DE3027067C2 - Magnetgehäuse für ein Ventil und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetgehäuse für ein Ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Ver­ fahren zu dessen Herstellung.

Ein aus der CH-PS 517997 bekanntes Magnetgehäuse dieser Art weist eine Dachwand, zwei Seitenwände, eine Vorder­ wand mit einer Ausnehmung für einen Stromanschluß und eine Rückwand auf. Das Gehäuse ist an der der Dachwand gegenüberliegenden Seite mit einer einsetzbaren Schluß­ scheibe verschließbar. In dem Gehäuse ist eine Elektromag­ netspule gelagert, die an die Vorder-, Rück- und Seitenwände angrenzt und eine aus Drahtwindungen gebildete Spulen­ wicklung auf einem Spulenkörper besitzt. Das Magnetgehäuse soll durch Zusammenschweißen von Stanzteilen gebildet werden, wobei halb- oder vollautomatische Widerstands- oder Schutzgasschweißungen vorgesehen sind, wodurch die Herstellung insgesamt aufwendig ist und besondere Vorkehrungen für den Produktionsablauf und den Schutz der im Gehäuse befindlichen Teile getroffen werden müssen. Die zusammenzuschweißenden Stanzteile des Gehäuses können unterschiedlich ausgebildet sein.

Aus dem DE-GM 18 72 777 ist ein Gleichstrom-Magnet bekannt, dessen Spulenkörper mit zwei Spulenflanschen in einem im Querschnitt kreisförmigen Mantelrohr gelagert ist. Das Mantelrohr besitzt eine den Spulenkörper überragende Rohrverlängerung, in der ein Flachgleichrichter mit Gießharz eingebettet ist.

Die DE-OS 15 14 114 offenbart einen zum Beispiel als Antriebs­ system von Luftschützen vorgesehenen Elektromagneten, dessen Spule in einem topfförmigen Spulengehäuse gelagert ist, das mit Gießharz ausgefüllt ist. Das Spulengehäuse besitzt an der Außenwand radial abstrebende Stege und ist mit diesen in einem größeren U-förmigen Eisenrahmen gelagert, auf den ein Jochblech aufgesetzt ist.

Durch die DE-OS 28 36 232 ist eine Elektromagnetanordnung bekannt, die für einen Betrieb bei erhöhter Temperatur vorgesehen ist und ein als vorder- und rückwandfreies Rechteckrohr ausgebildetes Gehäuse aufweist, in dem ein doppelwandiger Spulenkörper gelagert ist, der einen eine Spulenwicklung aufnehmenden Ringraum besitzt. Die Spule ist mit unter Wärmeeinwirkung aushärtendem Material auf den Spulenkörper gewickelt. Die Anschlußleiter für die Elektrospule liegen unter einer aus dem Gehäuse herausragen­ den Abdeckplatte des Spulenkörpers.

Das DE-GM 19 68 696 offenbart einen Gleichstrom-Hubmagneten, dessen Gehäuse aus einer kreuzförmigen Grundplattenabwicklung hergestellt sein kann, wobei der mittlere Flächenteil des Kreuzes die Gehäusedachwand bildet, während die vier abstrebenden Flächenteile des Kreuzes nach entsprechendem Umbiegen die Vorder-, Rück- und Seitenwände des Gehäuses bilden. Das so geformte Gehäuse kann an der der Dachwand gegenüberliegenden Seite durch achteckige Deckelscheiben geschlossen werden.

Die DE-OS 24 19 347 offenbart ein Magnetgehäuse, das zwei aus Blechstreifen U-förmig gebogene Gehäuseteile besitzt, die zur Bildung des Gehäuses entsprechend ineinanderge­ schachtelt werden können. An den Schenkelenden der U-Teile können Zinken vorgesehen sein, die in Ausnehmungen des anderen U-Gehäuseteils verstemmt werden können.

Aus der DE-OS 28 32 872 ist ein Magnetkopf mit einem Gehäuse bekannt, das eine Ausnehmung für einen Einschubteil aufweist, an dem ein Stromführungskabel gehalten ist, das einen Schutzleiter für das metallische Gehäuse besitzt. Der Schutzleiter ist an einer in das Gehäuse eingesetzten Schlußscheibe befestigt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Magnetgehäuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahinge­ hend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine kosten­ sparende Gehäuseherstellung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet. Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetgehäuses ist im Patentanspruch 5 angegeben.

