EP1163686A1 - Elektromagnet - Google Patents

Elektromagnet

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EP1163686A1
EP1163686A1 EP01909656A EP01909656A EP1163686A1 EP 1163686 A1 EP1163686 A1 EP 1163686A1 EP 01909656 A EP01909656 A EP 01909656A EP 01909656 A EP01909656 A EP 01909656A EP 1163686 A1 EP1163686 A1 EP 1163686A1
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EP
European Patent Office
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actuator
yoke
plates
side plates
yoke side
Prior art date
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Application number
EP01909656A
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English (en)
French (fr)
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EP1163686B1 (de
Inventor
Heinz Leiber
Thomas Leiber
Dirk Dünkel
Frank KÄHNY
Ralf Hecker
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TE Connectivity Germany GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics AMP GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE10039869A external-priority patent/DE10039869A1/de
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Publication of EP1163686B1 publication Critical patent/EP1163686B1/de
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
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    • H01F7/00—Magnets
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/14—Pivoting armatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2105—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids comprising two or more coils
    • F01L2009/2109—The armature being articulated perpendicularly to the coils axes

Definitions

  • the invention relates to electromagnets with the features of the preamble of claim 1.
  • Yokes of magnetic circuits for electromagnets are screwed together or are interlocked by means of beads in the metal sheets, by means of so-called punch packaging. This is the common technique, e.g. B. for ignition transformers. Most of these yokes are also encapsulated with plastic. This encapsulation serves to hold the laminated core together and to isolate it. The problem is the internal stress of thin sheets, which act like disc springs, and very difficult to achieve with a tight bond, in which each sheet lies in the bond without play, by bracing with screws.
  • the invention is based on the object of making the yoke formation of an electromagnet more resistant to deflection in order to avoid the disadvantages mentioned above.
  • the subclaims 2 to 12 contain configurations that further support the task solution.
  • the invention also allows the yoke to be adjusted relative to the anchor in order to compensate for the manufacturing tolerances.
  • FIG. 1 shows the structure of an actuator for driving a valve of an internal combustion engine, in the electromagnet of which the invention is used;
  • the actuator 1 has two electromagnets 2 and 3 consisting of two-pole yokes 2a and 3a and one winding 2b and 3b each.
  • the electromagnets 2 and 3 work together with a lever 4 which is connected to an anchor tube 4a.
  • This anchor tube 4a is pivotally mounted about an axis 5.
  • a torsion spring 6 Arranged in the interior of the anchor tube 4a is a torsion spring 6 in the form of a rotary tube, which is rigidly clamped at one end and is connected at its other end to the anchor tube 4a.
  • the torsion bar 6 generates the two spring forces acting on the lever 4 in this embodiment.
  • the lever 4 carries an armature 7, which cooperates with the electromagnets 2 and 3 and generates the pivoting movement.
  • the right end 4b of the lever 4 acts on a shaft of the valve, not shown.
  • Fig. 2 shows that the armature 7 and the yoke 2a is composed of lamellae 7a and 2a ⁇ and 2a , ⁇ made of magnetic material.
  • the slats 7 and 2a ⁇ are z. B. 0.3mm thick.
  • the preferably outer sides of each magnet 2 and 3 carry rigid yoke side plates 8 and 9, which are welded along the lines 10 to the plates 2a over the entire yoke depth.
  • the end lamellae 2a ⁇ of the yokes 2a and 3a are thicker (for example 3mm) and, as is also shown in FIGS. 3a and 3b (section X - X), also welded to the yoke side plates 8.
  • the magnets 2 and 3 and the armature 7 can be adjusted relative to one another, the lamellae 2a ⁇ and 2a ⁇ forming an assembly unit with the yoke side plates 8 and 9. Together with the bearing plates 12, they form a complete actuator.
  • Fig. 2 is still to point to a slot 13 in the yoke side plate, with the help of eddy currents are reduced.
  • FIGS. 3a and 3b each show one of the welded connections 8 ⁇ between the yoke end plates 2a ⁇ and the yoke side plates 8. This creates a cage between the two yoke side plates and the end lamellae, the yoke side plates being braced against the end lamellae to absorb the large magnetic forces of the lamellae.
