DE4311269A1 - Elektromagnetaufbau und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents
Elektromagnetaufbau und Verfahren zum Herstellen desselbenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Elektromagneten und Ver
fahren zum Herstellen derselben und insbesondere auf
Elektromagnete des proportionalen Typs.
Proportionalelektromagnete sind in der Technik gut be
kannt, um eine Kraft gegen Hubkurve vorzusehen, die es
ermöglicht, daß die Ausgangskraft des Elektromagnets pro
portional ist zu dem elektrischen Strom, der an die Spule
angelegt wird und die unabhängig ist von der Position des
Ankers, und zwar über den Arbeitsbereich des Hubs hinweg.
Diese Proportionalität der Ausgangskraft ermöglicht einem
solchen Elektromagnet entweder voll oder teilweise eine
Last zu bedienen, und zwar durch selektives Anlegen ent
weder des vollen oder teilweisen elektrischen Stroms an
die Elektromagnetspule, wodurch eine selektive Ausgangs
kraft geliefert wird.
Die US-Patente Nr. 4 539 542 und 4 604 600, nachfolgend
als ′542 bzw. ′600 bezeichnet, zeigen typische Bauarten
bekannter Proportionalelektromagnetventile. Die Elektro
magnetbauart aus ′542 ist im allgemeinen in Fig. 1 darge
stellt und da die Bauart der ′600 im wesentlichen die
gleiche ist, wurde diese nicht dargestellt. Der Elektro
magnet 10 verwendet eine sogenannte dreiteilige Rohran
ordnung. Genauer gesagt, umfaßt der Elektromagnet 10 ein
hohles Führungsrohr 12, das ein Ende besitzt, das mit ei
ner Preßpassung oder in einer anderen Weise dauerhaft an
einem stationären oder festen magnetischen Polstück 14
befestigt ist, das aus einem ferromagnetischen Material
hergestellt ist. Obwohl dies nicht explicit in ′542 oder
′600 beschrieben ist, besitzen bekannte Elektromagnete
dieser Bauart auch eine Endkappe oder Abdeckung 16, die
dauerhaft an dem anderen Ende des Führungsrohrs 12 ange
bracht ist. Die zusammengesetzte dreistückige Rohranord
nung ist in einer Elektromagnetspule (nicht gezeigt) auf
genommen und angebracht. Das Führungsrohr 12 definiert
eine Ankerkammer 20, die in der Lage ist, einen Anker
oder Kern 22, der aus einem ferromagnetischen Material
hergestellt ist, aufzunehmen. Der Anker 22 bewegt sich
längs in der Ankerkammer 20, und zwar zu einer Position
ansprechend auf die Größe eines magnetischen Flux oder
Flußpfades, der durch die Elektromagnetspule hergestellt
wird.
Das Führungsrohr 12 ist in ′542 und ′600 so beschrieben,
daß es vorzugsweise ein einstückiges Metallrohr ist, das
aus einem magnetischen rostfreien Stahlmaterial herge
stellt ist. Das Führungsrohr 12 umfaßt zwei magnetische
Endabschnitte 24, 26 und einen nichtmagnetischen Mittel
abschnitt 28. Der nichtmagnetische Abschnitt 28 erstreckt
linear zusammen mit dem Arbeitsspalt des Ankers 22. Ob
wohl weder ′542 oder 600′ beschreiben, wie ein einzelnes
Führungsrohr dieser Bauart erhalten wird, umfassen be
kannte Herstellungsvorgänge die Wärmebehandlung des Füh
rungsrohrs 12, um die gewünschten magnetischen Eigen
schaften zu erreichen. Der Wärmebehandlungsvorgang kann
jedoch das Führungsohr 12 verformen, wodurch es schwierig
gemacht wird, die Konstruktionstoleranzen und Rohrkonzen
trizität beizubehalten. Darüber hinaus kann die lokali
sierte Wärmebehandlung keinen bestimmten oder scharfen
Übergang zwischen den magnetischen und nichtmagnetischen
Regionen vorsehen.
Die Beschreibungen der ′542 und ′600 sagen auch, daß das
Führungsrohr 12 durch Hartlöten oder Zusammenschweißen
eines mehrere Abschnitte aufweisenden Rohrs mit minde
stens einem nichtmagnetischen Abschnitt hergestellt wer
den kann anstelle des einstückigen Rohrs. Eine solche
mehrere Abschnitte aufweisende Bauart ist jedoch nicht
wünschenswert infolge der zusätzlichen Herstellungs
schwierigkeiten, die mit einer solchen Bauart zusammen
hängen. Genauer gesagt, hat die mehrere Stücke aufweisen
de, mehrere Metalle aufweisende Bauart eine übermäßige
Summierung von Toleranzen in der Länge des Rohrs zur
Folge. Zusätzlich macht es eine solche Konstruktion oder
Bauweise schwierig, die Konzentrizität des Rohrs 12 bei
zubehalten. Darüber hinaus kann der Schweiß- oder Hart
lötvorgang eine Schrumpfung und Verwinden oder Defor
mieren induzieren, was es schwierig macht, die Konstruk
tionstoleranzen und die Konzentrizität beizubehalten.
Unabhängig davon, welches Rohrdesign oder Bauart verwen
det wird, leidet das Rohrdesign der ′542 und ′600 an zu
sätzlichen Problemen. Da die Polstücke 14 und die Endkap
pe 16 dauerhaft an dem Rohr 10 befestigt sind, ist es un
möglich, auf Verunreinigungen hin zu überprüfen, wie zum
Beispiel Metallspänen, nachdem der Elektromagnet 10 zu
sammengesetzt ist. Zusätzlich sieht das Rohrdesign gemäß
′542 nur einen minimalen Widerstand gegen Seitenbela
stungen, Vibrationen und Schock oder Schläge vor. Dies
ist besonders ein Problem bei Anwendungen, wie zum Bei
spiel Baufahrzeugen, wo die Elektromagnete oft extremen
Bedingungen ausgesetzt sind. Zum Beispiel kommt es vor,
daß das Rohr 12 durch äußere Kräfte gebrochen oder gebo
gen wird, wie zum Beispiel solche, die ausgeübt werden,
wenn ein Bediener aus Versehen auf den Elektromagnet 10
tritt.
Das US-Patent 5 050 840, nachfolgend als ′840 bezeichnet,
erkennt und bespricht einige Probleme, die mit ′542 und
′600 zusammenhängen. Das Elektromagnetdesign gemäß ′840
ist im allgemeinen in der Fig. 2 dargestellt. Insbesonde
re sieht ′840 eine abnehmbare Endkappe 16 vor, die es
möglich macht, den Anker 22 zum Überholen herauszunehmen
in dem Fall, daß der Elektromagnet 10 ausfällt. Zusätz
lich sieht ′840 eine Einstellschraube 30 vor, die ver
wendet werden kann, um die Position des Ankers 22 inner
halb des Rohrs einzustellen, wodurch es ermöglicht wird,
eine Summierung von Toleranzen in der Länge des Rohrs 12
zu kompensieren.
Die Einstellschraube 30 stellt jedoch zusätzliche Prob
leme dar, da es möglich ist, daß sich die Schraube 30
während des Betriebs des Elektromagneten 10 löst. Dies
ist insbesondere dann der Fall, wenn der Elektromagnet 10
an Baufahrzeugen verwendet wird, wo extreme Vibrationen
und Schläge auftreten. Wenn sich die Einstellschraube 30
löst, ist es möglich, daß ein unerwünschtes Strömungsmit
tellecken auftritt. Wenn sich die Einstellschraube löst,
kann sich die Hublänge des Elektromagnets zusätzlich ver
längern oder verkürzen und die Leistung des Elektromag
nets wird in einer unberechenbaren Art und Weise beein
flußt. Darüber hinaus verwendet ′840 ein Rohrdesign, das
an der Unfähigkeit leidet, wesentlichen Seitenbelastungen
zu widerstehen, und es spricht nicht die Herstellungs
problemen, die mit ′542 und ′600 zusammenhängen.