Mit der Erfindung wird der Vorteil einer einfachen Gehäuse­ herstellung erzielt, wobei die Möglichkeit besteht, das Gehäuse in rationeller Fertigungsweise unter bewußter Einbeziehung verschiedener Feinspalte kostengünstig herzu­ stellen. Sollte Feuchtigkeit in das Gehäuse eindringen, so kann sich diese nicht im Gehäuse stauen, da durch die Feinspalte eine Zirkulationsbelüftung im Gehäuse besteht, so daß praktisch ein ständiger Luftaustausch erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Magnetkopfes mit einem Gehäuse und einer Elektromagnetspule,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Magnetkopfes der Fig. 1 gemäß der Linie II-II,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer anders ausgeführten Elektro­ magnetspule,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer weiteren Elektromagnet­ spule,

Fig. 5 eine Abwicklung des Magnetgehäuses,

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.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Magnetkopf 1 ist für die Betätigung eines nicht dargestellten Ventils vorge­ sehen und wird am Ventilkörper befestigt, wobei ein Anker­ führungsrohr die Bohrung 2 des Magnetkopfes 1 durchsetzt. Der Magnetkopf 1 besitzt ein aus Stahlblech bestehendes Gehäuse 3, das als Rechteckkörper ausgeführt ist und zwei Seitenwände 4, 5, eine Rückwand 6. eine Vorderwand 7 und eine Dachwand 8 aufweist. In einer Ausnehmung einer Vorwölbung 9 der Vorderwand 7 befindet sich ein aus Kunststoff beste­ hender Einschubteil 10, in dem ein Stromführungskabel 11 gehalten ist. Ein Schutzleiter 12 steht dabei mit dem Gehäuse 3 in Verbindung.

In dem Gehäuse 3 befindet sich eine Elektromagnetspule 13, die zwischen einer oberen Flußscheibe 14 und einer unteren Flußscheibe 15 gelagert ist. An der der Dachwand 8 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 3 ist letzteres durch eine eingepreßte Schlußscheibe 16 verschlossen.

Die Elektromagnetspule 13 besitzt einen zylindrischen Spulenkörper 17, der im wesentlichen die Bohrung 2 begrenzt. Das der Dachwand 8 zugewandte Ende des Spulenkörpers 17 besitzt eine querverlaufende Endwand 18, die an der oberen Flußscheibe 14 anliegt und an der eine Außenumfangswand 19 angeordnet ist, die sich auf Abstand parallel zum Spulen­ körper 17 erstreckt. Es ist somit ein aus Kunststoff beste­ hender, materialeinheitlich einstückiger, doppelwandiger Ringbecher gebildet, der zwischen dem Spulenkörper 17 und der Außenumfangswand 19 einen Ringraum 20 aufweist. Der Außendurchmesser der Außenumfangswand 19 ist so bemessen, daß letztere an den Innenflächen der Seitenwände 4, 5 sowie der Rückwand 6 und der Vorderwand 7 anliegt.

In dem Ringraum 20 ist eine Spulenwicklung 21 gelagert, die aus Drahtwindungen gebildet und mit dem Stromführungs­ kabel 11 verbunden ist. Die Spulenwicklung 21 ist vorteilhaft in einem separaten Arbeitsgang als sogenannte körperlose Spule hergestellt worden, wobei die Drahtwindungen in einem Isolierstoff eingebettet sind, der alle Zwischenräume hohlraumfrei ausfüllt, so daß die Spulenwicklung 21 als kompakter Festkörper eine hohe mechanische Festigkeit besitzt. Durch die separate Herstellung der Spulenwicklung 21 und des Ringbechers wird eine Teilung der Arbeitsvorgänge bei der Herstellung der Elektromagnetspule 13 erzielt, so daß eine größere Unabhängigkeit im Fertigungsprozeß und damit eine rationellere Herstellung erreicht wird. Beim Zusammenbau der Elektromagnetspule 13 wird die eigen­ ständige Spulenwicklung 21 in den Ringraum 20 des Ringbechers einfach eingeschoben, bis sie an der Endwand 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 Außenumfangswand 19 gehalten und mittels Silikonkautschuk abgedichtet beziehungsweise verklebt ist. Es ist zu erkennen, daß die Wandstärken des Spulenkörpers 17, der Endwand 18 und der Außenumfangswand 19 gleich sind, so daß für die Spritzgußherstellung gleichmäßig gute Voraussetzungen gegeben sind und eine gleichmäßige Festig­ keitsabschirmung der Spulenwicklung 21 vorliegt. Der Ringteil 22 besitzt einen sich in Richtung zur Schlußscheibe 16 erstreckenden Ansatz 23, der die untere Flußscheibe 15 an ihrem Außenrand umgreift, wodurch diese Lage fixiert ist.