  • 3a is also a
  • the parts 8 and 12 are only indirectly connected to one another: the bearing plate 12 and the yoke side plate 8 are each connected to the end plate 2a ⁇ .
  • FIG. 4 again shows the construction of the electromagnet of FIG. 1 with the laminated yoke 2a, with the thin lamellae 2a and the thicker end lamellae 2a , 2, the winding 2b and the bearing plate 12. The left one is to reduce eddy currents Side plate 8a bent at its upper end 8a ⁇ and is arranged outside the winding 2b. As a result, a high degree of bending rigidity is achieved.
  • the thick end lamella 2a used represent a stiffening of the package; thin plates would bulge due to the spring effect of the plate pack and cannot absorb the high magnetic forces transmitted to the yoke side plate.
  • the yoke side plates 8 and 8a are preferably manufactured with a low length tolerance (eg ⁇ 20 [m). This makes it possible to compress the plate pack 2a without machining the end faces of the end plates 2a , ⁇ and to weld it to the bearing plate, the welding preferably being carried out over a large length of the contact surface.
  • Insulation 15 is preferably introduced between the side plates 8 and the slats 2a, as shown in FIG. 5. This can also consist of a defined air gap.
  • Fig. 6 shows a case in which the yoke side plates 8 and 8a are butt welded to the bearing plate 12 (welds 12 ⁇ , ).
  • a weld 12 ⁇ between the thick end lamella 2a ⁇ der and the bearing plate 12 can be carried out.
  • FIG. 7 shows the front view of a combination of two actuators 40 and 41, which are located behind a common bearing plate 42.
  • the actuator 41 corresponds to the position of the actuator 1 in FIG. 1.
  • the actuator 40 lies opposite the actuator 41; it is rotated 180 ° against it, so that in Fig. 7 on the left at 41a the bearing of the anchor tube and its connection to the rotary tube 41b is shown in Fig. 2 and on the right at 40a the clamping of the rotary tube 40b in the bearing plate 42.
  • the rear and front bearing plates 42 are fastened on an actuator carrier 43.
  • the valve actuations 44 corresponding to FIG. 4b are spatially offset in accordance with the valve spacing in the cylinder head.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment in which the yoke side plates are expanded to embed the plate pack in a casing 48, which can be produced by pouring or overmolding with metal or plastic. Die-cast aluminum is preferred.
  • the sheath 48 with the plate pack 49 is shown on the left half of the picture.
  • the coil 50 is mounted in the yoke.
  • part of the armature 51 is shown at the end of the yoke legs.
  • This sleeve 48 is clamped here by means of screws 52 and 52a between the bearing plates 53 and 53a (see FIG. 9).
  • the clamping forces of the screws mainly act only on the sleeve 48.
  • the disk pack has cams 49 ⁇ for anchoring.
  • FIG. 9 On the right half of the picture, the shell 54 is shown without screwing.
  • the different kind of cohesion with the bearing plates 53 and 53a is shown in FIG. 9 in two sections AA and BB by the arrangement of FIG. 8.
  • a thicker end plate 55 is provided, similar to the end plate 2a ⁇ of FIG. 5.
  • This has grooves or recesses 56 for anchoring the casing 54.
  • These end plates are connected to the bearing plate 53 connected by welds 57.
  • This anchoring with the end lamellae 55 has the advantage of the possibility of a cheap fastening 58 of the bearing plates 53 and 53a to the cylinder head 59.
  • the through bolts are on the left
  • the coil 50 protrudes through the bearing plate.
  • the sleeves 48 and 54 can also with the
  • FIG. 10 shows an exemplary embodiment with yoke side plates 61 and 62.
  • the plate pack is fastened, as in FIG. 9, to the yoke side plates 61 and 62 by means of through-bolts 64 partially welded together (weld S M ). These are welded to the plate pack at the welding points Si to S 4 . Have the screws
  • the fine adjustment of the magnetic yoke to the anchor reduce the deflection of the yokes and thus support the yoke side plates 61 and 62.
