EP1390959A2 - Magnetanordnung - Google Patents

Magnetanordnung

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EP1390959A2
EP1390959A2 EP02740320A EP02740320A EP1390959A2 EP 1390959 A2 EP1390959 A2 EP 1390959A2 EP 02740320 A EP02740320 A EP 02740320A EP 02740320 A EP02740320 A EP 02740320A EP 1390959 A2 EP1390959 A2 EP 1390959A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnet arrangement
arrangement according
closure part
armature
displacement sensor
Prior art date
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Granted
Application number
EP02740320A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1390959B1 (de
Inventor
Klaus HÖFLING
Hans-Georg Schubert
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Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
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Publication date
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1390959A2 publication Critical patent/EP1390959A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1390959B1 publication Critical patent/EP1390959B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1684—Armature position measurement using coils
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8225—Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8242—Electrical

Definitions

  • the invention relates to a magnet arrangement for an electromechanical drive, in particular for a fluidic valve, according to the preamble of claim 1.
  • Such a magnet arrangement is part of a hydraulic directional control valve from the publication "Novel, Cost-Effective Actuators for Proportional Valves in Fluid Technology", magazine “O + P Oil Hydraulics and Pneumatics” 43 (1999) No. 4, pages 252 to 258.
  • a control piston In the housing of a directional valve, a control piston is axially displaceably mounted, which controls the size of the pressure medium flow flowing through the directional valve.
  • a pole tube is screwed into the housing from both sides.
  • a coil is slid over each pole tube.
  • a cylindrical armature is guided in each of the two pole tubes and exerts a force deflecting the control piston when current is applied to the coil surrounding it.
  • a displacement transducer is connected to one armature and converts the position of the armature into an electrical output signal which is a measure of the position of the armature. Since the control piston of the directional control valve is non-positively coupled to the armature, the electrical output signal of the displacement sensor is also a measure of the position of the control piston.
  • the displacement sensor has a stationary part in the form of a coil arrangement and a movable part, the core. The core is held on a core carrier, which on the of the Spool facing away from the armature is held.
  • the pole tube is closed on the side of the displacement transducer by a closure part which is provided with an axial recess. A pressure pipe is led out of the pole pipe through this recess.
  • the part of the pressure tube which projects beyond the closure part in the axial direction is concentrically enclosed by a coil arrangement which forms the fixed part of the displacement transducer.
  • the coil arrangement is arranged in its own housing. This housing is held on the pole tube by a clamping bracket which engages in an outer annular groove of the closure part. In addition, toothing is provided which prevents the housing from rotating relative to the pole tube.
  • the core of the displacement sensor moves in the area of the pressure tube enclosed by the coil arrangement.
  • the housing of the stationary part of the displacement sensor lies against the coil and secures the coil in the axial direction.
  • This type of attachment of the coil is more complex than the attachment of the coil by a nut, which engages in an external thread on the closure part, which is common in a pole tube without a displacement sensor, and increases the variety of parts.
  • the arrangement of the displacement sensor in the axial extension of the pole tube makes the directional valve provided with the displacement sensor susceptible to vibrations, which in extreme cases can lead to the displacement of the displacement sensor.
  • the invention has for its object to provide a magnet arrangement of the type mentioned, in which the Risk of damage due to vibrations is significantly reduced.
  • the magnet arrangement Since the entire displacement sensor is arranged within the closure part of the pole tube, the magnet arrangement has a very compact structure, in which the displacement sensor is also protected against mechanical damage. No separate housing is required for the stationary part of the displacement sensor. In addition, measures for fastening such a housing to the pole tube are omitted.
  • the closure parts containing the fixed part of the displacement sensor can be manufactured and tested on their own.
  • FIG. 1 shows a section through a magnet arrangement designed according to the invention
  • FIG. 2 shows the area of the closure part of the magnet arrangement shown in FIG. 1 in an enlarged view
  • FIG. 3 shows a section through a further closure part with a closure part for a magnet arrangement according to the invention
  • Figure 4 shows a section through a third closure part
  • Figure 5 shows a section through that shown in Figure 4
  • FIG. 6 shows a section through a fourth closure part for a magnet arrangement according to the invention.
  • FIG. 7 shows a section through a further closure part with a closure part, the closure part and the closure part being connected to one another via a screw drive.
  • FIG. 1 shows a section through a magnet arrangement 10 with a pole tube 11, an armature 12 guided in the pole tube 11 and a closure part 13.
  • the pole tube 11 is screwed into a housing 14 of a fluidic valve, which is only shown schematically.
  • a plunger 15 is formed on the armature 12 on the side facing the housing 14 and deflects a control piston of the valve, not shown here.
  • the magnet coil 16 is between the housing 14 and a nut 17, which is screwed into an external thread 18 of the connector. engages closing part 13, held.
  • a spring 19 is arranged between the armature 12 and the closure part 13. The spring 19 ensures a defined position of the armature 12 when the magnet coil 16 is not energized.
