EP2005448A2 - Lifting magnet and method for the production thereof - Google Patents

Lifting magnet and method for the production thereof

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EP2005448A2
EP2005448A2 EP07711610A EP07711610A EP2005448A2 EP 2005448 A2 EP2005448 A2 EP 2005448A2 EP 07711610 A EP07711610 A EP 07711610A EP 07711610 A EP07711610 A EP 07711610A EP 2005448 A2 EP2005448 A2 EP 2005448A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cone
disc
housing
yoke
positively
Prior art date
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Granted
Application number
EP07711610A
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German (de)
French (fr)
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EP2005448B1 (en
Inventor
Roger Klein
Klaus Peter Wiegel
Wolfgang Petri
Manfred Muschalle
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.)
Thomas Magnete GmbH
Original Assignee
Thomas Magnete GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2005448A2 publication Critical patent/EP2005448A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2005448B1 publication Critical patent/EP2005448B1/en
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    • 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
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01F7/127—Assembling

Definitions

  • the invention relates to a lifting magnet according to the preamble of claim 1 and a manufacturing method of such a magnet according to claim 11.
  • Solenoids are actuating solenoids with which switching or control functions are performed.
  • the anchor as an actuator can take any intermediate positions and must hold them even with opposing forces.
  • the lifting magnets work either pushing or pulling.
  • the return to the currentless stroke output position usually takes place by a force acting against the magnetic force compression spring.
  • a widely used construction form of lifting magnets is the pot magnet.
  • This magnetic construction consists of at least three magnetic components: a cylindrical, hollow magnetic body, which is composed of pole, yoke and a non-magnetic, flux-conducting housing, embedded therein is an axially extending cylindrical coil body with current-carrying coil, and the cylindrical armature, at its end in the stroke direction, a guide rod is arranged as an actuating element and carries out the lifting movements within the magnetic body (DE 44 39 422 A1).
  • the pole of the magnetic body is divided into an axial cylindrical region and a radial region for manufacturing reasons. Both areas are either a component (DE 44 38 158 A1), or could for manufacturing reasons also consist of two different components.
  • the axial region of the pole which is referred to below as a cone, is essentially a cylindrical body, which is arranged in the opening of the magnetic body. It has at its end facing the armature a sloping in the direction of the armature contour, which are designed so that the lifting force generated by magnetic force is proportional to the applied current in the coil (DE 44 39 422 A19).
  • the cylindrical components In its interior, the cylindrical components on a central through hole, which is penetrated by the actuating rod of the armature.
  • the radial region of the pole is disk-shaped and provided with a central opening whose axial region is connected to the outer diameter of the cone.
  • the radially extending portion of this component has a planar bearing surface, which is connected to the end of the bobbin and the housing. Due to the disk-shaped arrangement, this component is referred to below as a cone disk.
  • the storage and guidance of the cylindrical armature in the opening of the magnetic body takes place in a bearing sleeve.
  • the axially extending portion of the sleeve engages over the cone at its open end.
  • the bearing sleeve can be configured as a pot closed on one side or as a tube.
  • the yoke of the magnetic body is arranged on the end of the bobbin opposite the cone. Similar to the conical disk, this disk-shaped component has a central opening which is partially or completely penetrated by the end of the bearing sleeve.
  • the component referred to below as a yoke disc has a radial recess or a passage and is in contact with its axial inner region with the bearing sleeve. By contrast, the outer axial region is firmly connected to the flow-guiding housing at this point.
  • the individual components of the magnet such as the yoke disc, the housing and the cone disc are individually connected together in a special joining and pressing process and formed into a hollow body according to the prior art.
  • the individual components are put together and connected to each other at the joints by clamping.
  • a large clearance is required, which results in high concentricity deviations during caulking (DE 102 38 840 A1).
  • a manufacturing method for a solenoid is known in which individual components of the magnet are summarized prior to final assembly in advance to form several modules. The individual assemblies are then assembled into a finished magnet.
  • the armature is first equipped with the actuating rod and inserted into the guide sleeve or in the guide tube in. Since an axial skewing of the armature in the bearing sleeve is responsible for magnetic transverse forces, the guide diameter of the armature and the sleeve or of the tube are manufactured in one clamping in order to keep concentricity deviations minimal.
  • the cylindrical cone is inserted into the storage / guide sleeve and firmly connected at its optimum position, taking into account the stroke of the armature with the wall of the sleeve or the tube in this position.
  • the cartridge-shaped subassembly thus formed is then subsequently installed in the hollow body, which represents a further subassembly, formed from the housing with inserted coil, the yoke disc and the cone disc.
  • the improvement of the hysteresis is achieved by centering the magnetic flux in the flux-guiding parts of the magnetic body, whereby lateral forces are reduced. It will reach a uniform magnetic air gap around the anchor.
  • the guide body (sleeve or tube), stored after installation centrally to the yoke disc and the pole. The individual components can thus be manufactured and assembled with less play.
  • the manufacturing method for the magnet is based on the known modular system, which consists of several components of the first individual components of the magnetic body form, which can also be used for other applications, and assemble the magnets from given assemblies.
  • the yoke disc is placed only loosely during manufacture on the flat surface of the housing end and aligned in this position on the bearing sleeve. Subsequently, the fixation takes place axially on the plane surface of the housing end. As a result, no transverse forces at the connection point that cause the joining process occur at this point.
  • the yoke disc can thus be placed on the guide sleeve with very close clearance in the production process and in this position will be connected to the planar surface of the housing.
  • the yoke disc is not pressed into the housing during production, but is loosely placed on it and the plane surface is connected to the housing end.
  • the guide sleeve or the guide tube is installed stress-free and centered with the yoke disc.
  • the preferred type of joint for connecting the yoke disc to the housing is welding, which offers advantages over caulking of the components.
  • the non-positive and / or positive joining of the two modules is advantageously carried out by pressing in, caulking or welding.
  • the bearing sleeve is positively and / or positively connected only with the cone, which is positively and / or positively connected to the cone disk. This compound is preferably welded.
  • a radial seal is provided between the bearing tube or the Lagerh ⁇ lse and the cone, which is designed in particular as O-rings. This is the case when the magnet space is tightly filled with oil or gasoline or other medium.
  • the housing is advantageously non-positively and / or positively connected with the cone disk.
  • This compound which is usually caulked or welded, is particularly advantageous in the design of the magnet when conical disk and cone, so the entire pole, form a single component.
  • this component projects radially outward at the open end of the cartridge.
  • the pole comprises two separate components - the cylindrical cone and the radially mounted on the cone pole disk -, the junction cone / conical disk is non-positively and / or positively connect with each other.
  • the cylindrical cone advantageously at its end facing the conical disk on a radially extending annular elevation, which serves as an axial stop in the introduction of the cone disk on the cone.
  • the flux-guiding housing is advantageously designed as a tubular jacket made of a stampable and bendable material.
  • the tubular material is rolled around the interior of the magnet.
  • the "rolled" jacket and the use of a thin-walled tube is possible as a housing in which the necessary openings for the connecting flange and other components are punched in advance.
  • the coil has cams on its plane surface in the axial direction. These press during assembly in the bearing surface of the yoke disc. The coil is axially fixed in the "cage" of the housing through the cone disc and yoke disc.
  • connection of the yoke disc with the flat surface of the housing end and the orientation in this position on the bearing sleeve or the bearing tube advantageously two production methods are applicable.
  • anchor and the bearing sleeve or the bearing tube form a first assembly, which are joined together to form a cartridge-shaped body.
  • the housing with the coil, the conical disk and the yoke disk are combined to form a second assembly and assembled into a cylindrical, hollow-shaped structure.
  • the cartridge-shaped structure is then introduced into the coaxial opening of the hollow body and both structures are non-positively and / or positively connected to each other.
