DE2111123A1 - Lagerung des Magnetankers elektromagnetischer Antriebe,insbesondere Elektrobetaetigungsmagneten aller Art - Google Patents

Description

• Lagerung des Magnetankers elektromagnetischer Antriebe, insbesondere El ektrobettigungsmagneten all er Art.
• Die Erfindung betrifft die Ankerlagerung elektromagnetischer Antriebe Insbesondere Elektrobetatigungsmagneten aller Art.
• Diese Lagerung ist trotz des hohen Standes der Technik noch sehr problematisch.
• Um den optimalen Wirkungsgrad eines Elektromagneten zu erlangen, sowie zur Vermeidung des Klebens und Dämpfens des Ankers, ist die Magnetankerlagerung so auszufiüiren, dass ein geeigneter Luftspalt zwischen dem Anker und dem restlichen Teil des Magnetsystems eingehalten wird.
• Als Luftspalt ist nicht nur Luft, sondern auch ein im technischen Sinne nichtmagnetisierbares Material zu verstehen.
• Es sind verschiedene Konstruktionen bekannt, die allerdings wegen ihrem Aufwand die Kosten des gesamten Elektromagneten massgebend beeinflussen.
• So ist z. B. eine Ausfurung bekannt, bei der die Lagerung des Magnetankers auf eine, den Anker selbst durchgehende Welie mittels Lagerbüchsen, vorgenommen wird. Diese Lösung, im Sprachgebrauch als Stangenlagerung bekannt, hat den Nachteil relativ grosse AbmessLlgen des Elektromagneten hervorzurufen und gleichzeitig aufwandig zu sein, da in der Fertigung mit sehr engen Toleranzen gearbeitet werden muss.
• Eine zweite Konstruktionsart ist die sogennnnten Ankerlagerung, bei der der Magnetanker auf seinen Umfang in eine als Buchse ausgebildeten Teil des Magnetkreis-PLückschlusses gelagert wird.
• Dadurch M entfällt die oben erwähnte Welle.
• Um den erforderlichen Luftspalt zwischen dem Magnetanker und der Buchse (Rückschluss), sowie eine geeignete Materialpaarung Anker/Buchse zu erreichen, wird auf den Magnetanker eine dünne Schicht aus nichtmagnetisierbarenL Hartmetall, Keramik usw.aufgetragen.
• Es werden auch Bolzen aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff radial in den Anker eingepresst und entsprechend dem Ankeraussendurchmesser überschliffen, wodurch etle punktförmige Lagerung ensteht.
• Bei dieser Lösung hat man den Vorteil, dass der Elektromagnet in seiner Baulänge relativ klein gehalten werden kann. Der Aufwand hier ist aber aufgrund des komplizierten Fertigungsverfahrens verhältnismässig hoch.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die fertigung der Sagnetankerlagerung zu vereinfachen und ihre Lebensdauer zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Magnetanker aus einem aushärtbaren ferritischen Eisenmetall hergestellt wird, dessen Struktur eine Beeinflussung seiner magnetischen Eigenschaften ermöglicht Der Magnetanker wird somit an seinem äusseren Umfang, auf eine entsprechend wählbare Tiefe in seiner inneren Struktur so umgewandelt, dass die vorgenannte Schicht dauerhaft nicht mehr magnetisierbar ist. Gleichzeitig wird eine Härtung der Ankeroberfläche erwirkt, wodurch eine optimale Paarung Magnetanker/Pu1irungsbuchse erreicht wird um die Laufeigenschaften zu verbessern.
• Die Strukturumwandlung der benötigten Schichttiefe und Länge auf dem Ankerumfang wird dadurch erreicht, dass der, aus magnetisierbarem aushärtbarem Eisenwerkstoff bestehende Magnetanker in den Bereichen bestimmter Längen bzw. Zonen durch örtliche Erwärmung aus dem ferritischen Gefägenzustand in den austenitischen Zustand umgewandelt und anschliessend durch rasche Abkühlung in diesem nichtmagnetisierbaren Gefügenzustand stabilisiert wird.
