DE2166608A1 - Elektromagnet - Google Patents

Description

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Pia* 5 einen ^uerschnitt durch einen erfindungsgetaäSen Zug-Blektromügneten,'

PiS· 6 eine r&uabildllohe Darstellung de» MagnetJoche des Elektroouigneten naoh Pig. 5»

?ig· 7 einen Querschnitt durch einen anderen erfln-

Tig· β eine raumbildlich·, teilweise la Schnitt £e~ seigt· Deretellung eine» erflndangsgesaäeA Anker· für den Slektroa&tneten nach 71g· 7 t und

Fig· 9 ein· rauablldliobe, teilweise la Schnitt ge« seilte ander· Auaführtragsfom eine· erfindungegeaaßen Ankere» wie sie «·Β. beia :;lektroasgn#ten nach ?ig· 7 verwendet werden kann·

Zur Erleichterung de· Verständnissee ist die folgend· Beschreibung der Ttrechledenen Kerksal· der vorliegenden Erfindung In sw·! Haupt teile unterteilt, rUlalich

1· 3chub-iilektroa«gnet und 2. 2ug-£l«ktroaagnet·

Xn der gesaoten Beschreibung und den Ansprüchen beeichen sioh die Aueürüoke •'Hochdruck*' und Hiederdruck" auf den Druck des Betriebsdrucioaittele in kr/oa² bei einea

das durch erflndungsgesiäSe ilektroaagnete betätigt wird. Der Begriff •»aiederdruck- wird definiert als der Bereich iwioohen etwa O und etwa 70 kp/ca², und der Betriff "Ilochdruok" wird definlort al· alle BrGoVe Über 70 kp/ca*, normalerweise tob etwa 70 bis 210 kp/oa · -Ua in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen ein sweckttUBlge· Besu^aeyetaa bezüglich der Orientierung der Blektroaagnet·' au haben_f werden die Begriffe ^MOberseite" und "Unterseite- eine· Elektroaagnets wie folgt definiertt

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Fig· 5 sei^t einon vertikal angeordneten. Elektromagneten IOC ait einer Oberseite 1,und einer Unterseite 2. In gleicher V ei 3· hat der Elektromagnet 12 nach Fig· 1 ein· Oberseite 3 und eine Unterseite 4. In Jede* ?all ers+reokt «ich der Zugatift 163 bäw. der Scrmbatift 24 Ton der 'ntersaite dea Ulelttrosagriets aus; ein Ventil» s.3· da« Ventil IC nach Pi^. 1» wird alao an der Unterseite de· Blektronagnsten befestigt· - Die gewählten Ausdrücke "Unterseite" und "Cberaeite* sind naturgeaäe willkürlich, da die erfinduttS8£eaä3en Klektroaagneten jede gewüruiohte La^e haben kanne»· - Der Begriff " «oroalstellung" des Ankere wird definiert ale seine nicht erregte stellung» in legenest« zu der Stellung, die er einnlastt, naobden der Elektroeagnet erregt worden ist» wodurch bewirkt wird, da3 eich der Anker durch den Arbeitse^-alt in seine "erregte" 3tellung bewegt·

Hochdruck-Gchub-^j.ektro» .^R

Die ?i£. 1 bis 4 zeigen ein berorsugtes Ausführung·» beia iol eines alt vechaelstron betätiguaren Hochdruck-Schub-Elektroa ..^neten 12·

£be die Zinselhelten des wlektronagneten beschrieben werden, soll sur Erleichterung des VerstUndniases eine kurse Beschreibung einer Gee&at&naicht eines beatiaaten Aiiwendungsfalles dos Elektroaa&neten 12 gegeben werden. Fi&· 1 zeigt ein Hydraulikventil IQ, das an zwei eegeaüber* liegenden Gelten mit eine» iaar identischer Hochdruck·» Schub-iilektrosagnete 12 und 14 verbunden iat_e welch« er- . findunesgesSß ausgebildet sind· Das Ventil 10 bildet einen Teil einer (nicht dargestellten) hydraulischen Steuerung« und die Betätigung des Ventils 10 durch den ü 12 oder den ^loktron.gnet 14 ergibt ein. bestimatos Ereignis ia hydraulischen 3teuerkreis. wird s»B» der

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:_t_ . 216660Ö

Elektromagnet 12 erregt, so bewirkt er» daö ein Schieber 13 Ib Ventil 1C nach recht6 (bezogen auf Fizj· 1) geht, eine hydraulische Verbindung nwiscben be et last en. Burcbläaaen (vergl. den £urchlo3 1$) das Ventil» 10 boret eilt, und dl» hydraulische Verbindung zwischen bestiaaten anderen Durchlüjjöön ia Ventil 10 unterbricht» Die Eurchläase sind Über Aneohlüs«· alt (nicht dargöateilten) ydrauliideitungea der hydrauliaoben Steuerung verbunden· laa Ventil 1O₉ die (nloht dargestellte) hydraulische Steuerung und die (nicht dargestellten) Verbindungsmittel zwischen dea Ventil 10 und der hydraulischen Steuerung sind alles bekannt· Teile, welche keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilde»

und deshalb hier nicht in weiteren Einzelheiten beschrieb«^ werden müssen·

Der i^lektroaiignet 12 nach Pig· 1 weist ein (in einzelnen in ?i£. 2 dargestelltes) Kagnetjoch 16 *uf_t welches ein ?anater 17 fur eine in iha angeordnete rinsfömigö :^pule 13 bildet, eowio ein hohles zylindrisch·» Rohr 20 fUr den Anker, das eine Ankeraus&ehBung 21 definiert und innerhalb des Kagnetjoohs 16 und dmr Spule Id liegt· Sin. zylindrischer Anker 22 ist in der Ankerminebaung 21 angeordnet und durin itxial verschiebbar. Ein Schubst if t 24 liegt gegen den Anker 22 an und let von dleaep getrennt« Kr 1st voraohlebbar in einer axialen Ausnehmung 26 eines Anschlags 23 angeordnet, welch letzterer- ia einzelnen Piij· 3 dargestellt und alt dea Rohr 20 verbunden ist, 'nachlas 23 be^enxt den Bewegun^eweg des ünkers 22» wenn aer Dlektroma^net 12 erregt wird· Der Anker 22 ist in ?ig„ in seiner nicht erregten oder "Normalstellung* dargestellt Bei Erregung de3 l.lektrocagneten 12 bewegt sich der Anker 22 in Anlage an den Anschlag 23. -:ine von Hand betätigbare Steuereinrichtung 30 *ua bevorwlllkürllchen Verschieben des Ankers 22 1st links (bszo^ea auf Fig« 1)