  • the yoke plate is connected to the housing end prior to insertion of the cartridge into the hollow body.
  • the cartridge is only radially centered after insertion into the hollow body in the yoke disc.
  • the yoke disc is loosely attached to the cartridge and is guided therein only radially.
  • the axial guidance takes place at the opposite end by the stop of the cone with the conical disk. The stop at the axial end of the cone is thereby pressed into the cone disk.
  • the yoke disc and the cone disc are advantageously aligned during joining to the hollow body with a teaching mandrel.
  • the joining to the hollow body takes place in one clamping, wherein the coil is inserted in the clamping.
  • After the loose introduction of the anchor in its guide sleeve or against a stop in the execution as a tube is introduced in the stroke distance to the anchor of the cone in the bearing tube or bearing sleeve and connected to the inner wall of the tube or sleeve in annular grooves of the cone.
  • the attachment of the cartridge in the hollow body can advantageously be realized in a similar manner. If an axial stop for the cartridge is present in both directions, it can also be inserted loosely into the hollow body.
  • the yoke plate in contrast to the method described above, not placed on the "empty" hollow body, but as the last step in the magnet manufacturing, after all other modules are joined, attached to the flat surface of the housing.
  • a cartridge formation of the assembly of the guide tube or the guide sleeve and the armature which is inserted in advance in the guide sleeve.
  • the anchor When designed as a pipe must be ensured by mounting means that the anchor is secured at its the yoke disc facing the end against falling out.
  • a second assembly is formed from the cone and the cone disk.
  • the cone disk is pushed onto the outer wall of the cylinder-shaped end facing away from the armature and is positively and / or positively connected there.
  • the cone has at this end an annular radial elevation. This serves both as centering and as a stop for the cone disk to be introduced.
  • the tubular housing On this structure then the tubular housing is placed.
  • the third assembly comprises a cylindrical body consisting of first and second assemblies.
  • the guide sleeve or guide tube assembly with armature (first module) opens the cone with cone disk (second assembly) fixed and assembled.
  • the housing is placed on the third module and the coil is inserted into the housing.
  • the yoke disc is placed on the entire third assembly.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of the lifting magnet.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first variant of the manufacturing method of the magnet of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows an alternative variant of the manufacturing method of the magnet of FIG. 1.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of a solenoid in the design of a pot magnet, which is used as an actuator for different valve devices and valve functions.
  • the pilot and switching valves used for the application are, for example, made by the solenoid according to the invention.
  • the solenoid shown in Fig. 1 can also be used in the function as a proportional solenoid, which establishes a proportional relationship between the applied current and the lifting movement or magnetic force.
  • a housing 1 guiding the magnetic flux with a cylindrical coil body 10 embedded in it can be seen.
  • a current-carrying coil 4 is integrated in the bobbin 10.
  • the power is supplied from the outside via an electrical connection point 11, which is externally attached to the housing 1 via a radial connecting flange 12.
  • the housing 1 forms an outer jacket as environmental protection and consists of a rolled around the interior of the magnet, magnetic material, which consists of stamped parts or of a stamped tube. The ends of the shell are connected together in an axially extending connection.
  • the pole of the magnet is arranged, which has a conical disk 2 as a radially extending region, which is connected to the bobbin 10 and a flat surface of the housing 1 arranged there. This is done by attaching with laser or with the help of a TIG welding torch (Tungsten Innert gas welding).
  • TIG welding torch Tungsten Innert gas welding
  • the armature 6 is designed as a cylindrical piston and is movably arranged in a guide and / or bearing sleeve 5, which is arranged in the opening of the hollow body 14. Magnetic force causes the armature 6 strokes in the direction of the magnetic pole.
  • the right stroke limit for the armature 6 forms the sleeve bottom 18.
  • the magnetic space in the bearing sleeve with a medium Is filled. So that the medium can flow off during the lifting movement, the armature piston 6 can additionally have two longitudinal bores, as shown in FIG. 1.
  • the magnetic pole additionally has an axial region, which is arranged for the most part in the bearing sleeve 5 and is encompassed by it.
  • This cylindrical member forms the cone 3, which additionally has a central passage 15 which is penetrated by an actuating rod 8 which is connected at its one end to the armature 6 and the other end, the lifting movement of the armature 6 on an actuator (valve spool o. ⁇ hnl .) transmits for the follower element.
  • the bearing of the armature 6 takes place exclusively via the actuating rod 8 at a bearing point 16 in the passage 15 of the cone 3.
  • the bearing and guide sleeve 9 is fixed force and / or positive fit only on the cone 3.
  • the cone 3 has, at its end facing the armature 6, a control cone 9 (armature counterpart) with a contour sloping counter to the stroke direction and a recess 17 which engages in a correspondingly configured recess 13 of the armature 6.
  • the contour design directly influences the force - stroke characteristic of the magnet.
  • the cone 3 At its end facing away from the armature 6, the cone 3 has an annular elevation 21, which serves as a centering or stop for the conical disk 2 fastened there, which is axially non-positive and / or positive at its inner diameter with the cone 3. is connected conclusively and is fixed with its radial surface with the bobbin 10 and the housing 1.
  • the bearing sleeve 5 engages with its sleeve bottom 18 facing the end of the inner diameter of the yoke disc 7. It is only radially aligned with the bearing sleeve 5. At this point, no positive and / or positive connection is provided.
  • the sleeve bottom 18 thus forms the right, axial boundary of the magnet.
  • the magnet can be assembled in two different ways, with both manufacturing methods in common, that the individual components of the magnet are combined to form assemblies and assembled different assemblies to the finished magnet.
  • the modular system used in this case is thus suitable for different applications.
  • the cone 3, the armature 6 with attached actuating rod 8 and the bearing sleeve 5 are combined to form a first assembly (cartridge 19), as shown in the left-hand area of FIG.
  • the armature 6 is gripped, for example, from a pallet supply, equipped with the actuation rod 8 and inserted into the bearing sleeve 5.
  • the cone 3 is pressed into the bearing sleeve 5 and can be tightly welded with laser or with the TIG welding torch.
  • the second subassembly forms the hollow body 14, which comprises the conical disk 2, the reel body 10 with inserted reel 4, the housing 1 and the yoke disk 7. This is shown in the right-hand area of FIG. 2.
  • the four components are aligned in a single clamping with a teaching mandrel, initially in the bobbin 10, the coil 4 is inserted and introduced into the housing 1 only.
  • These components form a central part of the hollow body 14, des- sen left end parts of the cone disc 2 and the right end parts of the yoke disc 7 forms. Both components are attached to the central part and connected to each other either by laser or the TIG welding torch to the hollow body 14.
  • the cartridge 19 is loosely inserted in the direction of arrow 20 to the stop of the annular elevation 21. Both modules are pressed together.
  • the two assemblies are then fixed together and put together.
  • the housing 1 is placed on the thus formed third assembly.
  • the bobbin 10 with the coil 4 is inserted via a fourth structural group formed in this way.
  • the yoke plate 7 is fixed on the bearing sleeve 5 from the right and pressed against the housing plan surface 22 and welded thereto.
  • the joint cone / conical disk is aligned together with the yoke disc 7 and non-positively and / or positively connected.

Abstract

The invention relates to a lifting magnet comprising a hollow cylindrical magnet body which comprises a housing (1) that guides the magnetic flux, in which a cylindrical, current-carrying coil (4) is axially mounted, a disk-shaped yoke (7) and a pole having an area (cone 3) which extends in an axial manner and an area (disk 2) which extends from the cone in a radial manner. A cylindrical anchor (6) is mounted and guided in a bearing sleeve (5) and/or a bearing tube inside the magnet body for carrying out an axial lifting movement and the bearing sleeve (5) and/or the bearing tube impinges upon the cone (3) on the end thereof which is oriented away from the yoke disk (7) and totally or partially impinges upon the yoke disk (7) on the other end thereof. The invention is characterised in that the yoke disk (7) is oriented radially on the bearing sleeve (5) and/or on the bearing tube and is connected axially to the flat surfaces (22) of the housing (1). The invention also relates to a method for producing the magnets.

