EP1855296A2 - Elektromagnet - Google Patents

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EP1855296A2
EP1855296A2 EP07007660A EP07007660A EP1855296A2 EP 1855296 A2 EP1855296 A2 EP 1855296A2 EP 07007660 A EP07007660 A EP 07007660A EP 07007660 A EP07007660 A EP 07007660A EP 1855296 A2 EP1855296 A2 EP 1855296A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pole core
disc
pole
armature
magnet armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07007660A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1855296A3 (de
Inventor
Jürgen Grün
Christoph Giegerich
Roland Schempp
Stefan Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1855296A2 publication Critical patent/EP1855296A2/de
Publication of EP1855296A3 publication Critical patent/EP1855296A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H01F2007/085—Yoke or polar piece between coil bobbin and armature having a gap, e.g. filled with nonmagnetic material
    • 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
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H01F2007/086—Structural details of the armature
    • 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
    • H01F2007/1661—Electromagnets or actuators with anti-stick disc

Definitions

  • the invention relates to an electromagnet according to the preamble of patent claim 1.
  • An electromagnet of this type is used for example as an actuator to hydraulic valves and is from the document DE 197 17 445 A1 or the DE 195 04 185 A1 known.
  • a magnet armature is movably guided in a sleeve.
  • a coil surrounds the sleeve and a pole core forming an axial termination of the magnet.
  • the magnetic flux passes over the pole core, a cone-shaped pole ring formed on the pole core, the magnet armature and the sleeve.
  • electromagnets of the pole core is welded to the pole ring with a hollow cylindrical sleeve to obtain a liquid-tight pole tube.
  • the pole tube has adjacent to the pole ring, a portion of non-magnetic material to ensure the magnetic separation between the pole core and the remote from the region of the pole tube.
  • the armature is usually a plunger, which is guided through a hole in the pole core to the outside. Thus, the force generated by the electromagnet is transmitted from the armature to the outside, for example on a valve spool. Between the magnet armature and the pole core, a disc of non-magnetic material is arranged.
  • This so-called anti-slug disc ensures a minimum distance between the pole core and the magnet armature and prevents residual magnetization of the pole core and the magnet armature from sticking the magnet armature to the pole core.
  • the anti-stick disc is usually shaped as a circular perforated disc and inserted into the space between magnet armature and pole core. If the ram is attached to the armature is, as shown in the cited documents, the anti-stick disc is pushed axially displaceable on the plunger. In the now common electromagnet, the plunger is not connected to the armature. In the presence of a pole tube, the anti-stick disc is usually inserted loosely in the pole tube. The diameter of the central opening of the anti-theft disc is chosen sufficiently large, so that the plunger is to bring at any time to the armature to the plant.
  • a groove is formed radially inwardly in a ring-like elevation on the pole core, which projects beyond a surface facing the magnet armature.
  • the anti-stick disc is positively secured by engagement in this groove on the pole core.
  • the attachment of the anti-sling plate by a positive connection is superior to other types of fastening - eg gluing - in terms of reliability and durability, especially against hydraulic oil, superior.
  • the Polkern is usually processed anyway on a lathe. The additional effort to produce the groove is therefore extremely low.
  • the attachment of the anti-slug disc prevents electromagnets with air gap losing the anti-slug disc or at least the penetration of the anti-slug disc in the air gap. Due to the attachment, blockage of the magnet armature by the anti-stick disc is generally prevented.
  • the counter profile prevents the anti-sticking disc from overhanging the profile and blocking the anchor's path.
  • an electromagnet with the features of claim 8.
  • a survey on the magnet armature can also be used to attach an anti-stick disc to the magnet armature. This is done according to the invention again by a radially inwardly formed in the survey groove and a positive engagement of the anti-adhesive disc in this groove.
  • An additional advantage of this embodiment of the invention is the simplified handling of the anti-stick disc. This forms with the armature a preassembled unit and must not be kept separate and assembled when assembling the magnet.
  • the anti-stick disc is formed as a circular disc, in particular as a circular perforated disc whose diameter is equal to or slightly less than the inner diameter of the survey.
