provided with axial recesses 20 on the inside diameter before the rod 7 is injected. When the recesses 20 are sprayed out with plastic, ribs 16 result on the rod 7 , which together with the recesses 20 serve as anti-rotation devices, as shown in FIG. 4.

Um ein mögliches Ablösen der Halteflansche 10 und 11 zu verhindern, wird beidseitig des Kolbens 4 eine ringförmige Nut eingedreht, in welche die Halteflansch 10 und 11 der Stange 7 mit eingespritzt werden. Die sich bildende, in die Nut eingreifende, ringförmige Ausformung 17 der Halteflansche 10 und 11 unterbindet jegliches Ablösen von dem Kolben 4.In order to prevent possible detachment of the holding flanges 10 and 11 , an annular groove is screwed in on both sides of the piston 4 , into which the holding flange 10 and 11 of the rod 7 are also injected. The ring-shaped formation 17 of the holding flanges 10 and 11 which engages in the groove prevents any detachment from the piston 4 .

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kunststoffstange 1 des Kolbens 4 mit einem Festschmierstoff erhält man einen Elektromagne ten, der auch mit Lagern 8 aus weicheren Materialien, wie beispiels weise Verbundwerkstoff oder Messing, oder sogar mit im Gehäuse 1 ausgebildeten Lagern 8 zusammenwirkt und dennoch der im Automobilbau üblichen Dauerbelastung standhält. Weiterhin zeichnet sich der erfindungsgemäße Elektromagnet mit seinen Ankern 19 und 21 durch seinen leichten Zusammenbau und damit seine kostengünstige Her stellung aus. The inventive design of the plastic rod 1 of the piston 4 with a solid lubricant gives you an electromagnetic th, which also interacts with bearings 8 made of softer materials, such as composite or brass, or even with bearings 8 formed in the housing 1 and yet in automotive engineering withstands the usual continuous load. Furthermore, the electromagnet according to the invention with its armatures 19 and 21 is characterized by its easy assembly and thus its inexpensive position.

Reference list

11

Gehäuse
casing

22nd

Magnetpol
Magnetic pole

33rd

Hubbegrenzung
Stroke limitation

44th

Kolben
piston

55

Magnetspule
Solenoid

66

Stecker
plug

77

Stange
pole

88th

Gleitlager
bearings

99

Lagerbuchse
Bearing bush

1010th

vorderer Halteflansch
front mounting flange

1111

hinterer Halteflansch
rear mounting flange

1212th

Ausgleichskanal
Equalization channel

1313

Flansch
flange

1414

Bauchlagerstelle
Prone position

1515

Profilierung
Profiling

1616

Rippen
Ribs

1717th

Ausformung
Molding

1818th

Jochscheibe
Yoke washer

1919th

Anker
anchor

2020th

Vertiefungen
Indentations

2121

Anker
anchor

Claims

1. Electromagnet with a housing ( 1 ) equipped with at least one magnetic coil ( 5 ), in which an armature ( 19 , 21 ) provided with a central bore is slidably held, through the piston ( 4 ) of which a rod ( 7 ) which consists of a plastic provided with a solid lubricant, the rod ( 7 ), for example, carrying out control processes and serving to support the piston ( 4 ).

2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the molded plastic rod ( 7 ) is mounted directly without a separate bearing in the magnetic pole ( 2 ).

3. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the molded plastic rod ( 7 ) in a sliding bearing ( 8 ) made of a relatively soft material such as composite or brass is mounted.

4. Electromagnet according to one of claims 1 to 3, characterized in that the armature ( 4 ) has a plastic abdominal bearing ( 14 ) which is injected together with the rod ( 7 ) made of plastic around the piston ( 4 ).

5. Electromagnet according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rod ( 7 ) made of plastic with profiles ( 15 ) is injection molded.

6. Electromagnet according to one of claims 1 to 5, characterized in that two holding flanges ( 10 , 11 ) are molded onto the rod ( 7 ) which hold the piston ( 4 ) axially laterally.

7. Electromagnet according to one of claims 1 to 6, characterized in that the injection molded from plastic rod ( 7 ) has an anti-rotation ( 16 , 20 ).

8. Electromagnet according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston ( 4 ) has axially directed recesses ( 20 ) in the corresponding ribs ( 16 ) of the rod ( 7 ) engage as a twist assurance.

9. Electromagnet according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one side of the piston ( 4 ) has a concentrically extending groove into which a corresponding shape ( 17 ) of a retaining flange ( 10 ) engages.