DE4412621A1 - Elektromagnet, insbesondere Proportionalmagnet - Google Patents
Elektromagnet, insbesondere ProportionalmagnetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, insbesondere
einen Proportionalmagneten für einen Dämpfersteller, mit ei
nem Magnetgehäuse, einem das Magnetgehäuse abschließenden
Pol, einer in einem zwischen der zylindrischen Außenwand des
Magnetgehäuses und zentralen Ringstegen des Magnetgehäuses
und des Pols gelegenen Spulenraum angeordneten Magnetspule
und einem innerhalb des von den Ringstegen des Magnetgehäuses
und des Pols begrenzten Ankerraumes axial hin- und herbeweg
lich gelagerten Magnetanker, wobei zwischen den Ringstegen
des Magnetgehäuses und des Pols ein Luftspalt vorgesehen ist.
Derartige Elektromagneten sind insbesondere als Proportional
magneten für Dämpfersteller zur semiaktiven Fahrwerkregulie
rung bekannt. Für die Funktion solcher Magneten, insbesondere
für eine reibungsarme Lagerung des Ankers, ist vor allem die
zentrische Lage des Ankers in bezug auf die beiden Ringstege
wichtig. Das heißt, daß die radialen Luftspalte zwischen dem
Anker und den Ringstegen überall gleich groß sein müssen, da
sonst Querkräfte entstehen, die zu einer erhöhten Reibung füh
ren. Auch sollte der Anker möglichst nahe den Stellen des
Feldlinienübertritts zwischen Magnetgehäuse, Anker und Pol ge
lagert sein. Bei den bekannten Elektromagneten sind zur Füh
rung des Magnetankers stets zwei Lagerstellen, meist in Form
von Lagerbuchsen aus DU-Lagerwerkstoff, vorgesehen, u.zw. ei
ne im Magnetgehäuse und eine im Pol. Die Lagerbuchse im Mag
netgehäuse kann hiebei entweder den Magnetanker selbst oder
einen von diesem getragenen Stößel lagern, während die Lager
buchse im Pol in aller Regel den Stößel lagert. Diese beiden
Lagerstellen erfordern bei der Herstellung des Magneten inso
fern einen bedeutenden Arbeitsaufwand, als es notwendig ist,
die Aufnahmebohrungen für die Lagerbuchsen im Magnetgehäuse
und Pol, die zusammen mit dem Anker den erforderlichen radia
len Luftspalt bildenden Innendurchmesser der Ringstege des
Magnetgehäuses und des Pols sowie einen Durchmesser, über den
das Magnetgehäuse und der Pol zueinander zentriert werden, in
engen Toleranzen und mit geringen Laufabweichungen zu ferti
gen. Dadurch, daß die eine Lagerstelle im Pol vorgesehen ist,
ist im Pol eine zusätzliche Bohrung zur hydraulischen Entla
stung des Ankerraumes erforderlich. Schließlich ist es noch
erforderlich, eine Abdichtung zwischen Ankerraum und Spulen
raum vorzusehen, was in der Regel durch Einsetzen von O-Rin
gen zwischen die Ringstege des Magnetgehäuses und des Pols ei
nerseits und des Spulenkörpers andererseits erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die obigen Nachteile
zu beheben und einen Elektromagnet zu schaffen, der äußerst
kostengünstig herstellbar ist und auch sämtliche Voraussetzun
gen für eine Ausführung in Kleinstbauweise erfüllt, wie sie
bei Proportionalmagneten für in Stoßdämpfern integrierte Däm
pfersteller wegen des dort sehr begrenzten Einbauraums erfor
derlich ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Elektromagnet der ein
gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Ringstege des Magnetgehäuses und des Pols von einer nicht
magnetischen Hülse dicht umgeben sind, innerhalb der im Be
reich des Luftspalts eine oder mehrere nichtmagnetische Lager
buchsen für den Magnetanker festgelegt sind und/oder die im
Bereich des Luftspalts einteilig als Lager für den Magnetan
ker ausgebildet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung müssen sowohl im Mag
netgehäuse als auch im Pol nur noch jeweils zwei Durchmesser,
nämlich der Innen- und Außendurchmesser der beiden Ringstege
zueinander zentriert sein. Die nichtmagnetische Hülse zen
triert automatisch das bzw. die Lager und sorgt zugleich für
eine Abdichtung zwischen Ankerraum und Spulenraum, so daß die
bisher verwendeten O-Ringe entfallen können.