  • the spring 19 can be omitted if a defined position of the armature 12 when the solenoid 16 is not energized is provided in another way. If the solenoid 16 is energized, the armature 12 is deflected accordingly.
  • a core holder 21 provided with a core 20 is arranged on the side of the armature 12 facing the closure part 13.
  • the core 20 forms the movable part of a displacement sensor.
  • the displacement transducer converts the position of the armature 12 into an electrical signal, which is a measure of the position of the armature 12.
  • the closure part 13 is provided with a recess 24 which is closed by a closure part 25. Details of the connection of the end part 25 with the closure part 13 are not shown in detail. Both parts can e.g. B.
  • FIG. 2 shows a section of the magnet arrangement 10 shown in FIG. 1 in an enlarged representation.
  • the collar 30 is supported on an annular surface 31 of the closure part 13 facing the armature 12.
  • a circumferential weld seam 32 ensures a pressure-tight connection between the collar 30 of the pressure tube 29 and the closure part 13.
  • the weld seam 32 can be dispensed with if a pressure-tight connection is established in another way between the collar 30 and the closure part 13.
  • the free end of the pole tube 11 is crimped into a first annular groove 33 of the closure part 13.
  • a sealing ring 34 is arranged between the closure part 13 and the pole tube 11 in a further annular groove 35. So that the magnet coil 16 can be pushed onto the pole tube 11, the outer diameter dis of the external thread 18 is selected to be slightly smaller than the outer diameter du of the pole tube 11.
  • Two winding ends, designated 37 and 38, are shown of the winding ends of the coils 28a, 28b and 28c arranged on the carrier 36. The winding ends 37, 38 are directly with in the simplest case
  • Pins 41, 42 of the plug 26 connected. It is also possible, as shown schematically in FIG. 2, to hold a circuit board 39 on the connecting pins 41, 42 of the plug 26, which is equipped with electrical components 44, 45 of an electrical evaluation circuit. In this case the winding ends 37, 38 are connected to the input of the evaluation circuit and the output of the evaluation circuit to the connection pins 41, 42.
  • FIG. 3 shows a further closure part 50 with a closure part 51.
  • the circuit board 39 is held on the carrier 36 for the coils 28a, 28b and 28c of the stationary part of the displacement transducer.
  • the carrier 36 is pushed over a pressure tube 53, which is in turn held on the closure part 50.
  • the pressure pipe 53 is provided with a collar 54.
  • the collar 54 is supported on the annular surface 31 of the closure part 50.
  • the collar 54 is provided on the side facing the armature 12 with a recess 55 which is designed as a guide for the spring 19 shown in FIG. 1.
  • the collar 54 is connected to the closure part 50 in a pressure-tight manner by a circumferential weld seam 32.
  • the circuit board 39 is provided with soldering points 57 and 58, with which the winding ends 37 and 38 are connected.
  • An electrical cable 60 is guided in the axial direction through the end part 51. In the passage area, the cable 60 is surrounded by a grommet 61.
  • a tubular extension 62 which extends the end part 51 is formed on the end part 51 as an additional kink protection.
  • the individual lines 63, 64 of the cable 60 are connected to further soldering points 65, 66 of the printed circuit board 39.
  • the soldering points 57, 58 are connected to the soldering points 65, 66.
  • the printed circuit board 39 is shown schematically by an electronic component 44, 45 Evaluation circuit connected, the input of which is connected to the soldering points 57, 58 and the output of which is connected to the soldering points 65, 66.
  • FIG. 4 shows a third closure part 67, in which a closure part designed as a plate 68 is screwed to the closure part 67.
  • the plug 26 is formed with the connecting pins 41, 42.
  • the circuit board 39 is held mechanically on the connecting pins 41, 42.
  • the carrier 36 is held on the printed circuit board 39. From the plate 68, the connector pins
  • the circuit board 39 with the schematically illustrated electrical components 44, 45 of an evaluation circuit is arranged in a recess 70 of the plate 68.
  • the winding ends 37, 38 of the coils 28a, 28b, 28c are connected to the input of the evaluation circuit.
  • the connection pins 41, 42 of the plug 26 are electrically connected to the output of the evaluation circuit.
  • the plate 68 is held on the closure part 67 by screws distributed over the circumference, of which two screws 77, 78 are visible in FIG.
  • FIG. 5 shows a section along the line B-B shown in FIG. 4.
  • screws 77 and 78 two further screws 79 and 80 are visible in this illustration. There are also two more in this cut
  • FIG. 6 shows a further closure part 87.
  • the end part of the closure part 87 is produced, as described below, by casting with plastic.
  • the pressure pipe 53 projects into the recess 24 of the closure part 87 and is connected to it in a pressure-tight manner.
  • the carrier 36 with the coils 28a, 28b, 28c is pushed over the pressure tube 53.
  • the circuit board 39 is held on the carrier 36.
  • the connection pins 41, 42 are held mechanically on the printed circuit board 39.
  • This structure is inserted into a multi-part tool, shown only schematically, which consists of a base plate 90, two mold halves 91a, 91b and an insert 92.