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Hohr 20 befestigt· Vorsugsweis» sind die rerechledeeen Bestandteil« des Slöktroaegnetsn Ton einer Schicht 32 aus Spoxyhar* usjeben» · ·

Pi^. 2 zeigt daa H&gnetjoon I6_t das eile 'Wickelbandkern, ausgebildet 1st und aar Aufnahme der Spule 18 ein lsi wesentlichen rechteckf3ral£SS Fenster 17 aufweist» Das Ilignatjooh 16 h Λ zwei kreisf5ral£S uffnungtn 36 und 37» und xvrar je eine In aeir.e/t beiden gegenüberliegenden Längs* selten 3ö und 39} die Cffnungea 36 und 37 dienen eur Auf* i>aime dea Rohres 20, wie das in Pig» 1 dargestellt ist· ?ern9T lot das liasnetJoch 16 nach einem Herkanl der Tor» liegenden Erfindung ait «inea Bchlits 40 veraeben» um alt 42 bexeichnete Wlroelstroapfads au unterbrechen und da* durch die »Irbelsträme eu rerringern^ die sonst sur Krwaraung des aus Met all bestehenden ilß^net Jochs 16 beitragen. "Der Schllta 40 etirt die £ewUaaehten b^rege der ,io^iietreldar nicht, die durch !feile 44 angedeutet sind.

Bar SohlIt2 40 kann auch auf d?r anderen Seite der Öffnungen 36 und 37 (betonen auf ?lg· 2) angeordnet werden, und er ka::n ala .'IternatItISsung felle gewünscht euch auf balden Selten der öffnungen 36 und 37 yorseeehen werden» doch Bussen dann, die beiden Hälften das Hagnet4ochs 16 nechaniooh »usaaeengthalten werfien.

Konstruktion und ?om der Spul« 18 sind bekannt* Sie hat svel An*ohlu3dräht· 46, welche In bekannter Weiss Qua dea Elektromagneten 12 herauegeführt sind» um diesen alt einer elektrischen Sp^nnungsiuelle verbinden su kSnnea» BIe Spul« 13 kann in eine 3chutxhulle 19 aus eingekapselt sein·

Daa Äohr 20 dichtet die Spule 13 gegen die kelt in ^lektros&a^neten 12 na und bildet auch die driacho /Jikerausnehaun^ 21 zwischen der von Hand be tat ifbaren Steuorelnrlohtuna; 30 und den Anschlag 23· Bss Rohr

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20 ist ausreichend dick ausgebildet, u» dem £ewün3Chten Betriebsdruck, dar Flüssigkeit in der Aiikarkusnebaung 21 wide rat eben zu fcüurien. Krfindungs^dn&ä besteht das Rohr 20 vorzugsweise aus halbaustenitischen 3taal, 35.B. eines Stahl, der In den Ü3A unter te? typenbezeicbnung "17-7 I'.H. roatfraier Stahl" bekannt ist (?.H. « precipitation hardsniug » Äusachsldungahärtuaa)· Das ?»ohr 20 befindet eich in seinen axialen Abschnitten 54- und 56 (?l£. 1) in »einet» oagnetisehen (sartenaiti3Chen) Sustand_t ua deo magnetischen FsId einen abglichst geringen Widerstand ent-■^ejenxuaetsen, wer>n eo in diesen Abschnitten 54 und 56 die wand dea Hohr&s 20 radial durchdringt» Anderereeits befindet eich das -lohr 2ü In aeinaa axialen Abschnitt 58 (Pig· 1) in seinen nientsännetIschen (auatenitischen) Zustand, ua dent^enigen Teil des nagnetiachen ?eidss, der den Abschnitt 58 des lohrea 20 axial su durchdringen reraucht, den grout-El3iichen ><ideratand entse^enzuaet^en. ^ieoe Konstrulctlon zwingt den sröStaöijlichen Toil dee nnsnetiachen Felles dazu* einen Arbeitsspalt 5ü su durchdringen und eo eine verwendbare :·.loktrooasnetkraft zu erzeugen· Yeröchieden« Verfahren Äua aelektiron Behandeln verschiedener /.bachnitte von halbauatenitiöchea ^t&hl sind bekannt, unl salche Verfahren kennen da.au verwendet werden, das erfir.dun^esaoÜÄe lohr 20 herzustellen., welohea ;.bactnitte 54 und 5S in aajnetiachea üuataxid und einen Abschnitt 53 ia nichtaa^netischen Zustand aufweist.