  • the yoke side plates 61 and 62 are welded to the bearing plates 53 and 53a, respectively.
  • the coil with bobbin 50a is shown.
  • the conception of the plate pack with surrounding yoke side plates or covers is suitable for a bodyless injected or cast coil, as shown in FIG. 10.
  • the yoke leg can be serrated. point.
  • a sealing shell 63 is arranged between the yokes, or between the yokes and the yoke side plate. B. is shrunk so that there is no air gap.

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Abstract

Es wird ein Elektromagnet beschrieben, der ein lamelliertes Joch mit einer elektrischen Wicklung und einen damit zusammenarbeitenden Anker aufweist. Das Joch weist wenigstens an den äusseren Seiten des Lamellenpakets biegesteife Jochseitenplatten auf, die mit wenigstens einem Teil der Lamellen verschweisst sind.

Description

Elektromagnet
Die Erfindung betrifft Elektromagnete mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Joche von Magnetkreisen für Elektromagnete werden ver- schraubt oder erhalten durch Sicken in den Blechen miteinander einen Formschluß, durch sogenannte Stanzpaketie- rung . Dies ist die übliche Technik, z. B. für Zündtrafos. Meistens werden diese Joche auch noch mit Kunststoff umspritzt. Diese Umspritzung dient dem Zusammenhalt des La- mellenpakets und zu dessen Isolation. Problematisch ist die Eigenspannung dünner Bleche, die wie Tellerfedern wirken und einen dichten Verbund, bei dem jedes Blech ohne Spiel in dem Verbund liegt, durch Verspannen mit Schrauben sehr erschweren. Hinzu kommt bei einem sogenannten tiefen Magneten, d. h. einem Magneten mit schwenkbaren Anker und mit in Schwenkachsrichtung breit ausgebildeten Anker und entsprechenden Jochen, wie er in der DE 19854020.5 beschrieben ist, daß eine hohe Magnetkraft auftritt. Diese führt zu einer gewissen Durchbiegung des Joches. Diese wird noch verstärkt durch das Verspannen des Joches, wenn außen liegend Spannschrauben verwendet werden. Diese gestalten das Lamellenpaket fächerförmig, d. h. auf der den Schrauben ge- genüberliegenden Seite findet eine Aufweitung statt, was sich als Jochdurchbiegung äußert. Hierdurch kommen unterschiedliche Luftspalte in der Mitte gegenüber außen des Pakets zustande. Um einen kleinen Haltestrom und eine entsprechend geringe Verlustleitung zu ermöglichen sollte jedoch ein kleiner und gleichmäßiger Luftspalt erreicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Jochausbildung eines Elektromagneten durchbiegungssteifer zu gestalten, um die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst .
Die Unteransprüche 2 bis 12 enthalten Ausgestaltungen, die die Aufgabenlösung weiter unterstützen.
Bei der Erfindung ist neben der Versteifung eine Justie- rung des Joches zum Anker möglich, um die Fertigungstoleranzen auszugleichen.
In den Ansprüchen ab 13 ist eine Anwendung der Erfindung beschrieben, in der sich die Erfindung besonders günstig auswirkt . Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau eines Aktuators für den An- trieb eines Ventils eines Verbrennungsmotors, bei dessen Elektromagneten die Erfindung eingesetzt ist;
Fig. 2 den Aktuator in perspektivischer Darstellung;
Fig. 3a und 3b alternative Details der Verschweißung;
Fig. 4 bis 6 weitere Details des Jochaufbaus;
Fig. 7 den Zusammenbau zweier benachbarter Ak- tuatoren;
Fig. 8 bis 10 weitere Möglichkeiten der Ausgestal- tung.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein elektromagnetischer Aktuator 1 für eine Ventilbetätigung eines Verbrennungsmotors gezeigt. Der Aktuator 1 weist zwei Elektromagnete 2 und 3 bestehend aus zweipoligen Jochen 2a und 3a und je einer Wicklung 2b und 3b auf. Die Elektromagnete 2 und 3 arbeiten mit einem Hebel 4 zusammen, der mit einem Ankerrohr 4a verbunden ist. Dieses Ankerrohr 4a ist um eine Achse 5 schwenkbar gelagert. Im Innern des Ankerrohrs 4a ist eine Torsionsfeder 6 in Form eines Drehrohrs angeordnet, das am einen Ende starr eingespannt ist und mit seinem andern Ende mit dem Ankerrohr 4a verbunden ist. Der Drehstab 6 erzeugt bei diesem Ausführungsbeispiel die auf den Hebel 4 wirkenden beiden Federkräfte . Der Hebel 4 trägt einen Anker 7, der mit den Elektromagneten 2 und 3 zusammenarbeitet und die Schwenkbewegung erzeugt. Das rechte Ende 4b des Hebels 4 wirkt auf einen nicht gezeigten Schaft des Ventils ein.