• Diese Aushärtung wird dadurch bewirkt, dass der Werkstoff an den betreffenden Stellen induktiv erwärmt und anschliessend in einem geeigneten Medium wie z.B. Wasser abgeschreckt wird.
• Anstelle der WErmeeirkung ist fär die Umwandlung des ferritischen usgangswerkstoffes in den austenitischen Gefügenzustand theoretisch auch Kälte einwirkung möglich.
• Bei der Umwandlung durch liärmeetwirkung ist es zweckmässig, eine an sich bekannte Induktionsheizung zu verwenden, bei der eine induktiv beheizte Spule entsprechend der Längenabschnitte bzw.
• Zonen, die zu erwärmen sind, mit dem Bauelement zur Wirkung kommt.
• Dadurch können sehr genau definierbare nichtmagnetisierbare Zonen bzw. Strecken erzeugt werden.
• Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Magnetanker nun aus einem eeitlichen Werkstoff besteht und einstückig ausgebildet ist.
• Dadurch entfallen die bisher notwendigen Verbindungen, wie Verstiften Verstemmen, Löten, Flammauftragen usw. , was den magnetischen Wirkungsgrad verbessert und die Herstellung entscheidend vereinfacht.
• Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigt das Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung gemäss Fig.l Fig. 2 zeigt eine Einzelheit aus der Ausführung nach Fig.l Fig. 3 zeigt die prinzipielle Ausführung der Bauart Stangenlagerung nach der vorliegendenErfindung.
• In det Fig. 1 ist das AusSahrungsteispiel|eines einfachen Gleichstrom -Magnet,aer z.B. vielfach zur Betätigung von Hydraulikventilen eingesetzt wird, gezeigt.
• Das Magnetgehäuse 1 mit dem Deckel 2 bilden in an sich bekazter speise den Ruckschluss des magnetischen Kreises.
• Der Deckel 2 ist so ausgebildet, dass sein Ausschnitt 2' als Führungsbuchse zur Aufnahme des Magnetankers 3 dient.
• Der Magnetanker 3 selbst wird durch Einwirkung des magnetischen Plusses in Pfeilrichtung bewegt und bis zum Anschlag 4 gezogen, wobei die Feldsclilusstellung gebildet wird.
• Damit sich dieser Vorgang schnell und möglichst mit hohem Wirkungsgrad abspielen kann, ist es bekannterweise erforderlich, zwischen Magnetanker und als Führungsbuchse ausgebildetem Deckel 2 einen gewissen Luftspalt vorzusehen, der allerdings nicht zu gross sein darf, da sonst ein zu hoher Verlust an dieser Übergangsstelle des Magnetsystems enstehen würde.
• Der Eagnetanker 3 ist nun einstückig ausgebildet, so dass er zwei ru11rungsflachen 5 aufweist, die gegenüber dem kleineren Ankerdurchmesser d um ein geeignetes Mass vorstehen.
• Durch die oben erwähnte Behandlung sind die Führungsflachen 5 bis zu dem kleineren Anker durchmesser d nichtmagnetisierbar gemacht worden, wodurch eine magnetische Unterbrechung entsprechend d zwischen Magnetanker und Rückschlussteil 2, 2' entsteht und zwar in der Weise, dass der, aus einem aushartbaren und nichtrostenden Eisenmetall, und zwar in einer entsprechenden zagnetisierbaren Stahllegierung bestehende Magnetanker 3 in diesen Bereichen 5 aus dem ferritischen in den austenitischen Gefügenzustand übergeführt wird, und zwar bekannterweise durch einen Aushartungsvorgang in dem diese zwei oder mehr Führungsflachen 5 des Magnetankers 3 vorzugsweise durch nicht dargestellte induktive Erwarmung ihren austenitischen Endzustand erreichen.
• Auf diese Weise ist mit relativ einfachen Mitteln eine magnetische Unterbrechung Magnetanker/Deckel, sowie eile gute Lauffl'chenpaarung, sicuergestellt, ohne dass zusatzliche nichtmagnetisierbare Vierkstoffe aufgetragen werden.