Ilalbausteni tische legierungen haben austenitische (nichtaa^netische) strukturen ia iöaungsgeglühten Zustand (geglühten Sustand)· Die Transformation von Auatenlt-ia rasxterfitisohe (ma^netisohe) Strukturen kann durch eine w&rasbehandlung erreicht werden, weiche den Auotenit für •ins Transforaation bei» Abkühlen vorbereitet« Kaltbearbeitung (etwa 60i riodustlon) ergibt ebenfalls die Transformation

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Ton Auatenit In iiartenait» Da· erfindungegesäS* Hohr 20 kann hergestellt werden« Indea aan tob Hohr la geglühten Zustand ausgeht« Man erreicht die oartenaitleche Transformation, dos gesamten Rohre« durch eine Wäraebehendlung Is Ofen, r-ann wird ein Abschnitt des.^ohree selektiv geglüht· Eine Alternative iat e»_v mit kaltbearbeitetea Uohr »u beginnen, daa sich schon la aarteneitischen Zustand befindet_t und aelektiv einen Abschnitt zu glühen·

Paa erfinäungegeeäöe iohr 20 ist wesentlich veniger teuar als Rohre, welche cue ewei getrennten Stücken, näa» lich einen aagnetiachen und einem nichtsagnetlachen Stuck, ptiirapf EU3a»aen.geechwelQt sind*

rer Anker oder Magnetkern 22 1st ein zylindrischer körper ait einea üchllta 60 (dw Schnitt nach ?ig· 1 ver· läuft durch don Schlitz 60)· Dieser Schiitζ SO let relatir achaal, 2·Ε· kleiner ala'3*2 r-a breit, und er liegt la einer Hbcne naraliul sur Aohae dea ilektron^naten 12· Der Schiit« Cj reduziert die Virbelatrüse ia Anker 22· Br trägt auch zur besseren ukerfUhrung der ?lu&algkelt von einen Ln.cie der Au«n»h^«ng 21 *ua anderen ~,nde wiLhiead dee betriebs bei· Λώ.9 Unterseite 62 des» Gchlitaeo 60 verlauft unter einea Kinkel zur Itngeachae de» i:lektro»-itgneten_f wie da» in Fig. 1 dargestellt let« ua dl« wirbelstrcae so etarfc wie Eüglich zu reraißdern» dabei aber lerner noch ein· ununterbrochene Kontaktflache für den Schubstift 24 sa gewährleisten, no de3 die Übertragung der Kraft de» Blektro-&a:;neten cuf ien Schubstift 2\ nicht beeinträchtigt wird.

Der Schübetift 24 wird vorzugaweie» aus einem Werkstoff herjeatellt, der unter de« * arena eichen "TA.'tfJ'JNG Q" verkauft wird und der wie folgt suaaooengeaetzt 1stj

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6AD ORIQSHAL

-M-

Kobalt	45 ...	5ö?>
Chroa	27 ...	32.i
Volfraa	H ...·	13.:
Kohlenstoff	2 ...	4;i
Tantal oder Slob	2 ...	7:4
I-Sangatt	1 ...	3;*
Eisen	2 ...	5 i

Der aus 2AKIIISa G" hergestellt» ochubstift 24 hat eine Rockwellhärte von etwa 60 und ist nichtmagnetisch· Line solche Härte ist erwüK8cnt_t «Jiusit «lob. nicht die Enden des Schübe ti JTts 24 durch Belastung (5t33e eto.) aufweiten oder oo^ar auf; l&taen· Der sagnetische PIuS, der in den aüjnetlachen Htahl-nchubatiften nach den Stand der Technik flieSt» ergibt bei eines i-:iektro«a£net*n etwa 1OS Kraftve -luat· Durch den erfindun^e^eaäSen Scfcubatift 24 entfällt dleeer Verlust, wahrend die HUrte des atifta gleich bleibt wie bei einea aa^netisohen Stift·

Einzelheiten des 'nachlade 28 sind in Flg. 3 dargestellt. Dieser weist einen zylindrischen Körper 70 alt eine» en seiner Unterseite angeordneten Halteflanech 72 auf1 der .Ibrper 70 ist - ans von der axialen Ausnehmung 26 sar Aufnahae des öchubstifte 24 durchdrungen» Der Anschlag 28 ist auch alt einea relativ engen Schiit* 74 parallel xur Läng»« achse des Elektromagneten 12 versehen» um die Wirbelstrom* la Anschlag 28 Su verringern. Der iiohlit* 74 erstreckt sich durch denjenigen Teil des Anochlags 28, der axial Innerhalb dea flagnetjochs 16 und dea Spulenfenaters 17 angeordnet ist. Die Oberseite 76 des Anschlags 28 ist alt elaer hingnut 78 zur Aufnahme einer Abechlmun^sepul« 79 (versl· ?io* 1) verseaen, deren Zweck dea Fachaann begannt iat (Verhindern de» Kleben»}.

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?iz· 4- -eigt In vergrößerte» HaQetab einest Längsschnitt durch die τοη Hand bet&tigbare Steuereinriebtuns 30. Sie weist sia ?Q na« tuck 80 uxf» de» se iöor 20 befestigt und ait einen zylindrischen Hohlraum 82 versehen ist, In den ein Knopf 84 zwischen zwei Sprengriagen 66 und 83 axial Yeracbiebb» angeordnet ist· Der Knopf 84 dient zur wtllkürIlGB«& imnuellen Betätigung β·· Elektromagneten 1? öb<I daeit d·· f ent ils 10» Da» Poraatüok 80 ist f@rner alt einer nxialen Ausiieh-sung 90 sur Aufaahiie eine· mit den Znopt 34 Terbunde^en St?J3ele 92 versehen. Uer Hohl· raua 82 (und i&üit die #.«3ens«ite des Eiekt.rooagneten 12) sinl gejea den !iyßrauii«c*ies Brück ia Inneren des ilektronagneten 12 and «le» Yentila 10 sittele einer C-Iine-Diahtun 94 abgedichtete die dureh einen C-.iinf-lijilt.er 96 in Anlag· gegen den DtHSeI 92 gehalten wird· Der Halter 96 wird durch den Sprengring BB tu seiner Lsg· gehauen. Ein Austreten yon druckmittel aus des Vs&til 10 über Hen ISles-12 wird soss't dursh den o-^T:ln« 94 verhindert«.

ttmiR der Knopf 34 nasii innen goiraskt wirä₉ druckt Ctd3»l 92 äea Anksr £2 und aen sohabatlft 26 2&ch rechte (beso^.aa auf 2⁸I^* 1}_t aa slsa TsntlX 10 s»