Die Fig. 2 zeigt, daß der Anker 7 und das Joch 2a aus Lamellen 7a bzw. 2aλ und 2a,Λ aus magnetischem Material zusammengesetzt ist. Die Lamellen 7 und 2a λ sind z. B. 0,3mm dick. Die vorzugsweise äußeren Seiten jedes Magneten 2 und 3 tragen biegesteife Jochseitenplatten 8 und 9, die über die gesamte Jochtiefe entlang den Linien 10 mit den Lamellen 2a verschweißt sind. Die Endlamellen 2a Λ der Joche 2a und 3a sind dicker ausgebildet ( z.B. 3mm) und wie auch in den Fig. 3a und 3b gezeigt wird (Schnitt X - X) , ebenfalls mit den Jochseitenplatten 8 verschweißt. Durch die Verwendung der Jochseitenplatten 8 und 9 und noch mehr durch die Einbeziehung der dickeren Endlamellen 2a λ entsteht eine einer Brücke ähnliche Kon- struktion, die das Joch sehr durchbiegungssteif gestaltet. Das Joch befindet sich quasi in einem Käfig. Diese Konstruktion wird noch weiter verbessert und die Vorteile vermehrt, wenn man die Jochendlamellen 2a λλ noch mit den Lagerplatten 12 des Aktuators 1 verschweißt, die die La- gerung des Ankers 7 tragen und an denen auch die Jochpakete 2a und 2b befestigt sind. Vor deren Befestigung ist eine Justierung der Magnete 2 und 3 und des Ankers 7 zueinander möglich, wobei die Lamellen 2a λ und 2a λΛ mit den Jochseitenplatten 8 und 9 eine Montageeinheit bilden. Zu- sammen mit den Lagerplatten 12 bilden sie einen kompletten Aktuator. In Fig. 2 ist noch auf einen Schlitz 13 in der Jochseitenplatte hinzweisen, mit dessen Hilfe Wirbelströme reduziert werden.
In Fig. 3a und Fig. 3b ist jeweils eine der Schweißver- bindungen 8λ zwischen den Jochendlamellen 2a λΛ und den Jochseitenplatten 8 gezeigt. Hierdurch entsteht zwischen den beiden Jochseitenplatten und den Endlamellen ein Käfig, wobei sich die Jochseitenplatten voll auf den Endlamellen biegesteif abstützen, um die großen Magnetkräfte der Lamellen aufzufangen. Auch ist in Fig. 3a eine
Schweißverbindung 8 Λ Λ zwischen der Jochseitenplatte 8 und der Lagerplatte 12 gezeigt, die in einer Aussparung 8 Λ Λ Λ angebracht ist. Hier ist die Lagerplatte 12 direkt mit der Jochseitenplatte 8 verbunden. Alternativ kann die Schweißverbindung 8 , x auch durch eine Durchschweißung 12 * durch die Lagerplatte 12 zur Endlamelle 2a Λ ersetzt sein. Beide können auch gleichzeitig angewandt sein. Vorzugsweise wird das Lamellenpaket vor dem Verschweißen stark zusammengepreßt, damit die Lamellen dicht aneinan- der liegen. Dies kann mit einer Verspannungsvorrichtung bewirkt werden, die später noch beschrieben wird.
