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Explosionsgeschützter, druckSester Elektromagnet.
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Die Erfindung betrifft einen explosionsgeschützten, druckfesten Elektromagneten
mit einem Wicklungsraum, der von einem dem magnetischen Kreis zugehörigen rohrförmigen
Mantel umgeben ist und mit einem Raum zur Aufnahme von Beschaltungselementen.
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Ein explosionsgeschützter, druckfester Elektromagnet zeichnet sich
dadurch aus, daß den jeweiligen Innenräumen, in denen bei einem Defekt an elektrischen
Bauteilen Explosionen stattfinden könnten, entsprechend lange Spalte zwischen den
einzelnen, den Innenr-aum umschließenden Bauteilen zugeordnet sind> die ausreichend
schmal sind. Es kann dann damit gerechnet werden, daß die Explosionsflamme dann,
wenn sie den Spalt durchdrungen hat, ausreichend abgekühlt ist und nicht mehr in
der Lage ist, außerhalb des Elektromagneten zu zünden.
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Explosionsgeschützte, druckfeste Elektromagneten sind in verschiedener
Bauweise bekannt geworden. Im DE-GM 1 773 817 ist ein derartiger Elektromagnet beschrieben,
bei dem ein Elektromagnet in Gleichstrombauweise in ein geeignetes, äußeres Gehäuse
eingesetzt ist. Dieses äußere Gehäuse besitzt an den Verbindungsstellen zwischen
den einzelnen Teilen ausreichende Spaltlängen. Das Gehäuse ist eine Aluminium-Guß-Konstruktion
und für die Schrauben zur Verbindung der einzeln Bauteile und zur Befestigung des
Gehäuses am anzutreibenden Bauelement sind Schraubhülsen mit Innengewinde in das
Gußstück eingesetzt. Auf diese Weise entsteht eine vergleichsweise schwere Konstruktion
mit verhältnismäßig großen Abmessungen.
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Während bei der vorerwähnten Konstruktion der Elektromagnet ganz eingekapselt
ist und allseitig von dem druckfesten Gehäuse umgeben ist, beschreibt das DE-GM
1 791 703 eine Bauweise, bei der der Elektromagnet in ein Gehäuse eingeschoben ist
und an der Antriebsseite teilweise aus dem Gehäuse herausragt. Aber auch diese Bauweise
ergibt große äußere Abmessungen.
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im DE-GM 1 798 316 ist eine Bauweise beschrieben, bei der der Elektromagnet
ebenfalls teilweise in ein Gußgehäuse eingeschoben ist, das zwei Räume besitzt,
von denen der eine Raum elektronische Bauteile aufnimmt, während der andere Raum
als Klemmkasten dient.
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An allen bekannten Konstruktionen ist gemeinsam, daß bei druckfesten
Elektromagneten wegen der eingangs beschriebenen Forderungen verhältnismäßig große
äußere Abmessungen erhalten werden. Es ist klar, daß dies die Verwendung derartiger
Elektromagnete nicht nur vertellzrt, sondern auch erschwert, weil der Platzbedarf
am anzutr-eizenden Bauelement vergleichsweise groß ist.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Elektromagneten in explosionsgeschützter,
druckfesten Ausgestaltung zu schaffen, der wesentlich kleinere äußere Abmessungen
aufweist, ohne daß dadurch die Funktionsfähigkeit beeinträchtigt wird. Insbesondere
ist es ein Ziel der Erfindung, den Herstellungsaufwand zu verringern.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem explosionsgeschützten,
druckfesten Elektromagnet der eingangs beschriebenen Art und schlägt vor, daß das
Gehäuse, das den Aufnahmeraum für die Beschaltungselemente umschließt, an das Mantelrohr
angebaut ist, daß der Aufnahmeraum mit dem Wicklungsraum verbunden ist und daß der
Aufnahmeraum zusammen mit dem Wicklungsraum mit einer erhärtenden Gießmasse ausgegossen
ist.
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Es ist gefunden worden, daß sich durch den erfindungsgemäßen Vorschlag
in einfacher und vergleichsweise billiger Art ein Aufnahmeraum für die Beschaltungselemente
schaffen läßt. In diesem Aufnahmeraum werden alle entsprechenden Bauteile angeordnet,
also beispielsweise die Varistoren und Dioden. Im Aufnahmeraum können aber auch
Gleichrichter vorgesehen sein, um einen Gleichstrommagneten direkt an das Wechselstromnetz
anschließen zu können. Auch andere Beschaltungselemente können in diesem Raum untergebracht
werden.
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Da der Aufnahmeraum mit dem Wicklungsraum in Verbindung steht, kann
dieser Aufnahmeraum zusammen mit dem Wicklungsraum mit einer erhärtenden Gießmasse,
zum Beispiel einem Gießharz ausgegosser werden.