Ka wurüs 0®f£iMssi₉ asß das Ldnj· a (PIs* 1) ^?3? 3pul· 18 und ^er lung· Y See Arbeitsspalt·· 50 ^orsiigaweis« ia B»r#$.€ä swisohen 3 unä € liegen Ist dars 7«rh£ltnl« wssontlloh kl#£mer al$ 3» so

die Streufelder co weit ^a, SaS iie Kraft Klektroäägcetstt spürbar V9vn?as»rt «lrd· Sei'das wesentlich grö3«r ala 6^ κο iiebaen die Teriusts Im "xsra sehr etark su und bewirken ein· .Erwärauns» welche dl· kleine Ahnahs· «le.*» Streufelder sehr als

Kittels der oben b«eohrisb«n»a "oeTcrau^ten lonatruktlon eines Hochdruok-Schub-KlektroQogneten. ereielt son also wesentliche Vorteile, wi· el· eingan-;» bereit» genaruit

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wurde»· Dadurch, das die bei den. bekannten Ventilen verwendete G-^ins-Dichtun-s as» Schubstift entfällt, welche bei diesen Ventilen »ur /.bdicfc*:ung de» Elektroaogneten ,^ejea d&e Vo; til dient, wir* der Verlust en Kraft de· Kiektrootigneten vermieden, der durch die reibung des C-nin^e an Hchubetift entsteht· Ferner ergeben eich durch die 7 rwendung einea geblechten R^netjoche, eines eelektiv aa^netisierten und entiiagnetleierten (öhre» für den /.nker, eines jesohlitsten «i;ign*t Jochs, eines halbatuatenitiechen rtohrca für den Anker, eines Schubst if to aus "·2Λ?.-'ί-ϊ.'Μ3 G" und durch die Verwendung eines berorsujten Verhi.lt ,lsaea von Π pul *nl ^?ins« ßu /.rbeitesralt eine weeentlieh höhere I-Zraft und wesentlich geringer· v d.h. eine niedrigere Betriebstemperatur·

■Der erfindun^egenäLm liiederdruok«-3chub-i:iektroaagnet ist gleich auf^ebiut wie Uer HocQdruck-3chub~I,lektrooa^aet 12, der oben in eineeinen beschrieben wurde, »it. der Ausnahcte, daO bei» Ulederdruok->5chub-^lektroB<agnet ein !'.ohr j fUr den inker (eutsprechend des Mohr 20) Terwendet wird,

j das oehr dünnwandig und vollständig magnetisch ausgebildet

j iyt. Dieses !ohr wird etwa r.nlb so dick gewählt wie das

J Rohr 20 bei άτ Hoehdruckausführung· So wählt aan ζ.3·

bei einem lohrdurobaeaner von otwit 19 tan die ^cmäetärke

. des ^τϊ hme 20 beim Hochdruck-?:lektroaagnet vu #tw* 0,71 ma,

bei» Siederdruck-Dlektroa'jfnet dagegen zu 0,36 raa. Bei der beroraujten Konstruktion wird das Hohr für den Anker bis su einer sehr hohen Festigkeit würaebehandelt, ua dl· Verwendung einer sehr dünnen «andstärke su erabglichen· Da das dünnwandig· Hohr nua oa^netischesi Haterial besteht, ergibt es einen relatir ,seringen su*£netiochen Widerstand für einen magnetischen Plufl, der radial an Stellen ent«

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epreobend den Abschnitten 54 und 56 aach Pig. 1 durch di· Rohrwand geht. /udererseite bewirkt dieselbe dünne Wandstärke eine Beschränkung der OrUSe des Plusees» der axial - an einer de« Abschnitt 58 nach Pig· 1 entsprechenden Stelle -durch da· Rohr gebt. Auch bewirkt diese dünne Wandstärke, dad der Querschnitt» in des ttirbeletröae in äobr fließen können» verhindert wird· - Dnβ 2ohr besteht vorsugaweiee aus eine« Werke torf alt einer geringen maximalen magnetischen Perseabillt&t τοη etwa 200, so daft vorzugsweise das Rohr an der de» Abschnitt 58 nach Pig· 1 entsprechenden Stelle in die Sättigung körnet und daduroh der sagnetieohe PluÖ an dieser Stelle weiter versindert wird. Die Wandstärke des Rohres ist so dünn, dafl die verainderte renseabilität an den den Abschnitten 54 und 56 nach Pig. 1 entsprechenden Stellen den radial verlaufenden magnetischen ?luS nicht weeeatllch behindert· Pie Verwendung des erfindun^egenäßen dünnen Rohres ernöglicht die Vertsinderung des Haltest rom» des !Elektromagneten auf einen Wert» der selbst unter denjenigen liebst, wie er mit eines Bohr erreichbar ist» das aus eines nagnet lachen, und eine« nlcbtsagnetiscben fell besteht» und sie ernöglicht das Ersielen einer höheren Kraft als alt eines einstückigen nlchtsagnetlschen ?lobr.

Die Herstellungskosten des dünnwandigen Rohres sind wesentlich geringer als die des sus-aaengesetsten Rohres» und sie schneiden günstig ab bei eines Vergleich alt den Kosten eines einstückigen»nichtsagnstisehen Rohres»

Ks hat sich herausgestellt» daft eine geringfügige Verschlechterung des Wirkungsgrades daduroh» dad einige nag» netische Kraftlinien linear duroh den sittleren Abschnitt des Rohres (entsprechend den Abschnitt 58 beia Rohr 20 nach Pig« 1) gehen» mehr als ausgeglichen wird durch den erhöhten Wirkungsgrad infolge der Tateacbe» daJ der aagm°» , tische Widerstand für das die äu&eren Abschnitt® (ent» sprechend den Abschnitten 54 und 56 naob Pig· 1) da® Rohre®

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durchdringend· smgnttloche Fold sehr klein wird· Dl« Verwendung des erfindung3gemä3en dünnwandigen, durchgehend nazistischen Rohres ergibt soait «inen besseren wirkungsgrad ale die Verwendung eine» dicken, durchgehend nicht-* magnetischen lob res nnch dea Stand der "echnik.