In Fig. 3b sind die Teile 8 und 12 nur indirekt miteinander verbunden: die Lagerplatte 12 und die Jochseitenplatte 8 sind jeweils mit der Endlamelle 2a λ verbunden.
Um zu vermeiden, daß an den Schweißnähten der Jochseitenplatten 8 entstehende Wirbelströme über die Lagerplatten 12 kurzgeschlossen werden, wird vorzugsweise zwischen den Endlamellen 2a ΛΛ und den Lagerplatten 12 eine Isolation 2c eingebracht z. B. eine Kunststofffolie oder ein Lack- auftrag. Die Fig. 4 zeigt nochmals den Aufbau des Elektromagneten der Fig. 1 mit dem lameliierten Joch 2a, mit den dünnen Lamellen 2a und den dickeren Endlamellen 2a,Λ, der Wicklung 2b und der Lagerplatte 12. Um Wirbelströme zu ver- ringern ist die linke Seitenplatte 8a an ihrem oberen Ende 8a λ abgekröpft und ist außerhalb der Wicklung 2b angeordnet. Hierdurch wird eine hohe Biegesteifigkeit erreicht. Sie ist wenigstens oben mit den Lamellen verschweißt. Die verwendeten dicken Endlamellen 2a stellen eine Versteifung des Pakets dar; dünne Plättchen würden sich wegen der Federwirkung des Lamellenpakets aufwölben und können nicht die auf die Jochseitenplatte übertragenen hohen Magnetkräfte aufnehmen.
Vorzugsweise werden die Jochseitenplatten 8 und 8a mit einer geringen Längentoleranz gefertigt (z. B. < 20[m) . Damit wird es möglich das Lamellenpaket 2a ohne eine Bearbeitung der Stirnflächen der Endlamellen 2a,Λ zusammenzupressen und mit der Lagerplatte zu verschweißen, wobei die Schweißung vorzugsweise über eine große Länge der Be- rührungsflache vorgenommen wird.
Vorzugsweise wird zwischen den Seitenplatten 8 und den Lamellen 2a eine Isolierung 15 eingebracht, wie dies Fig. 5 zeigt. Diese kann auch aus einem definierten Luftspalt bestehen.
Fig. 6 zeigt einen Fall, bei dem die Jochseitenbleche 8und 8a stumpf mit der Lagerplatte 12 verschweißt sind (Schweißungen 12λ, ) . Zusätzlich kann noch eine Verschweißung 12 Λ zwischen der dicken Endlamelle 2a λΛ und der Lagerplatte 12 erfolgen. Für die Verbindung des La- mellenpakets mit den Jochseitenplatten zur Lagerplatte gibt es viele Möglichkeiten, wobei hier nur einige beschrieben sind.
Derartige Verschweißungen sind möglich, wenn die Jochseitenplatten eng toleriert werden und das Lamellenpaket mit einer Spannvorrichtung auf dieses eng tolerierte Maß (<20[m) zusammengedrückt (verspannt) wird.
Um minimalen Schweißverzug, das heißt Abweichungen an den Magneten zu erzielen, ist es günstig zunächst nur einen Teil der Länge zwischen Jochseitenplatten 8 mit den La- gerplatten 12 zu verschweißen. Darauffolgend wird dann günstiger Weise in der selben Weise die gegenüberliegende Platte verschweißt. Vorzugsweise erfolgt dies auch diagonal .
In Fig. 7 ist die Vorderansicht einer Kombination zweier Aktuatoren 40 und 41 gezeigt, die sich hinter einer gemeinsamen Lagerplatte 42 befinden. Der Aktuator 41 entspricht der Lage des Aktuators 1 in der Fig. 1. Der Aktuator 40 liegt dem Aktuator 41 gegenüber; er ist gegen ihn um 180° verdreht, so daß in Fig. 7 sich links bei 41a die Lagerung des Ankerrohrs und dessen Verbindung mit dem Drehrohr 41b entsprechend der Darstellung der Fig. 2 befindet und rechts bei 40a die Einspannung des Drehrohrs 40b in die Lagerplatte 42. Die hintere und vordere Lagerplatte 42 sind auf einem Aktuatorträger 43 befestigt. Die Ventilbetätigungen 44 entsprechend 4b, liegen entsprechend dem Ventilabstand im Zylinderkopf räumlich versetzt .