  • the mold halves 91a, 91b enclose a space 94 which determines the later shape of the end part and the plug molded onto it.
  • the mold halves 91a, 91b are divided along a plane running through the central axis of the closure part 87 in such a way that the closure part provided with the end part and the plug can be removed from the mold.
  • Via a channel 95 which is only shown schematically, the space 94 and the recess 24 are filled with liquid plastic during casting. So that the plastic mass can be distributed uniformly in the mold, riser bores are provided in the tool and / or in the closure part 87 in the usual way. They are not shown in FIG. 6.
  • FIG. 7 shows a closure part 100, to which a closure part 101 is connected via a screw connection.
  • the pressure tube 29 protrudes into the cylindrical recess 24 of the closure part 100. Its collar 30 is supported on the end face of the closure part 100 facing the armature of the magnet arrangement.
  • the recess 24 of the closure part 100 is provided with an internal thread 104 and the closure part 101 with a corresponding external thread 105.
  • the internal thread 104 of the closure part 100 and the external thread 105 of the closure part 101 form a screw drive which rotates the closure part 101 relative to the closure part 100 in reshaped an axial movement between the two parts.
  • the circuit board 39 is held on the end part 101.
  • the carrier 36 with the coils 28a, 28b and 28c, which form the fixed part of the displacement sensor, are held on the printed circuit board 39.
  • the region of the end part 101, in which the carrier 36 with the coils 28a to 28c is located, is arranged within the recess 24 of the closure part 100.
  • the carrier 36 surrounds the pressure tube 29 concentrically.
  • a lock nut 108 which is provided with an internal thread 107, is screwed onto the external thread 105 of the end part 101 and prevents the end part 101 from being inadvertently rotated during operation of the displacement sensor. prevented over the closure member 100.
  • the lock nut 108 is screwed against the closure part 100, its internal thread 107 being supported on the external thread 105 of the end part 101 and which with the
  • the core In order to adjust the displacement transducer, the core is held in a position that is stationary with respect to the valve housing and the end part 101 is rotated relative to the closure part 100 and thus with respect to the valve housing until the electrical output signal present at the connecting pins 41, 42 has assumed a desired value , As described above, this position is secured against unintentional rotation by tightening the lock nut 108.
  • switching signals can be generated from the continuous output signal of the displacement transducer if necessary, which signal the reaching of the control piston of a control valve determined by the threshold values.
  • the combination of the electrical signals can be both outside the closure part and inside the closure part, for. B. by the arrangement of additional electronic components on the circuit board 39.
  • the switching signals are available in addition to the continuous output signal of the displacement transducer and can be processed independently in control and / or monitoring devices.

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Abstract

Bei einer Magnetanordnung für einen elektromechanischen Antrieb mit einem in einem Polrohr geführten zylinderförmigen Anker wird die Position des Ankers in ein elektrisches Signal umgeformt. Hierzu ist ein mit dem Anker verbundener Wegaufnehmer vorgesehen, der einen ortsfesten und einen beweglichen Teil aufweist. Die eine Seite des Ankers ist so ausgebildet, dass sie die Bewegung des Ankers überträgt, die andere Seite des Ankers ist mit dem beweglichen Teil des Wegaufnehmers verbunden. Das Polrohr ist auf der Seite des Wegaufnehmers mit einem Verschlussteil versehen. Durch eine axiale Ausnehmung des Verschlussteils ist ein Druckrohr nach aussen geführt. In dem Druckrohr bewegt sich der bewegliche Teil des Wegaufnehmers. Das Druckrohr ist von dem ortsfesten Teil des Wegaufnehmers umschlossen. Um zu verhindern, dass der Wegaufnehmer durch Vibrationen beschädigt wird, ist der ortsfeste Teil des Wegaufnehmers in einer Ausnehmung des Verschlussteils angeordnet. Derartige Magnetanordnungen werden vorzugsweise für die elektrische Positionsrückführung bei fluidischen Ventilen verwendet.