Description

Hubmagnet sowie Verfahren zu seiner Herstellung Solenoid and method for its production
Die Erfindung betrifft einen Hubmagneten entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Herstellungsverfahren eines solchen Magneten entsprechend dem Anspruch 11.The invention relates to a lifting magnet according to the preamble of claim 1 and a manufacturing method of such a magnet according to claim 11.
Hubmagnete sind Betätigungsmagnete, mit denen Schalt- o- der Regelfunktionen getätigt werden. Der Anker als Betätigungselement kann dabei beliebige Zwischenpositionen einnehmen und muss diese auch bei Gegenkräften halten. Je nach Kopplung mit dem in der Funktionskette folgenden Wirkelemente (z.B. Ventile) arbeiten Hubmagnete entweder drückend oder ziehend. Die Rückkehr in die stromlose Hubausgangsstellung erfolgt meist durch eine gegen die Magnetkraft wirkende Druckfeder.Solenoids are actuating solenoids with which switching or control functions are performed. The anchor as an actuator can take any intermediate positions and must hold them even with opposing forces. Depending on the coupling with the active elements (eg valves) following in the functional chain, the lifting magnets work either pushing or pulling. The return to the currentless stroke output position usually takes place by a force acting against the magnetic force compression spring.
Eine weit verbreitete Konstruktionsform von Hubmagneten ist der Topfmagnet. Diese Magnetkonstruktion besteht aus mindestens drei magnetischen Komponenten: einem zylinderförmigen, hohlen Magnetkörper, der aus Pol, Joch und einem unmagnetischem, flussführenden Gehäuse aufgebaut ist, darin eingelassen ist ein sich axial erstreckender zylinderförmiger Spulenkörper mit stromführender Spule, sowie der zylinderförmige Anker, an dessen Ende in Hubrichtung eine Führungsstange als Betätigungselement angeordnet ist und der innerhalb des Magnetkörpers die Hubbewegungen durchführt (DE 44 39 422 A1 ).A widely used construction form of lifting magnets is the pot magnet. This magnetic construction consists of at least three magnetic components: a cylindrical, hollow magnetic body, which is composed of pole, yoke and a non-magnetic, flux-conducting housing, embedded therein is an axially extending cylindrical coil body with current-carrying coil, and the cylindrical armature, at its end in the stroke direction, a guide rod is arranged as an actuating element and carries out the lifting movements within the magnetic body (DE 44 39 422 A1).
In vielen Konstruktionen wird der Pol des Magnetkörpers aus Fertigungsgründen in einen axialen zylindrischen Bereich und radialen Bereich aufgeteilt. Beide Bereiche sind entweder ein Bauteil (DE 44 38 158 A1 ), oder könne aus Herstellungsgründen auch aus jeweils zwei unterschiedlichen Bauteilen bestehen.In many constructions, the pole of the magnetic body is divided into an axial cylindrical region and a radial region for manufacturing reasons. Both areas are either a component (DE 44 38 158 A1), or could for manufacturing reasons also consist of two different components.
Der axiale Bereich des Poles, der im Folgenden als Konus bezeichnet wird, ist im Wesentlichen ein zylinderförmiger Körper, der in der Öffnung des Magnetkörpers angeordnet ist. Er weist an seiner dem Anker zugewandten Ende eine in Richtung des Ankers abfallende Kontur auf, die so gestaltet sind, dass die durch Magnetkraft erzeugte Hubkraft proportional dem angelegten Strom in der Spule ist (DE 44 39 422 A19). In seinem Inneren weist das zylinderförmige Bauteile eine zentrale Durchgangsbohrung auf, die von der Betätigungsstange des Ankers durchgriffen wird.The axial region of the pole, which is referred to below as a cone, is essentially a cylindrical body, which is arranged in the opening of the magnetic body. It has at its end facing the armature a sloping in the direction of the armature contour, which are designed so that the lifting force generated by magnetic force is proportional to the applied current in the coil (DE 44 39 422 A19). In its interior, the cylindrical components on a central through hole, which is penetrated by the actuating rod of the armature.
Der radiale Bereich des Poles ist scheibenförmig und mit einer zentralen Öffnung versehen, deren axialer Bereich mit dem Außendurchmesser des Konuses verbunden ist. Der radial sich erstrecken- de Bereich dieses Bauteils weist eine planare Auflagefläche auf, die mit dem Ende des Spulenkörpers und dem Gehäuse verbunden wird. Auf Grund der scheibenförmigen Anordnung wird dieses Bauteil im Folgenden als Konusscheibe bezeichnet.The radial region of the pole is disk-shaped and provided with a central opening whose axial region is connected to the outer diameter of the cone. The radially extending portion of this component has a planar bearing surface, which is connected to the end of the bobbin and the housing. Due to the disk-shaped arrangement, this component is referred to below as a cone disk.
Die Lagerung und Führung des zylindrischen Ankers in der Öffnung des Magnetkörpers erfolgt in einer Lagerhülse. Der axial erstreckende Bereich der Hülse übergreift an seinem offenen Ende den Konus. Die Lagerhülse kann dabei als einseitig verschlossener Topf oder als Rohr ausgestaltet sein.The storage and guidance of the cylindrical armature in the opening of the magnetic body takes place in a bearing sleeve. The axially extending portion of the sleeve engages over the cone at its open end. The bearing sleeve can be configured as a pot closed on one side or as a tube.
Das Joch des Magnetkörpers ist an dem dem Konus entge- gengesetzten Ende des Spulenkörpers angeordnet. Ähnlich wie die Konusscheibe weist dieses scheibenförmige Bauteil eine zentrale Öffnung auf, die teilweise oder ganz von dem Ende der Lagerhülse durchgriffen ist. Das im Folgenden als Jochscheibe bezeichnete Bauteil weist eine radiale Ausnehmung oder einen Durchgang auf und ist mit seinem axialen inneren Bereich mit der Lagerhülse in Kontakt. Der äußere axiale Bereich ist dagegen fest mit dem flussführenden Gehäuse an dieser Stelle verbunden.The yoke of the magnetic body is arranged on the end of the bobbin opposite the cone. Similar to the conical disk, this disk-shaped component has a central opening which is partially or completely penetrated by the end of the bearing sleeve. The component referred to below as a yoke disc has a radial recess or a passage and is in contact with its axial inner region with the bearing sleeve. By contrast, the outer axial region is firmly connected to the flow-guiding housing at this point.
Bei der Herstellung eines Hubmagneten in Topfbauweise werden nach dem Stand der Technik die Einzelbauteile des Magneten, wie die Jochscheibe, das Gehäuse und die Konusscheibe in einem speziellen Füge- und Pressverfahren einzeln miteinander verbunden und zu einem Hohlkörper geformt. Die einzelnen Bauteile werden zusammengesteckt und an den Fügestellen mit einander durch Ver- stemmen verbunden. Zum Zusammenbau wird ein großes Spiel be- nötigt, das beim Verstemmen große Rundlaufabweichungen zur Folge hat (DE 102 38 840 A1 ).In the production of a lifting magnet in pot construction, the individual components of the magnet, such as the yoke disc, the housing and the cone disc are individually connected together in a special joining and pressing process and formed into a hollow body according to the prior art. The individual components are put together and connected to each other at the joints by clamping. For assembly, a large clearance is required, which results in high concentricity deviations during caulking (DE 102 38 840 A1).