Die ′840 zeigt außerdem zusätzliche Probleme, die mit be
kannten Elektromagneten zusammenhängen. Insbesondere,
wenn die Elektromagnete bei der Betätigung von Hydraulik
ventilen verwendet werden, ist es notwendig, einen Strö
mungsmitteldurchlaß 32 in dem Anker 22 vorzusehen. Die
′840 und andere bekannte Elektromagnete verwenden einen
Öldurchlaß, der aus einer einzelnen Längsbohrung in dem
Anker 22 besteht. Dieser Strömungsmitteldurchlaß 32 er
möglicht, Strömungsmittel durch den Anker 22 zu fließen,
wenn sich der Anker 22 innerhalb der Ankerkammer 20 be
wegt. Strömungsmitteldurchlässe dieses Designs oder Bau
art haben jedoch eine Ankerdämpfung zur Folge, die extrem
sensibel ist auf Veränderungen in der Strömungsmittelvis
kosität infolge von Veränderungen in der Temperatur, wo
durch es schwierig wird, ein Steuersystem zu entwerfen,
das den Elektromagneten 10 über einen weiten Temperatur
bereich genau steuert.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine oder
mehrere der oben genannten Probleme zu beseitigen.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 und 2 Querschnittsansichten von typischen Propor
tionalelektromagnetventilen des Standes der Tech
nik;
Fig. 3 und 4 Querschnittsansichten eines Ausführungsbei
spiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 und 6 Querschnittsansichten der vorliegenden Er
findung, die ein zweites Ausführungsbeispiel des
bevorzugten Strömungsmitteldurchlasse verwenden;
und
Fig. 7, 8 und 9 Querschnittsansichten, die die Herstel
lungsschritte eines Elektromagnetrohrs gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
eine Anordnung zur Verwendung in einem Elektromagnet mit
einer erregbaren Spule vorgesehen. Die Vorrichtung umfaßt
ein hohles Elektromagnetankerrohr, das in der Lage ist,
in der Spule aufgenommen zu werden. Eine Ankerkammer ist
in dem Ankerrohr angeordnet. Ein stationäres Polstück
glied definiert ein erstes Ende der Ankerkammer und ein
Endstopfen definiert ein zweites Ende der Ankerkammer.
Die Anordnung umfaßt weiterhin ein Ankerglied mit einem
Strömungsmitteldurchlaß, der in der Lage ist, einen
nichtlaminaren Störmungsmittelfluß vorzusehen. Das Anker
glied ist in der Ankerkammer positioniert, und zwar zur
axialen Gleitbewegung bezüglich des Polstücks und defi
niert einen Arbeitsspalt bezüglich zum Polstück.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
eine Anordnung zur Verwendung in einem Elektromagnet mit
einer erregbaren Spule vorgesehen. Die Vorrichtung umfaßt
ein ferromagnetisches Hauptkörperglied, das in der Lage
ist, in der Spule aufgenommen zu werden. Eine Ankerkammer
mit einem festen Durchmesser ist in dem Hauptkörperglied
angeordnet. Eine radial nach außen zeigende Verjüngung
ist in der Außenoberfläche des Hauptkörperglieds gebil
det. Die Verjüngung erstreckt sich zwischen der Ankerkam
mer und der Außenoberfläche des Hauptkörperglieds. Ein
stationäres Polstück definiert ein erstes Ende der Anker
kammer und ein Endstopfen definiert ein zweites Ende der
Ankerkammer. Ein Ankerglied ist in der Ankerkammer posi
tioniert, und zwar zur axialen Gleitbewegung bezüglich
des Polstücks und definiert einen Arbeitsspalt bezüglich
des Polstücks. Eine nichtferromagnetische Hülse ist an
dem Hauptkörperglied positioniert und fest mit diesem
verbunden. Die Hülse erstreckt sich linear zusammen mit
der nach außen zeigenden Verjüngung und mindestens einem
Teil des Arbeitsspalts, und zwar in genügender Weise, um
ausgewählten magnetischen Kraft zu ermöglichen, auf das
Ankerglied ausgeübt zu werden. Eine Verbindung der Hülse
und der nach außen zeigenden Verjüngung definieren einen
Luftspalt, der sich von der nach außen zeigenden Verjün
gung zu einer internen radialen Oberfläche des zweiten
Körperteils erstreckt. Das stationäre Polstück und das
Hauptkörperglied sind aus einem einzelnen Stück ferromag
netischen Materials hergestellt und die Ankerkammer wird
nach dem Befestigen der Hülse an dem Hauptkörperglied ge
bildet.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Kon
struktion oder Bauweise der vorliegenden Erfindung ist
leicht anpaßbar auf Proportionalelektromagnete, wie zum
Beispiel solche, die zur Betätigung von Hydraulikventilen
verwendet werden. Weiterhin ist diese Erfindung leicht
anpaßbar an Gegentakt oder Druck-Zug(push pull)-Elektro
magnete, was dem Fachmann klar wäre.
Die Fig. 3 und 4 stellen einen Elektromagneten 110 dar,
der folgendes umfaßt:
eine abnehmbare Spuleneinheit A, eine Ankeranordnung B und eine Rohranordnung C. In Fig. 3 ist eine bekannte Hy draulikventilanordnung D in Verbindung mit dem Elektro magnet 110 dargestellt, um das Verständnis der vorliegen den Erfindung zu unterstützen. Die hydraulische Ventilan ordnung D stellt eine typische Anwendung für den Elektro magneten 110 dar. Die Ventilanordnung D bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und sollte nicht als eine Einschränkung des Umfangs der Erfindung angesehen werden.
eine abnehmbare Spuleneinheit A, eine Ankeranordnung B und eine Rohranordnung C. In Fig. 3 ist eine bekannte Hy draulikventilanordnung D in Verbindung mit dem Elektro magnet 110 dargestellt, um das Verständnis der vorliegen den Erfindung zu unterstützen. Die hydraulische Ventilan ordnung D stellt eine typische Anwendung für den Elektro magneten 110 dar. Die Ventilanordnung D bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und sollte nicht als eine Einschränkung des Umfangs der Erfindung angesehen werden.
Die abnehmbare Spuleneinheit A besitzt eine in der Tech
nik herkömmliche Bauweise und zahlreiche im Handel er
hältliche Spulen können verwendet werden, um die Funktion
der Spuleneinheit A zu übernehmen, wie es dem Fachmann
klar ist. Die Spuleneinheit A umfaßt ein Außengehäuse
112, das aus ferromagnetischem Material hergestellt ist.
Erste und zweite Endscheiben 114a, 114b sind aus ferroma
gnetischem Material hergestellt und sind durch Preßpas
sung in das Gehäuse 112 eingesetzt. Die erste Endscheibe
114a ist mit einem Antidreh-O-Ring 116 vorgesehen. Der O-
Ring ist in der Lage, zum Beispiel reibungsmäßig mit ei
nem Ventilgehäuse in Eingriff zu kommen, wodurch die Dre
hung der Spuleneinheit A verhindert wird. Das äußere Ge
häuse 112 und die Endscheiben 114a, 114b umgeben eine
elektrische Windung oder Spule 118, die auf eine Spulen
form (Spulenträger) 120 gewunden ist. Ein elektrischer
Leiter 122 ist vorgesehen zum Liefern elekrischer Lei
stung an die Spule 118 zum Erregen der Spule 118.