-Sl ekt ro»; .gnat Ho^hdruck-Zuic-Klektroaagnet

In den Pig· 5 und 6 ist tin bevorsugter Hoohdruok-Zug-Slektroaagnet IOC nach der Erfindung dargestellt. Die Pig. 7 und β «eigen einen anderen erfindungsgesJISen Bocbdruck-Zug-Elektromugneten 15O_t und Pig. 9 xeigt einen abgewandelten -nker 194· is 1st besonders darauf hinzuweisen, daO aittels der in den Pij. 5 und 7 dargestellten Konstruktionen der nach dea Stand der Technik erforderliche Anschlag für den Anker entfallen könnt·· Dieο ist deshalb sehr erwünscht, weil der Anschlag vermutlich die gröSten elektrischen Verluste 1» Elektromagneten hervorrief, da er den Druck 1« hydraulischen S/a tem abdichten muSte und des* halb nicht geblecht oder auch nur wirkungsvoll alt Schlltsen versehen werden konnte»

3er Zu3-X'lektroBSjn<»t 100 nach Pig. 5 weist folgende Teils auf: Bin ein 3pulenfenstsr 104 definierendes Hagnetjoch 102, «ine in diese» Fenster 104 angeordnete Hingspule 106 von bekannter Konstruktion, und ein hohles, sylindrisches Rohr 1C8 für den -'-nker alt einer central la Hagnetjoch 102 und der Spule 1C6 angeordneten Ausnehmung 110 für den Anker, wobei sich das Rohr 106 außerhalb de· Hagnetjochs 102 durch eine kreisförmige öffnung 112 in einer geblechten Seltenplatte 114 des Joohs 102 erstreckte Dl® Spule 1C6 1st in der ttbllohen Weise alt Anschlu dräfet®» 116 versehen. KIn nasslver, svlindrischer, nlchtgeblechter Anker 113 1st in der Ausnehmung 110 la Hohr 1OS angeordsi@t

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und in axialer '"ichtung Ton seiner (in Fig. 9 dargestellten) "Hornalatellung* zn seiner erregten Stellung verschiebbar* in der er Bit einer Kappe 156 in J$a*Uhrung steht. - X>er Anker 118 iat mit einem dünnen Schiit* 120 veraeben, der eich »indeatena durch denjenigen Teil dee Ankere 118 erstreckt» welcher innerhalb des Elektromagneten 100 liegt· Dar Schlits 120 iat parallel scur Längeach« des Anker» nnd erstreckt eich Bindest«ns teilweise durch, el*· Er kann sich atieh durch den auflerfaedb dea Elektromagneten ^r:i0 liegenden Teil dea Ankers 116 erstrecken, um einen flüseigksitedurchlaS zu schaffen» der den erforderlichen BüTchfluB «wischen eine» (nioht dargestellten) Ventil, mit den der Elektromagnet 1GO verbunden ist» und einem Arbeitsspalt 122 ia der Ausnehmung 110 ermöglicht. Der i-.riker 113 benötigt Air diesen Zweck keine gesonderte Hat. Ein Zugstift 124 iat »it dem Anker 118 verbunden» und ;enn der Elektromagnet 1üO erregt wird» bewegt sich der inker 118 durch den Arbeitsspalt 122 nach oben (bezogen. auf Fig. 5) ~'ad betätigt ao «in (nicht dargestelltes) Br^ckoittelventil» da· mit dt» Zugstift 124 vorbanden ist·

6 seigt in. auaeinandergexogener Burstellunjeweiae da« Hagnetjooh 102» welches aus swei getrennten geblechten T#il«n gebildet ist. Der ein* Teil iat ein Haaptteil 126, daa die Form eines groSen B hat» und der anders Teil iat die gerade» längliche Seitanplatte 114. Bas Teil 126 und die Seitenplatte 114 sind als vertikaler •Stapel ous dünnen flachen Blecheuschnitten 128 bsw. aufgebaut. Kachdea die Spule 106 in der Ausnehmung 104 des Seils 126 angeordnet worden ist» wird die Platte aa Teil 4^7*befestigt, κ.3. durch Verwendung eines mahnen» aus Teilen ait U-furaltem Querschnitt» oder dadurch» daS man auf die gegeneinander anliegenden Oberflächen des Teils 126 und der Platte 114 eine Schicht aus Bpoxykleber

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to

aufbringt· Ib Joch 102 1st - la Ge^enaata sum Scblita 40 in Viiokelbandkern 16 nach Pig. 2 ~ kein Schlitz erf order» Hob» da die Wirbelstroapfade la Hagnet-Joob 102 durcb •ine Ieolierachioht auf Jede» der Suachnitte 128 und 130 uttterbroo en sind»

Bin Mittelsohenkel 132 de· Teil» 126 dient suaaaaen ■it einer Kapp· 136 (71*· 5) dee ohreβ 108 ale Anschlag fUr den Anker 118, und da der Schenkel 132 geblecht iat, eräuglicht er, da3 der Arbeitsspalt 122 dee Slektroaagnet· ICO in der Kitt· de· Spulenfenatera 104 angeordnet wird, ohne dal dabei hohe Wirbelstromverluste auftreten, wie da· aonat der Tall wäre, wenn anateile dea Schenkel· 132 ein nicht geblechter Anschlag verwendet würde. Der Schenkel 132 aollte aloh ao weit wie möglich in da· 3pulenfenater 104 βratrecken· - ?ernar kann bei der Konstruktion nach den Piß· 5 und 6 ein küreerea Rohr 106 für den Anker verwcndet werden. Sa das Rohr 1C8 meaeiv 1st und daher durch die wirbelaträzte In lh« relativ viel ttärae erzeugt wird, wird duroh ein kürserea Rohr 1ü8 erreicht, daS die von EleLtrooagnet 1CC oraeugte tfäraeaenge verkleinert wird. Auch widersteht ein kUrserea Hoiir 103 leichter des in lha herrschenden 1ruckaitteldruok, und demsufolge kann ein kürearea Rohr 108 auch eine dünnere Vaadat&rke haben, wodurch eich ein verbeseertea Qeaaatverhalten de· Eloktrosagneten ergibt· rin Kuatttslicher Vorteil dleaer Konstruk« tion let, daO ein kUrserer Acker verwendet wird, und dafl dleaer ungebleoht »ein kann.

