DE3527423C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.

Ein Elektromagnet dieser Art ist bereits aus der DE-Gebrauchsmusterschrift 18 50 887 bekannt. Der Lagerring ist bei dem bekannten Elektromagneten einteilig ausgebildet und geschlitzt, damit der Lagerring für den Montagevorgang aufgespreizt oder auf gebogen werden kann. Das Aufspreizen oder Aufbiegen des Rings ist unumgänglich, weil keine andere Möglichkeit besteht, den Lagerring in der radial umlaufenden Ringnut des Kolbens in Stellung zu bringen, wenn der Lagerring solche Abmessungen aufweist, daß er durch den Eingriff mit der Ringnut gegen axiales Verschieben auf dem Kolben gesichert ist.

Bei diesem bekannten Elektromagneten ergibt sich nicht nur die Notwendigkeit, für den Lagerring einen teuren Werkstoff mit guten Elastizitätseigenschaften vorzusehen, sondern es besteht darüber hinaus auch die Gefahr, daß eine äußere Beschichtung des Lagerringes mit einem gleitfähigen Werkstoff beim Montagevorgang rissig werden oder gar abplatzen kann, wenn der Ring aufgespreizt oder aufgebogen wird.

Die DD-PS 27 458 zeigt einen Elektromagneten mit einem als Kolben ausgebildeten Tauchanker, der mit Lagerringen versehen ist, die in gleicher Weise wie Kolbenringe, beispielsweise solche von Verbrennungsmotoren, in radial umlaufenden Kolbenringnuten sitzen. Wenn die Lagerringe nicht mehrteilig sind, müssen sie zumindest geschlitzt sein, weil sonst keine Möglichkeit besteht, sie in den Nuten in Stellung zu bringen. Bei dieser bekannten Lösung ist eine Befestigung der Lagerringe am Kolben durch Verstemmen vorgesehen. Diese Befestigungsart unterscheidet sich von der bei der Erfindung vorgesehenen Lagesicherung, bei der eine Auswölbung des Lagerrings in eine zugehörige Randvertiefung der betreffenden Nut eingreift, ganz wesentlich.

Bei einem in der CH-PS 48 37 06 gezeigten Elektromagneten mit einem kolbenartigen Tauchanker, der radial umlaufende Ringnuten für Lagerringe aufweist, sind, wie auch bei den vorstehend erwähnten bekannten Lösungen, ebenfalls keine in sich geschlossenen Lagerringe verwendbar, weil keine Möglichkeit besteht, einen geschlossenen Ring in der zugeordneten Nut in Stellung zu bringen. Bei der letztgenannten bekannten Lösung sind zudem die Lagerringe in den betreffenden Ringnuten gegen Verdrehen in keiner Weise gesichert.

Zwar weist der Anker des aus der CH-PS 4 83 706 bekannten Elektromagneten noch zusätzlich eine sich über seine gesamte axiale Länge geradlinig erstreckende und zu den beiden Endflächen hin offene Nut auf, doch dient diese nicht der Festlegung der Lagerringe sondern dazu, einen Druckausgleich zwischen den beiden Endflächen des Ankers zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten mit kolbenförmigen Tauchanker zu schaffen, bei dem der Lagerring ohne eine störende Verformung auf dem Anker in Stellung gebracht werden kann.

Diese Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Elektromagneten durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Nut, im Gegensatz zu den Ringnuten bei den bekannten Lösungen, zur Endfläche des Kolbens hin offen ist, läßt sich der für den Eingriff in die Nut vorgesehene Teil des Lagerrings von der Endfläche des Kolbens her in die Nut einschieben, ohne daß der in die Nut eingreifende Ringteil über nicht vertiefte Bereiche des Kolbenmantels gehoben zu werden braucht, wie dies beim Einsetzen eines geschlitzten Ringes in eine Ringnut eines Kolbens erforderlich ist. Bei der ferner vorgesehenen Ausbildung des in die Nut eingreifenden Teiles des Lagerringes in Form einer nach einwärts vorspringenden Auswölbung des Ringes, die in eine an der Nut vorgesehene Randvertiefung eingreift, die durch Abrunden der Kanten der einander gegenüberliegenden Längswände der Nut gebildet ist, ist es möglich, den Lagerring als in sich geschlossenen, also nicht geschlitzten Ring auszubilden. Beim Montagevorgang braucht der geschlossene Ring durch geringfügiges Ausziehen der Auswölbung nur so weit aufgeweitet zu werden, daß er über die Mantelfläche des Kolbens so weit axial verschoben werden kann, bis die Ränder der Auswölbung auf die Randvertiefungen der Nut ausgerichtet sind und es aufgrund der Elastizität des Rings zu einem Einschnappen und damit zur Bildung einer Sicherung gegen axiales Verschieben des Ringes kommt.

