DE7104693U

DE7104693U - Elektromagnet

Info

Publication number: DE7104693U
Application number: DE19717104693
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1971-02-09
Publication date: 1971-05-27

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE

29- Jan. 1971 ü.ni 71 315

rtobert Thomas, 3yoö Neunkirchen

Elektromagnet

D e Neuerung bezieht sich auf einen Elektromagnet mit einem einen Anker aufweisenden, mehrteiligen Magnetgehäuse, welches eine zentrisch den Anker umschließende Magnetspule enthält und zwischen Magnetspule und Anker diesen mit einer Jochhülse umschließt. Um den von der Magnetspule induzierten Fluß durch den Anker zu treiben ist es üblich, zur Bildung eines ringförmigen Polspaltes in die Jochhülse einen Abschnitt nichtmagnetischen Materiales einzufügen.

i3ei bekannten Elektromagneten wird das nichtmagnetische Material durch einen Schweißvorgang, durch Hartlöten oder dergleichen mit dem magnetischen Material der Jochhülse verbunden, so daß eine einstückige Jochhülse er-

, zielt wird, welche auch die vielfach erwünschte Abdich-

! tung des Ankerraumes vorzunehmen vermag. Als nachteilig

'. hat sich aber erwiesen, daß die zur Verbindung von magnetischen und nichtmagnetischen Teilen erforderlichen Arbeits- ! vorgänge sich als kompliziert und aufwendig erweisen, zu

mal für die das Ergebnis der Verbindung darstellende Jochhülse enge Fertigungstoleranzen verlangt werden, um Elektromagnete mit geringer Streuung der charakteristischen Eigenschaften zu erhalten. 'Weiterhin erschwert wird der Verbindungsvorgang dadurch, daß vielfach eine nachträgliche Überarbeitung der Verbindungsstelle erforderlich wird. Die hier erkannten Nachteile haben dazu geführt, daß unterschiedliche Verbindungsarten verwendet wurden, ohne daß das anstehende Problem tatsächlich gelöst wurde. So wurde neben dem Ein-

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH -GERD MÜLLER -D. GROSSt - 2 -

schweißen von Edelstahl-Buchsen es versucht, derartige öuciitiun iiti'utrii ue:;: üei'tixLkj ei'wd.iiii'i/cn ntii't· iülcn uuixii rvitru — vorgänge zu verbinden, die ebenfalls eine große Sorgfalt zu ihrer Herstellung erforderten, und die wie auch die anderen Verbindungsarten bezüglich Sicherheit der erzielten Verbindung, Maßhaltigkeit und Dichtigkeit zu wünschen ließen, obwohl der zusätzliche fertigungstechnische Aufwand erheblich ist.

Die Neuerung geht vor. der Aufgabe aus, einen Elektro* ten zu schaffen, dessen Jochhülse bei gegenüber bekan verringertem Fertigungsaufwand auch engere Tolerenzen ü: Abmaße aufweist, ohne da", auf die Vorteile der Abdicntung der für den Anker vorgesehenen Kammer verzichtet werden muß.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Elektromagneten der bezeichneten Gattung, indem zwei einander gegenüberliegende Gehäuseteile rr.it Ansätzen ausgestattet werden, die den jeweils bis zum Polspalt sich erstreckenden Anteilen der Jochhülse entsprechen, und indem zwischen den Stirnflächen der Ansätze ein Ring aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist: Die die Ansätze aufweisenden Gehäuseteile werden mit den Stirnflächen der Ansätze gegeneinander verspannt, so daß sie den Ring aus nichtmagnetischem Material abdichtend und maßhaltig zwischen sich einschließen.

Werden an die Abdichtung nur übliche Anfordeiungen gestellt, so genügt es, die Stirnflächen sowie die Flanken des nichtmagnetischen Ringes glatt auszubilden . Eine Verbesserung äer Abdicb· U-Ig ergibt sich, wenn die Stirnflächen der Ansätze und/oder die Flanken des Ringes zentrische Vorsprünge aufweisen. Die Vorsprünge können mit im wesentlichen rechteckigen Profil ausgestattet sein, und bei Ausstattung sowohl der Stirnflächen als auch der Flanken können solche ringförmigen Vorsprünge nach Art von Nut und Feder ineinandergreifen.