Die Ankeranordnung B umfaßt einen Anker 126 und einen
Druckstift 128. Der Anker 126 ist aus einem ferromag
netischen Material gedreht oder gearbeitet, wie zum
Beispiel resulfurisiertem oder verbleitem, geringen
Kohlenstoff aufweisendem, leicht bearbeitbarem Stahl. Der
Anker 126 kann aus zahlreichen anderen ferromagnetischen
Materialien hergestellt sein, wie zum Beispiel Silizium
eisenstahl. Der Druckstift 128 ist aus einem nicht-ferro
magnetischen Material gedreht oder gearbeitet, wie zum
Beispiel austenitischem rostfreiem Stahl. Der Druckstift
128 ist dauerhaft an dem Anker 126 zur Bewegung mit dem
Anker befestigt. Vorzugsweise wird dies erreicht durch
Vorsehen einer Mittelbohrung in dem Anker 126 und einer
Druckpassung des Druckstifts 128 in der Mittelbohrung.
Die Ankeranordnung B ist so aufgebaut, daß sie die Ge
samtmasse des Ankers 126 minimiert, wodurch das Ansprech
verhalten des Elektromagnets 110 verbessert wird. In ei
nem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt der Anker
126 eine Länge von ungefähr 29 mm und einen konstanten
Außendurchmesser von ungefähr 22 mm; die exakten Ausmaße
des Ankers variieren jedoch abhängig von der Anwendung
und der erwünschten Leistungscharakteristiken. Es sei be
merkt, daß die Länge nicht die vom Anker 126 erhältliche
Kraft beeinflußt. Die Elektromagnetkraft ist eine Funk
tion der Reluktanz (magnetischer Widertand) und der
magnetomotorischen Kraft oder magnetischen Spannung (mmf)
des Elektromagnets. Die mmf eines Elektromagnets wird ge
steuert durch die besondere Spule, die in dem Elektroma
gnet verwendet wird. Darüber hinaus wird die Reluktanz
weder von den Massen- noch Längenverhältnissen der Pol
stücke des Ankers 126 beeinflußt. Dies liegt daran, daß
für eine gegebene Verpackungsgröße oder Rohrlänge die ge
samte Reluktanz einen konstanten Wert besitzt. Daher hat
eine Verringerung der Ankerlänge eine Vergrößerung der
Polstücklänge zur Folge und die gesamte Pfadreluktanz ist
unverändert. Durch Verwendung eines relativ kurzen Ankers
126 kann die Ankermasse reduziert und das Ansprechen des
Elektromagnets 110 erhöht werden. Die Verwendung eines
kurzen Ankers 126 besitzt den weiteren Vorteil, daß er
möglicht wird, daß eine kräftigere Rohranordnung C gebaut
werden kann, wie unten noch beschrieben wird.
Der Anker 126 umfaßt ein Ankerlager (nicht gezeigt), das
in einer maschinell erstellten Nut (nicht gezeigt) in dem
Anker 126 gehalten wird, und besitzt einen etwas größeren
Durchmesser als die Außenoberfläche des Ankers. Vorzugs
weise ist das Lager entweder aus Bronze oder Teflon her
gestellt. Alternativ könnte das Lager in der Form eines
speziellen Ankerüberzugs oder Plattierung vorliegen, wie
zum Beispiel eines Nickelelektrolyseüberzugs.
Der Anker 126 umfaßt einen Strömungsmitteldurchlaß 132,
der so aufgebaut ist, daß er die Einflüsse der Ölvisko
sität auf die Bewegung des Ankers minimiert. Genauer ge
sagt, haben vorhergehende Elektromagnete typischerweise
einen einzelnen Längsströmungsmitteldurchlaß, wie in Fig. 2
dargestellt, verwendet. Der Strömungsmitteldurchlaß muß
einen schmalen Durchmesser besitzen, da größere Durchmes
ser keine ausreichende Dämpfung vorsehen würden, insbe
sondere wenn sich die Temperatur erhöht und somit die
Viskosität verringert wird. Solche Strömungsmitteldurch
lässe bewirken jedoch, daß sich die Elektromagnetdämpfung
stark verändert, und zwar ansprechend auf Veränderungen
in der Strömungsmittelviskosität, wenn sich die Tempera
tur ändert. Genauer gesagt, hat ein Strömungsmitteldurch
laß der in Fig. 2 gezeigten Bauart eine Laminarströmung
zur Folge. Der Dämpfungskoeffizient eines solches Strö
mungsmitteldurchlasses kann durch die folgende Gleichung
dargestellt werden:
wobei B den Dämpfungskoeffizienten der inneren Reibung
durch den Durchlaß darstellt, D den Durchmesser des An
kers darstellt, µ die dynamische Strömungsmittelviskosi
tät des Strömungsmittels darstellt, l die Länge des An
kers darstellt und d den Durchmesser des Strömungsmit
teldurchlasses darstellt. Aus dieser Gleichung wird deut
lich, daß sich die Dämpfung als eine Funktion der dynami
schen Strömungsmittelviskosität µ verändert. Dies macht
es sehr schwierig, ein gutes Ansprechen des Elektromag
neten über einen großen Bereich von Betriebstemperaturen
beizubehalten.
Die vorliegende Erfindung verwendet einen Strömungsmit
teldurchlaß 132, der in der Lage ist, eine nicht-laminare
Strömung vorzusehen. Der Strömungsmitteldurchlaß 132 um
faßt eine Längsbohrung 134 mit vergrößertem Durchmesser
und eine Zumeßöffnung 136. Die Zumeßöffnung 136 ist vor
zugsweise entweder eine kurze Rohrzumeßöffnung oder eine
scharfkantige Zumeßöffnung. In Fig. 3 ist der Strömungs
mitteldurchlaß 132 dargestellt, und zwar bestehend aus
ersten und zweiten Längsbohrungen 134a,b und einer Zu
meßöffnung 136, die strömungsmittelmäßig die ersten und
zweiten Längsbohrungen 134a,b verbindet. Die Zumeßöffnung
136 ist so dargestellt, daß sie im wesentlichen in der
Mitte des Ankers 126 liegt; es ist jedoch klar, daß die
genaue Stellung der Zumeßöffnung 136 in der vorliegenden
Erfindung unwichtig ist. Zum Beispiel könnte die Zumeß
öffnung 136 an einem Ende des Ankers 126 angeordnet sein
und eine einzelne Bohrung 134 könnte vorgesehen sein. Da
rüber hinaus könnte der Anker 126 mehr als einen dieser
Strömungsmitteldurchlässe 132 umfassen.
Die Dämpfung für die Längsbohrungen 134a, b mit vergrößer
tem Durchmesser wird noch immer durch die obige Gleichung
dargestellt. Da der Zumeßöffnungsdurchmesser jedoch we
sentlich kleiner ist als der Durchmesser der Längsbohrun
gen 134 wird die Dämpfung des Ankers 126 durch die Dämp
fung über die Zumeßöffnung 136 hinweg gesteuert. Der
Dämpfungskoeffizient der Zumeßöffnung 136 kann durch die
folgende Gleichung dargestellt werden:
wobei C einen Dämpfungskoeffizienten der zweiten Ordnung
der Zumeßöffnung darstellt, ρ die Strömungsmitteldichte
darstellt, und Cd ein empirischer Wert ist, der den
Strömungs- oder Flußkoeffizienten für die Zumeßöffnung
136 darstellt. Die Zumeßöffnung 136 sieht eine nicht-la
minare Strömung vor und dies hat eine Strömungsmit
teldämpfung zur Folge, die relativ unsensibel auf die ki
nematische Strömungsmittelviskosität reagiert. Dies kann
von der Tatsache gesehen werden, daß die dynamische Strö
mungsmittelviskosität µ in der obigen Gleichung nicht
auftritt. Da der Durchmesser der Zumeßöffnung 136 wesent
lich kleiner ist als der Duchmesser der Längsbohrungen
134a, b wird die Dämpfung des Ankers 126 durch die Dämp
fung durch die Zumeßöffnung 136 gesteuert, was dem Fach
mann klar ist. Der Durchmesser der Längsbohrungen 134 ist
vorzugsweise zwischen 3- bis 4-mal größer als der Durch
messer der Zumeßöffnung 136; die exakten Ausmaße, die
benötigt werden, um eine nicht-laminare Strömung über die
Zumeßöffnung 136 und die gewünschte Dämpfung zu erhalten,
muß jedoch durch Laborversuche festgestellt werden. In
einem Anker mit eignem Durchmesser von ungefähr 22 mm be
sitzen die Längsbohrungen 134a, b vorzugsweise Durchmesser
von 5 bis 7 mm und die Zumeßöffnung 136 besitzt einen
Durchmesser von 1,5 bis 2 mm. Ein Strömungsmitteldurchlaß
dieser Bauart besitzt den Vorteil, eine Dämpfung des An
kers vorzusehen, die relativ unsensibel auf Veränderungen
in der Temperatur und der Strömungsmittelviskosität rea
giert, da die Dämpfung des Ankers durch die Dämpfung über
die Zumeßöffnung 136 hinweg gesteuert wird und die Zumeß
öffnung 136 eine nicht-laminare Strömung vorsieht.
