DE19716517B4

DE19716517B4 - Elektromagnet mit einem Anker mit Kunststoffstange

Info

Publication number: DE19716517B4
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: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: DE19716517A1

Abstract

Elektromagnet mit einem mit mindestens einer Magnetspule (5) ausgestatteten Gehäuse (1 ), in dem ein mit einer zentralen Bohrung versehener Anker (19, 21) verschiebbar gehalten ist, durch dessen Kolben (4) auf seiner ganzen Länge eine Stange (7) greift, die aus einem mit einem Festschmierstoff versehenen Kunststoff besteht, wobei die Stange (7) zur Lagerung des Kolbens (4) dient.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem mit mindestens 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.

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 Schaltvorgänge reicht diese Lagerung aus. Die Hysterese derartiger Elektromagnete ist jedoch verhältnismäßig schlecht. Eine Lagerung im Bereich der Stange ist nicht ratsam, da diese aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht, welcher so hart ist, daß bekannte Lager, die beispielsweise aus Verbundwerkstoffen, Messing, Magnetstahl usw. bestehen, aufgrund des Verschleißes zerstört werden.

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 Herstellung derartiger Anker ist jedoch vergleichsweise relativ teuer.

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 ausgebildeten Lagern zusammenwirkt und dennoch der im Automobilbau üblichen Dauerbelastung standhält.

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.

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.

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.

Ein Druckausgleich zwischen dem Raum vor und hinter der Lagerstelle läßt sich erreichen, wenn die Kunststoffstange mit Profilierungen gespritzt ist.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn zwei Halteflansche an die Stange angespritzt sind, die den Kolben axial halten und gleichzeitig als Antiklebscheibe dienen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stange eine Verdrehsicherung aufweist, wobei der Kolben erfindungsgemäß axial gerichtete Vertiefungen aufweisen kann, in die entsprechende Rippen der Stange als Verdrehsicherung eingreifen.

Ein Radialspiel zwischen Kolben und Ankerstange läßt sich verhindern, wenn mindestens eine Seite des Kolbens eine konzentrisch verlaufende Nut aufweist, in die eine entsprechende Ausformung eines Halteflansches eingreift.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Elektromagneten,
2 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Ankers mit Kunststoff als Bauchlagerstelle,
3 einen Querschnitt durch den Anker im Bereich der Stangenlagerstelle des Elektromagneten gemäß 2 vor dem vorderen Halteflansch und
4 einen Querschnitt durch den Anker des Elektromagneten gemäß 2 im Bereich der Bauchlagerstelle vor dem hinteren Halteflansch.
In der 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 Elektromagnet gehalten. In das Gehäuse 1 ist eine den Anker 21 umgreifende Magnetspule 5 sowie die den Magnetkreis schließende Jochscheibe 18 eingebracht. Die elektrischen Anschlüsse der Magnetspule 5 sind an einen Stecker 6 geführt.
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.
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.
In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ankers 19 für einen erfindungsgemäßen Elektromagneten mit der Stange 7 dargestellt. Der Kunststoff der Stange 7 ist um den Kolben 4 herumgespritzt, so daß er im hinteren Bereich als Bauchlagerstelle 14 für den Kolben 4 dient, so daß eine gesonderte Lagerbuchse 9 entfallen kann.
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 insbesondere der 3 zu entnehmen ist, die einen Schnitt durch den in 2 dargestellten Anker 19 vor dem vorderen Halteflansch 10 zeigt.
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, infolgedessen sich die Stange 7 im Kolben 4 verdrehen kann. Um ein derartiges 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 4 zeigt.
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.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kunststoffstange 7 des Kolbens 4 mit einem Festschmierstoff erhält man einen Elektromagneten, der auch mit Lagern 8 aus weicheren Materialien, wie beispielsweise 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 Herstellung aus.

1: Gehäuse
2: Magnetpol
3: Hubbegrenzung
4: Kolben
5: Magnetspule
6: Stecker
7: Stange
8: Gleitlager
9: Lagerbuchse
10: vorderer Halteflansch
11: hinterer Halteflansch
12: Ausgleichskanal
13: Flansch
14: Bauchlagerstelle
15: Profilierung
16: Rippen
17: Ausformung
18: Jochscheibe
19: Anker
20: Vertiefungen
21: Anker

Claims

Elektromagnet mit einem mit mindestens einer Magnetspule (5) ausgestatteten Gehäuse (1 ), in dem ein mit einer zentralen Bohrung versehener Anker (19, 21) verschiebbar gehalten ist, durch dessen Kolben (4) auf seiner ganzen Länge eine Stange (7) greift, die aus einem mit einem Festschmierstoff versehenen Kunststoff besteht, wobei die Stange (7) zur Lagerung des Kolbens (4) dient.
Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (7) die Ausführung von Steuervorgängen bewirkt.
Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) direkt ohne separates Lager im Magnetpol (2) gelagert ist.
Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) in einem Gleitlager (8) aus einem relativ weichen Material wie Verbundwerkstoff gelagert ist.
Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) in einem Gleitlager (8) aus einem relativ weichen Material wie Messing gelagert ist.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (4) eine Bauchlagerstelle (14) aus Kunststoff aufweist, die zusammen mit der Stange (7) aus Kunststoff um den Kolben (4) herum gespritzt ist.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (7) aus Kunststoff mit Profilierungen (15) gespritzt ist.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halteflansche (10, 11) an die Stange (7) angespritzt sind, die den Kolben (4) axial seitlich halten.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) eine Verdrehsicherung (16, 20) aufweist.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) axial gerichtete Vertiefungen (20) aufweist, in die entsprechende Rippen (16) der Stange (7) als Verdrehsicherung eingreifen.
Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite des Kolbens (4) eine konzentrisch verlaufende Nut aufweist, in die eine entsprechende Ausformung (17) eines Halteflansches (10) eingreift.