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Magnetkof nur ein Ventil od. dgl.
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Die Erfindung betrifft einen Magnetkopf für ein Ventil od. dgl.
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mit einem im wesentlichen rechteckförmigen Gehäuse, das eine Dachwandung,
zwei Seitenwandungen, eine Vorderwandung und eine Rückwandung aufweist und an einer
der Dachwandung gegenüberliegenden Seite mit einer einsetzbaren Schlußscheibe verschlier
bar ist, mit einer Elektromagnetspule,die im Gehäuse gelagert ist und eine auf einem
Spulenkörper befindliche, aus Drahtwindungen gebildete Spulenwicklung besitzt.
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Bei bekannten Magnetköpfen dieser Art wird bemängelt, daß das Gehäuse
insbesondere im Bereich der Dachwandung über der Magnetspule dicht ausgeführt ist,
um das Eindringen von Feuchtigkeit od. dgl. möglichst zu unterbinden. Eine solche
dichte Gehäuseausbildung erfordert zwangsläufig einen erhöhten Fertigungsaufwand,
weshalb verhältnismäßig hohe Herstellungskosten auftreten, die bei dem als Massenartikel
zu bezeichnenden Magnetkopf in erheblichen Maße unerwünscht sind. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß trotz dieser herstellungsaufwendigen Gehäuseausbildung insbesondere
bei einem Einsatz ins sogenannten Naßraumen mit hoher Luftfeuchtigkeit dennoch Feuchtigkeitsanteile
durch anderweitige Spalte in die Spulenwicklung der Elektromagnetspulen eindringen
können und sich zwischen den Drahtwindungen niedersc,h1agenJwodurch die Gefahr besteht,
daß die zumeist aus isoliertem Kupferdraht hergestellten Drahtwinaungen
der
Spulenwicklung korrodieren und somit im Laufe der Zeit eine Bunktionsunicktigkeit
auftritt. Dabei ist es weiterhin nachteilig, daß aufgrund der Ijufteinschlüsse zwischen
den Drahtwindungen der Spulenwicklung während des betriebs eine nur mäßige WärmeabSührung
nach außen erfolgt, wodurch die leistungsfähigkeit gemindert wird.
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engemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Nagnetkopf
der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln eine
vollständige Abschirmung der Drahtwindungen gegen äuDere Teuchtigkeitseinflüsse
und eine Erhöhung der mechanischen estigkeit der Spulenwicklung mit verbesserter
Warmeableitung sowie die möglichkeit einer kostensparenden Gehäuseherstellung erzielt
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den
Drahtwindungen der Spulenwicklung ein Isolierstoff derart angeordnet ist, daß die
Spulenwicklung mit den im Isolierstoff formschlüssig eingebetteten und durch diesen
lagefixierten Drahtwindungen als hohlraumfreier Festkörper ausgebildet ist, daß
der Spulenkörper eine an den Seitenwandungen, der Vorderwandung und der Rückwandung
des Gehäuses angrenzende AuBenumfangswandung aufweist und mit dieser als doppelwandiger
Ringbecher ausgeführt ist, in dessen Ringraum die Spulenwicklung gelagert und der
mit aushärtbarem Isolierstoff ausgießbar ist.
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Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die Elektromagnetspule
als für sich selbst vollständig abgekapseltes und geschütztes Bauteil ausgeführt
ist, wobei samtliche Drahtwindungen der Spulenwicklung vom Isolierstoff gänzlich
umhüllt und absolut unverrückbar und vibrationsfrei eingebettet sind.