Sa· Bohr 108 für den Anker wel«t ein rohrfumlg·· Eleoent 134 auf» daa duroh Schwelflen oder Löten alt einer magnetischen Stahlkappe 136 (vergl· Flg. 5) verbunden ist· Die Van·* de· rohrförmigen Hleatnta 134 let gerade diok genug, üb den Arbeitedruck, la Rohr 108 auatuhalten. Dl· Kappe 136 hat eine Dicke von etwa dea Doppelten derjenigen

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d·· Eleatents 134» da dl· Kapp· 136 nicht nur den Arbeitsdruck au ah al tan nu3_v sondern auoa den Aufschlag de* Anker· 113. Da· rohrfonig· Elesent 134 1st au· haLbaustenitisohe· Vierketoff ausgebildet und oat einen nichtamgnetiscben Ab-» schnitt 133 und einen nagnetlsonen Abschnitt HO₉ und »war au· denselben Gründen, wie al* oben im elnselnen unter Betugnabae auf das Rohr 20 des 3chub-Klektroaagnetea 12 naon Ji3. 1 erläutert wurden· Eae Rohr 1Cd kann in geeigneter Weise» s.B. durch Schwel Sen, nit der Seltenplatt· 114 τ·*-» bunden werden·

£ine Oberseite iHt de· Ankers 118 sollte wie in 71g. 5 dargestellt in dessen Boraaletellung anfeordnet «ein. In dieser 3tellung fluohtet die Oberseite 142 «it der Innenfläche^ 144 der ilatte 112·

Die ürflndun^ $eht ferner von der Erkenntnis aus, daa die Breit· V (Fi^. 5) «3 er "pule 106 vorzugsweise in ο ine λ bästl^sten Ver ältnis zur Länge L (Fla;. 5) des Arbeit»» β; alt3 122 dea l.lektroaagneten KO stehen sollte· Das be- -▼crzu£te Verhältnis liegt la Bereich

d.h. alt anderen Worten» ύα· Verhältnis V/L sollte awl sehen 3 und 6 liegen. Sin· berorsugt· Oiaenslonleitmg int V ^ 6,35 Bi UQj L a» 1,59 an·

. 7 selgt eine andere Ausführungsfom elses erfin-

Hoohdruck-Zu3-Elektronrifnet«n 150, 4er in vielerlei Hinsichten den oben unter Besugnaan« auf fig· 5 beschriebenen Elektrogugneten 13C ahnlieb; ist* ■

Der Zug»ii;loktronagnet ISO nach ?l£· 7 weist «in Ka^netjoon 152 auf, Jas ein Spulonfenster 1)4 <efialert, ferner eine übliche TUnjspule 156 (an welche Ansoblullsl» ■ tunjsn 158 angeschlossen sind), welohs lsi Spulenfeaster 154 angeordnet, lat, und ein höhlte, zylindrleohee »esr 160

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fur den Anker, ds« «In rohrförmig·» Element 151 und eine Kapp* 163 aufweist und al tag la Ksgnetjoch .152 und der .Spul· 150 angeordnet ist und.«ich durch ein· kreisförmige öffnung 162 in einer Seitenwand 164 de· Kagnetjochs 152 »na diese» heraus erstreckt· Ebenso wie bein £lektroaagneten 1GO nach Fig. 5 1st die Kappe oder Deckel 163 etwa doppelt so dick wie das rohrfuraigt Hleaent 161 und ist an diese« festgeschweißt oder festgelötet. Bin Massiver zylindrischer Anker 166 ist Kit eine» Zu^stift 168 verbunden und axial verschiebbar an einer syllndrlschen Aus— nefeoung 170 des Hobres 160 angeordnet, D«r glektroa^gnet 150 ist in seiner nicht erregten oder "noraalen" stellung dargestellt. Bei Erregung bewegt sich ü*r Anker 166 durch einen Arbeitsspalt 172 nach oben (besoden auf ?ig· 7)» ua ein (niaht dargestelltes) Druokaittelventil au betätigen» 2.3. das Ventil 10 noch Fij· 1.

?ig· 8 seigt eine vergrößerte I-aratelluns des Ankara 1b6. Dieser weist einen wtcpel 174 aus einsolnen Blechzuschnitten I70 *.ui; ileaer Stapel 174 iat «ur Sylinderforoi abgedreht oder geechllffea worden, und eine »agnetl&cbe naiee HO 1st Über die £es&at* länge des Stapels 174 auf dlsten aufgepr«3t wc -den. Diese HUloe 176 hält die Blsohsuschnitte 176 in ihrer sylindrischen Konfiguration susaa-■·»· Bin dünner Längeabschnitt 180 der Hülse 178 1st abgedreht worden» ua ei» «xtrea dünne Vandstttrke, a.B. von 0,1ö bis ü,25 ea» tu erhslten.

Der dünne Abschnitt 180 aer Hulss 176 ist derjenige Abschnitt« wsloher Innerhalb des aagaeti»ch»n Kreises des £l«ktrosagaet«n 150 liegen soll· C«r dünnwandige Absehnltt 1βΟ ergibt ein Hlnisus) von elektrischen Verlusten la Kern mat aalt als Bleohsuscnnitte 176 in Ihrer syllndrisentn Kswflguration odsr Anordnungt otme dal Irgendeine susatx-Hch· Verbindung »wischen ihnen notwendig wire, wie s.B.

