DE4217871A1 - Elektromagnet mit mit einer Stange versehenem Anker - Google Patents
Elektromagnet mit mit einer Stange versehenem AnkerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem in einem mit
mindestens einer Magnetspule ausgestatteten Gehäuse verschiebbaren,
mit einer eine zentrale Bohrung desselben durchgreifenden Stange
versehenen Anker, dessen Stange die Auslösung von Steuervorgängen,
z. B. die Betätigung von Ventilen, bewirkt und/oder zur Lagerung des
Ankers herangezogen ist.
Derartige Elektromagnete werden verbreitet benutzt. Sie werden
entweder bauchgelagert ausgeführt, indem der Umfang des Ankers
mindestens beidendig in Lagerflächen geführt ist, oder stangengela
gert auf gebaut, wobei die beidseits vorkragende Stange Lagerbuchsen
durchgreift. Schließlich ist es noch möglich, eines der Stangenenden
in einer Buchse zu führen und das gegenüberliegende Ende des Ankers
entlang seines Umfanges zu stützen. Durchweg werden hierbei aus
Metall bestehende Stangen verwendet, die mit Nuten ausgestattet
sind, und die mit dem Anker verbunden werden, indem Material dessel
ben in diese Nuten hineingedrückt wird. Eine solche Ausstattung
eines Ankers erweist sich als unvorteilhaft aufwendig, und nachtei
lig macht es sich bemerkbar, daß die Stange in Richtung der leicht
seitlich verlaufenden Bohrungen und damit oft von der zentrischen
Lage abweichend verläuft, so daß nacharbeiten erforderlich werden
und Ausschuß entsteht.
Das enge Umschließen des Ankers vom Gehäuse macht es insbesondere
bei eine Flüssigkeit enthaltendem Gehäuse erforderlich, den Anker
mit Nuten oder Durchbrüchen auszustatten, welche ein Abströmen des
durch die Bewegung jeweils verdrängten, im Gehäuse vorhandenen
Mediums erlauben. Im Falle der Stangenlagerung wird es im allgemei
nen auch erforderlich, durch Bohrungen, Kanäle oder dergleichen die
jenseits der Lagerbuchsen befindlichen Räume ebenfalls zu entlasten,
um hemmende Druckpolster eines eingeschlossenen Mediums zu ver
meiden.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Herstellung des Ankers
und Gehäuses solcher Elektromagneten zu vereinfachen und damit zu
verbilligen sowie Ausschuß weitgehend zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1. Diese erlauben es, in die zentrale Bohrung des
Ankers eine leicht und einfach herstellbare Stange einzusetzen, die
durch thermisch unterstützte Verformung leicht fixierbar oder durch
Einspritzen auch bei seitlich verlaufenden Bohrungen exakt zentrisch
anbringbar ist. Als vorteilhaft erweist sich auch die Möglichkeit,
exakt bemessene Antiklebscheiben mit auszuspritzen und damit weitere
Montageschritte einzusparen sowie Fehlmontagen und damit Ausschuß
zu unterbinden.
Im einfachsten Fall wird die Stange aus Kunststoff gefertigt und
gleich in den Anker eingespritzt, so daß mit einer einfachen Her
stellung ein sicherer, fester Halt und eine exakte zentrische
Ausrichtung verbunden sind.
Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des
Anspruches 1 sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen hierbei:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Magnetventil,
Fig. 2 schematisch einen bauchzulagernden Anker mit Stange nach
dem Stande der Technik,
Fig. 3 bis 5 entsprechende, gemäß der Erfindung ausgeführte Anker,
Fig. 6 einen bauchzulagernden Anker mit einzuführender Stange,
Fig. 7 einen üblichen stangengelagerten Anker,
Fig. 8 bis 10 entsprechend der Erfindung ausgebildete stangengelagerte
Anker, und
Fig. 11 einen stangenzulagernden Anker mit in diesen einzuführen
der Stange.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Elektromagneten gezeigt,
der ein mit einem Polstück 2 versehenes Gehäuse 1 aufweist, in das
ein den Hub des Ankers 7 begrenzendes Oberteil 3 eingeschoben und
durch Umlegen der oberen äußeren Wandung des Gehäuses 1 gehalten
wird. In das Gehäuse eingebracht ist eine Magnetspule 4, deren
Anschlüsse an einen Stecker 5 geführt sind. In den Oberteil 3 ist
eine aus Bronze bestehende Lagerbuchse 6 zur Bauchlagerung des
Ankers 7 eingelegt. Der Anker ist mit einer aus Kunststoff bestehen
den Stange 8 versehen, die aus einem in den Anker über eine aus
einem nichtmagnetischen metallischen Werkstoff bestehende Kleb
scheibe 11 eingespritzten zylindrischen Teil besteht, der von einem
axial orientierten, zylindrischen Ausgleichskanal 9 durchzogen ist,
und dessen rückwärtiges Ende als Halteflansch 10 den Anker rückwär
tig umgreift. Um auch in der Ausgangsstellung Zugang zum Ausgleichs
kanal 9 zu haben, sind in den Halteflansch 10 radiale Nute mit
eingespritzt.