Description

Beschreibung
Magnetanordnung
Die Erfindung betrifft eine Magnetanordnung für einen elektromechanischen Antrieb, insbesondere für ein fluidisches Ventil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Magnetanordnung ist als Bestandteil eines hydraulischen Wegeventils aus der Veröffentlichung „Neuartige, kostengünstige Antriebe für Proportionalventile in der Fluidtechnik" , Zeitschrift „O+P Ölhydraulik und Pneuma- tik" 43(1999)Nr. 4, Seiten 252 bis 258 bekannt. In dem Gehäuse eines Wegeventils ist ein Steuerkolben axial verschiebbar gelagert, der die Größe des über das Wegeventil fließenden Druckmittelstroms steuert. In axialer Verlängerung des Steuerkolbens ist von beiden Seiten je ein Polrohr in das Gehäuse geschraubt. Über jedes Polrohr ist eine Spule geschoben. In jedem der beiden Polrohre ist ein zylinderförmigen Anker geführt, der bei Strombeaufschlagung der ihn umschließenden Spule eine den Steuerkolben auslenkende Kraft ausübt. Mit dem einen Anker ist ein Wegaufnehmer verbunden, der die Position des Ankers in ein elektrisches Ausgangssignal umformt, das ein Maß für die Position des Ankers ist. Da der Steuerkolben des Wegeventils mit dem Anker kraftschlüssig gekoppelt ist, ist das elektrische Ausgangssignal des Wegaufnehmers auch ein Maß für die Position des Steuerkolbens. Der Wegaufnehmer besitzt einen ortsfesten Teil in Form einer Spulenanordnung und einen beweglichen Teil, den Kern. Der Kern ist an einem Kernträger gehalten, der auf der von dem Steuerkolben abgewandten Seite an dem Anker gehalten ist. Das Polrohr ist auf der Seite des Wegaufnehmers durch ein Verschlußteil abgeschlossen, das mit einer axialen Ausnehmung versehen ist. Durch diese Ausnehmung ist ein Druckrohr aus dem Polrohr nach außen geführt. Das Verschlußteil und das durch dieses hindurch geführte Druckrohr schließen den Ankerraum druckdicht nach außen ab. Der über das Verschlußteil in axialer Richtung hinausragende Teil des Druckrohrs ist von einer Spulenanordnung konzentrisch umschlossen, die den orts- festen Teil des Wegaufnehmers bildet. Die Spulenanordnung ist in einem eigenen Gehäuse angeordnet. Dieses Gehäuse ist durch einen Klemmbügel, der in eine äußere Ringnut des Verschlußteils eingreift, an dem Polrohr gehalten. Zusätzlich ist eine Verzahnung vorgesehen, die eine Verdrehung des Gehäuses ge- genüber dem Polrohr verhindert. Der Kern des Wegaufnehmers bewegt sich in dem von der Spulenanordnung umschlossenen Bereich des Druckrohrs. Das Gehäuse des ortsfesten Teils des Wegaufnehmers liegt an der Spule an und sichert die Spule in axialer Richtung. Diese Art der Befestigung der Spule ist aufwendiger als die bei einem Polrohr ohne Wegaufnehmer übliche Befestigung der Spule durch eine Mutter, die in ein Außengewinde am Verschlußteil eingreift, und vergrößert die Teilevielfalt. Die Anordnung des Wegaufnehmers in axialer Verlängerung des Polrohrs macht das mit dem Wegaufnehmer ver- sehene Wegeventil anfällig für Vibrationen, die im Extremfall zu einem Abreißen des Wegaufnehmers führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr von Beschädigungen aufgrund von Vibrationen deutlich verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Merkmal gelöst. Da der gesamte Wegaufnehmer innerhalb des Verschlußteils des Polrohrs angeordnet ist, ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau der Magnetanordnung, bei der der Wegaufnehmer auch gegen mechanische Beschädigung geschützt ist. Für den ortsfesten Teil des Wegaufnehmers ist kein gesondertes Gehäuses erforderlich. Zudem entfallen Maßnahmen für die Befestigung eines derartigen Gehäuses an dem Polrohr. Die den ortsfesten Teil des Wegaufnehmers enthaltenden Verschlußteile können für sich allein gefertigt und geprüft werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Sie umfassen konstruktive Einzel- heiten der Magnetanordnung, insbesondere solche, die eine einfache Anordnung der elektronischen Bauteile einer Schaltungsanordnung zum Auswerten der Ausgangssignale des Wegaufnehmers sowie einen einfachen Anschluß von externen elektrischen Leitungen erlauben. Die Unteransprüche umfassen auch konstruktive Maßnahmen, die die Ausgestaltung des Verschlußteils des Polrohrs betreffen.
Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Magnetanordnung, Figur 2 den Bereich des Verschlußteils der in der Figur 1 dargestellten Magnetanordnung in vergrößerter Darstellung,
Figur 3 einen Schnitt durch ein weiteres Verschlußteil mit Abschlußteil für eine erfindungsgemäße Magnetanordnung,
Figur 4 einen Schnitt durch ein drittes Verschlußteil mit
Abschlußteil für eine erfindungsgemäße Magnetanordnung, Figur 5 einen Schnitt durch das in der Figur 4 dargestellte
Abschlußteil,
Figur 6 einen Schnitt durch ein viertes Verschlußteil für eine erfindungsgemäße Magnetanordnung und
Figur 7 einen Schnitt durch ein weiteres Verschlußteil mit Abschlußteil, wobei das Verschlußteil und das Abschlußteil über einen Gewindetrieb miteinander verbunden sind.