Die Fig. 7 zeigt nun mögliche Schweißstellen 45 und 46 zwischen der gemeinsamen Lagerplatte 42 und den dahinter liegenden Endlamellen der vier Joche. Bei einer Durch- schweißung entsprechend Fig. 3a würde die Schweißnaht 47 entsprechend der U-Form des Magneten abgebildet sein, wie dies im oberen Teil des Aktuators 41 gezeigt ist.
Oben wurde häufig von Verschweißen als Verbindung von Teilen erwähnt. Alternativ kann auch ein Verlöten, Verkleben oder ein formschlüssiges Verbinden, z. B. durch Stifte in Frage kommen.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem die Jochseitenplatten zu einer Einbettung des Lamellenpakets in eine Hülle 48 erweitert sind, die durch Eingießen oder Um- spritzen mit Metall oder Kunststoff hergestellt werden kann. Vorzugsweise bietet sich hier Aluminium-Druckguss an .
Auf der linken Bildhälfte ist die Hülle 48 mit dem Lamel- lenpaket 49 gezeigt. Im Joch ist die Spule 50 gelagert. Am Ende der Jochschenkel ist ein Teil des Ankers 51 gezeigt. Diese Hülle 48 ist hier mittels Schrauben 52 und 52a zwischen die Lagerplatten 53 und 53a (sh. Fig. 9) geklemmt. Die Spannkräfte der Schrauben wirken vorwiegend nur auf die Hülle 48. Zur besserem Haftung des Lamellenpakets 49 an der Hülle 48 weist das Lamellenpaket Nocken 49 Λ zur Verankerung auf.
Auf der rechten Bildhälfte ist die Hülle 54 ohne Ver- schraubung dargestellt. Der andersartige Zusammenhalt mit den Lagerplatten 53 und 53a ist in Fig. 9 in zwei Schnitten A-A und B-B durch die Anordnung der Fig. 8 gezeigt. Am Ende des Lamellenpakets ist eine dickere Endlamelle 55 vorgesehen, ähnlich der Endlamelle 2a Λ der Fig. 5. Diese besitzt Nuten oder Aussparungen 56 zur Verankerung der Hülle 54. Diese Endlamellen sind mit der Lagerplatte 53 durch Verschweißungen 57 verbunden. Diese Verankerung mit den Endlamellen 55 hat den Vorteil, der Möglichkeit einer günstigen Befestigung 58 der Lagerplatten 53 und 53a mit dem Zylinderkopf 59. Es liegen nahezu gleiche Wärmeaus- dehnungen zwischen Hülle 54 und dem Zylinderkopf 59 vor, wenn die Hülle 54 und der Zylinderkopf 59 aus Aluminium sind. Auf der linken Seite sind die Durchgangsschrauben
52 und 52a mittels Muttern 60 und 60a an der Lagerplatte
53 angeschraubt. Die Spule 50 ragt durch die Lagerplatte hindurch. Die Hüllen 48 und 54 können zusätzlich mit den
Lagerplatten 53 und 53a an der Stelle KL verbunden, z. B. verklebt werden.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Jochseitenplatten 61 und 62. Die Befestigung des Lamellenpakets er- folgt, wie in Fig. 9, mittels Durchgangsschrauben 64 an den Jochseitenplatten 61 und 62. Diese sind hier als Blechbiegeteile links mit Umkehrung um die Schraube 64 ausgeführt und teilweise mit einander verschweißt (Verschweißung SM) . Diese sind an den Schweißstellen Si bis S4 mit dem Lamellenpaket verschweißt. Die Schrauben haben
Vorteile hinsichtlich der Feinjustierung des Magnetjoches zum Anker. Außerdem verringern sie die Durchbiegung der Joche und unterstützen damit die Jochseitenplatten 61 und 62. An der Stelle SL sind die Jochseitenplatte 61 und 62 mit den Lagerplatten 53, bzw. 53a verschweißt.