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH -GERD MÜLLER -D. GROSSE

Eine vorzügliche Abdichtung ohne irgendwelche Beeinträchtigung der !Maßhaltigkeit läßt sich erreichen, indem die Stirnflächen Jeweils mindestens einen zentrisch verlaufenden Vorsprung dreieckigen Profiles aufweisen, insbesondere, wenn als nichtmagnetisches Material ein Metall geringer Härte gewählt wird.

oewährt hat es sich, einen der Gehäuseteile als Gehäusekopf auszubilden und in der: Gehäusemantel einzuschrauben. Andererseits kann ein solcher Gehäusekopf durch eine gesonderte, in den Gehäusemar.te_ eingreifende Überwurfmutter verspannbar sein. AxS vorteilhaft wurde erkannt, Flankenbereiche des Genäusekopfes und/c-er einer diesen spannenden Überwurfmutter einer der Flanken der Magnetspule gegenüberstehend vorzusehen, wobei in der· Endlage nach Spannen zwischen der Flanke ur.d dem Flächenbereich ein Abstand verbleibt. Andererseits ist es auch möglich, die Magnetspule durch die Überwurfmutter und/oder den Gehäusekopf zu fixieren, indem zwischen der Flanke der Magnetspule und dem gegenüberstehender. Flächenbereich des Gehäusekopfes und/oder der Überwurfmutter ein elastischer Ring vorgesehen ist.

Der Elektromagnet . :nn auch so ausgebildet sein, daß der eine Gehäuseteil sowohl uen Gehäusekopf als auch den Gehäusemantel aufweist, und daß der Gehäusemantel mit dem die Elektromagneten tragenden Gehäuseflansch verschraubt v;ird. Schließlich kann auch eine Ausführung gewählt v/erden, bei welcher der Gehäusekopf mit einem Flansch den Mantel und/oder einen mit diesem verbundenen Kopfbereich übergreift und durch achsparallele Schrauben gegen diese verspannbar ist.

Im einzelnen sind die Merkmale der Neuerung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen hierbei:

Figur 1 im Längsschnitt einen Elektromagneten, dessen Gehäusekopf durch Einschrauben in den Kopfbereich verspannbar ist,

PATENTANWÄLTE F.W. HEM W ER ICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE _ U _

Fig. 2 ir. abgebrochen dargestellter ..ängoschnitt einen Elektromagneten, dessen Gehäusekopf in den Gehäusenantel einschraubbar ist, und

Fig. 3 in der Fig. 2 entsprechender Darstellung einen

Elektromagneten, dessen Gehäusekopf mittels einer überwurfmutter verspannbar ist.

In Fig. 1 ist im Längsschnitt ein Elektromagnet dargestellt, dessen erster Gehäuseteil 1 aus einem Quadratflansch 2, eine" Konus 3 sowie einem Gehäusemantel ϊ besteht. Der Quadratflar.sch 2 ist mit einem Einstich 5 zur Aufnahme eines für die Abdichtung vorgesehenen O-Ringes ausgestattet und einstückig mit dem Konus 3 erstellt. Der Gehäusemantel 4 ist über einen Absatz des Konus 3 geschoben und mit diesem im Ausführungsbeispiel durch Verstiften verbunden. Am freien Ende weist der Mantel einen nach innen gerichteten, einen Kopfbereich darstellenden Bund 6 auf, der mit einem Innengewinde zur Aufnahme des Gehäuskopfes 7 ausgestattet ist. Der Konus 3 ist mit einem kurzen Ansatz 8, und der Gehäusekopf 7 ist mit einer. längeren Ansatz 9 versehen, die beim Einschrauben des Gehäusekopfes sich gegen einen Ring Io aus einer Kupferlegierung abstützen und gegen diesen verspannt werden. Die hierbei erzielbare .Abdichtung ist intensiviert, indem die Stirnflächen der Ansätze 8 und 9 jeweils mit einem ringförmig ausgebildeten und einen dreieckigen Querschnitt aufweisenden Vorsprung 11 ausgestattet sind, der sich beim festen Einschrauben des Gehäusekopfes 7 und Verspannen der Ansätze 8 und 9, einen Teilbereich der Oberfläche des Ringes Io verformend, dichtend in diesen einarbeitet. Die Ansätze 8, 9 und der Ring Io bilden damit eine Jochhülse _} in der der Ring Io magnetisch als ringförmiger Polspalt wirkt.