Die nichtmagnetische Hülse ist zweckmäßig auf die Ringstege
aufgepreßt, während die Lagerbuchse(n) zweckmäßig in die
nichtmagnetische Hülse eingepreßt ist (sind).
Die nichtmagnetische Hülse besteht vorzugsweise aus Kunst
stoff, Bronze, Messing oder nichtmagnetischem Stahl.
Die Lagerbuchse kann vorteilhaft, wie an sich bekannt, von
einer gezogenen Hülse aus nichtmagnetischem Stahl oder einer
Kunststoff-, Bronze-, oder Messinghülse gebildet oder eine
Buchse aus DU-Lagerwerkstoff mit Bronzerücken sein.
Weiters kann in vorteilhafter Weise der Magnetanker mit ei
nem Stößel einstückig ausgebildet sein, womit der sonst für
das Zusammensetzen von Magnetanker und Stößel erforderliche
Arbeitsaufwand entfällt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht
das Magnetgehäuse aus einem dem Pol gegenüberliegenden Joch
und einer das Joch und den Pol verbindenden äußeren zylindri
schen Hülse. Damit wird der für die Herstellung des Magnetge
häuses erforderliche Zerspanungsaufwand beträchtlich verrin
gert.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der Ringsteg des Magnet
gehäuses an seiner Außenseite eine Verbreiterung besitzt, die
in dem Spulenraum einen Absatz bildet. Dadurch kann bei mini
maler Baulänge des Elektromagneten eine maximale Magnetkraft
erreicht werden.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. In diesen zeigen die Fig. 1 bis 5 fünf Ausführungs
beispiele eines erfindungsgemäß ausgebildeten Proportionalmag
neten, jeweils im Axialschnitt.
Der in Fig. 1 gezeigte Proportionalmagnet besteht aus einem
Magnetgehäuse 1, einem das Magnetgehäuse abschließenden Pol
2, einer aus einer Magnetwicklung 3 und einem die Magnetwick
lung tragenden Spulenkörper 4 gebildeten Magnetspule, die in
einem zwischen der zylindrischen Außenwand des Magnetgehäuses
1 und zentralen Ringstegen 5 und 6 des Magnetgehäuses 1 bzw.
des Pols 2 gelegenen Spulenraum 7 angeordnet ist, und einem
Magnetanker 8 aus weichmagnetischem Material, der mit einem
Stößel 9 einstückig ausgebildet ist und innerhalb des von den
Ringstegen 5 und 6 begrenzten Ankerraumes 10 axial hin- und
herbeweglich gelagert ist. Der Stößel 9 durchsetzt den Pol 2
durch eine zentrale Bohrung 11.
Zwischen dem Ringsteg 5 des Magnetgehäuses 1 und dem Ring
steg 6 des Pols 2 ist ein Luftspalt 12 (magnetische Trennung
zwischen Magnetgehäuse und Pol) gebildet. Dieser Luftspalt 12
weist im Vergleich zu den bekannten Proportionalmagneten eine
verhältnismäßig große Höhe auf, u.zw. dadurch, daß der Ring
steg 5 des Magnetgehäuses 1 kürzer als üblich ausgebildet
ist. Der Ringsteg 6 des Pols 2, der die sogenannte Tauchstufe
bildet, die im wesentlichen die Kennlinie des Magneten be
stimmt, ist hingegen unverändert.
Die Lagerung des Magnetankers 8 ist hier mit Hilfe einer ein
zigen nichtmagnetischen Lagerbuchse 13 im Bereich des Luft
spalts 12 bewerkstelligt. Diese Lagerbuchse 13 ist innerhalb
einer nichtmagnetischen Hülse 14, insbesondere durch Einpres
sen, festgelegt, die ihrerseits auf die Ringstege 5 und 6 auf
gepreßt ist. Die nichtmagnetische Hülse 14 besteht zweckmäßig
aus Kunststoff, Bronze, Messing oder nichtmagnetischem Stahl.
Die Lagerbuchse 13, die sich über nahezu die gesamte Höhe des
Arbeitsluftspalts 12 erstreckt, besitzt einen Innendurchmes
ser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Ring
stege 5 und 6, so daß die erforderlichen radialen Luftspalte
15 und 16 zwischen dem Magnetanker 8 und den Ringstegen 5 und
6 gebildet werden. Die Lagerbuchse 13 ist im dargestellten
Fall eine Lagerbuchse aus DU-Lagerwerkstoff mit Bronzerücken,
könnte jedoch auch von einer gezogenen Hülse aus nichtmagneti
schem Stahl oder einer Kunststoff-, Bronze- oder Messinghülse
gebildet sein. Wie an sich bekannt, besitzt der Magnetanker 8
an seiner Außenseite eine achsparallele Nut 17 für den Durch
tritt eines Druckmediums.