In den Fig. 8 ist die Spule mit Spulenkörper 50a gezeigt. Die Konzeption des Lamellenpakets mit umgebenden Jochseitenplatten, bzw. Hüllen bietet sich auf für eine körperlose eingespritzte oder gegossenen Spule an, wie dies Fig. 10 zeigt. Zur besseren Verankerung der Spule mit dem Lamellenpaket kann der Jochschenkel eine Verzahnung auf- weisen. Hierbei besteht die Gefahr, dass sich im Betrieb Gießharzpartikel lösen und in den Luftspalt zwischen Joch und Anker geraten und damit zum Ausfall des Aktuators führen. Um dies zu verhindern ist zwischen den Jochen, bzw. zwischen den Jochen und der Jochseitenplatte eine Dichtungsschale 63 angeordnet, die z. B. eingeschrumpft ist, so dass kein Luftspalt entsteht.

Claims

Patentansprüche
1) Elektromagnet (2, 3) mit einem eine elektrische
Wicklung (2b, 3b) aufweisenden Joch (2a, 3a) und einem den Polen des Jochs (2a, 3a) gegenüberliegenden Anker (7), wobei das Joch (2a, 3a) aus Lamellen (2a 2a,x) zusammengesetzt ist und Mittel (8, 9, 10) zum Zusammenhalt des Lamellenpakets vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem Teil der Seitenflächen vorzugsweise an den äußeren Seitenflächen des Lamellenpakets (2a, 3a) über dessen Tiefe Jochseitenplatten (8, 9) angeordnet sind und daß die Lamellen (2a 2a λ) wenigstens teilweise mit den Jochseitenplatten (8, 9) verschweißt, verlötet, verklebt oder formschlüssig verbunden sind.
2) Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, daß das Lamellenpaket vor und während dem Verschweißen oder Verlöten usw. zusammengepreßt wird.
3) Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Jochseitenplatten (8, 9) an ihren Auflagestellen (10) mit wenigstens einem Teil der Lamellen (2a ) verschweißt, verlötet oder verklebt sind.
4) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8, 9) in enger Passung formschlüssig in die Lamellen (2aλ, 2a X) eingepreßt sind.
5) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlamellen (2a λ) dicker als die übrigen Lamellen (2a λ) ausgebildet sind und daß diese Endlamellen (2a ^J mit den Jochseitenplatten (8, 9) verschweißt oder verlötet usw. sind.
6) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5 da- durch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8,
9) aus magnetisch nicht leitendem Material bestehen.
7) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8, 9) aus magnetisch leitendem Material bestehen
8) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Laserschweißung angewendet wird.
9) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8, 8a) zur Verringerung von Wirbelströmen außerhalb der Wicklungen (2b, 3b) angebracht sind.
10) Elektromagnet nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Jochseitenplatte (8a) in ihrem oberen Teil (8a ) zur Umfassung der Wicklung (2b) abgekröpft ist.
11) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierung (15) zwi- sehen den dünnen Lamellen (2a λ) und den Jochseitenplatten (8, 9) vorgesehen ist.
12) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8, 9) etwa parallel zu den Lamellen (2a) mit wenigstens einem Schlitz (13) versehen sind.
13) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochseitenplatten
(61, 62) mittels Durchgangsschrauben (60) mit den Lagerplatten (53, 53a) verbunden sind.
14) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Abdichtung (Dichtungsschale 63) des Luftspalts zwischen dem Anker den Polen gegenüber der Wicklung vorgese- hen ist.
15) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch seine Anwendung als Teil eines elektromagnetischen Aktuators (1), bei dem der Anker (7) durch Magnetkraft (2, 3) in Verbindung mit zwei entgegengesetzt gerichteten Federkräften (6) in zwei Endstellungen gebracht wird und bei dem die Ankerbewegungen in die beiden Endstellungen zum Antrieb eines Ventils eines Verbrennungsmotors genutzt wird (über Verlängerung 4b) .