Gleiche Bauteile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Magnetanordnung 10 mit einem Polrohr 11, einem in dem Polrohr 11 geführten Anker 12 und einem Verschlußteil 13. Das Polrohr 11 ist in ein nur schematisch dargestelltes Gehäuse 14 eines fluidischen Ventils geschraubt. An den Anker 12 ist auf der dem Gehäuse 14 zugewandten Seite ein Stößel 15 angeformt, der einen hier nicht dargestellten Steuerkolben des Ventils auslenkt. Eine nur schematisch dargestellte Magnetspule 16 umschließt das Polrohr 11. Die Magnetspule 16 ist zwischen dem Gehäuse 14 und einer Mutter 17, die in ein Außengewinde 18 des Ver- schlußteils 13 eingreift, gehalten. Zwischen dem Anker 12 und dem Verschlußteil 13 ist eine Feder 19 angeordnet. Die Feder 19 sorgt für eine definierte Lage des Ankers 12, wenn die Magnetspule 16 nicht bestromt ist. Die Feder 19 kann ent- fallen, wenn auf andere Weise für eine definierte Lage des Ankers 12 bei unbestromter Magnetspule 16 gesorgt ist. Wird die Magnetspule 16 bestromt, wird der Anker 12 entsprechend ausgelenkt. Auf der dem Verschlußteil 13 zugewandten Seite des Ankers 12 ist ein mit einem Kern 20 versehener Kernhalter 21 angeordnet. Der Kern 20 bildet den beweglichen Teil eines Wegaufnehmers. Der Wegaufnehmer formt die Position des Ankers 12 in ein elektrisches Signal um, das ein Maß für die Position des Ankers 12 ist. Das Verschlußteil 13 ist mit einer Ausnehmung 24 versehen, die durch ein Abschlußteil 25 ver- schlössen ist. Einzelheiten der Verbindung des Abschlußteils 25 mit dem Verschlußteil 13 sind nicht im Einzelnen dargestellt. Beide Teile können z. B. miteinander verklebt werden. In das Abschlußteil 25 ist stirnseitig ein Stecker 26 integriert. Das Abschlußteil 25 ist mit einer Ausnehmung 27 ver- sehen, die in die Ausnehmung 24 des Verschlußteils 13 übergeht. Eine aus zwei Sekundärspulen 28a und 28b sowie einer diese umgebenden Primärspulen 28c bestehende Spulenanordnung bildet zusammen mit einem Träger 36 den ortsfesten Teil des Wegaufnehmers. Der Träger 36 mit den Spulen 28a, 28b und 28c ist in der Ausnehmung 24 des Verschlußteils 13 angeordnet. Die Spulen 28a und 28b sowie 28c sind konzentrisch zu dem Kern 20 angeordnet. Weitere Einzelheiten des Wegaufnehmers sind anhand der Figur 2 beschrieben. Die Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus der in der Figur 1 dargestellten Magnetanordnung 10 in vergrößerter Darstellung. Bauteile, die oben bereits beschrieben worden sind, werden im Zusammenhang mit der Figur 2 nicht noch einmal beschrieben. Ein einseitig geschlossenes Druckrohr 29, das an seinem offenen Ende mit einem Kragen 30 versehen ist, ragt in die Ausnehmung 24 des Verschlußteils 13 hinein. Der Kragen 30 stützt sich an einer dem Anker 12 zugewandten Ringfläche 31 des Verschlußteils 13 ab. Eine umlaufende Schweißnaht 32 sorgt für eine druckdichte Verbindung zwischen dem Kragen 30 des Druckrohrs 29 und dem Verschlußteil 13. Auf die Schweißnaht 32 kann verzichtet werden, wenn zwischen dem Kragen 30 und dem Verschlußteil 13 auf andere Weise eine druckdichte Verbindung hergestellt ist. Alternativ hierzu ist es möglich, Verschluß- teil und Druckrohr einstückig auszuführen. Das freie Ende des Polrohrs 11 ist in eine erste Ringnut 33 des Verschlußteils 13 gebördelt. Ein Dichtring 34 ist zwischen dem Verschlußteil 13 und dem Polrohr 11 in einer weiteren Ringnut 35 angeordnet. Damit die Magnetspule 16 auf das Polrohr 11 geschoben werden kann, ist der Außendurchmesser dis des Außengewindes 18 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser du des Polrohrs 11 gewählt. Von den Wicklungsenden der auf dem Träger 36 angeordneten Spulen 28a, 28b und 28c sind zwei Wicklungsenden, die mit 37 und 38 bezeichnet sind, dargestellt. Die Wicklungsenden 37, 38 sind im einfachsten Fall direkt mit
Anschlußstiften 41, 42 des Steckers 26 verbunden. Es ist auch möglich, wie in der Figur 2 schematisch dargestellt, an den Anschlußstiften 41, 42 des Steckers 26 eine Leiterplatte 39 zu halten, die mit elektrischen Bauteilen 44, 45 einer elek- frischen Auswertungsschaltung bestückt ist. In diesem Fall sind die Wicklungsenden 37, 38 mit dem Eingang der Auswertungsschaltung und der Ausgang der Auswertungsschaltung mit den Anschlußstiften 41, 42 verbunden.