  • a circular perforated disc whose diameter is equal to or slightly less than the inner diameter of the survey.
  • radial bulges are present, which protrude into the groove.
  • the bulges can be produced particularly efficiently by caulking.
  • it is usually sufficient to apply the anti-stick disc to a few, e.g. to caulk three circumferential positions, i. bulge into the groove. This allows a labor-efficient production of the electromagnet.
  • the anti-stick disc is designed as a partial ring open in the circumferential direction.
  • Such an anti-stick disc can be used with extremely little effort by taking advantage of its elasticity in the manner of an inner snap ring in the groove.
  • such an anti-stick disc could also after hanging on the surmounted by the survey area be widened plastically, so as to make the positive connection with the groove.
  • annular elevation has an inner wall which is perpendicular to the surface facing the magnetic armature, the attachment of the anti-adhesive disk by engagement with a groove formed therein is particularly reliable. The precise production of the groove simplifies.
  • the force-displacement characteristic of the electromagnet is optimized in that one of the annular elevation correspondingly shaped recess is provided in an end face of the magnet armature facing the pole core.
  • the attachment of the anti-slit disc according to the invention ensures the trouble-free interlocking of the profile formed on the pole core in a corresponding counter-profile on the armature.
  • the survey formed at the pole core is advantageously utilized.
  • the pole core continues into a pole ring, which projects axially beyond the end face of the pole core facing the magnet armature.
  • the annular elevation rises radially within the pole ring of this end face.
  • the pole shape of the electromagnet can be influenced not only by the shape of the pole ring but also by the design of the profile shape of the mutually facing end faces of the pole core and the magnet armature. Arranged on these end faces ring-like elevations can be used according to the invention for the positive attachment of anti-adhesive.
  • an electromagnet 1 is shown, which is intended for actuating a hydraulic valve.
  • the solenoid 1 comprises as essential components a magnetic coil 4 and a pole tube 3, in which a magnet armature 7 is movably guided.
  • a plunger 8 is guided in a bore through the pole core 10 of the pole tube 3. The plunger 8 is applied to the armature 7 and transmits the force exerted on the armature 7 force on a valve spool (not shown)
  • the cylindrical pole tube 3 is divided into different sections.
  • the already named pole core 10 comprises the connection region 12 for fastening the pole tube 3 to a hydraulic valve.
  • the pole core 10 continues into a pole ring 14.
  • the pole ring 14 extends beyond the armature 7 facing end face 32 of the pole core 10 axially.
  • the pole core 10 and the pole ring 14 are made of magnetic steel.
  • a separator ring 16 is mounted from a non-magnetic steel.
  • the pole ring 14 and the separator ring 16 are interconnected by an electrical resistance welding process.
  • a sleeve 18 made of magnetic steel is also fixed by resistance welding.
  • the sleeve 18 is sealed by a closure insert 20.
  • a soldering process can also be used to fasten the separating ring 16 to the pole ring 14 or the sleeve 18 to the separating ring 16.
  • the contact surfaces between the pole ring 14 and the separator ring 16 and between the separator ring 16 and the sleeve 18 form as a predominantly flat, approximately parallel to the end face 32 annular surfaces.
  • a conical shape of the pole ring which is usually chosen to make the force-displacement curve of an electromagnet as low as possible - in particular as linear as possible - would electrical resistance welding lead to a poor quality weld.
  • the force-displacement characteristic of the electromagnet 1 is not designed according to this embodiment by the shape of the pole ring 14 and the separator ring 16 but by an annular groove 22 in the pole core 10 facing end face 24 of the magnet armature 7.
  • FIG. 3 the region A of the pole tube 3 at the transition between the pole core 10 and the separating ring 16 is shown enlarged.
  • the annular groove 22 on the magnet armature 7 has a cone profile.
  • a cone ring 26 is formed on the pole core 10, which dips in contact with the armature 7 on the pole core 10 in the annular groove 22.
  • An anti-stick disc 28 made of a non-magnetic material is attached to the pole core 10. This ensures that the magnet armature 7 retains a specific minimum distance to the pole core 10 predetermined by the strength of the anti-stick disc 28.