Werden die Magnetspulen 4 dieses Elektromagneten erregt, so kann
bei mit einem flüssigen Medium gefüllten Gehäuse 1 der durch das
Absenken des Ankers im oberen Freiraum des Oberteiles 3 zusätzlich
frei gegebene Raum durch dieses Medium gefüllt werden, das über den
Ausgleichskanal 9 nachströmt. So ist ohne Ausgleichsnute oder
Bohrungen des Ankers der Aufbau von die Bewegung des Ankers hemmen
den Druckkissen sicher vermieden, während die Herstellung der Stange
8 sowie deren Verbindung mit dem Anker durch einfaches Einspritzen
einer erkaltend aushärtenden Kunststoffmasse problemlos und wenig
arbeitsaufwendig, d. h. billig, bewirkbar sind, wobei durch die
benutzte Spritzform gleichzeitig die zentrische Lage und Ausrichtung
der Stange 8 zum Anker 7 unabhängig von einer vielleicht seitlich
verlaufenden Bohrung des Ankers 7 gesichert sind. In einem Arbeits
vorgang werden hierbei die Antiklebscheibe 11 unter einem Ansatz
der gespritzten Stange ebenso festgelegt, wie der zentrale Aus
gleichskanal 9 geschaffen und der Halteflansch 10 mit den Zufluß
erleichternden Kerben bewirkt werden.
Schematisch sind die gegebenen Möglichkeiten anhand der folgenden
Figuren erläutert. In Fig. 2 wird ein herkömmlicher Anker 12
gezeigt, der zum Ausgleich des bei Bewegungen des Ankers verdrängten
Mediums mit einer Ausgleichsbohrung 13 versehen ist, und dessen
Stangenstück 14 in ein Sackloch des Ankers 12 eingefügt und durch
Verpressen von Material des Ankers in eine Nut des Stangenstücks
befestigt ist. Die Lagerung kann hier als reine Bauchlagerung
durchgeführt werden, wie sie in Fig. 1 benutzt wurde und hier durch
die Pfeile 15 symbolisiert wird, während auch eine Stangen-Bauch
lagerung möglich ist, wie sie die Pfeile 16 symbolisieren.
Fig. 3 zeigt nochmals eine aus Kunststoff gebildete und in den
Anker 7 eingespritzte Stange 8, die zentral von einem Ausgleichs
kanal 9 durchzogen ist, und welche den Anker beidseitig durch den
Halteflansch 10 sowie einen Flansch 17 fest einschließt, wobei der
Flansch 17 in seiner Stärke so bemessen ist, daß er gleichzeitig
als Antiklebscheibe wirkt. In vielen Fällen, insbesondere bei einer
Lagerung auf dem auskragenden Zapfen der Stange 8, hat es sich als
vorteilhaft gezeigt, das Ausgleichssystem zu erweitern, indem dicht
vor dem Anker 7 eine Querbohrung 18 bis in den Ausgleichskanal 9
geführt ist. Damit kann, durch eine Lagerbuchse ungestört, über den
Ausgleichskanal 9 und die Querbohrung 18 ein Ausgleich des ver
drängten Volumens des im Ankerraume anstehenden Mediums erfolgen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 übergreift zwar der Halteflansch
10 die obere Stirnfläche des Ankers 7, der Flansch 17 aber wird in
einer Ausnehmung des Ankers gebildet, und zusätzlich ist eine
Antiklebscheibe 11 über den unteren, auskragenden Teil der Stange
8 geschoben.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Hier ist
der obere Halteflansch auf eine Einsenkung der Stirnfläche des
Ankers 7 beschränkt, während der vorstehende Teil des teilweise
versenkten Flansches 17 als Antiklebscheibe wirkt. Auch hier ist
für eine vordere Stangenlagerung eine Querbohrung 18 vorgesehen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Einspritzen aus Kunststoff
bestehender Stangen beschränkt, es können gemäß der Erfindung auch
separat aus Kunststoff gefertigte Stangen 19 verwendet werden, die
ebenfalls mit einem Ausgleichskanal 9 ausgestattet sind und zweckmä
ßig über eine Querbohrung 18 verfügen. Im Ausführungsbeispiel wird
der Halt durch einen einstückig erstellten Flansch 17 erreicht, der
beim Einschieben der Stange 19 sich mindestens bereichsweise in eine
Ausnehmung in einer der Stirnwände des Ankers 7 legt und bei ent
sprechender Bemessung auch gleichzeitig als Antiklebscheibe zu
wirken vermag, während das Festlegen nach Einschieben durch eine
in eine Nut 20 der Stange 19 geschobene Sicherungsscheibe 21 bewirkt
wird, die sich gegen die gegenüberliegende Stirnfläche des Ankers
7 abstützt, oder aber durch thermisches Verformen des durchgreifen
den freien Endes der Stange bewirkbar ist.