Aus der Praxis ist ein Herstellungsverfahren für einen Hubmagneten bekannt, bei dem einzelnen Bauteile des Magneten vor der Endmontage vorab zu mehreren Baugruppen zusammengefasst werden. Die einzelnen Baugruppen werden anschließend zum fertigen Magneten zusammengebaut. In einem separaten Herstellungsverfahren wird der Magnetanker zunächst mit der Betätigungsstange bestückt und in die Führungshülse bzw. in das Führungsrohr in eingesetzt. Da eine axiale Schiefstellung des Ankers in der Lagerhülse für magnetische Querkräfte verantwortlich ist, werden die Führungsdurchmesser des Ankers und der Hülse bzw. des Rohres in einer Aufspannung gefertigt, um Rundlaufabweichungen minimal zu halten. Der zylinderförmige Konus wird in die Lagerungs- / Führungs- hülse eingesetzt und an seiner optimalen Position unter Beachtung des Hubweges des Ankers mit der Wandung der Hülse bzw. des Rohres in dieser Stellung fest verbunden. Die so gebildete patronen- förmige Baugruppe wird dann anschließend in dem Hohlkörper eingebaut, der eine weitere Baugruppe darstellt, gebildet aus dem Ge- häuse mit eingelegter Spule, der Jochscheibe und der Konusscheibe.From practice, a manufacturing method for a solenoid is known in which individual components of the magnet are summarized prior to final assembly in advance to form several modules. The individual assemblies are then assembled into a finished magnet. In a separate manufacturing process, the armature is first equipped with the actuating rod and inserted into the guide sleeve or in the guide tube in. Since an axial skewing of the armature in the bearing sleeve is responsible for magnetic transverse forces, the guide diameter of the armature and the sleeve or of the tube are manufactured in one clamping in order to keep concentricity deviations minimal. The cylindrical cone is inserted into the storage / guide sleeve and firmly connected at its optimum position, taking into account the stroke of the armature with the wall of the sleeve or the tube in this position. The cartridge-shaped subassembly thus formed is then subsequently installed in the hollow body, which represents a further subassembly, formed from the housing with inserted coil, the yoke disc and the cone disc.
Das beschriebene bekannte Herstellungsverfahren weist aber erhebliche Nachteile auf. Durch das Spiel und den Fertigungstole- ranzen der Einzelteile, die für das Verstemmen erforderlich sind, entsteht beim Zusammenbau sowohl bei der Herstellung des Baugruppen (Hohlkörpers, Patrone) als auch beim Zusammenbau zum kompletten Magneten ein hoher Streufluss des magnetische Flusses, der zu Kraftverlusten und großen Hysteresen des Magneten führt. Ferner entstehen zwischen den einzelnen Bauteilen und Gruppen beim Zusammenfügen mechanische Spannungen, welche die Geometrie verzerren und magnetische Streuflüsse erzeugen. Dies betrifft insbesondere die durch das Zusammenfügen erzeugte nichtzentrischen Ankerführung im Führungsrohr bzw. der Führungshülse. Die dadurch erzeugte radiale Querkraft bewirkt ebenfalls hohe Hystereseverluste. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die zu große Hysterese des gattungsgemäßen Hubmagneten zu verringern. Gelöst wird die Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff vorrichtungsmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und herstellungsmä- ßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 11.However, the known manufacturing method described has considerable disadvantages. Due to the play and the production tolerances of the individual parts which are required for caulking, when assembling the assembly (hollow body, cartridge) as well as during assembly to the complete magnet, a high stray flux of the magnetic flux, resulting in power losses and large hystereses of the magnet leads. Furthermore, mechanical stresses occur between the individual components and groups during assembly, which distort the geometry and generate magnetic leakage fluxes. This concerns in particular the non-centered armature guide produced by the joining in the guide tube or the guide sleeve. The resulting radial transverse force also causes high hysteresis. It is the object of the invention to reduce the excessive hysteresis of the generic lifting magnet. The problem is solved in connection with the preamble in terms of apparatus by the characterizing features of claim 1 and manufacture by the characterizing features of claim 11.
Die Verbesserung der Hysterese wird durch eine Zentrierung des Magnetflusses in den flussführenden Teilen des Magnetkörpers erreicht, wodurch Querkräfte vermindert werden. Es wird ein gleichmäßiger magnetischer Luftspalt ringsum den Anker erreicht. Der Führungskörper (Hülse oder Rohr), lagert nach der Montage mittig zu der Jochscheibe und dem Pol. Die Einzelbauteile können somit mit geringerem Spiel hergestellt und zusammengefügt werden.The improvement of the hysteresis is achieved by centering the magnetic flux in the flux-guiding parts of the magnetic body, whereby lateral forces are reduced. It will reach a uniform magnetic air gap around the anchor. The guide body (sleeve or tube), stored after installation centrally to the yoke disc and the pole. The individual components can thus be manufactured and assembled with less play.
Das Herstellungsverfahren für den Magneten beruht auf dem an sich bekannten Baukastensystem, das darin besteht, aus einzel- nen Bauteilen des Magnetkörpers zunächst mehrere Baugruppen zu bilden, die auch für andere Anwendungsfälle Verwendung finden können, und den Magneten aus vorgegebenen Baugruppen zusammenzubauen. Die Jochscheibe wird bei der Herstellung auf die Planfläche des Gehäuseendes nur lose aufgelegt und in dieser Lage auf die Lagerhülse ausgerichtet. Anschließend erfolgt erst die Fixierung axial auf die Planfläche des Gehäuseendes. Dadurch treten an dieser Stelle keine durch den Fügevorgang verursachenden Querkräfte an der Verbindungsstelle auf. Die Jochscheibe kann somit beim Her- stellungsprozess mit sehr engem Spiel auf die Führungshülse aufge- setzt werden und wird in dieser Lage mit der Planfläche des Gehäuses verbunden werden.The manufacturing method for the magnet is based on the known modular system, which consists of several components of the first individual components of the magnetic body form, which can also be used for other applications, and assemble the magnets from given assemblies. The yoke disc is placed only loosely during manufacture on the flat surface of the housing end and aligned in this position on the bearing sleeve. Subsequently, the fixation takes place axially on the plane surface of the housing end. As a result, no transverse forces at the connection point that cause the joining process occur at this point. The yoke disc can thus be placed on the guide sleeve with very close clearance in the production process and in this position will be connected to the planar surface of the housing.
Anders als im Stand der Technik vorgegeben, wird bei der Herstellung die Jochscheibe nicht in das Gehäuse eingepresst, sondern auf dieses nur lose aufgesetzt und die Planfläche mit dem Ge- häuseende verbunden. Die Führungshülse bzw. das Führungsrohr wird spannungsfrei eingebaut und mit der Jochscheibe zentriert. Die bevorzugte Fügungsart für die Verbindung der Jochscheibe zum Gehäuse ist das Schweißen, das gegenüber dem Verstemmen der Bauteile Vorteile bietet. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann nach derUnlike the prior art, the yoke disc is not pressed into the housing during production, but is loosely placed on it and the plane surface is connected to the housing end. The guide sleeve or the guide tube is installed stress-free and centered with the yoke disc. The preferred type of joint for connecting the yoke disc to the housing is welding, which offers advantages over caulking of the components. In an advantageous embodiment of the invention, according to the
Ausrichtung der Jochscheibe auf der Lagerhülse bzw. auf dem Lagerrohr auch die Konusscheibe in der gleichen Art kraft - und /oder formschlüssig miteinander verbunden werden, wobei auch hier als Fügungsart das Schweißen bevorzugt wird. Das kraft- und / oder formschlüssige Fügen der beiden Baugruppen erfolgt untereinander vorteilhaft durch Einpressen, Einstemmen oder Verschweißen. Die Lagerhülse ist nur mit dem Konus kraft- und / oder formschlüssig verbunden, der mit der Konusscheibe kraft- und /oder formschlüssig verbunden ist. Diese Verbindung ist bevorzugt verschweißt. In einer druckdichter Ausführung des Magneten, z. B. als Betätigungsmagnet für ein Ventil in der Folgekette, ist zwischen dem Lagerrohr bzw. der Lagerhϋlse und dem Konus eine radiale Abdichtung vorgesehen, die insbesondere als O-Ringe ausgeführt ist. Dies ist der Fall, wenn der Magnetraum dicht mit Öl oder Benzin oder einem anderen Medium gefüllt ist.Alignment of the yoke disc on the bearing sleeve or on the bearing tube and the conical disk in the same way non - positively and / or positively connected to each other, wherein also here as the joining type welding is preferred. The non-positive and / or positive joining of the two modules is advantageously carried out by pressing in, caulking or welding. The bearing sleeve is positively and / or positively connected only with the cone, which is positively and / or positively connected to the cone disk. This compound is preferably welded. In a pressure-tight version of the magnet, z. B. as an actuating magnet for a valve in the sequence chain, a radial seal is provided between the bearing tube or the Lagerhϋlse and the cone, which is designed in particular as O-rings. This is the case when the magnet space is tightly filled with oil or gasoline or other medium.
Das Gehäuse ist vorteilhaft mit der Konusscheibe kraft- und / oder formschlüssig verbunden. Diese Verbindung, die meist verstemmt oder verschweißt ist, ist insbesondere bei der Ausführung des Magneten vorteilhaft, wenn Konusscheibe und Konus, also der gesamte Pol, ein einziges Bauteil bilden. Bei dieser Anordnung ragt dieses Bauteil (die Polscheibe) am offenen Ende der Patrone radial heraus.The housing is advantageously non-positively and / or positively connected with the cone disk. This compound, which is usually caulked or welded, is particularly advantageous in the design of the magnet when conical disk and cone, so the entire pole, form a single component. In this arrangement, this component (the pole piece) projects radially outward at the open end of the cartridge.
Wenn jedoch, wie ganz besonders bevorzugt wird, der Pol zwei separate Bauteilen umfasst - den zylinderförmige Konus und die radial auf dem Konus aufgesetzten Polscheibe -, ist die Verbindungsstelle Konus/ Konusscheibe kraft- und /oder formschlüssig mit einander zu verbinden.However, if, as is very particularly preferred, the pole comprises two separate components - the cylindrical cone and the radially mounted on the cone pole disk -, the junction cone / conical disk is non-positively and / or positively connect with each other.
Der zylinderförmige Konus, weist vorteilhaft an seinem der Konusscheibe zugewandten Ende eine radial sich erstreckende ringförmige Erhebung auf, die als axialer Anschlag bei der Einführung der Konusscheibe auf den Konus dient.The cylindrical cone, advantageously at its end facing the conical disk on a radially extending annular elevation, which serves as an axial stop in the introduction of the cone disk on the cone.
Als mechanischen Schutz gegen außen ist vorteilhaft das flussführende Gehäuse als rohrförmiger Mantel aus einem aus stanzbaren und biegbarem Material ausgeführt. Das rohrförmige Material wird um das Innere des Magneten gerollt. Als Alternative zum „gerollten" Mantel ist auch die Verwendung eines dünnwandigen Rohres als Gehäuse möglich, in dem vorab die erforderlichen Öffnungen für den Anschlußflansch und weitere Bauteile eingestanzt sind. Für die Zentrierung der Jochscheibe mit der Spule ist es vorteilhaft, wenn die Spule an ihrem Planfläche in axialer Richtung Nocken aufweist. Diese drücken sich beim Zusammenbau in die Auflagefläche der Jochscheibe ein. Die Spule ist im „Käfig" des Gehäuses durch die Konusscheibe und Jochscheibe axial fixiert.As a mechanical protection against the outside, the flux-guiding housing is advantageously designed as a tubular jacket made of a stampable and bendable material. The tubular material is rolled around the interior of the magnet. As an alternative to the "rolled" jacket and the use of a thin-walled tube is possible as a housing in which the necessary openings for the connecting flange and other components are punched in advance. For the centering of the yoke disc with the coil, it is advantageous if the coil has cams on its plane surface in the axial direction. These press during assembly in the bearing surface of the yoke disc. The coil is axially fixed in the "cage" of the housing through the cone disc and yoke disc.
Bei der Verbindung der Jochscheibe mit der Planfläche des Gehäuseendes und der Ausrichtung in dieser Lage auf der Lagerhülse bzw. dem Lagerrohr sind vorteilhaft zwei Herstellungsverfahren anwendbar. In dem ersten Herstellungsverfahren bilden Konus, Anker und die Lagerhülse bzw. das Lagerrohr eine erste Baugruppe, die zu einem patronenförmigen Baukörper zusammengefügt werden. Das Gehäuse mit der Spule, die Konusscheibe und die Jochscheibe werden zu einer zweiten Baugruppe zusammengefasst und zu einem zylinderförmigen, hohlförmigen Baukörper zusammengefügt. Der patronenförmige Baukörpers wird anschließend in die koaxiale Öffnung des Hohlkörpers eingeführt und beide Baukörper werden kraft- und /oder formschlüssig mit einander verbunden. Vorteilhaft wird bei diesem Verfahren die Jochscheibe vor dem Einführen der Patrone in den Hohlkörper mit dem Gehäuseende verbunden. Die Patrone wird nach dem Einführen in den Hohlkörper in der Jochscheibe nur radial zentriert. Die Jochscheibe liegt lose an die Patrone und wird darin nur radial geführt. Die axiale Führung erfolgt am gegenüberliegenden Ende durch den Anschlag des Konusses mit der Konusscheibe. Der Anschlag am axialen Konusende wird dabei in die Konusscheibe ein- gepresst.In the connection of the yoke disc with the flat surface of the housing end and the orientation in this position on the bearing sleeve or the bearing tube advantageously two production methods are applicable. In the first manufacturing method cone, anchor and the bearing sleeve or the bearing tube form a first assembly, which are joined together to form a cartridge-shaped body. The housing with the coil, the conical disk and the yoke disk are combined to form a second assembly and assembled into a cylindrical, hollow-shaped structure. The cartridge-shaped structure is then introduced into the coaxial opening of the hollow body and both structures are non-positively and / or positively connected to each other. Advantageously, in this method, the yoke plate is connected to the housing end prior to insertion of the cartridge into the hollow body. The cartridge is only radially centered after insertion into the hollow body in the yoke disc. The yoke disc is loosely attached to the cartridge and is guided therein only radially. The axial guidance takes place at the opposite end by the stop of the cone with the conical disk. The stop at the axial end of the cone is thereby pressed into the cone disk.
Die Jochscheibe und die Konusscheibe werden während des Fügens zum Hohlkörper vorteilhaft mit einem Lehrdorn ausgerichtet. Die Fügung zum Hohlkörper erfolgt in einer Aufspannung, wobei in der Aufspannung die Spule eingelegt wird. Nach dem losen Einführen des Ankers in seine Führungshülse oder gegen einen Anschlag bei der Ausführung als Rohr wird im Hubabstand zum Anker der Konus in das Lagerrohr bzw. Lagerhülse eingeführt und mit der Innenwandung des Rohres oder der Hülse in Ringnuten des Konus verbunden. Die Befestigung der Patrone im Hohlkörper kann vorteilhaft in ähnliche Weise realisiert werden. Falls ein axialer Anschlag für die Patrone in beiden Richtungen vorhanden ist, kann sie auch lose in den Hohlkörper eingesteckt werden.The yoke disc and the cone disc are advantageously aligned during joining to the hollow body with a teaching mandrel. The joining to the hollow body takes place in one clamping, wherein the coil is inserted in the clamping. After the loose introduction of the anchor in its guide sleeve or against a stop in the execution as a tube is introduced in the stroke distance to the anchor of the cone in the bearing tube or bearing sleeve and connected to the inner wall of the tube or sleeve in annular grooves of the cone. The attachment of the cartridge in the hollow body can advantageously be realized in a similar manner. If an axial stop for the cartridge is present in both directions, it can also be inserted loosely into the hollow body.