  • a radial groove 30 is formed at the transition into the end face 32 of the pole core 10.
  • the anti-stick disc 28 rests on the end face 32.
  • the edge of the anti-stick disc 28 protrudes - at least at some circumferential positions - in the radial groove 30. As a result, the anti-stick disc 28 is positively attached to the pole core 10.
  • FIG. 2 shows the anti-adhesion disk 28 in the installed state in order to explain the fastening in more detail.
  • the anti-stick disc 28 has substantially the shape of a circular perforated disc.
  • the edge of the anti-stick disc 28 is provided at three circumferential positions offset by 120 ° with bulges 34, 35 and 36, respectively.
  • the bulges 34, 35 and 36 protrude into the radial groove 30 and hold the anti-stick disc 28 on the pole core 10.
  • the diameter of the anti-stick disc 28 corresponds to the inner diameter of the cone ring 26 and is slightly below.
  • the anti-stick disc 28 can be easily applied to the face 32 surrounded by the cone ring 26.
  • the bulges 34, 35 and 36 are formed and the anti-stick disc 28 is secured in the radial groove 30.
  • the anti-stick disc 28 can also be caulked at more than three points to obtain a more reliable attachment.
  • the anti-stick disc may also be provided with a radially extending slot, so that it can be inserted into the radial groove 30 in the manner of an inner snap ring.
  • the anti-stick disc is manufactured with a diameter corresponding to the inner diameter of the radial groove 30.
  • Such an anti-stick disc is elastically compressed for insertion in the radial direction and fits snugly in the radial groove 30 after insertion.
  • Another possibility is to manufacture the slotted anti-stick disc with a diameter corresponding to the inner diameter of the cone ring 26. After insertion, such an anti-stick disc is radially plastically expanded, e.g. by means of a conical mandrel, which is inserted into the passage opening of the anti-slug disc.
  • the conical profile of the annular groove 22 on the magnet armature 7 and the conical ring 26 formed opposite the pole core 10 provide a pole shape, by which the flux distribution of the magnetic field lines in the axial and radial directions is influenced. Through the illustrated pole shape, a favorable force-stroke characteristic of the electromagnet 1 is achieved.
  • a pole tube 3 of a further electromagnet according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
  • the pole tube 3 according to the second embodiment is divided into the pole core 10, a sleeve 18, and a closure insert 20.
  • a cone-shaped pole ring 44 is formed at the pole core 10.
  • an annular insert 46 is formed of non-magnetic metal in a known per se manner between the pole ring 44 and the sleeve 18.
  • the cone shape of the pole ring 44 determines the pole shape.
  • Comparable to the first embodiment is a radial groove 30 in the inner wall surface of the pole ring 44 at the transition to the end face 32 of the pole core 10 formed.
  • the anti-stick disc 28 rests on the end face 32.
  • the edge of the anti-stick disc 28 protrudes into the radial groove 30.
  • the anti-sticking disc can also be attached to the armature if it has an annular elevation. Similar to the embodiments described above, a radial groove in the survey is made on the armature and brought the anti-adhesive disc form-fitting with this radial groove into engagement.