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Dabei sind sämtliche Räume zwischen den einzelnen Drahtwindungen mit
Isolierstoff ausgefüllt, so daß keinerlei Hohlraum besteht und somit auch keine
Feuchtigkeit eindringen kann und eine
Kondenswasserbildung zwischen
den einzelnen Drahtwindungen vermieden ist, so daß eine Korrosion nicht auftreten
kann und eine lange Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist. Durch die so erzielte
Kompaktausführung der Spulenwicklung wird zudem eine ausgezeichnete rmeabführung
im Betriebsfalle erreicht, wodurch eine hohe Leistungsfähigkeit gegeben und eine
starke Dauerbeanspruchung möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die
Spulenwicklung selbst eine hohe Eigenfestigkeit besitzt und mechanischen Beanspruchungen
beispielsweise während der lagerhaltung und Montage sicher widersteht. Durch die
erfindungsgemäße Außenumfangswandung wird zudem eine Erhöhung des mechanischen Schutzes
erreicht.
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Die Spulenwicklung ist vollständig gekapselt im Ringraum des becherförmig
ausgeführten Spulenkörpers gelagert, wobei die Möglichkeit besteht, die eigenstabile,
kompakte Spulenwicklung im Ringraum mit Isolierstoff auszugießen, so daß auch damit
eine absolut sichere und hohlraumfreie Lagefixierung sowie ein weiterer mechanischer
Schutz und eine materialschlüssige Wärmeableitung gegeben ist. Mit der Erfindung
wird zudem der Vorteil einer erheblich einfacheren Gehauseausführung erzielt, da
nunmehr eine absolut dichte Ausführung des Gehäuses im Dachwandungsbereich nicht
mehr erforderlich ist, sondern daß die Möglichkeit besteht, das Gehäuse in rationeller
Fertigungsweise unter bewußter Einbeziehung etwaiger Feinspalte kostengünstig herzustellen.
Sollte dabei Feucktigkeit in das Gehäuse eindringen, so kann diese aufgrund der
Erfindung keinesfalls an der Spulenwicklung irgendwelchen Schaden verursachen, da
diese für sich vollständig geschützt ist. Durch am Rand der Dachwandung gebildete
Feinspalte wird nelinehr eine Zirkulationsbelüftung im Gehäuse ermöglicht, so daß
in vorteilhafter weise praktisch ein standiger Luftaustausch erfolgt, so daß ein
Feucktigkeitsstau im Gehäuse nicht auftreten kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte
Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: Fig. 1 eine Schnittansicht
eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes, Fig. 2 eine Schnittansicht des Magnetkopfes
der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II - II, Fig. 3 eine Schnittansicht einer anderen
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elomagnetspule, Fig. 4 eine Schnittansicht
einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäan Elektromagnetspule, Fig. 5 eine
Abwicklung des Magnetkopfgehäuses, Fig. 6 eine Seitenansicht des aus der Abwicklung
der Fig. 5 hergestellten Gehäuses, Fig. 7 eine Draufsicht auf das Gehäuse der Fig.6,
Fig. 8 eine Abwicklung einer anderen Gehäuseausführungsform, Fig. 9 eine isometrische
Darstellung des aus der Abwicklung der Fig. 8 hergestellten Gehäuses, Fig. 10 eine
Abwicklung eines anderen erfindungsgemäßen Magnetkopfgehäuses mit separatem Gehäusedeckel
und
Fig. 11 eine isometrische Darstellung eines nach der Abwicklung
der Fig. 10 hergestellten Magnetkopfgehäuses.
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Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Magnetkopf 1 ist für die Betätigung
eines nicht dargestellten Ventils vorgesehen und wird am Ventilkörper befestigt,
wobei ein Ankerführungsrohr die Bohrung 2 des Magnetkopfes 1 durchsetzt. Der Magnetkopf
1 besitzt ein aus Stahlblech bestehendes Gehäuse 3, das als Rechteckkörper ausgeführt
ist und zwei Seitenwandungen 4,5, eine Rückwandung 6, eine Vorderwandung 7 und eine
Dachwandung 8 aufweist. In einer Ausnehmung einer Verwölbung 9 der Vorderwandung
7 befindet sich ein aus Kunststoff bestehender winschubteil 10, in dem ein Stromführungskabel
11 gehalten ist.
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Ein Schutzleiter 12 steht dabei mit dem Gehäuse 3 in Verbindung.