Der Strömungsmitteldurchlaß 132 der vorliegenden Erfin
dung kann zahlreiche andere Formen besitzen, ohne vom Um
fang der Erfindung abzuweichen. Das grundlegende Erfor
dernis liegt darin, daß die Dämpfung des Ankers durch
eine Zumeßöffnung 136 oder einen anderen Durchlaß ge
steuert wird, der eine nichtlaminare Strömung vorsieht.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Strömungsmittel
durchlasses 132 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Ge
mäß den Fig. 5 und 6 umfaßt der Strömungsmitteldurchlaß
132 eine Gegenbohrung 138, und zwar an dem Ende des An
kers 126, die dem Druckstift 128 gegenüberliegt. Der
Strömungsmitteldurchlaß 132 umfaßt weiterhin eine Quer
bohrung 140. Eine Zumeßöffnung 136 ist vorgesehen zum
strömungsmittelmäßigen Verbinden der Gegenbohrung 138 und
der Querbohrung 140. Mindestens eine Längsbohrung 134
schneidet die Querbohrung 140 von dem Druckstiftende des
Ankers 126 her. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind zwei Längsbohrungen 134a, b vorgesehen. Die Längsboh
rungen 134a, b besitzen einen wesentlich größeren Durch
messer als die Zumeßöffnung 136. Vorzugsweise sind die
Durchmesser dieselben wie oben in Verbindung mit den Fig.
3 und 4 gezeigt. Ein Strömungsmitteldurchlaß dieser Bau
art hat ungefähr einen 2-4%igen Verlust der erhältlichen
Kraft zur Folge; die resultierende Unsensibilität auf die
Viskosität wiegt jedoch schwerer als der Kraftverlust.
Die Rohranordnung C wird nun beschrieben. Um die Ver
ständlichkeit der Figuren der Zeichnung zu erhalten, wur
den die Bezugszeichen, die bei einem Beschreiben der
Rohranordnung C verwendet wurden, in Fig. 4 gezeigt. An
fänglich erinnert die Rohranordnung C an bekannte Rohran
ordnungen, wie zum Beispiel die in ′542 und ′600 be
schriebenen Art. Die neue und erfinderische Art und
Weise, in der jedoch die vorliegende Anordnung C herge
stellt und aufgebaut ist, sieht zahlreiche Vorteile ge
genüber bekannten Rohranordnungen vor, was durch Lesen
der folgenden Beschreibung verdeutlicht wird.
Die Rohranordnung C umfaßt ein Hauptkörperglied 150, das
aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist.
Zahlreiche Materialien sind geeignet zum Formen des
Hauptkörperglieds 150, wie zum Beispiel Siliziumeisen
stahl oder resulfurisierter oder verbleiter, geringen
Kohlenstoff aufweisender, leicht bearbeitbarer Stahl. In
der Endzusammensetzung, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt,
umfaßt das Hauptkörperglied 150 einen ersten Körperteil
152, der ein stationäres Polstück 153 bildet und ein
zweites Körperglied 154. Wie unten noch beschrieben wird,
ist das gesamte Hauptkörperglied 150 jedoch aus einem
einzelnen Stück ferromagnetischen Block- oder
Stabmaterials gedreht oder maschinell hergestellt,
wodurch die Konzentrizitätsprobleme, die mit bekannten
Elektromagnetrohranordnungen zusammenhängen, vermieden
werden. Das Polstück 153 definiert ein erstes Ende einer
Ankerkammer 156. Die Ankerkammer 156 besitzt einen
konstanten Durchmesser und ist in der Lage, den Anker 126
aufzunehmen. Da ein relativ kurzer Anker 156 verwendet
wird, bietet die Rohranordnung C im Vergleich zu
bekannten Elektromagneten einen erhöhten Widerstand gegen
seitliche Belastungen. Genauer gesagt, die Rohranordnung
C ist an der Ankerkammer 156 strukturell am schwächsten,
da die Rohrwände in diesem Bereich am dünnsten sind. Die
Länge des Ankers 126 ist der Steuerfaktor bei der Länge
der Ankerkammer 156. Daher wird, wenn die Länge des
Ankers 126 minimiert wird, eine festere Rohranordnung C
erreicht.
Das Hauptkörperglied 150 umfaßt weiterhin eine Stiftboh
rung 158, die konzentrisch zu der Ankerkammer 156 ist und
die in der Lage ist, den Druckstift 128 aufzunehmen. Ein
Lagersitz 159 wird maschinell in die Stiftbohrung 158 ge
arbeitet, und zwar in der Nähe des ersten Endes des
Hauptkörperglieds 150. Ein Stiftlager 160 ist in dem La
gersitz 159 angeordnet. Vorzugweise ist das Lager 160 ein
Bronze oder ölimprägniertes gesintertes Lager. Ein nicht
ferro-magnetischer Ankeranschlag 161, wie zum Beispiel
eine Messingunterlegscheibe, ist in der Ankerkammer 156
angeordnet, und zwar zwischen dem Anker 126 und dem Pol
stück 153.
Das Hauptkörperglied 150 umfaßt einen Stiftversetzungs
strömungsmitteldurchlaß 164 zum Ermöglichen, daß Strö
mungsmittel zwischen der Stiftbohrung 158 und der Ventil
anordnung D fließt, wenn sich der Anker 126 bewegt. Ein
erstes Endteil 170 des Hauptkörperglieds 150 endet in ei
nem Ventileingriffsteil 172, der vorzugsweise die Form
eines 6-Nippels aufweist. Das Ventileingriffsteil 172
umfaßt auf seiner Außenoberfläche männliche Gewinde 174
zum Ineingriffkommen mit weiblichen Gewinden 175 in der
Ventilanordnung D, wodurch ermöglicht wird, daß die Rohr
anordnung C in die Ventilanordnung D geschraubt wird. Al
ternativ könnte das Ventileingriffsteil 172 eine glatte
äußere Oberfläche umfassen und eine Bolzenbefestigung
(nicht gezeigt), wie zum Beispiel eine Vierbolzenbefe
stigung könnte verwendet werden zum Befestigen des Elek
tromagnets 110 an der Ventilanordnung D, so wie es in der
Technik bekannt ist. Schlüsselabflachungen 178 werden ma
schinell in das Hauptkörperglied 150 gearbeitet, und zwar
in der Nähe des ersten Endteils 170. Die Schlüsselabfla
chungen 178 sind vorgesehen, so daß ein Schlüssel ver
wendet werden kann, um die Rohranordnung C in die Ventil
anordnung D zu schrauben, und zwar mit einem ausreichen
den Drehmoment, um ein Strömungsmittellecken zu verhin
dern.