Die durch die Ansätze 8, 9 sowie den Ring Io gebildete Jochhülse ist mit einer ebenfalls aus unmagnetischem "!aterial gebildeten Führungshülse 12 für den mit einer Zug- bzw. Druckstange 13 ausgestatteten Anker lH ausgekleidet. An

PATENTANWÄLTE FW HE »/Μ EHiCH GcRD M ULLERD GROSSE - 5 ~ 0'

freien Ende des nnxers stent die aus unmagnetisehem Material, bspw. einen; niciftmagnetiseherr. Edelstahl, geaildete Druckstange 13 um ein Geringes vor, um ein Kleoen dec ^nkers an der Innenfläche des Gehiusekopfes 7 "u unterLiriden, und aus dem gleichen Grunde ist der gegenüberliegenden Stirnfläche des Ankers mit Abstand eine Klebscheibe 26 zugeordnet, die ebenfalls aus nichtmagnetischer. Material bestet.t.

Im zwischen Gehäusemantel h und der durch die Ansätze ο und 9 sowie den Ring Io gebildeten Jochhülse anstehenden Raum ist eine Magnetspule 15 angeordnet.

Der Anker ]A ist in seiner Ausgangsstellung dargestellt, in der der Magnetfluß über den Ansatz 9 in den Anker I²J- eintreten kann und der Anker den Ring Io abdeckt. Bei Erregen der Magnetspule wird der Anker in die Arbeitsstellung gezogen, in der der Übergang des magnetischen Flusses vom Anker zum Ansatz 8 einen verringerten magnetischen Widerstand bietet.

Als wesentlich hat sich gezeigt, daß grundsätzlich das Gehäuse aus wenigen Teilen, mindestens zwei Teilen, erstellbar ist, die sich mit Rücksicht auf die Fertigungstechnik weiter unterteilen lassen. Es ist aber nicht mehr erforderlich, durch festes Verbinden von magnetischem und nichtmagnetischem Material eine gesonderte Jochhülse zu schaffen: An die Stelle der Jochhülse treten Ansätze 8 und 9 der beiden gegeneinander zu verspannenden Gehäuseteile, die leicht und maßhaltig im üblichen Fertigungsgang einstückig mit den Gehäuseteilen oder Bauteilen dieser Gehäuseteile erstellbar sind. Der Polspalt wird eindeutig durch den Ring Io definiert, der unter Einwirkung der Vorspannkraft gleichzeitig die vielfach erwünschte Abdichtung ergibt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wie Fig. 2 zeigt, kann in gleicher Weise ein Gehäusekopf l6 größeren Durchmessers verwendet werden, welcher in ein Innengewinde des Gehäusemantels 17 eingeschraubt

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÜLLER ■ n.GROS:,S - ζ -

wird. Fertigungstechnisch läßt sich hierbei der Gehäusemantel mit eringerer Anwendung spanabhebender Arbeitsgänge hersteilen, während die Herstellung des Gehäusekopfes l6 einen höheren Aufwand erfordert, als die des Gehäusekopfes 7· Erzielt wird hierbei, daß nach Entfernen des Gehäusekopfes 16 die Magnetspule 18 voll zugängig ist, so daß sie bei der Montage erst später eingesetzt werden kann als bei der Ausführung nach Fig. 1, und fernerhin die MöglichKeit besteht, im Falle schadhafter Magnet spulen diese nach Abr .»nen des Gehäusekopfes 1β auszutauschen. Gehalten wird hier die Magnetspule l8 durch einen Kunststoffring 19, der zwischen der Flanke 2o des Spulenkörpers der Magnetspule 18 und der ihm gegenüberstehenden Fläche des Gehäusekopfes 16 angeordnet ist. Bein? Spannen des nicht dargestellten nichtmagnetischen, den Polspalt darstellenden Ringes wird damit die im Gewinde ausgeübte Axialkraft im wesentlichen durch die Abstützung auf den Ring abgefangen, und nur geringe, beim Spannen des elastischen Kunststoffringes 19 bewirkte Kräfte halten die Magnetspule

Es ist auch nichferforderlich, den Magnetkopf selbst mit einem Gewinde auszustatten. In Fig. 3 ist, wiederum im abgebrochen dargestellten Längsschnitt, ein Elektromagnet gezeigt, dessen Gehäusekopf 21 durch eine in ein Gewinde des Gehäusemantels 22 eingreifende und einen Ansiz des Gehäusekopfes übergreifende Überwurfmutter 23 gehalten rfird. Gleichzeitig wird auch hier die Flanke 2h des Spulenkörpers der Magnetspule durch einen Kunststoffring 25 elastisch und mit geringem Andruck abgestützt und fixiert.