Bei der Erfindung ist beim Montagevorgang des geschlossenen Lagerringes die Verformung desselben so gering, daß bei Vorhandensein einer gleitfähigen Beschichtung auf der Außenseite des Lagerrings eine Beschädigung der gleitfähigen Schicht nicht zu befürchten ist. Da die Verformung außerdem nur an der Auswölbung auftritt, die beim Aufweiten des Lagerrings etwas ausgezogen wird, würde selbst bei einer Beschädigung der Beschichtung an den verformten Stellen keine Gefahr einer Betriebsstörung bestehen, weil diese beschädigten Stellen innerhalb des Bereichs der Randvertiefungen der Nut gegenüber dem Außendurchmesser des Lagerrings radial etwas weiter innen liegen würden, also nicht als tragende Gleitflächenabschnitte mit der Innenwandung des Rohres zusammenwirken würden.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind durch die Patentansprüche 2 bis 4 gegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen teils abgebrochen dargestellten, zentra­ len Längsschnitt nur des inneren Teils des Ausführungsbeispiels des Elektromagneten;

Fig. 2 eine demgegenüber im größeren Maßstab und teils abgebrochen gezeichnete Draufsicht des als An­ ker dienenden Kolbens und

Fig. 3 eine teils aufgeschnitten gezeichnete Vorderan­ sicht des Kolbens von Fig. 2.

Der Elektromagnet weist einen beweglichen Tauchanker in Form eines Kolbens 1 auf, der mit einer konzentrisch angeordneten Stoßstange 2 verbunden ist. Der Kolben 1 ist axial verschiebbar in einem mehrteiligen Magnetgehäuse gelagert, das als Ganzes mit 3 be­ zeichnet ist. Dieses weist einen Endteil 4, ein sich an diesen axial anschließendes Zwischenrohr 6 und ein sich an dieses wie­ derum axial anschließendes Polrohr 7 auf. Der Endteil 4, das Zwischenrohr 6 und das Polrohr 7 bilden zusammen ein Rohr, das den in ihm axial verschiebbar geführ­ ten Kolben 1 umgibt. Eine nur in Fig. 1 abgebrochen dargestellte Magnetwicklung 9 umgibt den Großteil des Endteils 4, das Zwi­ schenrohr 6 sowie das Polrohr 7 auf einem Teil seiner Länge.

Zur Bildung der Gleitlagerung für den Kolben 1 weist dieser zwei gleich ausgebildete Lagerringe 11 auf, die aus einem nichtmagne­ tischen Werkstoff gefertigt sind, beispielsweise einem Blech­ streifen aus V2A-Stahl, einer Messinglegierung oder einer Kupferle­ gierung. Zur Lagefixierung der Lagerringe 11 auf dem Kolben 1 weist dieser zwei gleich ausgebildete, einander dia­ metral gegenüberliegende Nuten 13 auf, die in die Mantelfläche des Kolbens 1 eingeschnitten sind und sich beim Ausführungsbeispiel in der Richtung der Kolbenlängsachse 14 geradlinig von der einen Stirn­ fläche oder Endfläche 15 des Kolbens 1 durchgehend zur anderen Endfläche 16 erstrecken.

Jeder Lagerring 11 ist ein einteiliger, in sich geschlossener Ring mit zwei zueinander diametral gegenüberliegend angeordneten Auswölbungen 18, die gleich gestaltet sind und radial nach ein­ wärts vorspringende Rippen bilden, deren Scheitellinie in Längs­ richtung der Nuten 13 verläuft. Die Nuten 13 weisen an ihren einander gegenüberliegenden, längsverlaufenden Seitenwänden 21 und 22 Randvertiefungen 23 auf, die durch eingeprägte Abrundungen der Kantenbereiche der Seitenwände 21 und 22 gebildet sind, d.h. der Bereiche, in denen die Seitenwände 21 und 22 an die Mantelfläche des Kolbens 1 angrenzen. Diese Randvertiefungen haben eine der Breite der Lagerringe 11 angepaßte axiale Länge und bilden einen Sitz, in den der betreffende Lagerring 11 mit den zugeordneten In­ nenflächen der betreffenden Auswölbung 18 einschnappt. Die Um­ fangslänge der Lagerringe 11 ist dabei so bemessen, daß die Aus­ wölbungen 18 unter Vorspannung in die Randvertiefungen 23 an den Nuten 13 eingreifen, um die Lagerringe 11 axial zu sichern. Beim Aufschieben des Lagerringes 11 auf den Kolben 1 ist daher ein ge­ wisses Aufweiten des Ringes 11 erforderlich, wobei die Auswölbun­ gen 18 geringfügig aufgeweitet werden, wobei sich dieses Aufwei­ ten der Auswölbungen 18 wieder verringert, sobald der Lagerring 11 auf die zugehörigen Randvertiefungen 23 an der Nut 13 ausge­ richtet ist. Bei dem Aufweiten der Lagerringe 11 im Zuge des Mon­ tagevorganges findet deren geringfügige Verformung lediglich an den Auswölbungen 18 statt, also in Abschnitten, in denen die Außenfläche des Lagerringes 11 aufgrund des Vorhandenseins der Nuten 13 und der Randvertiefungen 23 radial weiter innen liegt als in den übrigen Umfangsbereichen der Lagerringe 11. Falls es daher trotz der nur geringen Verformung der Ringe 11 wider Erwar­ ten zu einer Beeinträchtigung einer gegebenenfalls auf dem be­ treffenden Ring 11 befindlichen, gleitfähigen Beschichtung kommen sollte, befindet sich demgemäß diese Beschädigung an einer nicht­ tragenden Stelle des Umfanges des Ringes 11, so daß keine Beein­ trächtigung des Betriebsverhaltens zu befürchten ist.