Das Gehäuse 3 des Magnetkopfes 1 besteht aus einem einzigen Stahlblech, das entsprechend ausgestanzt und gebogen ist. Hierbei verläuft in der Mitte der Vorderwand 7 eine Stoßfuge 24, die durch das Aneinanderstoßen des Vorderwandteils 25 und des Vorderwandteils 26 gebildet ist. Die Dachwand 8 ist ausschließlich über einen einzigen Seitenrand 27 mit der Rückwand 6 verbunden und zwischen den Seitenwänden 4, 5 und der Vorderwand 7 eingepreßt, so daß an diesen drei Seitenwandbereichen ein feiner Trennspalt 28 besteht, der praktisch so ausgeführt ist, daß bei allen Einsatzbereichen ein sicherer Feuchtigkeits­ schutz gegeben ist, wobei es aber möglich ist, eine Luftdurchlässigkeit zu erzielen, so daß im Gehäuse 3 eine Luftzirkulation insbesondere bei Betriebstemperatur der Elektromagnetspule erreicht werden kann.

Die in der Fig. 3 dargestellte Elektromagnetspule 29 weist einen zweiteiligen Ringbecher auf, wobei an einem Ende des Spulenkörpers 30 die Endwand 31 materialeinheitlich angeformt ist, während der Ringteil 32 an der Außen­ umfangswand 33 materialeinheitlich angeformt ist. Die Endwand 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 Außenumfangswand 33 ab. Am freien Ende der Endwand 31 ist eine Rastsicke 34 ausgebildet, in der eine an der Umfangswand 33 angeformte Klipsnase 35 gelagert ist. Der Ringteil 32 besitzt einerseits an seinem freien Ende neben dem Spulenkörper 30 einen Kanal 36 und gegenüber­ liegend einen weiteren Kanal 37, der direkt neben der Außenumfangswand 33 verläuft. Die Kanäle 36, 37 münden in den Ringraum 20, in dem die durch Isolierstoff ver­ festigte, 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 Endwand 31 zur Anlage kommt. Sodann wird die als Überstülpabdeckung ausgeführte Außenumfangswand 33 über die Spulenwicklung 21 geschoben, bis die Klipsnase 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 die 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 voll­ kommen hohlraumfreie und feste Lagerung der Spulenwicklung 21 im Ringbecher erzielt wird. Beim Ausgießen des Ringraums 20 mit dem zunächst flüssigen Isolierstoff kann beispiels­ weise der Kanal 36 zum Einfüllen des Isolierstoffs benutzt werden, während der Kanal 37 dann als Entlüftungsöffnung dient, aus der die verdrängte Luft heraustreten kann.

Bei der in der Fig. 4 dargestellten Elektromagnetspule 38 ist sowohl die Endwand 39 als auch der Ringteil 40 materialeinheitlich am Spulenkörper 41 angeformt. Der Ringteil 40 besitzt ebenfalls zwei Kanäle 36, 37 und die Endwand 39 weist eine Rastsicke auf. Die Außenumfangs­ wand 42 ist im wesentlichen als zylindrisches Rohr ausge­ führt, das mit einer angeformten Klipsnase 35 in die Rastsicke 34 der Endwand 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.

In der Fig. 5 ist eine Grundplattenabwicklung 43 darge­ stellt, die nach dem Ausstanzen unmittelbar zu dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Gehäuse 3 gebogen wird, so daß die Herstellung im sogenannten Stanz- Biegeverfahren erfolgt. Es ist zu erkennen, daß die Dachwand 8 über dem Mittenbereich der Grundplattenabwicklung 43 angeordnet ist und dabei nur mit dem einen Seitenrand 27 mit der Rückwand 6 materialeinheitlich verbunden ist. Beim Ausstanzen der Grundplattenabwicklung 43 wird so verfahren, daß einerseits neben der Dachwand 8 über der Seitenwand 5 und dem Vorderwandteil 26 zwei Flußscheiben 14, 15 und andererseits neben der Dachwand 8 über der Seitenwand 4 und dem Vorderwandteil 25 die Schlußscheibe 16 gleichzeitig mit ausgestanzt werden. Das Gehäuse 3 besitzt am Vorderwand­ teil 25 einen Halteansatz 44, der schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist. Der Vorderwandteil 26 besitzt eine dementsprechend schwalbenschwanzförmig ausgeführte Halteaus­ nehmung 45, in die der Halteansatz 44 kraft- und form­ schlüssig eingreift, so daß auf einfache Art und Weise eine feste Verbindung gegeben ist.