!lach einer weiteren, nicht dargestellten Variante werden Kopfstück und Mantel einstückig hergestellt oder verbunden, und das Verspannen erfolgt durch Aufschrauben des Mantels auf den Konus. Mach v/eiteren Ausführungen kann bspw. das Kopfstück niit einem seitlich der, Mantel und/oder einen Bund desselben übergreifenden 'Flansch ausgestattet werden, so daß das Verspannen durch achsparallel den Flansch durchgreifende Schrauben erfolgen kann. Die Anwendung der Neuerung ist auch

_ 7 —

PATtNTANWALTE F.W. HEMM ERICH · GE RD M ÜLLER ■ D. GROSSE - 7 -

nicht auf ''bauchgelagerte", d. h. am umfang gelagerte und gefühi-te Anker beschränkt; von der Neuerung kann ungehindert auch Gebrauch gemacht werden, wenn die Zug- bzv.. Druckstange beidendig gelagert ist und den Anker führt. In allen Fällen v;ird durch festes Verspannen der Ansätze 8 bzw. 9 gegen den Ring Io eine in ihren Abmessunger, definierte Jochhülse geschaffen, die bei geringem Aufwände einen in seinen Abmessungen definierten und abgedichteten Polspalt aufweist.

Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER ■ O. GROSSE _ 8 -

29. Jan. 1. η g.ni 71

Robert Thoraas, 5908 Neunkirchen

Schutzansprüehe

1. Elektromagnet mit einem einen Anker aufweisenden mehrteiligen, vorzugsweise dichten Magnetgehäuse, dessen den Anker umfassende Jochhülse im Bereiche eines der Enden des Ankers durch eingefügtes nichtmagr.etisches Material zur Bildung eines ringförmigen Polspaltes magnetisch unterbrochen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberstehende Gehäuseteile (1*7) als Ansätze (9,8) die sich jeweils bis zum Polspalt erstreckenden Anteile der Jochhülse aufweisen, daß zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der Ansätze ein Ring (Iq) aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist, und daß die die Ansätze aufweisenden Gehäuseteile mit den Stirnflächen der Ansätze gegeneinander verspannt sind.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Ansätze (8,9) zentrische Vorsprünge (ll) aufweisen.

J>. Elektromagnet nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge ein rechteckiges Profil aufweisen.

_ 9

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER- D.GROSSE - 9 -

4. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vcrcprünge ein d'-eieekiges Profil aufweisen.

5· elektromagnet nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gehäuseteil als Gehäusekopf (7) ausgebildet ist und im Gehäusemantel (4) oder einem Bund (6) desselben durch ein Gewinde gehalten ist.

6. Elektromagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekopf (21) von einer Überwurfmutter übergriffen wird, deren Gewinde in den GehMu (22) eingreift.

7. Magnetkopf nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß Flächenbereiche des Gehäusekopfes (7, 21) und/oder einer diesen übergreifenden Überwurfmutter (23) einer Q_ör Flanken (2o, 24) der Magnetspule (l8) gegenüberliegend angeordnet sind, und daß in der nach Verspannen der Genäuseteile gegeuenen Endlage zwischen der Flanke und den Flächenbereichen ein Abstand verbleibt.

ο. Magnetkopf nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Flankenbereiche des Gchäusekopfes (l6, 21) und/oder einer diesen übergreifenden Überwurfmutter (2^) einer der Flanken (2o, 24) der Magnetspule (l8) gegenüberliegend angeordnet sind, und daß zwischen der Flanke und dem Flächenbereich ein elastischer Ring (Kunststoff ring 19, 25) vorgesehen ist.

9. Elektromagnet nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gehäuseteil den Gehäusekopf sowie den Gehäusemantel aufweist, und daß der Gehäusemantel mit

710469327.5.71 - ^lo -

PATENTANWÄLTE F .W . H E M M E R I C H · G E R D M U L L E R · D G R O S S b - !θ -

dem den Elektromagneten tragenden Gehäuseflansch durch

lo. Elektromagnet nach Ansprüchen 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekopf mit einem Flansch iin Gehäusemantel..und/oder einen mit diesem verbundenen Kopfbereich übergreift und durch den Flansch durchgreifende, achsparallele Schrauben gegen diesen verspannbar ist.