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Durch den Ausgießvorgang werden alle Innenräume beseitigt, also alle
Ursachen, die Ausgangspunkt einer Expiosion sein könnten. Dabei bereitet es auch
keine Probleme die Beschaltungslemente ausreichend hoch mit der Gießmasse zu überdecken,
so daß auch eine Sicherheit bei einem Defekt dieser Bauteile gegeben ist.
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Die Erfindung läßt sich in verschiedener Weise verwirklichen, Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mantelrohr auf der der Antriebs
seite des Magneten gegenüberliegenden Seite über den Wicklungsraum hinaus verlängert
und die Verlängerung des Mantelrohrs umschließt den Aufnahmeraum für die Beschaltungselemente.
Auf diese Weise wird eine sehr einfache, kompakte Bauweise mit kleinen Abmessungen
erhalten.
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Die Erfindung schlägt insbesondere vor, daß das Mantelrohrende einen
den Aufnahmeraum verschließenden Deckel trägt mit Offnungen zum Einfüllen der Gießmasse
und für Anschlußdurchführungen.
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Dadurch wird die Explosionssicherheit weiter gesteigert. Der Aufnahmeraum
ist sicher abgedeckt und verschlossen und es werden auch günstige Voraussetzungen
für die Bildung eines Klemmkastens geschaffen, da vorzugsweise der Deckel mit seiner
Außenseite den Boden eines Klemmkastens bildet.
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Dieser Klemmkasten nimmt nur Bauteile auf, die keine Ursache für eine
Explosion sein können. Die Abkapselung des Klemmkastens kann daher schon mit geringerem
Aufwand in ausreichender Weise erhalten werden. Dies schließt nicht aus, daß für
Sonderfälle am Klemmkasten die ansich bekannten, geeigneten Mittel vorgesehen werden,
um die Sicherheitsvoraussetzungen zu verbessern.
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Ansich könnte der Klemmkasten ebenfalls von einer Verlängerung des
Mantelrohres gebildet werden. Es ist jedoch gefunden worden, daß es mit geringerem
Aufwand verbunden ist und bessere Ergebnisse bringt, wenn die Klemmkastenwandung
von einer auf das Mantelrohr aufgeschobenen und mit dem Mantelrohr verschweißten
Hülse gebildet ist. Die Wandstärke der Hülse kann dann gut den Bedingungen angepaßt
werden, die an die Einzelheiten eines Klemmkastens zu stellen sind. Es wird eine
ausreichende Abdichtfläche für den Klemmkastendeckel gewonnen.
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Günstig ist es, wenn das Ankergegenstück eine säulenartige Verlängerung
aufweist, die den Verschlußdeckel des Aufnahmeraumes durchdringt und zur Halterung
des Klemmkastendeckels dient.
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Bei einer anderen Ausbildungsform der Erfindung ist das Gehäuse, das
den Aufnahmeraum für die Beschaltungselemente umschließt seitlich an das Mantelrohr
angebaut. Insbesondere bildet dieses Gehäuse mit dem Klemmkasten eine Baueinheit.
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung,
die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch darstellt. Es zeigen: Fig.
1 einen Längsschnitt durch einen Einfach-Hubmagneten in erfindungsgemäßer Ausbildung,
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung
und Fig. 3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 2, wobei der
Klemmkastendeckel teilweise weggelassen ist.
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Die Darstellung eines Einfach-Hubmagneten ist nur beispielsweise zu
verstehen. Die Erfindung kann ohne weiteres auch bei einem Doppel-, Umkehr- oder
Regelmagneten angewandt werden.
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Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
trägt das Mantelrohr an dem in der Zeichnung unteren Ende, die die Antriebsseite
des Magneten darstellt ein Einsatzstück 16,'das die magnetische Verbindung zwischen
dem Mantelrohr 1 und dem Anker 17 herstellt. Dieser Anker ist als
Konusanker
ausgebildet mit dem Konusteil 18. Die Schraubbohribng 19 dient zur Verbindung des
Ankers mit dem vom Anker angetriebenen Bauelement. Die Kerbstifte 20 verbinden das
Einsatzstück 16 mit dem Mantelrohr 1.
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In das Mantelrohr 1 ist eine Zwischenplatte 21 eingesetzt, die bei
22 eine Ausnehmung aufweist zur Durchführung der Anschlüsse zu der Spule bzw. Wicklung
23, die im Wicklungsraum 2 untergebracht ist.
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Die Zwischenplatte 21 trägt auch das Ankergegenstück 13 mit der Ausnehmung
24, die dem Konusteil 18 des Ankers 17 angepaßt ist.
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Zwischen dem Ankergegenstück und dem Einsatzstück 16 erstreckt sich
ein Ankerführungsrohr 25, das beispielsweise aus einem unmagnetischen, nichtrostenden
Stahl bestehen kann. Dieses Ankerführungsrohr 25 kann auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt
sein, wie dies ansich bekannt ist. Auch die Verwendung eines Kunststoffrohres als
Ankerführungsrohr ist bei der Erfindung möglich, weil wegen der getroffenen Maßnahmen
nicht mit inneren berdrücken im Wicklungsraum 2 oder im Aufnahmeraum 4 zu rechnen
ist.