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In dem Gehäuse 3 befindet stich eine Elektromagnetspule 13, die zwischen
einer oberen Flußscheibe 14 und einer unteren Flußscheibe 15 gelagert ist. An der
der Dachwandung 8 gegenübeliegenden Seite des Gehäuses 3 ist letzteres durch eine
eingepreßte Schlußscheibe 16 verschlossen.
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Die Elektromagnetspule 13 besitzt einen zylindrischen Spulenkörper
17, der im wesentlichen die Bohrung 2 begrenzt. Das der Dachwandung 8 zugewandte
Ende des Spulenkörpers 17 besitzt eine querverlaufende Endwandung 18, die an der
oberen Elußscheibe 14 anliegt und an der eine Außenumfangswandung 19 angeordnet
ist, die sich auf Abstand parallel zum Spulenkörper 17 erstreckt. Es ist somit ein
aus Kunststoff bestehender, materialeinheitlich einstückiger, doppelwandiger Ringbecher
gebildet, der zwischen dem Spulenkörper 17 und der Außenumfangswandung 19 einen
Ringraum 20 aufweist. Der Außendurchmesser der Außenumfangswandung 19 ist so bemessen,
daß letztere an den Innenflächen der Seitenwandungen 4,5 sowie der Ruckwandung 6
und der Vorderwandung 7 anliegt.
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In dem ringraum 20 ist eine Spulenwicklung 21 gelagert, die a s Drahtwindungen
gebildet und mit dem Stromführungskabel 11 verbunden ist. Die Spulenwicklung 21
ist vorteilhaft in einem separaten Arbeitsgang als sogenannte körperlose Spule hergestellt
worden, wobei die Drahtwindungen in einen Isolierstoff eingebettet sind, der alle
Zwischenräume vollständig hohlraumfrei ausfüllt, so daß die Spulenwicklung 21 als
kompakter Festkörper eine hohe mechanische Festigkeit besitzt. Durch die separate
Herstellung der Spulenwicklung 21 und des Fingbechers wird eine Teilung der Arbeitsvorgänge
bei der Herstellung der Elektromagnetspule 13 erzielt, so daß eine größere Unabhängigkeit
im Fertigungsprozeß und damit eine rationellere rserstellunUg erreicht wird. Beim
Zusammenbau der Elektromagnetspule 13 wird die eigenständige Spulenwicklung 21 in
den Ringraum 20 des Ringbechers einfach eingeschoben, bis sie an der Endwandung
18 zur Anlage kommt. Dabei ist es zur besseren lagefixierung möglich, den Ringraum
20 zusätzlich mit Isolierstoff auszugießen, so daß auch hier keinerlei Hohlräume
entstehen. Der Ringraum 20 wird an der der Schlußscheibe 16 zugewandten Seite durch
einen Ringteil 22 verschlossen, der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen
dem Spulenkörper 17 und der Außenumfangswandung 19 gehalten und mittels Silikonkautschuk
abgedichtet bzw. verklebt ist. Es ist zu erkennen, daß die Wandstärken des Spulenkörpers
17, der Endwandung 18 und der Außenumfangswandung 19 gleich sind, so daß für die
Spritzgußherstellung gleichmäßig gute Voraussetzungen gegeben sind und eine gleichmäßige
Festigkeitsabschirmung der Spulenwicklung 21 vorliegt.
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Der Ringteil 22 besitzt einen sich in Richtung zur SchluM-scheibe
16 erstreckenden Ansatz 23, der die untere Flußscheibe 15 an ihrem Außenrand umgreift,
wodurch diese lagefixiert ist.
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Das Gehäuse 3 des Magnetkopfes 1 besteht aus einem einzigen Stahlblech,
das entsprechend ausgestanzt und gebogen ist.