Der Ringsteg 5 des Magnetgehäuses 1 ist an seiner Außenseite
mit einer Verbreiterung 18 ausgebildet, die in dem Spulenraum
7 einen entsprechenden Absatz 19 bildet. Durch die von dieser
Verbreitung 18 gebildete Anhäufung mit magnetischem Material
wird der engste Querschnitt für den magnetischen Fluß von ei
ner Stelle, die etwa der Stelle 20 des engsten Querschnitts
für den magnetischen Fluß im Pol 2 entspricht, weiter nach
außen an eine Stelle 21 verlegt, wodurch die Wandstärke d des
Magnetgehäuses 1 geringer gehalten werden kann. Dadurch, daß
der Magnetanker 8 in den Bereich der Materialanhäufung hinein
ragt, treten die Feldlinien größtenteils direkt in den Magnet
anker über, so daß bei minimaler Baulänge des Elektromagneten
eine maximale Magnetkraft erreicht wird, ohne daß auf andere
Hilfsmaßnahmen, wie abgesetzter Anker und an seiner Innensei
te abgesetzter Ringsteg oder Verwendung eines Werkstoffs mit
höherer Sättigungsinduktion in den Bereichen des Feldlinien
übertritts zwischen Magnetgehäuse und Magnetanker, zurückge
griffen werden muß.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem Beispiel nach Fig. 1 vor allem dadurch, daß das
Magnetgehäuse aus zwei Teilen besteht, nämlich einem Joch 1′a
und einer die zylindrische Wand des Magnetgehäuses bildenden
äußeren Hülse 1′b. Die Hülse 1′b ist am Pol 2′ durch Pressung
(bzw. Übergangspassung) gehalten bzw. zentriert, während sie
an dem Joch 1′a lediglich aufliegt. Der Vorteil eines solchen
zweiteiligen Magnetgehäuses 1′a, 1′b ist, daß seine Herstel
lung im Vergleich mit dem einteiligen Magnetgehäuse 1 der
Fig. 1 einen bedeutend geringeren Zerspanungsaufwand erfor
dert.
In weiterer Abweichung vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1
sind in Fig. 2 der Magnetanker 8′ und der Stößel 9′ als sepa
rate Teile gezeigt. In bekannter Weise besteht in einem sol
chen Fall der Stößel 9′ aus nichtmagnetischem Material.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von
dem der Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Hülse 14 anstelle
der einzigen langen Lagerbuchse 13 im Abstand zueinander
zwei kurze Lagerbuchsen 13′ und 13′a trägt, wobei die obere
Lagerbuchse 13′ zweckmäßig möglichst nahe dem Ringsteg 5 des
Magnetgehäuses 1 und die untere Lagerbuchse 13′a möglichst na
he dem Ringsteg 6 des Pols 2 angeordnet ist. Es ist natürlich
auch möglich, zwischen den beiden Lagerbuchsen 13′ und 13′a
eine dritte, mittige Lagerbuchse vorzusehen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Hülse 14′ im Be
reich des Luftspalts 12 selbst als Lager 13′′ für den Magnet
anker 8 ausgebildet, d. h. Lager und Hülse sind aus einem ein
zigen Teil gebildet. Als Werkstoff hiefür kommt wiederum ins
besondere Kunststoff, Bronze, Messing oder nichtmagnetischer
Stahl in Frage.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 schließlich stellt eine
Kombination der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 3 und 4
dar. Hier ist die Hülse 14′′ im Bereich des Luftspalts 12 wie
derum als Lager 13′′′ ausgebildet, jedoch nicht über die gan
ze Länge wie in Fig. 4. Dafür trägt die Hülse 14′′ eine der
unteren Lagerbuchse der Fig. 3 entsprechende Lagerbuchse
13′a. Es versteht sich, daß hier entweder anstelle der unte
ren Lagerbuchse 13′a auch die obere Lagerbuchse 13′ der Fig.