Die Figur 3 zeigt ein weiteres Verschlußteil 50 mit einem Abschlußteil 51. Die Leiterplatte 39 ist - wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt - an dem Träger 36 für die Spulen 28a, 28b und 28c des ortsfesten Teils des Wegaufnehmers gehalten. Der Träger 36 ist über ein Druckrohr 53 geschoben,' das seinerseits an dem Verschlußteil 50 gehalten ist. Das Druckrohr 53 ist mit einem Kragen 54 versehen. Der Kragen 54 stützt sich an der Ringfläche 31 des Verschlußteils 50 ab. Der Kragen 54 ist auf der dem Anker 12 zugewandten Seite mit einer Ausnehmung 55 versehen, die als Führung für die in der Figur 1 dargestellte Feder 19 ausgebildet ist. Durch eine Umlaufen- de Schweißnaht 32 ist der Kragen 54 druckdicht mit dem Verschlußteil 50 verbunden. Die Leiterplatte 39 ist mit Lötpunkten 57 und 58 versehen, mit denen die Wicklungsenden 37 und 38 verbunden sind. Ein elektrisches Kabel 60 ist in axialer Richtung durch das Abschlußteil 51 geführt. Im Durchgangs- bereich ist das Kabel 60 von einer Tülle 61 umgeben. An das Abschlußteil 51 ist als zusätzlicher Knickschutz ein das Abschlußteil 51 verlängernder rohrförmiger Fortsatz 62 angeformt. Die einzelnen Leitungen 63, 64 des Kabels 60 sind mit weiteren Lötpunkten 65, 66 der Leiterplatte 39 verbunden. Im einfachsten Fall, d. h. wenn keine Auswertungsschaltung vorgesehen ist, sind die Lötpunkte 57, 58 mit den Lötpunkten 65, 66 verbunden. In dem in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 39 mit einer durch die elektronischen Bauelemente 44, 45 schematisch dargestellten Auswertungsschaltung verbunden, deren Eingang mit den Lötpunkten 57, 58 und deren Ausgang mit den Lötpunkten 65, 66 verbunden ist.
Die Figur 4 zeigt ein drittes Verschlußteil 67, bei dem ein als Platte 68 ausgebildetes Abschlußteil mit dem Verschlußteil 67 verschraubt ist. An die Platte 68 ist der Stecker 26 mit den Anschlußstiften 41, 42 angeformt. Die Leiterplatte 39 ist an den Anschlußstiften 41, 42 mechanisch gehalten. Wie in der Figur 2 dargestellt, ist der Träger 36 an der Leiterplat- te 39 gehalten. Die aus der Platte 68, den Anschlußstiften
41, 42, der Leiterplatte 39 und dem Träger 36 gebildete Einheit ist über das Druckrohr 53 geschoben. Die Leiterplatte 39 mit den schematisch dargestellten elektrischen Bauteilen 44, 45 einer Auswertungsschaltung ist in einer Ausnehmung 70 der Platte 68 angeordnet. Die Wicklungsenden 37, 38 der Spulen 28a, 28b, 28c sind mit dem Eingang der Auswertungsschaltung verbunden. Die Anschlußstifte 41, 42 des Steckers 26 sind elektrisch mit dem Ausgang der Auswertungsschaltung verbunden. Die Platte 68 ist an dem Verschlußteil 67 durch über den Umfang verteilte Schrauben gehalten, von denen in der Figur 4 zwei Schrauben 77, 78 sichtbar sind.
Die Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der in der Figur 4 dargestellten Linie B-B. In dieser Darstellung sind zusätzlich zu den Schrauben 77 und 78 zwei weitere Schrauben 79 und 80 sichtbar. In diesem Schnitt sind außerdem zwei weitere
Anschlußstifte 81, 82 sowie zwei weitere elektronische Bauelemente 84, 85 sichtbar. Die Figur 6 zeigt ein weiteres Verschlußteil 87. Die Herstellung des Abschlußteils des Verschlußteils 87 erfolgt - wie im Folgenden beschrieben - durch Vergießen mit Kunststoff. Das Druckrohr 53 ragt in die Ausnehmung 24 des Verschlußteils 87 und ist druckdicht mit ihm verbunden. Der Träger 36 mit den Spulen 28a, 28b, 28c ist über das Druckrohr 53 geschoben. An dem Träger 36 ist die Leiterplatte 39 gehalten. Die Anschlußstifte 41, 42 sind mechanisch an der Leiterplatte 39 gehalten. Dieses Gebilde ist in ein nur schematisch dargestelltes mehrteiliges Werkzeug eingesetzt, das aus einer Grundplatte 90, zwei Formhälften 91a, 91b und einem Einsatz 92 besteht. Zusammen mit dem Einsatz 92 umschließen die Formhälften 91a, 91b einen Raum 94, der die spätere Form des Abschlußteils und des an dieses angeformten Steckers bestimmt. Die Formhälften 91a, 91b sind entlang einer durch die Mittelachse des Verschlußteils 87 verlaufenden Ebene derart geteilt, daß ein Entformen des mit Abschlußteil und Stecker versehenen Verschlußteils möglich ist. Über einen nur schematisch dargestellten Kanal 95 werden der Raum 94 und die Ausnehmung 24 beim Vergießen mit flüssigem Kunststoff gefüllt. Damit sich die Kunststoffmasse gleichmäßig in der Form verteilen kann, sind in dem Werkzeug und/oder in dem Verschlußteil 87 in üblicher Weise Steigerbohrungen vorgesehen. Sie sind in der Figur 6 nicht dargestellt. Da der Kunststoff auch elektrische Schaltungsteile berührt, ist es erforderlich, für das Abschlußteil einen elektrisch isolierenden Kunststoff zu verwenden. Zum Entformen des mit Abschlußteil und Stecker versehenen Verschlußteils 87 werden nach dem Erstarren der Kunststoffmasse die Formhälften 91a und 91b seitlich ausein- andergezogen und der Einsatz 92 nach oben herausgezogen. Die Figur 7 zeigt ein Verschlußteil 100, mit dem ein Abschlußteil 101 über eine Schraubverbindung verbunden ist. Soweit in der Figur 7 Einzelheiten dargestellt sind, die bereits im Zusammenhang mit vorhergehenden Figuren beschrie- ben worden sind, werden für die entsprechenden Bauteile im Folgenden dieselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren verwendet. Das Druckrohr 29 ragt in die zylinderför- mig ausgestaltete Ausnehmung 24 des Verschlußteils 100. Es stützt sich mit seinem Kragen 30 an der dem Anker der Magnet- anordnung zugewandten Stirnseite des Verschlußteils 100 ab.