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Abstract

Ein Elektromagnet ist mit einem zylinderförmigen Magnetanker, der in einer Hülse beweglich geführt ist, mit einem dem Magnetanker stirnseitig gegenüberliegend angeordneten Polkern, und mit einer Antiklebscheibe aus einem nicht magnetischen Material, die zwischen dem Magnetanker und dem Polkern angeordnet ist, ausgestattet. Am Polkern ist eine ringartige Erhebung gebildet, die eine dem Magnetanker zugewandte Fläche überragt. In der ringartigen Erhebung ist radial innenseitig eine Nut gebildet. Die Antiklebscheibe ist durch Eingriff in die Nut formschlüssig am Polkern befestigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein Elektromagnet dieser Art kommt z.B. als Aktuator an Hydraulikventilen zum Einsatz und ist aus der Druckschrift DE 197 17 445 A1 oder der DE 195 04 185 A1 bekannt. Bei diesen herkömmlichen Elektromagneten ist ein Magnetanker in einer Hülse beweglich geführt. Ein Spule umgibt die Hülse und einen Polkern, der einen axialen Abschluss des Magneten bildet. Der magnetische Fluss verläuft über den Polkern, einen am Polkern gebildeten konusförmigen Polring, den Magnetanker und die Hülse. Zwischen dem Polring und der Hülse befindet sich ein Luftspalt, der den magnetischen Fluss zwischen dem Polring und der Hülse unterbricht und damit sicherstellt, dass dieser über den Magnetanker verläuft. Bei anderen bekannten Elektromagneten ist der Polkern am Polring mit einer hohlzylindrischen Hülse verschweißt, um ein flüssigkeitsdichtes Polrohr zu erhalten. Das Polrohr besitzt angrenzend an den Polring einen Abschnitt aus nicht magnetischen Material, um die magnetische Trennung zwischen dem Polkern und dem davon abgewandten Bereich des Polrohres zu gewährleisten. Am Magnetanker liegt üblicherweise ein Stößel an, der durch eine Bohrung im Polkern nach außen geführt ist. Damit wird die vom Elektromagneten erzeugte Kraft vom Magnetanker nach außen z.B. auf einen Ventilschieber übertragen. Zwischen dem Magnetanker und dem Polkern ist eine Scheibe aus nicht magnetischem Material angeordnet. Diese so genannte Antiklebscheibe gewährleistet einen Mindestabstand zwischen Polkern und Magnetanker und verhindert, dass eine Restmagnetisierung des Polkerns und des Magnetankers zu einem Kleben des Magnetankers am Polkern führt. Die Antiklebscheibe ist zumeist als kreisförmige Lochscheibe geformt und in den Raum zwischen Magnetanker und Polkern eingelegt. Falls der Stößel am Magnetanker befestigt ist, wie in den genannten Druckschriften gezeigt, so ist die Antiklebscheibe axial verschiebbar auf den Stößel aufgeschoben. Bei den mittlerweile üblichen Elektromagneten ist der Stößel nicht mit dem Magnetanker verbunden. Bei Vorhandensein eines Polrohrs wird die Antiklebscheibe üblicherweise lose in das Polrohr eingelegt. Der Durchmesser der zentralen Öffnung der Antikiebscheibe wird ausreichend groß gewählt, so dass der Stößel jederzeit am Magnetanker zur Anlage zu bringen ist.
  • Es gibt jedoch Anwendungen, bei denen eine zuverlässige Befestigung der Antiklebscheibe erwünscht ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen insbesondere hinsichtlich einer zuverlässigen und effizienten Befestigung einer Antiklebscheibe verbesserten Elektromagnet anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist in einer ringartigen Erhebung am Polkern, die eine dem Magnetanker zugewandte Fläche überragt, radial innenseitig eine Nut gebildet. Die Antiklebscheibe ist durch Eingriff in diese Nut formschlüssig am Polkern befestigt.
  • Auf diese Weise erhält man eine zuverlässige, standfeste Befestigung der Antiklebscheibe am Polkern. Die Befestigung der Antiklebscheibe durch einen Formschluss ist anderen Befestigungsarten - z.B. Verkleben - hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der Beständigkeit, insbesondere gegenüber Hydrauliköl, überlegen. Der Polkern wird meistens ohnehin auf einer Drehmaschine bearbeitet. Der zusätzliche Aufwand zum Herstellen der Nut fällt daher äußert gering aus. Die Befestigung der Antiklebscheibe verhindert bei Elektromagneten mit Luftspalt ein Verlieren der Antiklebscheibe oder zumindest ein Eindringen der Antiklebscheibe in den Luftspalt. Durch die Befestigung wird generell ein Blockieren des Magnetankers durch die Antiklebscheibe verhindert. Insbesondere bei einer komplizierten Profilform der dem Magnetanker zugewandten Stirnseite des Polkerns und einem am Magnetanker geformten Gegenprofil wird verhindert, dass sich die Antiklebscheibe über die Erhebungen des Profils legt und damit den Weg des Ankers blockiert.