16) Aktuator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Lagerplatten (12) an denen der Aktuator (1) befestigt und gehalten ist, auch diese Lagerplatten (12) direkt (Fig. 3a und Fig. 6) oder indirekt (Fig. 3b) mit den Jochseitenplatten (8) verschweißt oder verlötet usw. sind.
17) Aktuator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den Lagerplatten (12) und dem Lamellen- paket eine Isolierung insbesondere eine Kunststofffolie oder eine Lackierung eingebracht ist.
18) Aktuator nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (7) schwenkbar gelagert ist und eine mit dem Anker verbundene Drehfeder (5) wenigstens einen Teil der Federkräfte liefert.
19) Aktuator nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Endlamellen und/oder Jochseitenplatten zusammen mit den Endlamellen und/oder Jochseitenplatten eines weiteren Aktuators (40) mit für beide Aktuatoren (40, 41) gemeinsamen Lagerplatten (42) verschweißt usw. sind, wobei sich die Aktuatoren (40, 41) gegenüberliegen.
20) Aktuator nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8, 9) in ihrer Länge eng toleriert sind.
21) Aktuator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochseitenplatten (8, 9) vorzugsweise über einen großen Teil der Länge direkt mit den Lagerplatten (12) verschweißt usw. sind.
22) Aktuator nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenpakete (2a, 3a) über die Seitenplatten (8, 9) mittels einer Spannvorrichtung auf konstante Länge verspannt und dann verschweißt usw. werden.
23) Aktuator nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justage der Magnete der An- ker in den Endstellungen jeweils fixiert wird, daß die Joche jeweils auf den Anker gepreßt werden (vorzugsweise durch die eigene Magnetkraft) und daß danach die Verschweißung zwischen Jochendlamelle und Lagerplatte erfolgt.
24) Aktuator nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Justage das Lagerspiel dadurch eliminiert wird, daß das Lagerrohr (4a) vorzugsweise in Richtung zum Magneten (2) hin gedrückt wird.
25) Aktuatoranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekenn- zeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Aktuatoren um 180° gegeneinander verdreht angeordnet sind.
26) Aktuatoranordnung nach Anspruch 19 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Lagerplatten (42) auf einem Aktuatorträger oder Zylinderkopf (43) befestigt sind.
27) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Jochseitenplatte (8, 9) mit den Lagerplatten (12) zuerst nur teilweise verschweißt wird, dann zur anderen Jochseiten- platte (8, 9) gewechselt wird, wobei die Verschweißungen vorzugsweise diagonal vorgenommen werden.
28) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochseitenplat- ten zu einer das Lamellenpaket ( 49 ) seitlich wenigstens weitgehend umgebenden Hülle (48, 54) aufgeweitet sind.
29) Aktuatoranordnung nach Anspruch 28, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Hülle (48, 54) durch Umspritzen oder Umgießen erzeugt wird.
30) Aktuatoranordnung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (48, 54) mittels Durchgangsschrauben (52, 52a) mit dem Lagerplatten (53, 53a) verbunden ist.
31) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 28 bis
30, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket an der der Hülle (48, 54) zugewandten Fläche Nocken (49a) und/oder Aussparungen aufweist.
32) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 28 bis
31, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (48, 54) mit den Endlamellen (55) und diese mit den Lagerplatten verbunden, insbesondere verschweißt sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008202427A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Toyota Motor Corp 電磁駆動弁
EP3133615B1 (de) * 2015-08-20 2018-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische wicklungsanordnung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE946169C (de) * 1942-06-19 1956-07-26 Aeg Geblaetterter Magnetkern
JPS6313306A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Hitachi Ltd 電磁石鉄心，及びその製作方法
WO1998042958A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Elektromagnetische stellvorrichtung
DE19824537A1 (de) * 1998-06-03 1999-12-09 Lsp Innovative Automotive Sys Elektromagnetische Stelleinrichtung

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