Als gleitfähige Schicht können die Lagerringe 11 auf ihrer Außen­ seite vorzugsweise eine Schicht aus einem nichtmagnetischen, gleitfähigen Werkstoff möglichst niederer Permeabilität, z.B. einem fluorhaltigen Polymer von beispielsweise 0,1 mm bis 0,2 mm Dicke, aufweisen. Dabei ist der Außendurchmesser des Kolbens 1 unter Berücksichtigung der Stärke der auf ihm befindlichen Lager­ ringe 11 so gewählt, daß zwischen der Innenwandung des Rohres und der Außenseite der Lagerringe 11 oder gegebenenfalls deren gleitfähiger Beschichtung ein für die Gleitlagerung des Kolbens 1 geeignetes Spiel gegeben ist.

Claims (4)

1. Elektromagnet mit einem als Kolben ausgebildeten Tauchanker, bei dem der Kolben innerhalb eines Rohres längsverschiebbar geführt ist und für seine verschiebbare Lagerung innerhalb des Rohres mindestens einen Lagerring aus einem elastischen, nichtmagnetischen Werkstoff trägt, wobei der Lagerring den Kolben, sich in dessen Umfangsrichtung erstreckend, umgibt, mit einer in die Mantelfläche des Kolbens eingearbeiteten Nut zusammenwirkt, gegen eine Bewegung relativ zur Nut durch den Eingriff zumindest einer radial nach einwärts gerichteten Auswölbung des Lagerringes in eine Gestaltsunregelmäßigkeit der Nut gesichert ist und zumindest an seiner mit der Wandung des Rohres zusammenwirkenden äußeren Gleitfläche einen gleitfähigen Werkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Nut (13), von einer Endfläche (15 oder 16) des Kolbens (1) ausgehend und zu dieser hin offen, sich über zumindest einen Teil der, bezogen auf die Längsachse (14) des Rohres (4, 6, 7), axialen Länge des Kolbens (1) erstreckt,
• - daß der Lagerring (11) in sich geschlossen ist, so daß die Auswölbung (18) die Form einer Rippe besitzt, deren Scheitellinie in Längsrichtung der Nut (13) verläuft, und
• - daß zur Bildung der mit der Auswölbung (18) des Lagerringes (11) zusammenwirkenden Gestaltsunregelmäßigkeit wenigstens die eine der beiden einander gegenüberliegenden Längswände (21 und 22) der Nut (13) auf einer der Breite des Lagerringes (11) angepaßten Länge im Bereich des Übergangs zur angrenzenden Mantelfläche des Kolbens (1) unter Ausbildung einer Randvertiefung (23) abgerundet ist, in die die Auswölbung (18) eingreift, wodurch der Lagerring (11) gegen axiales Verschieben auf dem Kolben (1) gesichert ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (13) über die gesamte axiale Länge des Kolbens (1) geradlinig erstreckt und für die Sicherung mehrerer gleich ausgebildeter Lagerringe (11) im Abstand voneinander mehrere Randvertiefungen (23) aufweist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (1) zwei einander diametral gegenüber­ liegend angeordnete, längsverlaufende Nuten (13) aufweist, daß jeder Lagerring (11) mit zwei einander diametral gegenüberliegend angeordneten, nach einwärts gerichteten Auswölbungen (18) versehen ist und daß jede Nut (13) für jeden Lagerring (11) zwei abgerundete Randvertiefungen (23) aufweist.

4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Nuten (13) und der nach einwärts gerichteten Auswölbungen (18), die Tiefe der Randvertiefungen (23) der Nuten (13) und die Umfangslänge der Lagerringe (11) so gewählt sind, daß die Auswölbungen (18) unter federnder Vorspannung in die Randvertiefungen (23) eingreifen.