  • Die Aufgabe wird ebenso durch einen Elektromagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Eine Erhebung am Magnetanker lässt sich selbstverständlich ebenso dazu nutzen, eine Antiklebscheibe am Magnetanker zu befestigen. Dies erfolgt erfindungsgemäß wiederum durch eine in der Erhebung radial innenseitig ausgebildete Nut und einen formschlüssigen Eingriff der Antiklebscheibe in diese Nut. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Ausführung der Erfindung ist die vereinfachte Handhabung der Antiklebscheibe. Diese bildet mit dem Magnetanker eine vormontierte Baueinheit und muss beim Zusammenbauen des Magneten nicht mehr separat vorgehalten und montiert werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Antiklebscheibe als Kreisscheibe, insbesondere als kreisförmige Lochscheibe ausgebildet, deren Durchmesser gleich oder geringfügig geringer ist, als der Innendurchmesser der Erhebung. Am Rand der Antiklebscheibe sind radiale Auswölbungen vorhanden, die in die Nut vorstehen. Eine solche Gestaltung der Antiklebscheibe erlaubt es, die Antiklebscheibe auf die von der Erhebung überragte Fläche aufzulegen und anschließend in einem einfachen Umformschritt die Auswölbungen herzustellen. Besonders effizient lassen sich die Auswölbungen durch Verstemmen herstellen. Für die sichere Befestigung ist es in der Regel ausreichend, die Antiklebscheibe an wenigen, z.B. drei Umfangspositionen zu verstemmen, d.h. in die Nut auszuwölben. Dies erlaubt eine arbeitseffiziente Herstellung des Elektromagneten.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Antiklebscheibe als in Umlaufsrichtung offener Teilring ausgebildet. Eine solche Antiklebscheibe kann mit äußert geringen Aufwand unter Ausnutzung ihrer Elastizität nach Art eines Innensprengrings in die Nut eingesetzt werden. Ebenso könnte eine solche Antiklebscheibe auch nach dem Auflegen auf die von der Erhebung überragte Fläche plastisch aufgeweitet werden, um so den Formschluss mit der Nut herzustellen.
  • Wenn die ringförmige Erhebung eine auf der dem Magnetanker zugewandten Fläche senkrecht stehende Innenwand aufweist, ist die Befestigung der Antiklebscheibe durch Eingriff in eine darin gebildete Nut besonders zuverlässig. Die präzise Herstellung der Nut vereinfacht sich.
  • Die Kraft-Weg-Kennlinie des Elektromagneten wird dadurch optimiert, dass eine der ringförmigen Erhebung entsprechend geformte Vertiefung in einer dem Polkern zugewandten Stirnfläche des Magnetankers vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Befestigung der Antiklebscheibe gewährleistet das störungsfreie Ineinandergreifen des am Polkern gebildeten Profils in ein entsprechendes Gegenprofil am Magnetanker. Für die sichere Befestigung der Antiklebscheibe wird die am Polkern gebildete Erhebung vorteilhaft ausgenutzt.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung setzt sich der Polkern in einen Polring fort, der die dem Magnetanker zugewandte Stirnfläche des Polkerns axial überragt. Die ringförmige Erhebung erhebt sich radial innerhalb des Polrings von dieser Stirnfläche. Die Polform des Elektromagneten lässt sich außer durch die Form des Polrings auch durch die Gestaltung der Profilform der einander zugewandten Stirnseiten des Polkerns und des Magnetankers beeinflussen. An diesen Stirnseiten angeordnete ringartige Erhebungen lassen sich erfindungsgemäß für die formschlüssige Befestigung der Antiklebscheibe nutzen.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung und deren Vorteile unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
    • Figur 1
    zeigt einen Schnitt durch ein Polrohr eines Elektromagnets, bei dem die Antiklebscheibe an einem inneren Konusring des Polkerns befestigt ist,
    Figur 2
    zeigt die gemäß Figur 1 am Polkern befestigte Antiklebscheibe im eingebauten Zustand,
    Figur 3
    ist eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A aus Figur 1 und
    Figur 4
    zeigt einen Schnitt durch ein auftragsgeschweißtes Polrohr eines Elektromagnets, bei dem die Antiklebscheibe an einem äußeren Konusring des Polkerns befestigt ist.