Die Rohranordnung C umfaßt auch eine nichtferromagneti
sche Hülse 180, die vorzugsweise aus rostfreiem Stahl
hergestellt ist. Die Hülse 180 ist in der Lage, auf ein
zweites Endteil 182 des Hauptkörperglieds 150 zu gleiten.
Genauer gesagt, umfaßt das Hauptkörperglied 150 einen
Teil 184 mit reduziertem Durchmesser, der einen Außen
durchmesser besitzt, der im wesentlichen der gleiche ist
wie der Innendurchmesser der Hülse 180. Das Hauptkörper
glied 150 umfaßt auch einen Teil 186 mit vergrößertem
Durchmesser, der vorzugsweise einen Außendurchmesser be
sitzt, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
der Hülse 180 ist. Der Übergang der Teile 184, 186 mit
reduziertem und vergrößertem Durchmesser bilden einen ma
schinell hergestellten Anschlag 188, der verwendet werden
kann, um die Hülse 180 auf dem Hauptkörperglied 150 zu
positionieren, und zwar während des Zusammensetzens, wie
unten noch beschrieben wird.
Die Rohranordnung C umfaßt einen abnehmbaren Endstopfen
190, der aus einem nichtferromagnetischen Material, wie
zum Beispiel rostfreiem Stahl, hergestellt ist. Der End
stopfen 190 definiert ein zweites Ende der Ankerkammer
156. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt der
Endstopfen 190 die Form eines im Handel erhältlichen 5-
rostfreiem Stahlstopfens. Der Endstopfen 190 ist in der
Lage, schraubgewindemäßig mit dem zweiten Endteil 182 in
Eingriff zu kommen, wodurch die Ankerkammer 156 abgedich
tet wird. Eine Abdichtunterlegscheibe 191 ist zwischen
dem Endstopfen 190 und dem Hauptkörperglied 150 angeord
net, um das Lecken eines Strömungsmittels zu verhindern.
Alternativ könnte eine Endkappe, wie zum Beispiel die in
der ′840 beschriebene anstatt des Endstopfens 190 ver
wendet werden.
Das Ankerglied 126 ist in der Lage, längs in der Anker
kammer 156 zu gleiten, und zwar zwischen dem Endstopfen
190 und dem Ankeranschlag 161. Die Länge, in der sich der
Anker 126 bewegt, wird als der Arbeitsspalt oder Raum des
Ankers bezeichnet. Der Arbeitsraum ist der Abstand zwi
schen dem Anker 126 und dem Ankeranschlag 161, wenn sich
der Anker 126 in der enterregten Position (d. h. wenn der
Anker am weitesten von dem Polstück 153 entfernt ist) be
findet. In den Fig. 3 und 4 ist der Anker 126 ungefähr in
der Mitte seines Arbeitsraums gezeigt. Daher kann der Ar
beitsraum in den Fig. 3 und 4 durch die Summe der Abstän
de zwischen den Linien a und b und den Linien c und d da
rgestellt werden. Die Position des Ankers 126 innerhalb
der Kammer 156 wird gesteuert durch die Größe eines mag
netischen Flux oder Flußpfades, der durch die Spule 118
erstellt wird, sowie jeder Widerstandskraft, die auf den
Druckstift 128 ausgeübt wird.
Ein Teil der Hülse umgibt einen Luftspalt 192. Genauer
gesagt, umfaßt das Polstück 152 eine radial nach außen
zeigende Verjüngung 193, die ringförmig ist und konzen
trisch zu der Mittelachse der Ankerkammer 156 liegt. Die
Verjüngung 193 ist außerhalb der Ankerkammer 156 und um
gibt einen Teil davon. Die zusammengesetzte Anordnung des
Hauptkörpers 150 und der Hülse 180 bilden den Luftspalt
192. Die ferromagnetische Hülse 180 und der Luftspalt 192
erstrecken sich je koaxial von einer radialen Innenober
fläche 194 des zweiten Körperteils 154, und zwar zu dem
Schnittpunkt der Verjüngung 193 und der Hülse 180. In den
Fig. 3 und 4 ist ein nichtferromagnetisches Hartlötmate
rial 195 in einem Teil des Luftspalts 193 gezeigt. Dieses
Hartlötmaterial 195 bleibt nach dem Herstellungsvorgang
zurück, wie unten noch beschrieben wird. Da das Hartlöt
material 195 nicht ferromagnetisch ist, besitzt es den
gleichen Effekt auf den magnetischen Fluß, wie es der
Luftspalt 192 tut. Der Luftspalt 192 ist im wesentlichen
länger als der Arbeitsraum des Ankers 126. Vorzugsweise
ist der Luftspalt 192 zwischen zwei- und dreimal länger
als der Arbeitsraum des Ankers 126. Das Hauptdesignkri
terium für den Luftspalt 192 ist, daß er lang genug ist,
um ein Kurzschließen zwischen dem stationären Polstück
153 und dem zweiten Körperteil 154 zu verhindern.
Der Elektromagnet 110 umfaßt weiterhin Verbindungsmittel
196 zum Befestigen der Spulenanordnung A an der Rohran
ordnung C. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßen
die Verbindungsmittel 196 einen Schnappring 197, eine Un
terlegscheibe 198 und eine Wellenfeder 199. Der Schnapp
ring 197 ist in der Lage, in eine Gegennut 200 (siehe
Fig. 9) der Außenoberfläche der Rohranordnung zu passen,
wodurch die Spulenanordnung A an der Rohranordnung C ge
sichert wird. Die Verbindungsmittel 196 können zahlreiche
Formen annehmen, wie zum Beispiel mit Gewinde versehene
Befestiger, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuwei
chen.
Die Ventilanordnung D, wie in der Fig. 3 gezeigt, umfaßt
einen Strömungsmitteldurchlaß 201 (der auch als ein Öl
durchlaß bezeichnet wird), einen Anschluß 202, einen
Schieber 204 und eine Schieberrückhohlfeder 206. Der
Schieber 204 kann in seitlicher Richtung gemäß Fig. 3
frei bewegt werden, und die Bewegung des Schiebers 204
bewirkt, daß das Ventil geöffnet oder geschlossen wird,
oder bewirkt, daß sich der Grad der Öffnung des Ventils
erhöht oder verringert. Die Rückholfeder 206 legt eine
Rückholkraft auf den Schieber 204 an, und zwar über einen
Federsitz 208. Ein Federsitz 208 ist sowohl auf den rech
ten und linken Seiten (nur die rechte Seite der Feder ist
gezeigt) des Schiebers 204 vorgesehen, um den Schieber
204 normalerweise in eine neutrale Position vorzuspannen,
und zwar in der Abwesenheit der Kraft von dem Elektroma
gnet 110.
Gemäß den Fig. 7, 8 und 9 werden nun die Schritte zur
Herstellung einer Rohranordnung C gemäß der Erfindung be
schrieben. Anfänglich geht die Rohranordnung C von einem
Vollstück eines ferromagnetischen zylindrischen Stangen
materials aus. Fig. 7 stellt die Rohranordnung A nach ei
ner ersten Phase des bevorzugten Herstellungsvorgang dar.
In der ersten Phase wird der Stangenstahl auf einer Dreh
maschine, zum Beispiel einer automatischen Drehbank pla
ziert. In dieser Phase wird die Außenoberfläche des
Hauptkörperglieds 150 maschinell bearbeitet, um die
Schlüsselabflachungen 178, den Ventileingiffsteil 172,
den Teil 184 mit reduziertem Durchmesser, die nach außen
zeigende Verjüngung 193 und den Luftspalt 192 zu bilden.