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Gemäß der Erfindung ist das Mantelrohr 1 über die Zwischenplatte 21
hinaus verlängert und diese Verlängerung 3 des Mantelrohrs umschließt den Aufnahmeraum
4. In diesem Aufnahmeraum können die Beschaltungselemente 5 angeordnet werden. Zu
diesem Zweck wird im Aufnahmeraum 4 eine Leiterplatte 26 angeordnet, unter der ein
Rahmen 27 zur Aufnahme der Lötstellen vorgesehen ist. Mit 28 ist eine Isolierscheibe
bezeichnet.
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Die Verdrahtung und Anschlüsse, die im einzelnen nicht dargestellt
sind, verbinden die Wicklung 23 mit den seschaltungselementen 5. Die Anschlüsse
sind durch die Leistungsdlrchführung 10 im Deckel 7 hindurchgeführt. Dieser Deckel
7 ist in das Ende 6 des Mantelrohres 1 bzw. der Verlängerung 3 eingesetzt und verschließt
den Aufnahmeraum 4. Außer der Öffnung für die Durchführungen 10, deren Einzelheiten
besser aus der Fig. 2 zu entnehmen sind> wo dieselben D1rchführungen angewandt
werden, ist noch eine weitere Offnung 8 im Deckel 7 vorgesehen, die vorzugsweise
dem Ausgießen dient. Beim Ausgießen wird gleichzeitig der Aufnahmeraum 4 und der
Wicklungsraum 2 mit Gießmasse, insbesondere einem Gießharz gefüllt, nachdem alle
Bauteile montiert und angeschlossen sind. Die Ausgießung erfolgt beispielsweise
unter Vakuum, wie dies ansich bekannt ist.
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Nach dem Ausgießungsvorgang befinden sich keinerlei Hohlräume mehr
im Inneren des Magneten.
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Der Klemmkasten 11 wird im wesentlichen von der Hülse 12 gebildet,
die auf das Mantelrohr 1 aufgeschoben und bei 29 verschweißt ist. Dieser Klemmkasten
11 nimmt die Anschlußklemmen auf. Der Klemmkasten wird durch den Klemmkastendeckel
15 verschlossen, der am Rande der Hülse 12 aufliegt. Die zugehörige Dichtung ist
mit 30 bezeichnet.
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Der Klemmkastendeckel 15 wird durch eine Schraube 33 gehalten, die
in die säulenartige Verlängerung 14 des Ankergegenstückes 13 eingreift. Diese säulenartige
Verlängerung 14 ist im Deckel 7 des Aufnahmeraumes geführt und es ist klar, daß
die Zwischenplatte 21 und der Deckel 7 eine stabile Abst;'tring für das Ankergegenstück
ergeben.
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Der Klemmkasten 11 weist ferner die üblichen Kabeldurchführungen 31
und Erdungsklemmen 32 und 36 auf.
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Da beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach tg.1 der magnetische
Schluß zwischen dem Ankergegenstück 13 und dem Mantelrohr 1 nicht nur über die als
Joch dienende Zwischenplatte 21 gegeben ist, sondern hierbei auch der Deckel 7 mitwirkt,
kann dieser bei der Dimensionierung der einzelnen Bauteile sinngemäß berücksichtigt
werden.
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Beim Ausführungsbeispiel nachden Fig. 2 und 3 ist das Gehäuse 35,
das den Raum 34 für die Beschaltungselemente 5 umschließt, zusammen mit dem Klemmkasten
37 zu einer Baueinheit 38 vereinigt. Diese Baueinheit 38 ist seitlich an das Mantelrohr
40 angebaut, beispielsweise angeschraubt.
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Die Befestigungsschrauben zur Verbindung der Baueinheit 38 mit dem
Mantelrohr 40 sind mit 41 bezeichnet.
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In der Baueinheit 38 ist eine Zwischenwand 39 vorgesehen, die den
Raum 34 für die Beschaltungslemente 5 vom übrigen Klemmkastenraum abtrennt. Der
Raum 34 nimmt ferner noch C1ie Durchführungen 10 auf. Die Befestigung der Durchführungen
erfolgt mittels einer Schraube 42 im Mantelrohr 40, einer die Schraube umgebenden
Hülse 43 und einer Lasche 44. Auf diese Weise können die Durchführungen 1o frei
im Raum 34 angeordnet werden und nach dem Ausgie3ungsvorgang wird eine spaltfreie
Festlegung dieser Durch führungen erhalten.
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Der Aufnahmeraum 3 ist durch den Kanal 45 und durch die Durchbrechung
46 im Mantelrohr 40 mit dem Wicklungsraum 2 verbunden, so daß bei einem einmaligen
Ausgießungsvorgang alle Innenräume gefüllt werden können. Hierfir wird die Ausgußmasse
mit einer Diese in die Eingußbohrung 47 eingeleitet und füllt zuerst den Wicklungsraum
2 und dann den Raum 34.
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