Die Ausnehmung 24 des Verschlußteils 100 ist mit einem Innengewinde 104 versehen und das Abschlußteil 101 mit einem entsprechenden Außengewinde 105. Das Innengewinde 104 des Verschlußteils 100 und das Außengewinde 105 des Abschlußteils 101 bilden einen Gewindetrieb, der eine Drehbewegung des Abschlußteils 101 gegenüber dem Verschlußteil 100 in eine axiale Bewegung zwischen den beiden Teilen umformt. Die Leiterplatte 39 ist an dem Abschlußteil 101 gehalten. An der Leiterplatte 39 sind der Träger 36 mit den Spulen 28a, 28b und 28c, die den ortsfesten Teil des Wegaufnehmers bilden, gehalten. Der Bereich des Abschlußteils 101, in dem sich der Träger 36 mit den Spulen 28a bis 28c befindet, ist innerhalb der Ausnehmung 24 des Verschlußteils 100 angeordnet. Der Träger 36 umschließt das Druckrohr 29 konzentrisch. Der Abstand zwischen dem Druckrohr 29 und dem Träger 36 ist so gewählt, daß sich der Träger 36 mit geringem Spiel gegenüber dem Druckrohr 29 bewegen läßt. Auf das Außengewinde 105 des Abschlußteils 101 ist eine mit einem Innengewinde 107 versehene Kontermutter 108 geschraubt, die im Betrieb des Wegaufnehmers eine unbeabsichtigte Verdrehung des Abschlußteils 101 gegen- über dem Verschlußteil 100 verhindert. Um die relative Lage des Abschlußteils 101 gegenüber dem Verschlußteil 100 zu sichern, wird die Kontermutter 108 gegen das Verschlußteil 100 geschraubt, wobei sich ihr Innengewinde 107 an dem Außen- gewinde 105 des Abschlußteils 101 abstützt und die mit dem
Bezugszeichen 110 versehene Stirnfläche an dem Verschlußteil 100. An das von dem Verschlußteil 100 abgewandte Ende des Abschlußteils 101 ist der Stecker 26 mit den Anschlußstiften 41, 42 angeformt. Die Lage des Kerns 20, der den beweglichen Teil des Wegaufnehmers bildet, ist mit Strichlinien dargestellt. Durch Drehen des Abschlußteils 101 gegenüber dem Verschlußteil 100 läßt sich der axiale Abstand zwischen dem ortsfesten und dem beweglichen Teil des Wegaufnehmers verändern. Die Begriffe „ortsfester Teil" und „beweglicher Teil" des Wegaufnehmers beziehen sich auf den Betrieb des Wegaufnehmers, bei dem der Anker der Magnetanordnung den Kern 20 bewegt und der Träger 36 mit den Spulen 28a bis 28c bezüglich des Ventilgehäuses ortsfest angeordnet ist. Um den Wegaufnehmer zu justieren, wird der Kern in einer zu dem Ventilgehäuse ortsfesten Lage gehalten und das Abschlußteil 101 so lange gegenüber dem Verschlußteil 100 und damit gegenüber dem Ventilgehäuse gedreht, bis das an den Anschlußstiften 41, 42 anstehende elektrische Ausgangssignal einen gewünschten Wert angenommen hat. Diese Lage wird wie oben beschrieben durch Anziehen der Kontermutter 108 gegen eine unbeabsichtigte Verdrehung gesichert.