Zusätzlich werden während der ersten Phase die Stiftboh
rung 158, der Lagersitz 159 und der Stiftversetzungsströ
mungsdurchlaß 164 maschinell in das Hauptkörperglied 150
gearbeitet, und zwar unter Verwendung von Bohrvorgängen.
Fig. 8 stellt die Rohranordnung C nach einer zweiten Pha
se des bevorzugten Herstellungsvorgangs dar. In der zwei
ten Phase wird die nichtferromagnetische Hülse 180 auf
den Teil 184 mit reduziertem Durchmesser des Hauptkörper
glieds 150 gebracht. Das Plazieren der Hülse 180 auf dem
Hauptkörperglied 150 kann durch den maschinell bearbeite
ten Anschlag 188 gesteuert werden. Das Hauptkriterium ist
es, daß die Hülse 180 den gesamten Luftspalt 192 abdeckt.
Vor dem Plazieren der Hülse 180 auf dem Hauptkörperglied
150 wird eine Lage eines Hartlötmaterials 195, wie zum
Beispiel eine Hartlötpaste, auf den Teil 184 mit redu
ziertem Durchmesser aufgebracht, wo die Hülse 180 den
Teil 184 mit reduziertem Durchmesser überlappt. Die Hülse
180 wird dann auf dem Hauptkörperglied 150 positioniert,
und die zusammengesetzte Anordnung wird durch Ofenhartlö
ten zusammengefügt. Alternativ könnten die Hülse 180 und
das Hauptkörperglied 150 unter Verwendung von Laser
schweißen oder Elektronenstrahlschweißen zusammengefügt
werden, wie es in der Technik bekannt ist.
Fig. 9 stellt die Rohranordnung C nach einer dritten Pha
se des bevorzugten Herstellungsvorgangs dar. In der drit
ten Phase wird die Ankerkammer 156 maschinell in das
Hauptkörperglied 150 gearbeitet. Vor dem maschinellen Be
arbeiten der Ankerkammer 156 ist das Hauptkörperglied 150
aus einem einzelnen Stück eines ferromagnetischen Stan
genstahls aufgebaut. Nach dem maschinellen Bearbeiten der
Ankerkammer 126 wird das Hauptkörperglied 150 in die er
sten und zweiten Körperteile 152, 154 aufgeteilt, wobei
die zwei Teile durch die nichtferromagnetische Hülse 180
verbunden werden. Während dieser dritten Phase wird auch
das zweite Endteil 182 maschinell bearbeitet, und zwar
zur Aufnahme des abnehmbaren Endstopfens 190. Nach dem
dritten maschinellen Arbeitsvorgang und nachfolgendem
Reinigen ist die Rohranordnung C fertig, um in der End-
Elektromagnetanordnung verwendet zu werden.
Ein Elektromagnet gemäß der vorliegenden Bauart besitzt
zahlreiche kommerzielle Anwendungen. Eine bevorzugte An
wendung ist jedoch die Steuerung von Hydraulikventilen,
wie zum Beispiel Geräteventilen an Bau- oder Arbeitsfahr
zeugen. Die Verwendung der vorliegenden Elektromagnet
anordnung 10 in Verbindung mit der Ventilanordnung D wird
nun beschrieben. Der Elektromagnet 110 wird von seinem
Zulieferer in einem solchen Zustand (in Fig. 3 gezeigt,
und zwar ohne die Ventilanordnung D) versandt, so daß er
aus einer abnehmbaren Spuleneinheit A, einer Rohran
ordnung B und einer Ankeranordnung C besteht.
Der Käufer des Elektromagnets 110 verbindet den Elektro
magneten 110 mit der Ventilanordnung D, und zwar in der
folgenden Art und Weise. Zuerst wird die Rohranordnung C
in das Gegengewinde in der Ventilanordnung D geschraubt.
Ein Schlüssel kann verwendet werden, um die Rohranordnung
C in die Ventilanordnung D zu schrauben, und zwar mit ei
nem ausreichenden Drehmoment, um ein Strömungsmittel
ecken zu verhindern. Als nächstes wird die Spulenanor
dnung A auf die Rohranordnung C geschoben. Die Wellen
feder 199 und die Unterlegscheibe 198 werden dann auf der
Rohranordnung C positioniert. Zuletzt wird der Schnapp
ring 197 in die entsprechende Mut 200 positioniert,
wodurch die Spulenanordnung A an der Rohranordnung C ge
sichert wird. Der elektrische Verbinder 122 wird dann mit
Steuermitteln (nicht gezeigt) verbunden, die den Strom,
der an die Spule 118 angelegt wird, regelt, um die Posi
tion des Ankers 126 innerhalb der Ankerkammer 156 zu
steuern.
Wenn der Elektromagnet 110 ausfällt, ist die vorliegende
Bauart vorteilhaft, da die abnehmbare Spulenanordnung A
leicht ersetzt werden kann, ohne Abnehmen der Rohranord
nung C von der Ventilanordnung D. Dies liefert den zu
sätzlichen Vorteil, daß eine Verunreinigung des hydrauli
schen Strömungsmittels verhindert wird, wenn die Spulen
anordnung A ersetzt werden muß.
Der vorliegende Elektromagnet verwendet einen Endstopfen
190, der zahlreiche Vorteile vorsieht. Der Endstopfen 190
kann leicht abgenommen werden, um Strömungsmittelverun
reinigungen oder Beschädigungen des Ankers 126 zu über
prüfen. Der Endstopfen 190 ermöglicht auch, daß der Anker
126 eingesetzt werden kann, nachdem alle Hartlöt-,
Schweiß-, maschinelle Bearbeitung und/oder Reinigungsvor
gänge vollendet sind. Bei Elektromagneten, die keine ab
nehmbare Endkappe vorsehen, ist es möglich, daß das Tef
lonlager während des Schweißvorgangs beschädigt wird. Zu
sätzlich ermöglicht die Verwendung eines abnehmbaren End
stopfens 190, daß eine einzelne Elektromagnetbauart für
mehrere unterschiedliche Anwendungen verwendet werden
kann. Genauer gesagt, könnten unterschiedliche Endstopfen
190 entwickelt werden, um unterschiedliche Funktionen
durchzuführen. Zum Beispiel könnte ein Endstopfen 190 mit
einem manuellen Vorangigkeitsmechanismus (nicht gezeigt)
versehen sein, zum manuellen Steuern der Ankerposition in
dem Fall, daß die Spule 118 ausfällt. Bei einigen Anwen
dungen könnte es notwendig sein, das Ventil zu entleeren,
nachdem der Elektromagnet 110 mit der Ventilanordnung
verbunden ist. Bei solchen Anwendungen könnte der End
stopfen 190 mit einem Entleerungsmechanismus (nicht ge
zeigt) ausgerüstet sein, wie dies in der ′840 beschrieben
ist.