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Hierbei verläuft in der Mitte der Vorderwandung 7 eire Stoßfuge 24,
die durch das .einanderstooen des Vorderwandungsteils 25 und des Vorderwandteils
26 gebildet ist. Die Dachwandung 8 ist ausschlie2lich über einen einzigen Seitenrand
2 mit der Rückwandung 6 verbunden und zwischen die Seitenwandungen 4,5 und Vorderwandung
7 eingepreßt, so daß an diesen drei Seitenwandbereichen ein feiner Trennspalt 28
besteht, der praktisch so ausgeführt ist, daß bei allen Einsatzbereichen ein sicherer
Feuchtigkeitsschutz gegeben ist, wobei es aber möglich ist, eine Luftdurchlässigkeit
zu erzielen, so daß im Gehäuse 3 eine Luftzirkulation insbesondere bei Betriebstemperatur
der Elektr@-magnetspule erreicht werden kann.
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Die in der Fig. 3 dargestellte Elektromagnetspule 29 weist einer zweiteiligen
Ringbecher auf, wobei an einen Ende des Spulenkörpers 30 die Endwandung 31 materialeinheitlich
angeformt ist, während der -ingteil 32 an der Außenumfangswandung 33 materialeinheitlich
angeformt ist. Die Endwandung 31 und der Ringteil 32, deren länge im wesentlichen
gleich ist, erstrecken sich somit in entgegengesetzten Richtungen. Dabei stützt
sich das freie Ende des Ringteils 32 an der Außenumfangswandung 33 ab. Am freien
Ende der Endwandung 31 ist eine Rastsicke 34 ausgebildet, in der eine an der Außenumfargswandung
33 angeformte Klip-snase 35 gelagert ist. Der Ringteil 32 besitzt einerseits an
seinem freien Ende neben dem Spulenkörper 30 einen Kanal 36 und gegenüberliegend
einen weiteren Kanal 37, der direkt neben der Außenumfangswandung 33 verläuft. Die
Kanäle 36,37 munden in den Ringraum 20, in dem die durch Isolierstoff verfestigte,
hohlraumfreie Spulenwicklung 21 gelagert ist. Die Elektromagnetspule 29 wird so
zusammengebaut, daß zunächst die Spulenwicklung 21 auf den Spulenkörper 30 aufgeschoben
wird, bis sie an der Endwandung 31 zur Anlage kommt So-dann wird die als Überstülpabdeckung
ausgeführte Außenumfangswandung 33 uber die Spulenwicklung 21
geschoben,
bis daß die Klips-nase 35 in die Rastsicke 34 gelangt,wobei über den ringteil 32
eine Zentrierung auf dem Spulenkörper 30 erfolgt und der Ringteil 32 den Ringraum
20 begrenzt. Durch e Kanäle 36,37 können der Spulenanfang und das Spulenende herausgeführt
werden und es besteht die Möglichkeit, den Ringraum 20 mit aushärtbarem Isolierstoff
auszugießen, so daß eine vollkommen hohlraumfreie und feste Lagerung der Spulenwicklung
21 im Ringbecher erzielt wird.
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Beim Ausgießen des Ringraums 20 mit dem zunächst flüssigen Isolierstoff
kann beispielsweise der Kanal 36 zum Einfüllen des Isolierstoffs benützt werden,
während der Kanal 37 dann als Entlüftungsöffnung dient, aus der die verdrängte Luft
heraustreten kann.
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Bei der in der Big. 4 dargestellten Elektromagnetspule 38 ist sowohl
die Endwandung 39 als auch der Ringteil 40 materialeinheitlich am Sp;enkörper 41
angeformt. Der Ringteil 40 besitzt ebenfalls zwei Kanäle 36,37 und die Endwandung
39 weist eine Rastsicke auf. Die Außenumfangswandung 42 ist im wesentlichen als
zylindrisches Rohr ausgeführt, das mit einer ar.-geformten Klips-nase 35 in die
Rastsicke 34 der Endwandung 39 eingreift. Die Spulenwicklung 21 und der Ringraum
20 sind durch einen aushärtbaren Isolierstoff, der durch einen der Kanäle 36,37
eingefüllt wird, vollkommen ausgefüllt und verfestigt,so daß eine hohlraumfreie,sichere
Festlagerung gegeben ist.