3 zum Einsatz kommen kann oder sowohl die untere als auch die
obere Lagerbuchse vorgesehen sein können, in welchem Fall
dann das von der Hülse 14′′ selbst gebildete Lager 13′′′ zwi
schen den beiden Lagerbuchsen liegt.
Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Elektromagneten der Mag
netanker 8; 8′ nur auf dem Durchmesser geführt ist, der mit
dem Ringsteg 5 des Magnetgehäuses 1; 1′a, 1′b und dem Ring
steg 6 des Pols 2; 2′ die radialen Luftspalte 15, 16 bildet,
und die Lagerstelle für den Stößel im Pol entfällt, muß der
Stößel 9; 9′ nicht mehr exakt zentrisch sitzen und kann auch
wie in den Fig. 1 und 3 bis 5, mit dem Magnetanker 8 ein
stückig ausgebildet sein, wobei allerdings im Hinblick auf
das in diesem Fall weichmagnetische Material des Stößels 9
die zentrale Bohrung 11 im Pol 2 größer ausgeführt werden muß
als die zentrale Bohrung 11′ in Fig. 2, um ein Schließen des
Magnetkreises über den Stößel 9 zu vermeiden. Bisher war es
notwendig, eine ganz exakt zentrisch sitzende Bohrung im Mag
netanker vorzusehen und den Stößel auf Maß einzupressen, wozu
eine aufgrund der erforderlichen Kraft/Weg-Überwachung kost
spielige Vorrichtung erforderlich war.
Durch den Wegfall des Lagers für den Stößel 9; 9′ im Pol 2; 2′
wird in diesem die zusätzliche Bohrung zur hydraulischen Ent
lastung des Ankerraumes 10 überflüssig, da die Entlastung
über die Bohrung 11; 11′ stattfinden kann, durch die der
Stößel 9; 9′ den Pol 2; 2′ durchsetzt.
Die die Lagerbuchse(n) 13; 13′, 13′a tragende bzw. das Lager
13′′; 13′′′ bildende nichtmagnetische Hülse 14; 14′; 14′′ sorgt
zugleich auch für die magnetische Trennung zwischen Magnetge
häuse 1; 1′a, 1′b und Pol 2; 2′ im Bereich der Ringstege 5, 6,
für eine Abdichtung zwischen Ankerraum 10 und Spulenraum 7
und für eine Zentrierung des Magnetgehäuses 1; 1′a, 1′b und des
Pols 2; 2′ zueinander unter gleichzeitiger Verbindung dersel
ben durch Pressung.
Bei den bisher bekannten Elektromagneten mußten drei Durch
messer des Pols zueinander zentriert sein, u.zw. der Innen
durchmesser des die Tauchstufe bildenden Ringsteges, der
Durchmesser der Bohrung für die eine Lagerbuchse und der
Außendurchmesser, an dem das Magnetgehäuse zentriert wurde.
Beim erfindungsgemäßen Elektromagneten sind es nur noch zwei
Durchmesser, nämlich der Innendurchmesser des die Tauchstufe
bildenden Ringsteges 6 und der Durchmesser, an dem die Hülse
14; 14′; 14′′ aufgenommen wird, nämlich der Außendurchmesser
des Ringsteges 6.
Beim Magnetgehäuse mußten bisher ebenfalls drei Durchmesser
zueinander zentriert sein, nämlich der Innendurchmesser des
Ringsteges, der Durchmesser der Bohrung für die zweite Lager
buchse und der Durchmesser, an dem der Pol aufgenommen wurde.
Auch hier sind es beim erfindungsgemäßen Elektromagneten nur
noch zwei Durchmesser, u.zw. der Innendurchmesser des Ringste
ges 5 und der Durchmesser, an dem die Hülse 14; 14′; 14′′ aufge
nommen wird, also der Außendurchmesser des Ringsteges 5.
Überdies ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung
des Elektromagneten auch eine Reduktion der erforderlichen
Bauteilezahl. Es sind nicht unbedingt zwei Lagerstellen (La
gerbuchsen) erforderlich, sondern es kann mit einer einzigen
Lagerstelle (Lagerbuchse 13; Lager 13′′) das Auslangen gefun
den werden (Fig. 1, 2 und 4). Die sonst üblichen O-Ringe zur
Abdichtung des Spulenraums gegenüber dem Ankerraum entfallen,
da die Abdichtung von der Hülse 14; 14′; 14′′ übernommen wird,
und der Magnetanker kann mit dem Stößel einstückig ausgebil
det sein (Fig. 1 und 3 bis 5).