In dem zweiten Herstellungsverfahren wird die Jochscheibe, in Abänderung zu dem oben beschriebenen Verfahren, nicht auf den „leeren" Hohlkörper aufgesetzt, sondern als letzter Verfahrensschritt bei der Magnetherstellung, nachdem alle übrigen Baugruppen zusammengefügt sind, an die Planfläche des Gehäuses befestigt.In the second manufacturing method, the yoke plate, in contrast to the method described above, not placed on the "empty" hollow body, but as the last step in the magnet manufacturing, after all other modules are joined, attached to the flat surface of the housing.
Es erfolgt zunächst ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Verfahren eine Patronenbildung der Baugruppe aus dem Führungsrohr bzw. der Führungshülse und dem Anker, der vorab in die Führungshülse eingefügt wird. Bei der Ausführung als Rohr muss durch Montagemittel sichergestellt werden, dass der Anker an seinem der Jochscheibe zugewandten Ende gegen Herausfallen gesichert ist. Eine zweite Baugruppe wird aus dem Konus und der Konusscheibe gebildet. Die Konusscheibe wird auf der Aussenwandung des zylinderförmigen an seinem dem Anker abgewandten Ende aufgeschoben und dort kraft und / oder formschlüssig verbunden. Der Konus weist an diesem Ende eine ringförmige radiale Erhebung auf. Diese dient sowohl als Zentrierung als auch als Anschlag für die einzuführende Konusscheibe. Auf dieses Gebilde wird dann das rohrförmige Gehäuse aufgesetzt.Initially, similar to the method described above, a cartridge formation of the assembly of the guide tube or the guide sleeve and the armature, which is inserted in advance in the guide sleeve. When designed as a pipe must be ensured by mounting means that the anchor is secured at its the yoke disc facing the end against falling out. A second assembly is formed from the cone and the cone disk. The cone disk is pushed onto the outer wall of the cylinder-shaped end facing away from the armature and is positively and / or positively connected there. The cone has at this end an annular radial elevation. This serves both as centering and as a stop for the cone disk to be introduced. On this structure then the tubular housing is placed.
Die dritte Baugruppe umfasst einen zylindrischen Körper, der aus ersten und der zweiten Baugruppe besteht. Die Baugruppe Füh- rungshülse bzw. Führungsrohr mit Anker (erste Baugruppe) wird auf den Konus mit Konusscheibe (zweite Baugruppe) fixiert und zusammengefügt.The third assembly comprises a cylindrical body consisting of first and second assemblies. The guide sleeve or guide tube assembly with armature (first module) opens the cone with cone disk (second assembly) fixed and assembled.
In einem weiteren Herstellungsprozess wird das Gehäuse auf die dritte Baugruppe aufgesetzt und die Spule in das Gehäuse einge- legt. Als letzter Fϋgevorgang für die Herstellung des Magneten wird die Jochscheibe auf die komplette dritte Baugruppe aufgesetzt.In a further manufacturing process, the housing is placed on the third module and the coil is inserted into the housing. As the last Fϋgevorgang for the production of the magnet, the yoke disc is placed on the entire third assembly.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung der Zeichnung. Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Hubmagneten.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description of the drawings. Fig. 1 shows a cross-sectional view of the lifting magnet.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Variante des Herstellungsverfahrens des Magneten der Fig. 1.2 shows a schematic representation of a first variant of the manufacturing method of the magnet of FIG. 1.
Fig. 3 zeigt eine Alternatiwariante des Herstellungsverfahrens des Magneten der Fig. 1.FIG. 3 shows an alternative variant of the manufacturing method of the magnet of FIG. 1.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Hubmagneten in der Bauform eines Topfmagneten, der als Betätigungseinrichtung für unterschiedliche Ventileinrichtungen und Ventilfunktionen verwendet wird. Bei hydraulischen Steuerungen von Getriebene, zum Umschalten des Getriebes von einer Kupplung auf die Parallelkupplung im Kfz - Bereich, werden zum Beispiel die für den Einsatz verwendeten Pilot- und Schaltventile durch den erfindungsgemäßen Hubmagneten getätigt. Neben der Schaltfunktion kann der in Fig. 1 dargestellte Hubmagnet auch in der Funktion als Proportionalmagnet verwendet werden, der einen proportionalen Zusammenhang zwischen der angelegten Stromstärke und der Hubbewegung bzw. Magnetkraft herstellt.Fig. 1 shows a cross-sectional view of a solenoid in the design of a pot magnet, which is used as an actuator for different valve devices and valve functions. In the case of hydraulic control systems of transmissions, for switching over the transmission from a clutch to the parallel clutch in the motor vehicle sector, the pilot and switching valves used for the application are, for example, made by the solenoid according to the invention. In addition to the switching function, the solenoid shown in Fig. 1 can also be used in the function as a proportional solenoid, which establishes a proportional relationship between the applied current and the lifting movement or magnetic force.
Aus der Querschnittsdarstellung des Magneten gemäß Fig. 1 ist ein magnetflussführendes Gehäuse 1 mit einer darin eingebeteten zylinderförmigen Spulenkörper 10 ersichtlich. In dem Spulenkör- per 10 ist eine stromführende Spule 4 integriert. Die Stromversorgung erfolgt von außen über eine elektrische Anschlussstelle 11 , die außen am Gehäuse 1 über einen radialen Anschlußflansch 12 angebracht ist. Das Gehäuse 1 bildet einen Außenmantel als Umge- bungsschutz und besteht aus einem um das Innere des Magneten gerollten, magnetischen Material, das aus Stanzteilen oder aus einem gestanzten Rohr besteht. Die Enden des Mantels werden in einer axial sich erstreckenden Verbindung miteinander verbunden. Der Magnet der Fig. 1 weist an seinem rechten Ende eine Jochscheibe 7 auf, die an ihrem radialen Außenbereich nicht, wie üblich zwischen den Gehäuse 1 eingepresst ist, sondern dort auf dieses Bauteil zunächst nur lose aufliegt. Sie wird erst in einem späteren Fertigungsschritt mit der Planfläche 22 des Gehäuses 1 verbunden. Auf der linken Seite des Gehäuses 1, in Hubrichtung des Ankers 6, ist der Pol des Magneten angeordnet, der als radial sich erstreckenden Bereich eine Konusscheibe 2 aufweist, die mit dem Spulenkörper 10 und einer dort angeordneten Planfläche des Gehäuse 1 verbunden ist. Dies geschieht durch Anheften mit Laser oder mit Hilfe eines WIG - Schweißbrenners (Wolfram - Innert - Gas Schweißen).From the cross-sectional illustration of the magnet according to FIG. 1, a housing 1 guiding the magnetic flux with a cylindrical coil body 10 embedded in it can be seen. In the bobbin 10, a current-carrying coil 4 is integrated. The power is supplied from the outside via an electrical connection point 11, which is externally attached to the housing 1 via a radial connecting flange 12. The housing 1 forms an outer jacket as environmental protection and consists of a rolled around the interior of the magnet, magnetic material, which consists of stamped parts or of a stamped tube. The ends of the shell are connected together in an axially extending connection. The magnet of Fig. 1 has at its right end to a yoke disc 7, which is not pressed at its radially outer region, as usual between the housing 1, but there initially only loosely rests on this component. It is connected to the planar surface 22 of the housing 1 only in a later manufacturing step. On the left side of the housing 1, in the stroke direction of the armature 6, the pole of the magnet is arranged, which has a conical disk 2 as a radially extending region, which is connected to the bobbin 10 and a flat surface of the housing 1 arranged there. This is done by attaching with laser or with the help of a TIG welding torch (Tungsten Innert gas welding).