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ein Epoxykleber, un die Blechsusohnitts zusanaensubalten. KIn dickerer Abschnitt 182 der HUlee 176, der sich nuflerhalb des magnet lachen Kreises befindet, wird dick belassen,. damit sich die jewünsohte Gesaatstabllität ergibt. Der Abschnitt 182 1st genügend lang, ua -Hats für swei nieten 184 su bieten, welche sich durch die Hülse 178 und alle Blechsuschnitte T76 erstrecken» Alle bieten (z.B. 184) liogen euöerhalb de· aagnetIschen Kreises und tragen deshalb nicht su den elektrischen Verlusten its Kern bei. Der /bechnltt 182 trstrtokt eich ferner tilt forttll Ubtr dft· •ine Ende 186 des Stapel· 174 hinaus, ua eint gut· Verbindung alt de» Zugstift 168 su erhalten, e»3. dadurch, defl aan diesen alt dea Boden 183 der Hülse 178 verbindet. Vorzugs*·!*· ist ein kleiner Abstand (von etwa 0,025 aa pro Seite bei eine· Elektromagneten für 40ö Hs) «wischen des Anker 166 und der Innenseite de· Hohres 160 vorgesehen. Sine L&n£*nut 190 (vergl* Pig. B) an der. £u3enselte 192 des Ankers 166 ermöglicht das erforderliche Durchströmen von Druckmittel «wischen elr.en (nicht dargestellten) Ventil und dem Arbeltsspalt 172· Die Hut 100 kann alternativ euch als Schlitz ausgebildet sein, der sich durch dl· geβnate »andstorve de» Hülsenabsehnlttt 185 erstreckt.

Der Elektromagnet 150 nach Fig. 7 ist ähnlich aufgebaut wie der Elektroaagnet 100 nach Flg. 5, alt der Ausnahme, daS da« MagnetJoch 152 nach ?ig. 7 »inen einsigen Stapel von reo&teakfBreiten Blech«aschnltt·» aufweist, welche ein einfaches, r«obteekfftralges penster 152 fttr die 3pule 156 bilden. Das Hngnctjooh 152 weist keinen HltteUchenkel 132 auf wie da· «sgnetjoch 102 nach 71g. 5· £· kann preiswerter hergestellt werden als das iMAgnetjoch 102 nach Pl3. 5, u.a. deshalb, well es einstückig hergestellt werden kana.,Sowohl fttr den Elektroaagnet ICC nach Fig. 5 *i» für den Elektroaagnet 150 nach Fig» 7 kann

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einer der drei Anker 113, 1G6 und 194 n^cb den Pis· 5 bzw· 7 bzw. 9 verwendet worden.»

?i£. 9 29ist «ine alternative Ausbildung eines Ankers 194 zur Verwendung.in des» r.lektroa'igneten 150 (?i&· 7)· Bein Anker 194 wird ein* Jlüle* 196 (die nicht, wie die Hülse 173 nach ?!.;?· Θ, taa£netiaob zu sein braucht) nur teilweise über die Längs©rstreekung einea 3tapele 198 voa einzelnen Blechsusobnitten 200 gepre.t, welche zur Zylinder^ fona abgedreht oder abgeschliffen worden sind. Pie Blech— zuschnitt« 200 können auch durch Kleben cd.dgl. rslteinander verbunden werden, aber wegen der Hülae 19& ist die erforderliche Festigkeit oiner eolchen Verbindung, z.B. einer Klebererbindung, »ehr klein· Dn3 '-:ohr 160 nach Pig· 7 umgibt die einseinen Blechsasohnitte 2C0 und tra^t dasu bei, öle in der richtigen lage beieinander

Ia Betrieb befindet eich der Teil Zza /nkera 104» der nicht in der ntilne 196 let, stets innerhalb dea ?_tohre3 160 n.,ch Pir. 7» ?alls die Blechzueohnitte 2CC genügend dick und daher ßtarr sind, wird kein Klebetoff oder ein» sonstig· Verbindung benötigt, Eine bevorzugte Konatruktion geht davon aua, is Hittelbereicfe des stapele 193 dünne Blechzuechnitt· 2CC zu verwenden, un gute elektrische Bigeneobaften au erreichen, und an der Außenseite des Stapele 193 dicke Slechxuschnitte ?CO *u verwenden, ua die erforderlich* ?ostigkeit «u erhalten. Zwei Nieten ?C2, von denen nur ein· dargestellt ist, erstrecken sich durch die Hülse 19^ «nd alle Bleenau— schnitte 2Cy, ua eina einei^e, oonolitbischs einheit zu erb&lten. Die Kraft voa /nker 194 wird (beiapieisweie* auf ein Ventil ftbnlich deia Ventil 10 nach Pig. 1) über die Hülae 196 übertrafen und nicht direkt durch die Blecheuschnitte 2CC. Kin (nicht dargestellter) Zugstift kann, beispielsweise nit einen Kur iiraftubertra&uns dienenden Kiet 204 verbunden sein, dnB eich quer aua Innendurchaeaser deaf

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Hill j β 196 erstreckt. Die Ilülae 196 und alle Kietea 202 liefen .tiuSarh^lb d»»s Eiacjaa ti sehen Kreisen und tragen aoait nicht zu den. Kersverri:oten dea Klektro»ii<»fteten 150 bei.