Schließlich kann auch der Zerspanungsaufwand erheblich ge
senkt werden, indem gemäß Fig. 2 das Magnetgehäuse aus zwei
Teilen hergestellt wird, nämlich dem Joch 1′a und der äußeren
Hülse 1′b.
Es versteht sich, daß an den dargestellten Ausführungsbei
spielen zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden können, oh
ne aus dem Rahmen der Erfindung zu treten. So können selbst
verständlich auch andere als die angegebenen Werkstoffe für
die Lagerbuchsen 13; 13′, 13′a und die nichtmagnetische Hülse
14, 14′, 14′′ zur Anwendung kommen. Auch könnte z. B. der Stößel
nach Fig. 2 den Magnetanker vollständig durchsetzen und im
Hinblick auf den Durchtritt eines Druckmediums hohl ausgebil
det sein. In einem solchen Fall könnte die achsparallele Nut
17 des Magnetankers 8′ entfallen.
Auch versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf Propor
tionalmagneten anwendbar ist, sondern durchaus auch auf
Schaltmagneten, bei denen eine reibungsarme Lagerung erforder
lich ist.
Claims (8)
1. Elektromagnet, insbesondere Proportionalmagnet für einen
Dämpfersteller, mit einem Magnetgehäuse, einem das Magnetge
häuse abschließenden Pol, einer in einem zwischen der zylind
rischen Außenwand des Magnetgehäuses und zentralen Ringstegen
des Magnetgehäuses und des Pols gelegenen Spulenraum angeord
neten Magnetspule und einem innerhalb des von den Ringstegen
des Magnetgehäuses und des Pols begrenzten Ankerraumes axial
hin- und herbeweglich gelagerten Magnetanker, wobei zwischen
den Ringstegen des Magnetgehäuses und des Pols ein Luftspalt
vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringstege
(5, 6) des Magnetgehäuses (1; 1′a, 1′b) und des Pols (2; 2′) von
einer nichtmagnetischen Hülse (14; 14′; 14′′) dicht umgeben
sind, innerhalb der im Bereich des Luftspalts (12) eine
(13; 13′a) oder mehrere nichtmagnetische Lagerbuchsen
(13′, 13′a) für den Magnetanker (8; 8′) festgelegt sind
und/oder die im Bereich des Luftspalts (12) einteilig als La
ger (13′′; 13′′′) für den Magnetanker (8) ausgebildet ist.
2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die nichtmagnetische Hülse (14; 14′; 14′′) auf die Ringste
ge (5, 6) aufgepreßt ist.
3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Lagerbuchse(n) (13; 13′, 13′a) in die nichtmagneti
sche Hülse (14; 14′; 14′′) eingepreßt ist (sind).
4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die nichtmagnetische Hülse (14; 14′, 14′′)
aus Kunststoff, Bronze, Messing oder nichtmagnetischem Stahl
besteht.
5. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse(n) (13; 13′, 13′a), wie an
sich bekannt, von einer gezogenen Hülse aus nichtmagnetischen
Stahl oder einer Kunststoff-, Bronze- oder Messinghülse gebil
det oder eine Buchse aus DU-Lagerwerkstoff mit Bronzerücken
ist (sind).
6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem
vom Magnetanker getragenen Stößel, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnetanker (8) mit dem Stößel (9) einstückig ausge
bildet ist (Fig. 1 und 3 bis 5).
7. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Magnetgehäuse aus einem dem Pol (2′)
gegenüberliegenden Joch (1′a) und einer das Joch (1′a) und
den Pol (2′) verbindenden äußeren zylindrischen Hülse (2′a)
besteht (Fig. 2).
8. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ringsteg (5) des Magnetgehäuses
(1; 1′a, 1′b) an seiner Außenseite eine Verbreiterung (18) be
setzt, die in dem Spulenraum (7) einen Absatz (19) bildet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944412621 DE4412621A1 (de) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | Elektromagnet, insbesondere Proportionalmagnet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944412621 DE4412621A1 (de) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | Elektromagnet, insbesondere Proportionalmagnet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4412621A1 true DE4412621A1 (de) | 1995-10-19 |
Family
ID=6515222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944412621 Withdrawn DE4412621A1 (de) | 1994-04-13 | 1994-04-13 | Elektromagnet, insbesondere Proportionalmagnet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4412621A1 (de) |
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1994
- 1994-04-13 DE DE19944412621 patent/DE4412621A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |