DE4438158A1 - Electrical solenoid - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Elekto-Hubmagneten mit einem in einen Konus aus laufenden Pol und einem diesem gegenüberstehenden, rohr artigen Joch für die Aufnahme eines im wesentlichen zylindrischen Ankers, bei dem der Konus mit dem Joch durch einen nicht magneti sierbaren Werkstoff verbunden ist.The invention relates to an electric solenoid with one in one Cone made of a running pole and a tube opposite it like yoke for receiving a substantially cylindrical Anchor, in which the cone with the yoke through a non-magneti sizable material is connected.
Grundsätzlich gezeigt ist ein solcher Elektro-Hubmagnet in der DE-OS 36 35 551. Es sind aber auch Magnetkörper bekannt, bei denen das Joch im wesentlichen röhrenförmig ausgebildet ist und durch eine obere Kappe abgeschlossen ist. Hier hat man Joch und den Konus des Poles nicht durch einen Luftspalt getrennt, sondern vielmehr Joch und Konus durch einen nicht magnetisierbaren Werkstoff miteinander verbunden. Hierbei ergab sich eine relativ problemlose Herstellung, indem man Joch und Pol aus einem gemeinsamen Stück magnetisierbaren Werkstoffes drehte und an die Stelle des späteren Luftspaltes eine Nut eindrehte, die durch Hartlot geschlossen wurde. Zur Fertig stellung war es jetzt noch erforderlich, das Werkstück auszudrehen, um den Nutgrund völlig zu entfernen, und den mit Hartlot gefüllten Bereich zu überdrehen. Die hierfür erforderlichen weiteren Maßnahmen wurden jedoch als unliebsamer zusätzlicher Aufwand betrachtet.Such an electric lifting magnet is basically shown in DE-OS 36 35 551. But there are also known magnetic bodies in which the Yoke is substantially tubular and is formed by a upper cap is complete. Here you have the yoke and the cone of Poles are not separated by an air gap, but rather a yoke and cone with each other through a non-magnetizable material connected. This resulted in a relatively problem-free production, by magnetizing the yoke and pole from a single piece Material turned and one in the place of the later air gap Screwed in the groove, which was closed by hard solder. To finish position it was now still necessary to unscrew the workpiece, to completely remove the bottom of the groove and the one filled with hard solder To overturn the area. The further measures required for this however, were seen as an undesirable additional effort.
Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, einen der Gattung entsprechenden, leichter herstellbaren Magnetpfad für Elektro- Hubmagnete zu schaffen, bei dem das zusätzliche Ausdrehen und Überdrehen mit den hierfür erforderlichen Spannvorgängen entbehrlich ist.The invention is therefore based on the task of one of the genus corresponding, easier to produce magnetic path for electrical To create solenoids in which the additional turning and It is not necessary to overtighten with the necessary clamping processes is.
Gelöst ist diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Hier werden Joch, ein den Luftspalt bildender Ring und der Pol jeweils getrennt erstellt und sodann unter Zugabe von etwas Hartlot miteinander verlötet. Das Austreten von Lot nach innen wird durch ein zusätzliches eingebrachtes dünnwandiges Rohr vermieden, welches Joch, Ring und Pol zentriert, und das ggfs. auch eine Führung des später eingebrachten Ankers erlaubt.This object is achieved with the features of patent claim 1. Here yoke, a ring forming the air gap and the pole created separately and then with the addition of a little hard solder soldered together. The leakage of solder inwards is caused by an additional introduced thin-walled tube avoided, which Centered yoke, ring and pole, and possibly also a guide of the anchor later introduced allowed.
Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegen standes sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate and advantageous developments of the counterpart of the invention status are marked in the subclaims.
Im einzelnen wird die Erfindung anhand von Beschreibungen von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeich nungen erläutert.In particular, the invention is based on descriptions of Embodiments in connection with this representative character explained.
Hierbei zeigen:Here show:
Fig. 1 Wesentliche Teile des Magentpfades eines Elektro-Hubma gneten, und Fig. 1 essential parts of the magnetic path of an electric Hubma, and
Fig. 2 einen abgeänderten Magnetpfad. Fig. 2 shows a modified magnetic path.
In den Figuren sind nur die einen nicht dargestellten Anker umgeben den, den magnetischen Fluß leitenden Teile eines Elektro-Hubmagneten dargestellt. Die Basis in Figur bildet der magnetische Pol 1, der nach oben in einen Konus 2 aus läuft und mittig eine Bohrung 3 zum Durchgriff einer mit einem Anker verbundenen Stange ausgestattet ist. Der sogenannte Luftspalt ist durch einen Ring 4 aus nicht magnetisierbarem Material, im Ausführungsbeispiel Edelstahl, gebil det. An diesen schließt sich das rohrartig ausgebildete Joch 5 an.In the figures, only the armature, not shown, surrounds the parts of an electric lifting magnet that conduct the magnetic flux. The basis in the figure is the magnetic pole 1 , which runs upwards into a cone 2 and in the middle a bore 3 is provided for the passage of a rod connected to an anchor. The so-called air gap is formed by a ring 4 made of non-magnetizable material, in the exemplary embodiment stainless steel. This is followed by the tubular yoke 5 .
Bei der Herstellung werden Pol 1, Ring 4 und Joch 5 sowie ein dünnwandiges, mit Schiebesitz in den Konus 2, den Ring 4 und das Joch 5 passendes dünnwandiges Rohr 6 separat erstellt. Zur Fertig stellung wird dann das dünnwandige Rohr 6 in die Bohrung des Joches 2 eingeschoben und der Ring 4 sowie das Joch 5 über das freie Ende des Rohres 6 gestülpt. Hierbei wird für die beiden Stirnflächen des Ringes 4 jeweils eine geringe Portion Schlaglot, bspw. in Form eines dünnen Drahtringes, zugegeben. Anschließend wird dieses Gebilde in einen Glühofen eingebracht, so daß das Schlaglot in den Fugen 7 und 8 schmilzt und die Stirnfläche des Konus 2 mit der unteren des Ringes 4 und dessen obere Stirnfläche mit der unteren des Joches 5 fest verbindet. Das eingebrachte dünnwandige Rohr 6 verhindert hierbei, daß während und nach der Montage bis zum Fertigstellen des Hartlötvorganges irgendwelche Verschiebung oder Verkantungen auf treten, so daß nach Fertigstellung des Bausteines ohne weitere Arbeitsvorgänge ein magnetischer Baustein bereitsteht, dessen Pol und den Luftspalt bildender Ring mit dem Joch einwandfrei fluchten, und der eine einwandfreie glatte innere Mantelfläche aufweist, die zur Abstützung des Ankers verwendbar ist, und die sowohl erwünscht glatt ist als auch nach innen abtropfendes Schlaglot sicher aus schließt.During manufacture, pole 1 , ring 4 and yoke 5 as well as a thin-walled tube 6 fitting with a sliding fit in the cone 2 , ring 4 and yoke 5 are created separately. To finish the thin-walled tube 6 is then inserted into the bore of the yoke 2 and the ring 4 and the yoke 5 are slipped over the free end of the tube 6 . A small portion of solder, for example in the form of a thin wire ring, is added to each of the two end faces of the ring 4 . This structure is then introduced into an annealing furnace, so that the blow solder melts in the joints 7 and 8 and firmly connects the end face of the cone 2 with the lower of the ring 4 and its upper end face with the lower of the yoke 5 . The introduced thin-walled tube 6 prevents any shift or tilting during and after assembly until the completion of the brazing process, so that after completion of the block a magnetic block is available without further operations, the pole and the air gap forming ring with the yoke perfectly aligned, and which has a flawless smooth inner surface that can be used to support the anchor, and which is both desired smooth and safely excludes inward dripping solder.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß ein durchgehendes, dünn wandiges Rohr 6 beim Einbringen in Glühöfen zum Zwecke des Lötens durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des magnetisierbaren Materiales des Poles 1 und des Joches 5 sowie der magnetisch schlecht leitenden Teile, des Ringes 4 und des Rohres 6, sich verspannen und sich, auch nach der Abkühlung bleibend, verformen kann, so daß bspw. die Lagerung des Ankers in diesem Rohr nachteilig beeinflußt wird. Eine Abhilfe wurde gefunden, die im Ausführungsbeispiel 2 dargestellt ist. Bereits aus Fig. 1 bekannte Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt. In practice it has been shown that a continuous, thin-walled tube 6 when introduced into annealing furnaces for the purpose of soldering due to the different thermal expansion coefficients of the magnetizable material of the pole 1 and the yoke 5 and the magnetically poorly conductive parts, the ring 4 and of the tube 6 , tense and deform, even after cooling, so that, for example, the storage of the armature in this tube is adversely affected. A remedy has been found, which is shown in embodiment 2 . Parts already known from Fig. 1 are shown here with the same reference numerals.
Der Konus 2 des magnetisierbaren Poles 1 ist zur Gestaltung des magnetischen Flusses kegelstumpfartig ausgeführt, und die hier aufliegende Fläche des Ringes 4 ist dieser Fläche angepaßt. Thermi sche Längsverschiebungen aber werden unterbunden bzw. unschädlich gemacht, indem zunächst die Anschlußflächen des Ringes 4 zum Joch 5 als ineinandergreifende ringförmige hohlzylindrische Ansätze 9 und 10 gestaltet sind. Als wesentliche jedoch hat es sich gezeigt, das vom Pol 1 bzw. Konus 2 ausgehende dünnwandige nichtmagnetische Rohr 6 nur mit begrenzter Länge auszuführen. Die hier einzusetzende Mindestlänge wird zunächst dadurch bestimmt, daß der Konus 2 und der Ring 4 auf dem Rohr gehalten und zentriert werden, und das Rohr 6 soll auch so weit in das Joch 5 eingreifen, daß dieses im Verein mit den einander umgreifenden Ansätzen 9 und 10 vor der Lötung ausreichend zentriert ist. Die Mindestlänge wird u. U. auch dadurch bestimmt, daß dem unteren Ende des Ankers eine entsprechende, ihn umgreifende Tragfläche geboten wird. Durch das Entfallen einer Länge des Rohres, die der des Joches entspricht, wird erreicht, daß die auftretenden thermischen Dehnungen nicht der ganzen Jochlänge entsprechen.The cone 2 of the magnetizable pole 1 is frustoconical to design the magnetic flux, and the surface of the ring 4 lying here is adapted to this surface. However, thermal longitudinal displacements are prevented or rendered harmless by first designing the connecting surfaces of the ring 4 to the yoke 5 as an interlocking annular hollow cylindrical approaches 9 and 10 . However, it has been shown to be essential to design the thin-walled non-magnetic tube 6 starting from the pole 1 or cone 2 only with a limited length. The minimum length to be used here is first determined by holding and centering the cone 2 and the ring 4 on the tube, and the tube 6 should also engage so far in the yoke 5 that this in combination with the encompassing approaches 9 and 10 is sufficiently centered before soldering. The minimum length is u. U. also determined by the fact that the lower end of the anchor is provided with a corresponding, encompassing wing. By omitting a length of the tube which corresponds to that of the yoke, it is achieved that the thermal expansions which occur do not correspond to the entire yoke length.
Da andererseits auch das obere Ende Ankers zu führen ist, wird hierfür zusätzlich ein weiteres dünnwandiges Stützrohr 11 im Endbe reich des Joches eingesetzt, das zur Verhinderung des Klebens des einzubringenden Ankers gleichfalls aus nicht oder nur schwach magnetisierbarem Material besteht. Im Ausführungsbeispiel wird dem Stützrohr 11 ein fester Halt gegeben, indem sein freies Ende kegel artig erweitert oder leicht nach außen abgebördelt ist und sich mit diesem erweiterten Rand 12 auf eine Bundfläche 13 abstützt, die in eine ringförmige Ausnehmung 14 zur Aufnahme eines die Magnetkammer schließenden Deckels vorgesehen ist.On the other hand, since the upper end of the armature is to be guided, a further thin-walled support tube 11 is additionally used in the yoke end area, which also consists of non or only weakly magnetizable material for preventing the sticking of the armature to be introduced. In the embodiment, the support tube 11 is given a firm hold by its free end expanded like a cone or slightly crimped outwards and supported with this enlarged edge 12 on a collar surface 13 , which in an annular recess 14 for receiving a cover closing the magnet chamber is provided.
Auch hier wird die Verbindung zwischen dem Konus 2, dem Ring 4 und dem Joch 5 durch Schlaglot bewirkt, das als Paste von außen auf die Fugen zwischen Konus und Ring sowie Ring und Joch aufgetragen werden kann und bei entsprechender Erhitzung nach Kapillarenart von der Fuge aufgenommen wird. Es ist auch möglich, im Fugenbereich bspw. die zu verbindenden Bauteile leicht anzufasen, so daß bei deren Zusammenstecken eine Lotpaste aufnehmende Fuge entsteht. Weiterhin kann ein entsprechender Ansatz angedreht werden, um Schlaglot als diesen Ansatz klammernd umfassenden geöffneten federnden Ring einzubringen.Here, too, the connection between the cone 2 , the ring 4 and the yoke 5 is effected by means of blow solder, which can be applied as a paste from the outside to the joints between the cone and ring as well as the ring and yoke and, if heated appropriately by capillary type, is absorbed by the joint becomes. It is also possible, for example, to slightly chamfer the components to be connected in the joint area, so that when they are plugged together, a joint which holds solder paste is produced. Furthermore, a corresponding extension can be turned on in order to introduce percussion solder as an open resilient ring encompassing this extension.
Es kann davon ausgegangen werden, daß von den Lötfugen her minde stens etwas Lot auch auf das dünnwandige Rohr 6 gelangt und dieses im Bereiche der einen oder anderen Lötfuge fixiert. Eine gesonderte Befestigung allerdings ist nicht nötig; dies hat sich insbesondere bei der Fixierung des Stützrohres 11 gezeigt. Es genügt, beim Einbringen seine Lage eindeutig zu fixieren, wie es bspw. durch das Übergreifen der Bundfläche 13 durch den erweiterten Rand 12 erfolgt. Die anschließende Behandlung im Glühofen sichert auch ohne Zuführung von Lot die gewünschte Lage im späteren Betriebe, auch bei axialen Beanspruchungen durch den Anker. Andererseits ist durch die Unter teilung des ursprünglichen langen Rohres 6 in zwei in Distanz angeordnete Rohre 6 und 11 die Lagerung des zu führenden Ankers verbessert: Der Reibungswiderstand ist verringert, und ein Klemmen, wie dieses bei langen, einander umgreifenden Führungsteilen erfolgen kann, ist grundsätzlich vermieden.It can be assumed that at least some solder also reaches the thin-walled tube 6 from the solder joints and fixes this in the area of one or the other solder joint. A separate attachment is not necessary; this has been shown in particular when fixing the support tube 11 . It is sufficient to fix its position unambiguously when inserting it, as is done, for example, by the overlapping of the collar surface 13 by the enlarged edge 12 . The subsequent treatment in the annealing furnace secures the desired position in later operation even without the addition of solder, even with axial stresses caused by the armature. On the other hand, the subdivision of the original long tube 6 into two spaced tubes 6 and 11 improves the mounting of the anchor to be guided: the frictional resistance is reduced, and jamming, as can be done with long, mutually encompassing guide parts, is fundamentally avoided.
Claims (8)
daß zwischen dem Konus (2) und dem Joch (5) ein deren Abstand sichernder Ring (4) aus nicht magnetisierbarem Werkstoff vorgesehen ist,
daß Konus (2), Ring (4) und Joch (5) von einem sie zentrierenden dünnwandigen Rohr (6) aus nicht magnetisierbarem Werkstoff durchgriffen sind, und
daß der Konus, der Ring sowie das Joch miteinander verlötet sind.1. Electric solenoid with a cone ( 2 ) tapering pole ( 1 ) and a tubular yoke ( 5 ) opposite this for receiving an essentially cylindrical armature, in which the cone is connected to the yoke by a non-magnetizable material , characterized,
that between the cone ( 2 ) and the yoke ( 5 ) a spacing ring ( 4 ) made of non-magnetizable material is provided,
that cone ( 2 ), ring ( 4 ) and yoke ( 5 ) are penetrated by a centering thin-walled tube ( 6 ) made of non-magnetizable material, and
that the cone, the ring and the yoke are soldered together.
daß das Rohr (6) den Konus (2), den Ring (4) sowie das Joch (5) praktisch in deren voller Länge durchgreift.2. Electric lifting magnet according to claim 1, characterized in
that the tube ( 6 ) passes through the cone ( 2 ), the ring ( 4 ) and the yoke ( 5 ) practically in their full length.
daß das Rohr (6) den Konus (2) und den Ring (4) durchgreift und in das Joch (5) mit dessen Zentrierung sichernder Länge eingreift. 3. Electric lifting magnet according to claim 1, characterized in
that the tube ( 6 ) passes through the cone ( 2 ) and the ring ( 4 ) and engages in the yoke ( 5 ) with its centering securing length.
daß in dem freien Ende des Joches (5) ein dem Rohr (6) entspre chendes Stützrohr (11) vorgesehen ist.4. Electric solenoid according to claim 3, characterized in
that in the free end of the yoke ( 5 ) a pipe ( 6 ) corre sponding support tube ( 11 ) is provided.
daß das Stützrohr (11) an seinem freien Ende nach außen zu einem Rand (12) umgebördelt oder erweitert ist, der auf einer Bundfläche (13) des Joches (5) aufliegt.5. Electric lifting magnet according to claim 4, characterized in
that the support tube ( 11 ) is flanged at its free end to the outside to an edge ( 12 ) which rests on a collar surface ( 13 ) of the yoke ( 5 ).
daß hohlzylindrische ringförmige Ansätze (9, 10) des Ringes (4) und des Joches (5) einander umgreifen.6. Electric solenoid according to at least one of claims 1 to 5, characterized in
that hollow cylindrical annular projections ( 9 , 10 ) of the ring ( 4 ) and the yoke ( 5 ) encompass each other.
daß der Ring (4), das Rohr (6) und/oder ein Stützrohr (11) aus nichtmagnetischem Edelstahl bestehen.7. Electric lifting magnet according to at least one of claims 1 to 6, characterized in
that the ring ( 4 ), the tube ( 6 ) and / or a support tube ( 11 ) consist of non-magnetic stainless steel.
daß der Ring (4), das Rohr (6) und/oder ein Stützrohr (11) aus einem bis 27% Ni und/oder bis 14% Mn sowie ggfs. weitere Legierungsbestandteile enthaltenden nicht magnetischem Stahl besteht.8. Electric lifting magnet according to at least one of claims 1 to 7, characterized in
that the ring ( 4 ), the tube ( 6 ) and / or a support tube ( 11 ) consists of a non-magnetic steel containing up to 27% Ni and / or up to 14% Mn and possibly other alloy components.
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