  • In Figur 1 ist ein Elektromagnet 1 dargestellt, der zur Betätigung eines Hydraulikventils bestimmt ist. Der Elektromagnet 1 umfasst als wesentliche Bestandteile eine Magnetspule 4 und ein Polrohr 3, in dem ein Magnetanker 7 beweglich geführt ist. Ein Stößel 8 ist in einer Bohrung durch den Polkern 10 des Polrohrs 3 geführt. Der Stößel 8 liegt am Magnetanker 7 an und überträgt die auf den Magnetanker 7 ausgeübte Kraft auf einen Ventilschieber (nicht dargestellt)
  • Das zylinderförmige Polrohr 3 untergliedert sich in verschiedenen Abschnitte. Der schon benannte Polkern 10 umfasst den Anschlussbereich 12 zur Befestigung des Polrohrs 3 an einem Hydraulikventil. An der dem Magnetanker 7 zugewandten Seite setzt sich der Polkern 10 in einen Polring 14 fort. Der Polring 14 überragt die dem Magnetanker 7 zugewandte Stirnfläche 32 des Polkerns 10 axial. Der Polkern 10 und dessen Polring 14 sind aus magnetischem Stahl gefertigt. Am Polring 14 ist ein Trennring 16 aus einem nichtmagnetischen Stahl angebracht. Der Polring 14 und der Trennring 16 sind durch einen elektrischen Widerstandsschweißvorgang miteinander verbunden. Auf der vom Polkern 10 abgewandten Seite des Trennrings 16 ist ebenfalls durch Widerstandsschweißen eine Hülse 18 aus magnetischen Stahl befestigt. Die Hülse 18 ist durch einen Verschlusseinsatz 20 dicht verschlossen. Zur Befestigung des Trennrings 16 am Polring 14 bzw. der Hülse 18 am Trennring 16 kann jedoch auch ein Lötverfahren zum Einsatz kommen.
  • Beim Widerstandsschweißen oder beim Löten bilden sich die Kontaktflächen zwischen dem Polring 14 und dem Trennring 16 bzw. zwischen dem Trennring 16 und der Hülse 18 als überwiegend flache, zu der Stirnfläche 32 in etwa parallele Kreisringflächen aus. Eine Konusform der Polrings, welche üblicherweise gewählt wird, um die Kraft-Weg-Kennlinie eines Elektromagnets möglichst günstig - insbesondere möglichst linear - zu gestalten, würde beim elektrischen Widerstandsschweißen zu einer qualitativ minderwertigen Schweißverbindung führen.
  • Die Kraft-Weg-Kennlinie des Elektromagnets 1 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht durch die Form des Polrings 14 und des Trennrings 16 sondern durch eine Ringnut 22 in der dem Polkern 10 zugewandten Stirnfläche 24 des Magnetankers 7 gestaltet. In der Figur 3 ist der Bereich A des Polrohrs 3 am Übergang zwischen dem Polkern 10 zum Trennring 16 vergrößert dargestellt. Die Ringnut 22 am Magnetanker 7 besitzt ein Konusprofil. Gegenüberliegend ist am Polkern 10 ein Konusring 26 gebildet, der bei Anliegen des Magnetankers 7 am Polkern 10 in die Ringnut 22 eintaucht. Eine Antiklebscheibe 28 aus einem nichtmagnetischem Material ist am Polkern 10 befestigt. Damit ist gewährleistet, dass der Magnetanker 7 einen bestimmten, durch die Stärke der Antiklebscheibe 28 vorgegebenen Mindestabstand zum Polkern 10 behält.
  • In der Innenwandfläche des Konusrings 26 ist am Übergang in die Stirnfläche 32 des Polkerns 10 eine Radialnut 30 gebildet. Die Antiklebscheibe 28 liegt auf der Stirnfläche 32 auf. Der Rand der Antiklebscheibe 28 steht - zumindest an einigen Umfangspositionen - in die Radialnut 30 vor. Dadurch ist die Antiklebscheibe 28 formschlüssig am Polkem 10 befestigt.