Der vorliegende Elektromagnet verwendet eine Rohranord
nung C, die viele Probleme, die mit bekannten Elektro
magneten zusammenhängen, beseitigt. Genauer gesagt, wer
den die Konzentrizitätsprobleme, die mit bekannten drei
stückigen Rohranordnung zusammenhängen, beseitigt, da das
Hauptkörperglied 150 von einem einzigen Stück eines Stan
genmaterials ausgeht. Darüber hinaus werden die Probleme
infolge der Summierung der Längstoleranzen minimiert
durch die vorliegende Bauart. Die einzigen Längstoleran
zen, die die Rohranordnung C in der vorliegenden Bauart
beeinflussen, liegen in der Länge der Ankerkammer 156,
der Länge des Ankers 126 und der Länge des Endstopfens
190. Dementgegen besaßen bekannte Elektromagnete, die
die dreistückigen Rohranordnungen verwendeten zusätzliche
Toleranzen in der Länge des Polstücks und des Führungs
rohrs. Darüber hinaus besaßen bekannte Führungsrohre,
die unter Verwendung einer Mehrfachmetallbauart aufgebaut
waren, zusätzlich Toleranzen, wo die individuellen Ab
schnitte zusammengefügt waren. Durch Beseitigen der mei
sten Summierungen der Toleranzen, die mit bekannten Rohr
anordnungen zusammenhingen, beseitigt die vorliegende
Bauart die Notwendigkeit einer Einstellschraube, wodurch
die Probleme, die mit Einstellschrauben zusammenhängen,
beseitigt werden.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor: Eine
Anordnung ist vorgesehen zur Verwendung in einem Elektro
magneten mit einer erregbaren Spule. Die Vorrichtung um
faßt ein ferromagnetisches Hauptkörperglied, das in der
Lage ist, in der Spule aufgenommen zu werden. Eine Anker
kammer mit einem konstanten Durchmesser ist in dem Haupt
körperglied angeordnet. Eine radial nach außen zeigende
Verjüngung ist in der Außenoberfläche des Hauptkörper
glieds gebildet. Die Verjüngung erstreckt sich zwischen
der Ankerkammer und der Außenoberfläche des Hauptkörper
glieds. Ein stationäres Polstück bzw. ein Endstopfen
definieren ein erstes und zweites Ende der Ankerkammer.
Ein Ankerglied ist in der Ankerkammer positioniert, und
zwar zur axialen Gleitbewegung bezüglich des Polstücks
und zum Definieren eines Arbeitsraums bezüglich des Pol
stücks. Der Anker umfaßt einen Strömungsmitteldurchlaß,
der in der Lage ist, einen nichtlaminaren Strömungsmit
telfluß vorzusehen. Eine nichtferromagnetische Hülse ist
auf dem Hauptkörperglied positioniert und fest mit diesem
verbunden. Die Hülse erstreckt sich linear zusammen mit
der nach außen zeigenden Verjüngung und mindestens einem
Teil des Arbeitsraums, und zwar ausreichend, um einer
ausgewählten Magnetkraft zu ermöglichen, auf das Anker
glied ausgeübt zu werden. Ein Übergang der Hülse und der
nach außen zeigenden Verjüngung definiert einen Luft
spalt, der sich von der nach außen zeigenden Verjüngung
zu einer internen radialen Oberfläche erstreckt. Das
stationäre Polstück und das Hauptkörperglied sind aus
einem einzelnen Stück eines ferromagnetischen Materials
hergestellt und die Ankerkammer wird nach dem Befestigen
der Hülse an dem Hauptkörperglied gebildet.
Claims (14)
1. Eine Anordnung zur Verwendung in einem Elektromagnet
mit einer erregbare Spule, die folgendes aufweist:
ein hohles Elektromagnetankerrohr, das in der Lage ist, in der Spule aufgenommen zu werden, wobei das Ankerrohr darinnen eine Ankerkammer besitzt;
ein stationäres Polstückglied, das ein erstes Ende der Ankerkammer definiert;
einen Endstopfen, der ein zweites Ende der Ankerkam mer definiert; und
ein Ankerglied mit einer Zumeßöffnung und einer Längsbohrung, die strömungsmittelmäßig verbunden sind und in der Lage sind, einen nichtlaminaren Strömungsmittelfluß durch den Anker vorzusehen, wo bei die Längsbohrung einen Durchmesser besitzt, der mindestens dreimal größer ist als der Durchmesser der Zumeßöffnung und wobei das Ankerglied in der An kerkammer positioniert ist zur Gleitbewegung be züglich des Polstücks und einen Arbeitsraum bezüg lich des Polstücks definiert.
ein hohles Elektromagnetankerrohr, das in der Lage ist, in der Spule aufgenommen zu werden, wobei das Ankerrohr darinnen eine Ankerkammer besitzt;
ein stationäres Polstückglied, das ein erstes Ende der Ankerkammer definiert;
einen Endstopfen, der ein zweites Ende der Ankerkam mer definiert; und
ein Ankerglied mit einer Zumeßöffnung und einer Längsbohrung, die strömungsmittelmäßig verbunden sind und in der Lage sind, einen nichtlaminaren Strömungsmittelfluß durch den Anker vorzusehen, wo bei die Längsbohrung einen Durchmesser besitzt, der mindestens dreimal größer ist als der Durchmesser der Zumeßöffnung und wobei das Ankerglied in der An kerkammer positioniert ist zur Gleitbewegung be züglich des Polstücks und einen Arbeitsraum bezüg lich des Polstücks definiert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Endstopfen ab
nehmbar ist.
3. Eine Anordnung zur Verwendung in einem Elektromag
neten mit einer erregbaren Spule, die folgendes auf
weist:
ein ferromagnetisches Hauptkörperglied, das in der Lage ist, in der Spule aufgenommen zu werden, wobei das Hauptkörperglied erste und zweite Körperteile umfaßt, und eine Ankerkammer mit einem konstanten Durchmesser darinnen angeordnet besitzt;
eine radial nach außen zeigende Verjüngung, die in der Außenoberfläche des Hauptkörperglieds gebildet ist, wobei sich die Verjüngung zwischen der Anker kammer und der äußeren Oberfläche des Hauptkörper glieds erstreckt;
ein stationäres Polstück, das in dem ersten Haupt körperteil angeordnet ist und ein erstes Ende der Ankerkammer definiert;
einen Endstopfen, der in dem zweiten Körperteil an geordnet ist und ein zweites Ende der Ankerkammer definiert;
ein Ankerglied, das in der Ankerkammer zur axialen Gleitbewegung bezüglich des Polstücks angeordnet ist und einen Arbeitsraum bezüglich des Polstücks de finiert;
eine nichtferromagnetische zylindrische Hülse, die an dem Hauptkörperglied positioniert und mit diesem fest verbunden ist, wobei sich die Hülse linear zu sammen mit der nach außen zeigenden Verjüngung und zumindestens einem Teil des Arbeitsraums zusammener streckt, der ausreicht, um ausgewählten Magnetkräf ten zu ermöglichen, auf das Ankerglied ausgeübt zu werden, wobei eine Verbindung oder Übergang der Hülse und der nach außen zeigenden Verjüngung einen Luftspalt definieren, der sich von der nach außen zeigenden Verjüngung zu einer inneren radialen Ober fläche des zweiten Körperteils erstreckt; und
wobei das stationäre Polstück, das Hauptkörperglied und die ersten und zweiten Körperteile aus einem einzelnen Stück eines ferromagnetischen Materials hergestellt sind und die Ankerkammer nach dem Befe stigen der Hülse auf dem Hauptkörperglied gebildet wird.
ein ferromagnetisches Hauptkörperglied, das in der Lage ist, in der Spule aufgenommen zu werden, wobei das Hauptkörperglied erste und zweite Körperteile umfaßt, und eine Ankerkammer mit einem konstanten Durchmesser darinnen angeordnet besitzt;
eine radial nach außen zeigende Verjüngung, die in der Außenoberfläche des Hauptkörperglieds gebildet ist, wobei sich die Verjüngung zwischen der Anker kammer und der äußeren Oberfläche des Hauptkörper glieds erstreckt;
ein stationäres Polstück, das in dem ersten Haupt körperteil angeordnet ist und ein erstes Ende der Ankerkammer definiert;
einen Endstopfen, der in dem zweiten Körperteil an geordnet ist und ein zweites Ende der Ankerkammer definiert;
ein Ankerglied, das in der Ankerkammer zur axialen Gleitbewegung bezüglich des Polstücks angeordnet ist und einen Arbeitsraum bezüglich des Polstücks de finiert;
eine nichtferromagnetische zylindrische Hülse, die an dem Hauptkörperglied positioniert und mit diesem fest verbunden ist, wobei sich die Hülse linear zu sammen mit der nach außen zeigenden Verjüngung und zumindestens einem Teil des Arbeitsraums zusammener streckt, der ausreicht, um ausgewählten Magnetkräf ten zu ermöglichen, auf das Ankerglied ausgeübt zu werden, wobei eine Verbindung oder Übergang der Hülse und der nach außen zeigenden Verjüngung einen Luftspalt definieren, der sich von der nach außen zeigenden Verjüngung zu einer inneren radialen Ober fläche des zweiten Körperteils erstreckt; und
wobei das stationäre Polstück, das Hauptkörperglied und die ersten und zweiten Körperteile aus einem einzelnen Stück eines ferromagnetischen Materials hergestellt sind und die Ankerkammer nach dem Befe stigen der Hülse auf dem Hauptkörperglied gebildet wird.