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In der Fig. 5 ist eine Grundplattenabwicklung 47 dargestellt, die
nach dem Ausstanzen unmittelbar zu dem in den Figuren 6 unc 7 dargestellten Gehäuse
3 gebogen wird, so daß die Herstellung im sogenannten Stanz-/ Biegeverfahren erfolgt.
Es ist zu erkennen, daß die Dachwandung 8 über dem Mittenbereich der Grundplattenabwicklung
43 angeordnet ist und dabei nur mit dem einen Seitenrand 27 mit der Rückwandung
6 materialeinheitlich
verbunden ist. reim Ausstanzen der Grundplattenabwicklung
43 wird so verfahren, daß einerseits neben der Dachwandung e Der der Seitenwandung
5 und dem Vorderwandteil 26 zwei Flußscheiben 15 und andererseits neben der Dachwandung
8 über der Seitenwandung 4 und den Vorderwandungsteil 25 die Schlußscheibe 16 gleichzeitig
mit ausgestanzt werden. Das Gehause 3 besitzt am Vorderwandungsteil 25 einen Halteansatz
44, der schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist. Der Vorderwandteil 26 besitzt eine
dementsprechend schwalbenschwanzförmig ausgeführte Ealteausnehmung 45, in die der
alteansatz 44 kraft- und formschlüssig eingreift, so daß auf einfache Art und Weise
eine feste Verbindung gegeben ist.
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Das in der Fig. c dargestellte Gehäuse 46 ist aus der in der Fig.
8 dargestellten Grundplattenabwicklung 47 ebenfalls in einem einzigen Arbeitsgang
im Stanz-/ Biegeverfahren hergestellt wurden. Die Dachwandung 48 ist am Seitenrand
27 mit der Rückwandung 49 verDunden. An die eine Seitenwandung 50 schließt sich
der Vorderwandungsteil 51 an, der an seinem Oberrandbereich 52 eine Halteausnehmung
53 besitzt. An die andere Seitenwandung 54 schließt sich der Vorderwandteil 55 an,
der am Oberrandbereich 52 ebenfalls eine Halteausnehmung 53 aufweist.
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Die Grundplattenabwicklung 47 ist zu einer Mittenebene spiegelsymmetrisch
ausgeführt, so daß die Seitenwandungen 50,54 sowie der Vorderwandungsteil 51 und
der Vorderwandteil 55 im wesentlichen gleich sind. Die Dachwandung 48 besitzt an
ihrer äußeren Randseite zwei Halteansätze 56,die beim fertig gebogenen Gehäuse 46
in die Halteausnehmungen 53 eingreifen und somit das Gehäuse 46 fest zusammenhalten.
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Das Gehäuse 57 der Fig. 11 ist aus der in der Fig. 10 dargestellten
Grundplattenabwicklung 58 im Stanz-/ Biegeverfahren hergestellt worden, wobei die
Dachwandung 59 als separates Einzelteil ausgestanzt und eingepreßt worden ist. Hierbei
weisen
die Rückwandung 60, die Seitenwandungen 61,62, der Vorderwandungsteil 63 und der
Vorderwandteil 64 an ihrem Oberrandbereich 52 jeweils eine Halteausnehmung 53,65
auf.
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Die Halteausnehmungen 65 sind dabei etwa doppelt so groß wie die ralteausnehmungen
53. An sämtlichen Seitenrändern der Dachwandung 59 sind entsprechend den Halteausnehmungen
53,65 ausgeführte Halteansätze 56,66 ausgebildet. Das Gehäuse 57 besitzt somit an
allen Seitenrändern der eingepreßten Dachwandung 59 einen Trennspalt 28. Aufgrund
des Trennspaltes 28 werden bei Wechselspannungsbetrieb des Magnetkopfes 1 die Ummagnetisierungsverluste
auf ein Minimum reduziert, da dadurch mehr Grenzflächen zur Verfügung stehen, so
daß damit auch die Erwärmung während des Betriebs niedrig gehalten wird.
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