  • In Figur 2 ist die Antiklebscheibe 28 im eingebauten Zustand abgebildet, um die Befestigung näher zu erläutern. Die Antiklebscheibe 28 besitzt im wesentlichen die Form einer kreisförmigen Lochscheibe. Der Rand der Antiklebscheibe 28 ist an drei jeweils um 120° gegeneinander versetzten Umfangspositionen mit Auswölbungen 34, 35 und 36 versehen. Die Auswölbungen 34, 35 und 36 stehen in die Radialnut 30 vor und halten die Antiklebscheibe 28 am Polkern 10. Abgesehen von den Auswölbungen 34, 35 und 36 entspricht der Durchmesser der Antiklebscheibe 28 dem Innendurchmesser des Konusrings 26 bzw. liegt geringfügig darunter. Somit lässt sich die Antiklebscheibe 28 leicht auf die vom Konusring 26 umgebene Stirnfläche 32 aufbringen. Durch Verstemmen an den Punkten 38, 39 und 40 werden die Auswölbungen 34, 35 und 36 gebildet und die Antiklebscheibe 28 in der Radialnut 30 befestigt.
  • Selbstverständlich kann die Antiklebscheibe 28 auch an mehr als drei Punkten verstemmt werden, um eine noch zuverlässigere Befestigung zu erhalten. Gegebenenfalls kann mit einem ringförmigen Verstemmwerkzeug der Rand am gesamten Umfang der Antiklebscheibe ausgewölbt werden, so dass die Antiklebscheibe am gesamten Umfang in die Nut vorsteht.
  • Die Antiklebscheibe kann auch mit einem radial verlaufenden Schlitz versehen sein, so dass sie nach Art eines Innensprengrings in die Radialnut 30 eingesetzt werden kann. Dazu wird die Antiklebscheibe mit einem Durchmesser entsprechend dem Innendurchmesser der Radialnut 30 gefertigt. Eine solche Antiklebscheibe wird zum Einsetzen in Radialrichtung elastisch zusammengedrückt und liegt nach dem Einsetzen passgenau in der Radialnut 30 an. Eine weitere Möglichkeit ist es, die geschlitzte Antiklebscheibe mit einem Durchmesser entsprechend dem Innendurchmesser des Konusrings 26 zu fertigen. Nach dem Einsetzen wird eine solche Antiklebscheibe radial plastisch aufgeweitet, z.B. mittels eines konischen Dorns, der in die Durchgangsöffnung der Antiklebscheibe eingesetzt wird.
  • Das Konusprofil der Ringnut 22 am Magnetanker 7 und der gegenüberliegend am Polkern 10 geformte Konusring 26 geben eine Polform vor, durch welche die Flussverteilung der Magnetfeldlinien in axialer und radialer Richtung beeinflusst wird. Man erreicht durch die dargestellte Polform eine günstige Kraft-Hubkennlinie des Elektromagnets 1.
  • Ein Polrohr 3 eines weiteren Elektromagnets gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Figur 4 dargestellt. Das Polrohr 3 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels gliedert sich in den Polkern 10, eine Hülse 18, und einen Verschlusseinsatz 20. Am Polkern 10 ist ein konusförmiger Polring 44 gebildet. Durch Auftragsschweißen ist auf an sich bekannte Art und Weise zwischen dem Polring 44 und der Hülse 18 ein ringförmiger Einsatz 46 aus nicht magnetischem Metall gebildet. Die Konusform des Polrings 44 bestimmt die Polform.
  • Vergleichbar dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Radialnut 30 in der Innenwandfläche des Polrings 44 am Übergang zur Stirnfläche 32 des Polkerns 10 gebildet. Die Antiklebscheibe 28 liegt auf der Stirnfläche 32 auf. Der Rand der Antiklebscheibe 28 steht in die Radialnut 30 vor. Somit liegt eine formschlüssige Befestigung der Antiklebscheibe 28 am Polkern 10 vor. Die Varianten und Vorzüge einer solchen Befestigung der Antiklebscheibe 28 am Polkern 10 sind bei dem ersten Ausführungsbeispiei bereits beschrieben worden und treffen auch auf das zweite Ausführungsbeispiel zu.