• Man hat es einfacher '¢eise in der Hand, die Länge und die Tiefe der Magnetanker-Piiiirungsausschnitte 5 beliebig auszuwählen, ohne dass irgendein Mehraufwand erforderlich wird.
• Die Puhrungsflachen 5 können somit auf einfachere Art vor der Behandlung mit Rillen 6 versehen werden, wodurch eine Möglichkeit zur Schmierstoffeinspeicherung und somit zur höheren Lebensdauer des Elektromagneten geschaffen wird.
• Auch der Betatigungsstössel 7 ist auf diese Weise behandelt, d.h.
• nichtmagnetisierbar gemacht und gleichzeitig gehartet worden, sodass er nicht mehr wie üblich als getrenntes Glied in den EGagnetanker 3 eingepresst werden muss, sondern mit dem Anker selbst eine aus einem Stück bestehende Eiheit bildet, was wiederum die Herstellung wesentlich vereinfacht.
• wichtig ist es, dass durch diese Massnahme ein einteiliger durchgehender Eagnetanker erreichbar ist, ohne dass irgendwelche zusätzliche Massnahmen zu berücksichtigen sind, fdr6 die Unterbrechung des magnetischen Kreises und für die Verbesserung der Laufeigenschaften, wobei letzteres durch entsprechende Härtemittel, beispieilesweise Nitride, zusätzlich beeinflusst werden kann.
• Fig. 2 zeigt den nach der vorliegenden Erfindung ausgeführten Magnetanker.
• Fig. 3 stellt den Ausschnitt eines Betätigungsmagneten mit Ankerstangenlagerung dar. In diesem Falle ist der einteilige- Magnetanker an den Wellenstellen 13 der bolzenartigen Ankerenden 23; nach der oben beschriebenen Erfindung ausgeführt.
• - Patentansprüche -

Claims (5)

1. Pa t entan sprüche 3lektromagnetischer Antrieb, insbesondere Elektrobetätigungsmagnet mit einem im Magnetkreis verschiebar gelagerten kagnetanker, der zur Unterbrechung oder Verringerung des magnetischen Plusses an den Lagerstellen zwischen Magnetanker und restlichem Bagnettreis eine nichtmagnetisierbare Schicht 4lagerflachen) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zur Ankerlagerung dienenden Flächen 5 aus dem einstückigen Bauteil ( Magnetanker ) herausgebildet werden, und dass für die Unterbrechung bzw. Verringerung des magnetischen Flusses innerhalb einer bestimmten Tiefe und Breite dieser Lagerflächen 5, der kagnetanker aus einem aushartbaren ferritischen Eisenmetall besteht, und die Nichtmagnetisierbarkeit der Flächen 5 durch Umwandlung des ferritischen Materialzustandes in den austenitischen Zustand durch AushWrtung oder eine andere geeignete Xassnaame erfolgt.
2. 2. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass der komplette Magnetanker aus einem Stuck gleichen Werkstoffes besteht und dass seine Führungsflchen 5 mit Rillen zur Schmierstoffeinspeicherung versehen sind.
3. 3. Elektromagnetischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der betatigungsstössel 7 mit dem Anker ein einstückiges Bauelement bildet, und der Stössel gemäss Anspruch 1 durch Umwandlung des ferritischen Gefü.genzustand in den austenitischen Zustand gleichzeitig nichtmagnetisierbar und gehärtet ist.
4. 4. Elektromagnetischer Antrieb d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass für die Ankerstangenlagerung dienende Zapfen mit dem Anker ein einstückiges Bauelement bilden ( Fig. 3 - Auschn. 13 ) und dass diese Zapfen 23 gesass Anspruch 1 durch Umwandlung des ferritischen Gefügenzustandes in den austeiuktischen Zustand gleichzeitig parziel oder vollstandig nichtmagnetisierbar und gehärtet sind.
5. 5. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass das einstückiges Bauelement (Anker und Zapfenl aus einem aushärtbaren austenitischen Werkstoff besteht, und dass die Magnetisierbarkeit des Ankers an den gewunschten Stellen durch Umwandlung des austenitischen Gefügenzustandes des Ausgangswerkstoffes in den ferritischen martensitischen Zustand erfolgt.