Das Gehäuse 1 mit eingelegte Spule 4, die Jochscheibe 7 und der Konusscheibe 2 bilden zusammen einen zylindrischen Hohlkörper 14 (Fig. 2), in dessen Öffnung als Schalt- oder Steuerteil der Magnetanker 6 angeordnet ist, der auf Grund der Bestromung in der Spule 4 axiale Hubbewegungen nach links zum Pol des Magneten ausübt. Fig. 1 zeigt die stromlos offene Position des Hubankers 6. Der Anker 6 ist als zylinderförmiger Kolben ausgeführt und ist in eine Führungs- und /oder Lagerhülse 5 beweglich angeordnet, die in der Öffnung des Hohlkörpers 14 angeordnet ist. Durch Magnetkraft führt der Anker 6 Hubbewegungen in Richtung des Magnetpols aus. Die rechte Hubbegrenzung für den Anker 6 bildet der Hülsenboden 18. In der Darstellung der Fig. 1 ist der Magnetraum in der Lagerhülse mit einem Medium (ÖL, Benzin oder ähnl.) gefüllt. Damit bei der Hubbewegung das Medium abfließen kann, kann der Ankerkolben 6 zusätz- lieh noch zwei durchgehende Längsbohrungen aufweisen, wie in Fig. 1 dargestellt ist.The housing 1 with inserted coil 4, the yoke disc 7 and the cone plate 2 together form a cylindrical hollow body 14 (FIG. 2), in the opening of which the magnet armature 6 is arranged as switching or control part, which due to the current supply in the coil 4 axial strokes to the left to the pole of the magnet exerts. The armature 6 is designed as a cylindrical piston and is movably arranged in a guide and / or bearing sleeve 5, which is arranged in the opening of the hollow body 14. Magnetic force causes the armature 6 strokes in the direction of the magnetic pole. The right stroke limit for the armature 6 forms the sleeve bottom 18. In the illustration of Fig. 1, the magnetic space in the bearing sleeve with a medium (oil, gasoline or ähnl.) Is filled. So that the medium can flow off during the lifting movement, the armature piston 6 can additionally have two longitudinal bores, as shown in FIG. 1.
Neben dem radialen Bereich weist der Magnetpol zusätzlich einen axialen Bereich auf, der zum größten Teil in der Lagerhülse 5 angeordnet ist und von dieser umfasst ist. Dieses zylinderförmige Bauteil bildet den Konus 3, der zusätzlich einen zentralen Durchgang 15 aufweist, der von einer Betätigungsstange 8 durchgriffen wird, die an ihrem einen Ende mit dem Anker 6 verbunden ist und anderenends die Hubbewegung des Ankers 6 auf eine Betätigungseinrichtung (Ventilschieber o. ähnl.) für das Folgeelement überträgt. Die Lagerung des Ankers 6 erfolgt ausschließlich über die Betätigungsstange 8 an einer Lagerstelle 16 im Durchgang 15 des Konus- ses 3. Die Lager- und Führungshülse 9 ist nur am Konus 3 kraft und /oder formschlüssig festgesetzt.In addition to the radial region, the magnetic pole additionally has an axial region, which is arranged for the most part in the bearing sleeve 5 and is encompassed by it. This cylindrical member forms the cone 3, which additionally has a central passage 15 which is penetrated by an actuating rod 8 which is connected at its one end to the armature 6 and the other end, the lifting movement of the armature 6 on an actuator (valve spool o. Ähnl .) transmits for the follower element. The bearing of the armature 6 takes place exclusively via the actuating rod 8 at a bearing point 16 in the passage 15 of the cone 3. The bearing and guide sleeve 9 is fixed force and / or positive fit only on the cone 3.
Der Konus 3 weist an seinem dem Anker 6 zugewandten En- de einen Steuerkonus 9 (Ankergegenstück) mit entgegen der Hubrichtung abfallender Kontur und einer Ausdrehung 17 auf, die in eine entsprechend ausgestaltete Ausnehmung 13 des Ankers 6 eingreift. Die Konturgestaltung beeinflusst direkt die Kraft - Hubkennlinie des Magneten. Bei Bestromung der Spule 4 wird der Anker 6 in den Be- reich des Steuerkonusses 9 hineingezogen.The cone 3 has, at its end facing the armature 6, a control cone 9 (armature counterpart) with a contour sloping counter to the stroke direction and a recess 17 which engages in a correspondingly configured recess 13 of the armature 6. The contour design directly influences the force - stroke characteristic of the magnet. When the coil 4 is energized, the armature 6 is pulled into the region of the control cone 9.
An seinem dem Anker 6 abgewandten Ende weist der Konus 3 eine ringförmige Erhebung 21 auf, die als Zentrierung oder Anschlag für die dort befestigte Konusscheibe 2 dient, die axial an ihrem Innendurchmesser mit dem Konus 3 kraft- und / oder form- schlüssig verbunden ist und mit ihrer radialen Fläche mit dem Spulenkörper 10 und dem Gehäuse 1 befestigt ist.At its end facing away from the armature 6, the cone 3 has an annular elevation 21, which serves as a centering or stop for the conical disk 2 fastened there, which is axially non-positive and / or positive at its inner diameter with the cone 3. is connected conclusively and is fixed with its radial surface with the bobbin 10 and the housing 1.
Die Lagerhülse 5 durchgreift mit ihrem dem Hülsenboden 18 zugewandten Ende den Innendurchmesser der Jochscheibe 7. Sie ist lediglich radial auf die Lagerhülse 5 ausgerichtet. An dieser Stelle ist keine kraft- und / oder formschlüssige Verbindung vorgesehen. Der Hülsenboden 18 bildet somit die rechte, axiale Begrenzung des Magneten.The bearing sleeve 5 engages with its sleeve bottom 18 facing the end of the inner diameter of the yoke disc 7. It is only radially aligned with the bearing sleeve 5. At this point, no positive and / or positive connection is provided. The sleeve bottom 18 thus forms the right, axial boundary of the magnet.
Der Magnet kann auf zwei unterschiedliche Art zusammen gebaut werden, wobei beiden Herstellungsverfahren gemeinsam ist, dass die einzelnen Bauteile des Magneten zu Baugruppen zusam- mengefasst und unterschiedlichen Baugruppen zum fertigen Magneten zusammengebaut werden. Das dabei verwendete Baukastensystem ist somit für unterschiedliche Einsatzbereiche verwendbar. Bei dem Herstellungsverfahren gemäß Fig. 2 werden - wie im linken Bereich der Fig. 2 dargestellt - der Konus 3, der Anker 6 mit befestigter Betätigungsstange 8 und die Lagerhülse 5 zu einer ersten Baugruppe (Patrone 19) zusammengefasst. Der Anker 6 wird hierzu beispielsweise aus einem Palettenvorrat gegriffen, mit der Betäti- gungsstange 8 bestückt und in die Lagerhülse 5 eingesetzt. Im gleichem oder in einem Folgearbeitsgang wird der Konus 3 in die Lagerhülse 5 eingepresst und kann mit Laser oder mit dem WIG Schweißbrenner dicht verschweißt werden.The magnet can be assembled in two different ways, with both manufacturing methods in common, that the individual components of the magnet are combined to form assemblies and assembled different assemblies to the finished magnet. The modular system used in this case is thus suitable for different applications. In the manufacturing method according to FIG. 2, the cone 3, the armature 6 with attached actuating rod 8 and the bearing sleeve 5 are combined to form a first assembly (cartridge 19), as shown in the left-hand area of FIG. For this purpose, the armature 6 is gripped, for example, from a pallet supply, equipped with the actuation rod 8 and inserted into the bearing sleeve 5. In the same or in a subsequent operation of the cone 3 is pressed into the bearing sleeve 5 and can be tightly welded with laser or with the TIG welding torch.