  • Als weitere Alternative kann die Antiklebscheibe auch am Magnetanker befestigt werden, wenn dieser eine ringförmige Erhebung aufweist. Ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird dazu eine Radialnut in der Erhebung am Magnetanker gefertigt und die Antiklebscheibe formschlüssig mit dieser Radialnut in Eingriff gebracht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektromagnet
    3
    Polrohr
    4.
    Magnetspule
    7
    Magnetanker
    8
    Stößel
    10
    Polkern
    12
    Anschlussbereich
    14
    Polring
    16
    Trennring
    18
    Hülse
    20
    Verschlusseinsatz
    22
    Ringnut
    24
    Stirnfläche am Magnetanker
    26
    Konusring
    28
    Antiklebscheibe
    30
    Radialnut
    32
    Stirnfläche am Polkern
    34
    Auswölbung
    35
    Auswölbung
    36
    Auswölbung
    38
    Verstemmpunkt
    39
    Verstemmpunkt
    40
    Verstemmpunkt
    44
    Polring
    46
    Nicht magnetischer Einsatz

Claims (8)

  1. Elektromagnet, insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils, mit einem zylinderförmigen Magnetanker (7), der in einer Hülse (18) beweglich geführt ist, mit einem dem Magnetanker (7) stirnseitig gegenüberliegend angeordneten Polkern (10), und mit einer Antiklebscheibe (28) aus einem nicht magnetischen Material, die zwischen dem Magnetanker (7) und dem Polkern (10) angeordnet ist, wobei am Polkern (10) eine ringartige Erhebung (26; 44) gebildet ist, die eine dem Magnetanker (7) zugewandte Fläche (32) überragt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an der Erhebung (26; 44) radial innenseitig eine Nut (30) gebildet ist und dass die Antiklebscheibe (28) durch Eingriff in die Nut (30) formschlüssig am Polkern (10) befestigt ist.
  2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antiklebscheibe (28) als Kreisscheibe ausgebildet ist, deren Durchmesser gleich oder geringfügig geringer ist, als der Innendurchmesser der Erhebung (26; 44) und dass am Rand der Antiklebscheibe radiale Auswölbungen (34, 35, 36) vorhanden sind, die in die Nut (30) vorstehen.
  3. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswölbungen (34, 35, 36) durch Verstemmen gebildet sind.
  4. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antiklebscheibe als in Umlaufsrichtung offener Teilring ausgebildet ist.
  5. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Erhebung (26; 44) eine auf der dem Magnetanker (7) zugewandten Fläche (32) senkrecht stehende Innenwand aufweist.
  6. Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ringförmigen Erhebung (26) entsprechend geformte Vertiefung (22) in einer dem Polkern (10) zugewandten Stirnfläche (24) des Magnetankers (7) vorgesehen ist.
  7. Elektromagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Polkern (10) in einen seine dem Magnetanker (7) zugewandte Stirnfläche (32) axial überragenden Polring (14) fortsetzt, und dass sich die ringförmige Erhebung (26) radial innerhalb des Polrings (14) von dieser Stirnfläche (32) erhebt.
  8. Elektromagnet, insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils, mit einem zylinderförmigen Magnetanker, der in einer Hülse beweglich geführt ist, mit einem dem Magnetanker stirnseitig gegenüberliegend angeordneten Polkern, und mit einer Antiklebscheibe aus einem nicht magnetischen Material, die zwischen dem Magnetanker und dem Polkern angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    am Magnetanker eine ringförmige Erhebung gebildet ist, die eine dem Polkern zugewandte Fläche überragt,
    dass an der Erhebung radial innenseitig eine Nut gebildet ist und
    dass die Antiklebscheibe durch Eingriff in die Nut formschlüssig am Magnetanker befestigt ist.
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