Die Erfindung ist nicht auf ganz oder teilweise bauchgelagerte Anker
beschränkt, sondern kann auch für die anhand der Fig. 7 erläuterte
Stangenlagerung benutzt werden. In Fig. 7 ist ein herkömmlicher
Anker 22 mit einer Stange 23 ausgestattet, die durch beidseitiges
Verpressen des Ankers in Nute der Stange mit dem Anker verbunden
ist. Auch hier ist der Anker mit einer Ausgleichsbohrung 13 ver
sehen, und für die durch Pfeile 24 angedeutete Stangenlagerung ist
es zusätzlich erforderlich, die jeweils jenseits der Lagerbuchsen
befindlichen Räume ebenfalls mit Ausgleichskanälen auszustatten.
Diese diversen Ausgleichskanäle entfallen, wenn entsprechend bspw.
der Fig. 8, der Anker 7 mit einer ihn durchgreifenden Stange 25
ausgespritzt wird, die durch Flansche 10 und 17 fixiert wird. Um
auch die jenseits der Haltebuchsen gebildeten Räume sicher am
Ausgleich zu beteiligen, sind jeweils neben den Flanschen 10 bzw.
17 Querbohrungen 26 bzw. 18 vorgesehen. Während die Flansche 10 und
17 der Fig. 8 gleichzeitig als Antiklebscheiben wirken, sind nach
Fig. 9 und 10 eine bzw. zwei gesonderte Antiklebscheiben nachträg
lich auf die Stangen 25 aufgeschoben worden.
Auch hier besteht die Möglichkeit, getrennt aus Kunststoff erstellte
Stangen 27 zu verwenden, die, wie gestrichelt dargestellt, in eine
entsprechende Bohrung des Ankers 7 einschiebbar und durch eine
Sicherungsscheibe 21 oder durch thermisches Verformen fixierbar
sind. Auch hier sind Querbohrungen 18 und 26 vorgesehen, um die beim
Verschieben des Ankers erforderlichen Verschiebungen des den Anker
raum füllenden Mediums zuzulassen bzw. zu erleichtern.
Die Erfindung ist weiterer Varianten fähig. Wesentlich ist, daß aus
Kunststoff bestehende Stangen 8 und 25 sich leicht herstellen lassen
und beim Einspritzen in Anker 7 sich weitgehend unabhängig vom
Verlaufen der zentralen Ankerbohrung exakt zentrisch zu dessen
Kontur anbringen lassen. Ebenso leicht lassen sich zentrisch in der
Stange verlaufende Ausgleichskanäle mit erstellen, so daß besondere
und weitere Vorkehrungen für den Ausgleich des im Ankerraum befind
lichen Mediums nicht mehr erforderlich sind und sich bereits hier
erhebliche Vorteile ergeben. Darüber hinaus jedoch besteht auch noch
die Möglichkeit, die Stangen aus vorzugsweise schlagfestem wärmebe
ständigen Kunststoff wie PA oder PPS getrennt zu fertigen oder
solche Stangen insbesondere aus diesen Kunststoffen in den Anker
einzuspritzen, so daß auch hier die Herstellung zusätzlich verein
facht und damit verbilligt wird. Die Montage wird auch dadurch
einfacher und billiger, daß gesonderte Antiklebscheiben entfallen
können. Auch Montagefehler entfallen, die durch vergessene, wieder
abgefallene bzw. von der Stange heruntergerutschte, vertauschte oder
zusätzlich aufgeschobene Antiklebscheiben verursacht werden. Ebenso
entfallen besondere Arbeitsgänge zur aufwendigen Festlegung der
Stangen, und auch der Anker und inbesondere dessen axiale Bohrung
können innerhalb weiterer Toleranzen als bisher gefertigt und
gelagert werden.
Claims (7)
1. Elektromagnet mit einem in einem mit mindestens einer Magnet
spule ausgestatteten Gehäuse verschiebbaren, mit einer eine
zentrale Bohrung desselben durchgreifende Stange versehenen
Anker, dessen Stange die Ausführung von Steuerungsvorgängen,
z. B. das Betätigen von Ventilen, bewirkt und/oder zur Lagerung
des Ankers herangezogen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stange (8, 19, 25, 27) den Anker (7) auf seiner ganzen
Länge durchgreift und aus Kunststoff besteht.
2. Elektromagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stange (8, 25) in den Anker (7) eingespritzt ist.
3. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Stange ein als Antiklebscheibe wirksamer Halte
flansch (10) und/oder ein Flansch (17) angespritzt sind.
4. Elektromagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stange (8, 19, 25, 27) einen axialen, durchgehenden
Ausgleichskanal (9) aufweist.
5. Elektromagnet nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stange (8, 19, 25, 27) im Wurzelbereiche ihrer aus
kragenden Enden mit in deren Ausgleichskanal (9) mündenden
Querbohrungen (18, 26) ausgestattet ist.
6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Klebeblech (11) unterlegt, aufgeschoben oder
eingespritzt ist.
7. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß Anker (7) mit eingespritzter Stange (8, 25) und gleichzei
tig als Flansch (17) angespritzte Antiklebscheibe eine undemon
tierbare Einheit bilden.
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