Das in der Fig. 9 dargestellte Gehäuse 46 ist aus der in der Fig. 8 dargestellten Grundplattenabwicklung 47 ebenfalls in einem einzigen Arbeitsgang im Stanz- Biegeverfahren hergestellt worden. Die Dachwand 48 ist am Seitenrand 27 mit der Rückwand 49 verbunden. An die eine Seitenwand 50 schließt sich der Vorderwandteil 51 an, der an seinem Oberrandbereich 52 eine Halteausneh­ mung 53 besitzt. An die andere Seitenwand 54 schließt sich der Vorderwandteil 55 an, der am Oberrandbereich 52 ebenfalls eine Halteausnehmung 53 aufweist. Die Grund­ plattenabwicklung 47 ist zu einer Mittenebene spiegel­ symmetrisch ausgeführt, so daß die Seitenwände 50, 54 sowie der Vorderwandteil 51 und der Vorderwandteil 55 im wesentlichen gleich sind. Die Dachwand 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.

Claims (5)

1. Magnetgehäuse für ein Ventil mit einem rechteck­ förmigen Gehäuse (3, 46), das ein Dach (8, 48), zwei Seitenwände (4, 5, 50, 54), eine Vorderwand (7) mit einer Ausnehmung für einen Stromanschluß (11) und eine Rückwand (6, 49) aufweist und an der dem Dach (8, 48) gegenüberliegenden Seite mit einer einsetzbaren Schlußscheibe (16) verschließ­ bar ist, wobei mehrere der Gehäusewände aus einem gebogenen Stanzteil gebildet sind, in der Mitte einer der Wände eine Stoßfuge (24) auftritt und sich an drei Seiten des Daches (8, 48) Trennspalte (28) ergeben, und mit einer im Gehäuse (3, 46) zwischen zwei Flußscheiben (14, 15) gelagerten Elektromagnetspule (13, 29, 38), die an die Vorder-, Rück- und Seitenwände angrenzt und eine aus Drahtwindungen gebildete Spulenwicklung (21) auf einem Spulenkörper (17, 30, 41) besitzt, gekenn­ zeichnet durch die folgenden, für sich teilweise bekannten Merkmale:

• a) die Rückwand (6, 49), die zwei Seitenwände (4, 5, 50, 54), das Dach (8, 48) und zwei Vorderwand­ teile (25, 26, 51, 55) der Vorderwand (7) des Gehäuses (3, 46) sind materialeinheitlich einstückig ausgebildet, wobei das Gehäuse (3, 46) derart symmetrisch aufgebaut ist, daß die beiden Seitenwände (4, 5, 50, 54) sowie die zwei Vorderwandteile (25, 51, 26, 55) im wesentlichen gleich sind, und die Stoßfuge (24) deshalb an der Vorderwand (7) durch Aneinanderstoßen der beiden Vorderwandteile (25, 51, 26, 55) gebildet ist,
• b) das mit der Rückwand (6, 49) verbundene Dach (8, 48) ist zwischen den Seitenwänden (4, 5, 50, 54) und der Vorder­ wand (7) eingepreßt, so daß das Gehäuse (3, 46) an diesen drei Seiten die Trennspalte (28) aufweist,
• c) der erste Vorderwandteil (25, 51) und der zweite Vorderwandteil (26, 55) des Gehäuses (3, 46) sind über mindestens einen in eine Halteausnehmung (45, 53) eingreifenden Halteansatz (44, 46) gehalten,
• d) in der Ausnehmung der durch die beiden Vorderwandteile (25, 26, 51, 55) gebildeten Vorderwand (7) ist für den Stromanschluß (11) der Elektromagnetspule (13, 29, 38) ein Einschubteil (10) vorgesehen.

2. Magnetgehäuse nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteansatz (44) am ersten Vorderwandteil (25) im Bereich der Stoßfuge (24) ausgebildet ist und in die am anstoßenden zweiten Vorderwandteil (26) ausgebildete Halteausnehmung (45) eingreift.

3. Magnetgehäuse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteausnehmungen (53) an einem Oberrandbereich (52) des ersten Vorderwandteils (51) und des zweiten Vorderwandteils (55) des Gehäuses (46) ausgebildet sind und daß die eingreifenden Halteansätze (56) am Dach (48) an dem der Rückwand (49) entfernt liegenden Seitenrand angeordnet sind.

4. Magnetgehäuse nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteansatz (44) und die Halteausnehmung (45) etwa schwalbenschwanz­ förmig ausgebildet sind.

5. Verfahren zur Magnetgehäuseherstellung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Ausstanzen der Grundplattenabwicklung (43) des Gehäuses (3, 46) neben dem Dach (8) angrenzend an der einen Seitenwand (5) und des benachbarten Vorder­ wandteils (26) mindestens eine der Flußscheiben (14, 15) und angrenzend an der anderen Seitenwand (4) und des davon benachbar­ ten Vorderwandteils (25) die Schlußscheibe (16) gleich­ zeitig mit ausgestanzt werden.