Dor erfindungageoilöe Sleäerdruck-Sus-Elektroi» -^net let identisch ait den oben beschriebenen Hochdruok-Zu^-Slek— troma^neten 1-0 uncl IpO n-.ch ?ig· 5 bsw. 7»ait der Au»- nabno, cla3 beia «iederdruck-^lektroa-ignaten daa Rohr für die 'afn-ihm* ^{its3 Ankara a.ls aehr dltanea» vollständig laag— netlocliea '.iohr hoher Festigkeit au3£»bildot iat, wia es oben beiis iiidderdruck-jchub-Zlektroa-.gasten beschrieben wurde. '

Die oboa beschriebenen bevorsu^iea Aua?Uhrun_tjabei'-s^iele der Erfindung besöjen sich auf die Yerwenduns von erfladunjajje.-irU'ci ^lektroa-ijristen zur üetiiti^ung voa I!/=ir:-vöntilen. i;a i^t jedoch ausdrücklich darauf hinzu-

ßisen, daj die Ver./endun£ in kölner .jeioe auf solch« HydroYontile beschränkt ist, oondern da3 eine Verwendung auch bai jedea anderen Yeatil tööglich iat_r z.3. bei pncu^atiachex* Veati.¹.;^, i;a3ventilorv, Ventilen für die elektro&iuoh sestcuerte Krtvftatoffeinaprltsungt tanner auch für jede beliebige ancere Art von Steuarutt^ oder auci: ohne Ve^/eriiuas von Ventilen. - Die er Ventile türmen völlig von einsr Schicht von ü od.dgl. UEi£:ob«n sein. Die i'Kke/- un:] die Ausnehmungen fUr die /nicer h -ben bei der vorliegenden i;ri*indung vor3U«ra-» woiso einen kreisfuraigen Querschnitt, doch sind auch ander· Forraen cöfillca, z.Vi. quadratische« rechteckforoige und ellir.tische. Auch kuran unter Verwendung der in den ?ig. und 7 für Zuj-i'lektrooa^netu dargestellten Konatruktion ein Cchub-Blektroa gnet gebaut verden. Hierzu wurden ein

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geblechter Anschlag und ein nichtsagnetischer Schubatift Terwendet.

Weitere /usgeetaltungen und /bwandlunsoa der Erfindung ia nahmen dea ihr zugrundeliegenden allgcjoeinen

sind aöglich,

Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rö·· Dipl.-Ing. Peter Ko··!

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Leerseite

Claims (1)

1. DlPL-ING. HORST ROSE D(PL-FNG, PETER KOSEL

   PATENTANWÄLTE _{A Λ ΛΛΑ}

   3353 Bad Gandershelm, 22. Mai 1974

   Postfach 129

   Hohenhöfen 5

   Telefon: (05382) 2842

   Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandareheim

   Unsere Akten-Nr. 2556/3

   G.V/c Lisk Co., Ine ο
   Patentgesuch vom 22. Mal 1974

   Patentansprüche

   ί 1.Jülektromagnet mit einem in einem geschlossenen 3?ührungsglied unter der Wirkung einer von einer Magnetspule erzeugten Magnetkraft axial verschiebbar angeordneten Anker, wobei das Führungsglied einen unmagnetischen Teilbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied als Rohr (20; 134) aus einen haibaust enitischen V/erkstoff ausgebildet ist, welcher so behandelt ist, daß das Rohr in dem Teilbereich (58; 138) unmagnetisch und in mindestens einem anderen Bereich (.54_f 56; 140) magnetisch ist»

   2 <, Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine magnetische Bereich (54, 56; 140) ein martensitisches Gefüge und der unmagnetische Bereich (58; 138) ein austenitisches Gefüge aufweist.

   3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des halbaustenitischen Rohres in der Größenordnung von 4 $ des Rohrdurchmessers liegt«.

   4 p. Elektromagnet nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Rückschluß (16; 102,114) vorgesehen ist, und daß ein magnetischer Bereich (54,56; 140) des Rohres dort vorgesehen ist, wo sich der magnetische Rückschluß bis zum Rohr (20; 134) ex*s treckt ρ

   409846/0383 ' Ra/Hn«

   Bankkorüo: Norddeutsche Landosbank, Filiale Bad Gandershelrn, Kto.-Nr.22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

   OR'G/Nal

   5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des umnagnetischen Teilbereichs (58) jeweils ein magnetischer Bereich (54»56) vorgesehen ist, und daß jeder dieser magnetischen Bereiche (54,56) in einer Ausnehmung eines als magnetischer .Rückschluß dienenden Wickelbandkerns (16) angeordnet ist.

   6. Elektromagnet nach Anspruch 5f dadurch gekenn-r zeichnet, daß der Vickelbandkern (16) zur Erhöhung seines elektrischen 7/iderstands für die in ihm im Betrieb um das Rohr (20) herum induzierten Wirbelströme (42) in seinen das halbaustenitische Rohr (20) umgebenden Bereichen jeweils mindestens einen Schlitz (40) aufweist<>

   7c Elektromagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der mindestens eine Schlitz (40) bis zu dem haibaustenitischen Rohr (20) erstreckt,

   8, Elektromagnet nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am halbaustenitischen Rohr (134) anschließend an den umnagnetischen Teilbereich (138) ein magnetisches Verschlußstück (136) druckmitteldicht befestigt ist, und da.3 der magnetische Rückschluß (102) an dieses Verschlußstück (136) herangeführt ist«,

   9ο Elektromagnet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das Verschlußstück und in eine zum halbaustenitischen Rohr (134) konzentrische Erregerspule (106) hineinragend ein geblechter Abschnitt (132) des magnetischen Rückschlusses (102) angeordnet istc

   10p Elektromagnet nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Rückschluß (102) einen Ε-Schnitt auf v/eist, und daß der geblechte Abschnitt (132) als Hittelschenkel des E ausgebildet ist«

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   11. Verfaliren zur Herstellung eines Elektromagneten nach, mindestens einem 'der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus haibaust eni ti schein Werkstoff bestehende Rohr zunächst zur Erzielung einer .Gefügetr.ansformation in Martensit einer wärmebehandlung unterzogen wird, und daß dann zur Erzeugung eines nicht magnetischen Teilbereichs eine entsprechende Zone dieses Rohres selektiv geglüht wird,

   12«, Verfahren zur Herstellung eines Elektromagneten nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr zur Erzielung eines martensitischen Gefüges einer Kaltbearbeitung unterzogen wird, und daß dann zur Erzeugung eines nicht magnetischen Teilbereichs eine entsprechende Zone dieses Rohres selektiv geglüht wird_o

   Patentanwälte

   Dipl.-lng. Horst Rose Dipl.-lng. Peter Kosel