4. Anordnung nch Anspruch 3, wobei das Ankerglied einen
Strömungsmitteldurchlaß umfaßt, der in der Lge ist,
einen nichtlaminaren Strömungsmittelfluß vorzusehen.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Anker
glied eine Zumeßöffnung und eine Längsbohrung um
faßt, die strömungsmittelmäßig verbunden sind, und
die in der Lage sind, einen nichtlaminaren Strö
mungsmittelfluß durch den Anker vorzusehen, wobei
die Längsbohrung einen Durchmesser besitzt, der min
destens dreimal größer ist als der Durchmesser der
Zumeßöffnung.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei
der Endstopfen abnehmbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei
der erste Körperteil weiterhin einen Ventilein
griffsteil umfaßt.
8. Verfahren zum Vorsehen einer Anordnung zur Verwendung
in einem Elektromagneten mit einer erregbaren Spule,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Vorsehen eines hohlen Elektromagnetankerrohrs, das in der Lage ist in der Spule aufgenommen zu werden, wobei das Ankerrohr darinnen eine Ankerkammer be sitzt;
Vorsehen eines stationären Polstücks, das in dem er sten Körperteil angeordnet ist und ein erstes Ende der Ankerkammer definiert;
Vorsehen eines Endstopfens, der in dem zweiten Kör perteil angeordnet ist und ein zweites Ende der An kerkammer definiert; und
Vorsehen eines Ankerglieds mit einer Zumeßöffnung und einer Längsbohrung, die strömungsmittelmäßig verbunden sind und in der Lage sind, einen nicht la minaren Strömungsmittelfluß durch den Anker vorzu sehen, wobei die Längsbohrung einen Durchmesser be sitzt, der mindestens dreimal größer ist als der Durchmesser der Zumeßöffnung und wobei das Anker glied in der Ankerkammer positioniert ist zur axia len Gleitbewegung bezüglich des Polstücks und zum Definieren eines Arbeitsraums oder Spalts bezüglich des Polstücks.
Vorsehen eines hohlen Elektromagnetankerrohrs, das in der Lage ist in der Spule aufgenommen zu werden, wobei das Ankerrohr darinnen eine Ankerkammer be sitzt;
Vorsehen eines stationären Polstücks, das in dem er sten Körperteil angeordnet ist und ein erstes Ende der Ankerkammer definiert;
Vorsehen eines Endstopfens, der in dem zweiten Kör perteil angeordnet ist und ein zweites Ende der An kerkammer definiert; und
Vorsehen eines Ankerglieds mit einer Zumeßöffnung und einer Längsbohrung, die strömungsmittelmäßig verbunden sind und in der Lage sind, einen nicht la minaren Strömungsmittelfluß durch den Anker vorzu sehen, wobei die Längsbohrung einen Durchmesser be sitzt, der mindestens dreimal größer ist als der Durchmesser der Zumeßöffnung und wobei das Anker glied in der Ankerkammer positioniert ist zur axia len Gleitbewegung bezüglich des Polstücks und zum Definieren eines Arbeitsraums oder Spalts bezüglich des Polstücks.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Endstopfen ab
nehmbar ist.
10. Verfahren zum Vorsehen einer Anordnung zur Verwendung
in einem Elektromagneten mit einer erregbaren Spule,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Vorsehen eines ferromagnetischen Hauptkörperglieds, das in der Spule aufnehmbar ist, wobei das Hauptkör perglied erste und zweite Körperteile umfaßt und eine Ankerkammer mit einem konstanten Durchmesser darinnen angeordnet besitzt,
Vorsehen einer radial nach außen zeigenden Verjün gung an der Außenoberfläche des Hauptkörperglieds;
Vorsehen eines Ankerglieds, das in der Ankerkammer positioniert ist zur axialen Gleitbewegung relativ zu dem Polstück, und zum definieren eines Ankerar beitsraums bezüglich des Polstücks;
Befestigen einer nichtferromagnetischen Hülse an dem Hauptkörperglied, wobei die nichtferromagnetische Hülse sich linear zusammen mit der radial nach außen zeigenden Verjüngung und zumindestens einem Teil des Arbeitsraums erstreckt, und zwar ausreichend, um ei ner ausgewählten Magnetkraft zu ermöglichen, auf das Ankerglied ausgeübt zu werden, wobei ein Übergang der Hülse und der radial nach außen zeigenden Ver jüngung einen Luftspalt definieren, der sich von der radial nach außen zeigenden Verjüngung zu einer in neren radialen Oberfläche des zweiten Endteils er streckt; und
wobei die Ankerkammer in dem Hauptkörperglied nach dem Befestigen der Hülse an dem Hauptkörperglied ge bildet wird.
Vorsehen eines ferromagnetischen Hauptkörperglieds, das in der Spule aufnehmbar ist, wobei das Hauptkör perglied erste und zweite Körperteile umfaßt und eine Ankerkammer mit einem konstanten Durchmesser darinnen angeordnet besitzt,
Vorsehen einer radial nach außen zeigenden Verjün gung an der Außenoberfläche des Hauptkörperglieds;
Vorsehen eines Ankerglieds, das in der Ankerkammer positioniert ist zur axialen Gleitbewegung relativ zu dem Polstück, und zum definieren eines Ankerar beitsraums bezüglich des Polstücks;
Befestigen einer nichtferromagnetischen Hülse an dem Hauptkörperglied, wobei die nichtferromagnetische Hülse sich linear zusammen mit der radial nach außen zeigenden Verjüngung und zumindestens einem Teil des Arbeitsraums erstreckt, und zwar ausreichend, um ei ner ausgewählten Magnetkraft zu ermöglichen, auf das Ankerglied ausgeübt zu werden, wobei ein Übergang der Hülse und der radial nach außen zeigenden Ver jüngung einen Luftspalt definieren, der sich von der radial nach außen zeigenden Verjüngung zu einer in neren radialen Oberfläche des zweiten Endteils er streckt; und
wobei die Ankerkammer in dem Hauptkörperglied nach dem Befestigen der Hülse an dem Hauptkörperglied ge bildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Ankerglied
einen Strömungsmitteldurchlaß umfaßt, der in der La
ge ist, einen nichtlaminaren Strömungsmittelfluß
vorzusehen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Ankerglied
einen Strömungsmitteldurchlaß mit einer Zumeßöffnung
und einer Längsbohrung umfaßt, die strömungsmittel
mäßig mit der Zumeßöffnung verbunden ist, um einem
nichtlaminaren Strömungsmittelfluß durch den Anker
zu ermöglichen und wobei die Längsbohrung einen
Durchmesser besitzt, der mindestens dreimal größer
ist als der Durchmesser der Zumeßöffnung.
13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Endstopfen ab
nehmbar ist.
14. Verfahren nach Anspruch 10, das weiterhin den Schritt
des Vorsehens eines Ventileingriffteils an dem er
sten Körperteil vorsieht.
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