Die anhand der Figur 7 beschriebene Ausgestaltung von Verschlußteil und Abschlußteil erlaubt es, bei Bedarf eine Nullpunktverschiebung des elektrischen Ausgangssignals auf mecha- nischem Wege vorzunehmen. Mit einer derartigen Nullpunktverschiebung lassen sich z. B. fertigungsbedingte Toleranzen hinsichtlich der axialen Position des ortsfesten Teils des Wegaufnehmers korrigieren. Darüber hinaus ist es auch mög- lieh, durch eine axiale Verstellung des ortsfesten Teils des Wegaufnehmers gegenüber dem Verschlußteil den Bereich des elektrischen Ausgangssignals zu verändern, so daß sich z. B. anstelle eines Ausgangssignals, das sich zwischen einem negativen und einem positiven Maximalwert bewegt, ein elektri- sches Ausgangssignal ergibt, das sich zwischen Null und einem positiven Maximalwert bzw. zwischen Null und einem negativen Maximalwert bewegt.
Durch Verknüpfung des elektrischen Ausgangssignals des Wegaufnehmers mit vorgebbaren Schwellenwerten in Form von elek- frischen Signalen lassen sich aus dem stetigen Ausgangssignal des Wegaufnehmers bei Bedarf Schaltsignale erzeugen, die das Erreichen von durch die Schwellenwerte bestimmten Positionen des Steuerkolbens eines Wegeventils signalisieren. Die Verknüpfung der elektrischen Signale kann dabei sowohl außerhalb des Verschlußteils als auch innerhalb des Verschlußteils, z. B. durch die Anordnung von zusätzlichen elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte 39, erfolgen. Die Schaltsignale stehen zusätzlich zu dem stetigen Ausgangssignal des Wegaufnehmers zur Verfügung und können unabhängig von ein- ander in Einrichtungen zur Steuerung und/oder Überwachung weiterverarbeitet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Magnetanordnung für einen elektromechanischen Antrieb, insbesondere für ein fluidisches Ventil, mit einem in einem Polrohr geführten zylinderförmigen Anker und mit einer das Polrohr umschließenden Magnetspule und mit einem die Position des Ankers in ein elektrisches Signal umformenden Wegaufnehmer, der einen ortsfesten und einen beweglichen Teil aufweist, bei der die eine Seite des Ankers zur Übertragung der Bewegung des Ankers ausgebildet ist und die andere Seite des Ankers mit dem beweglichen Teil des Wegaufnehmers verbunden ist, wobei das Polrohr auf der Seite des Wegaufnehmers mit einem Verschlußteil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Teil (28a bis 28c, 36; 28a bis 28c, 69) des Wegaufnehmers in einer Ausnehmung (24) des Verschlußteils (13; 50; 67; 87; 100) angeordnet ist.
2. Magnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verschlußteil (13; 50; 67; 87; 100) ein Abschlußteil (25; 51; 68) gehalten ist.
3. Magnetanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß elektrischen Anschlußleitungen (63, 64) des
Wegaufnehmers durch das Abschlußteil (51) geführt sind.
4. Magnetanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Abschlußteil (25; 68; 101) ein Stecker (26) integriert ist.
5. Magnetanordnung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil (25; 51; 68) mit einer Ausnehmung (27; 70) versehen ist, die in die Ausnehmung (24) des Verschlußteils (13; 50; 67) übergeht.
6. Magnetanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (27; 70) des Abschlußteils (25; 51; 68; 101) eine Leiterplatte (39) angeordnet ist.
7. Magnetanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (39) an den Anschlußstiften (41, 42) des Steckers (26) gehalten ist.
8. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil
(20) des Wegaufnehmers in einem Druckrohr (29; 53) geführt ist .
9. Magnetanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (29; 53) mit einem Kragen (30; 54) versehen ist, der sich an einer dem Anker (12) zuge¬ wandten Ringfläche (31) des Verschlußteils (13; 50; 67; 87; 100) abstützt.
10. Magnetanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (54) als Führung (55) für eine zwischen dem Anker (12) und dem Verschlußteil (50; 67; 87) angeordnete Feder (19) ausgebildet ist.
11. Magnetanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (13; 50; 67; 87; 100) mit einem Außengewinde (18) versehen ist, dessen Außendurchmesser (dis) kleiner als der Außen- durchmesser (du) des Polrohrs (11) ist.
12. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil aus Kunststoff besteht und an das Verschlußteil (87) angespritzt ist.
13. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Teil (28a bis
28c, 36) des Wegaufnehmers an dem Abschlußteil (101) gehalten ist und daß das Abschlußteil (101) gegenüber dem Verschlußteil (100) in axialer Richtung einstellbar ist.
14. Magnetanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Abschlußteil (101) mit dem Verschlußteil
(100) über einen Gewindetrieb (104, 105) verbunden ist.
15. Magnetanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (100) mit einem Innengewinde (104) und das Abschlußteil (101) mit einem Außengewinde (105) versehen ist.
16. Magnetanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Sicherungsmittel (108) vorgesehen sind, die eine unbeabsichtigte Verdrehung des Abschlußteils
(101) gegenüber dem Verschlußteil (100) verhindern.
17. Magnetanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil (101) mit einer Kontermutter (108) versehen ist, deren Innengewinde (107) sich an dem Außengewinde (105) des Abschlußteils (101) abstützt und deren dem Verschlußteil (100) zugewandte Stirnfläche (110) sich an diesem abstützt.
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