Die zweite Baugruppe bildet der Hohlkörper 14, der die Ko- nusscheibe 2, den Spulenkörper 10 mit eingelegter Spule 4, das Gehäuse 1 und die Jochscheibe 7 umfasst. Dies ist im rechten Bereich der Fig. 2 dargestellt. Die vier Bauteile werden in einer Aufspannung mit einem Lehrdorn ausgerichtet, wobei zunächst im Spulenkörper 10 die Spule 4 eingelegt und in das Gehäuse 1 nur eingeführt wird. Diese Bauteile bilden einen Mittelteil des Hohlkörpers 14, des- sen linke Abschlussteile die Konusscheibe 2 und dessen rechte Abschlussteile die Jochscheibe 7 bildet. Beide Bauteile werden an dem Mittelteil angeheftet und gegeneinander entweder durch Laser oder dem WIG Schweißbrenner zum Hohlkörper 14 verbunden. In die Öff- nung des Hohlkörpers 14 wird in Pfeilrichtung 20 die Patrone 19 lose bis zum Anschlag der ringförmigen Erhebung 21 eingeführt. Beide Baugruppen werden dabei miteinander verpreßt.The second subassembly forms the hollow body 14, which comprises the conical disk 2, the reel body 10 with inserted reel 4, the housing 1 and the yoke disk 7. This is shown in the right-hand area of FIG. 2. The four components are aligned in a single clamping with a teaching mandrel, initially in the bobbin 10, the coil 4 is inserted and introduced into the housing 1 only. These components form a central part of the hollow body 14, des- sen left end parts of the cone disc 2 and the right end parts of the yoke disc 7 forms. Both components are attached to the central part and connected to each other either by laser or the TIG welding torch to the hollow body 14. In the opening of the hollow body 14, the cartridge 19 is loosely inserted in the direction of arrow 20 to the stop of the annular elevation 21. Both modules are pressed together.
Ein alternatives Herstellungsverfahren des Magneten nach Fig. 1 zeigt Fig. 3. Der Anker 6 mit Betätigungsstange 8 wird in die Führungshülse 5 eingeführt. Beide Bauteile bilden zusammen eine erste Baugruppe. Aus dem Konus 3 und der Konusscheibe 2 wird eine zweite Baugruppe gebildet. Hierzu wird die Konusscheibe 2 auf der Aussenwandung des Konus 3 bis zu seiner ringförmigen Erhebung 21 aufgesteckt. Die axiale Verbindungsstelle des Konus 3 und mit der Konusscheibe 2 werden miteinander verpreßt oder verschweißt.An alternative manufacturing method of the magnet according to Fig. 1, Fig. 3. The armature 6 with actuating rod 8 is inserted into the guide sleeve 5. Both components together form a first assembly. From the cone 3 and the conical disk 2, a second assembly is formed. For this purpose, the cone disk 2 is plugged onto the outer wall of the cone 3 up to its annular elevation 21. The axial connection point of the cone 3 and with the cone disk 2 are pressed together or welded.
Die beiden Baugruppen werden anschließend aufeinander fixiert und zusammengefügt. Auf die so gebildete dritte Baugruppe wird das Gehäuse 1 aufgesetzt. Über eine so gebildete vierte Bau- gruppe wird der Spulenkörper 10 mit der Spule 4 eingesetzt. Als Ab- schluss wird von rechts her die Jochscheibe 7 auf die Lagerhülse 5 fixiert und gegen die Gehäuseplanfläche 22 aufgedrückt und mit dieser verschweißt. Die Verbindungsstelle Konus / Konusscheibe wird dabei zusammen mit der Jochscheibe 7 ausgerichtet und kraft- und /oder formschlüssig verbunden. The two assemblies are then fixed together and put together. On the thus formed third assembly, the housing 1 is placed. The bobbin 10 with the coil 4 is inserted via a fourth structural group formed in this way. As a conclusion, the yoke plate 7 is fixed on the bearing sleeve 5 from the right and pressed against the housing plan surface 22 and welded thereto. The joint cone / conical disk is aligned together with the yoke disc 7 and non-positively and / or positively connected.

Claims

Patentansprüche claims
1 ) Hubmagnet, umfassend einen hohlen zylinderförmigen Magnetkörper, der ein Magnetfluss führendes Gehäuse (1 ), in dem axial eine zylinderförmige, stromführende Spule (4) eingelagert ist, ein scheibenförmiges Joch (Jochscheibe 7) und einen Pol mit einem axial sich ersteckenden Bereich (Konus 3) und einem radial vom Konus sich erstreckende Bereich (Konusscheibe 2) aufweist, wobei im Inneren des Magnetkörpers ein in einer Lagerhülse (5) bzw. einem Lagerrohr gelagerter und geführter zylindrischer Anker (6) axiale Hubbewegung ausführt und die Lagerhülse (5) bzw. das Lagerrohr an ihrem der Jochscheibe (7) abgewandten Ende den Konus (3) übergreift und an ihrem anderen Ende die Jochscheibe (2) ganz oder teilweise durchgreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochscheibe (7) axial auf der Lagerhülse (5) bzw. auf dem Lagerrohr ausgerichtet und radial mit der Planfläche (22) des Gehäuses (1 ) verbunden ist.1) Lifting magnet, comprising a hollow cylindrical magnet body, the magnetic flux carrying a housing (1) in which a cylindrical, current-carrying coil (4) is axially embedded, a disc-shaped yoke (yoke disc 7) and a pole with an axially extending area ( Cone 3) and a radially extending from the cone region (cone disc 2), wherein in the interior of the magnetic body in a bearing sleeve (5) and a bearing tube mounted and guided cylindrical armature (6) performs axial lifting movement and the bearing sleeve (5) or the bearing tube at its end facing away from the yoke disc (7) engages over the cone (3) and passes completely or partially through the yoke disc (2) at its other end, characterized in that the yoke disc (7) extends axially on the bearing sleeve (5) or aligned on the bearing tube and is radially connected to the flat surface (22) of the housing (1).
2) Hubmagnet nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Konusscheibe (2) kraft und/ oder formschlüssig mit dem Gehäuse (1 ) verbunden ist.2) solenoid according to claim 1, characterized in that the cone pulley (2) is positively and / or positively connected to the housing (1).
3) Hubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (3) mit der Lagerhülse (5) bzw. dem Lagerrohr und mit der Konusscheibe (2) kraft- und / oder formschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt ist.3) solenoid according to claim 1 or 2, characterized in that the cone (3) with the bearing sleeve (5) or the bearing tube and the conical disk (2) non-positively and / or positively connected, in particular welded.
4) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lagerhülse (5) bzw. dem Lagerrohr und dem Konus (3) mindestens eine radiale Abdichtung angeordnet ist, insbesondere einen oder mehrere O- Ringe.4) solenoid according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that between the bearing sleeve (5) or the bearing tube and the cone (3) at least one radial seal is arranged, in particular one or more O-rings.
5) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuses (1 ) mit der Konusscheibe (2) eine Kraft und / oder formschlüssige Verbindung aufweist, insbesondere verstemmt, eingepresst oder verschweißt ist.5) solenoid according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the housing (1) with the cone disc (2) has a force and / or positive connection, in particular caulked, pressed or welded.
6) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (3) und die Konusscheibe (2) ein einziges Bauteil bilden.6) solenoid according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the cone (3) and the cone disc (2) form a single component.
7) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (3) und die7) solenoid according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the cone (3) and the
Konusscheibe (2) unterschiedliche Bauteile umfassen.Cone disc (2) comprise different components.
8) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (3) an seinem dem Anker abgewandten Ende eine radial sich erstreckendes ringförmige Erhebung (21 ) als Zentrierung und / oder Anschlag für die aufgesetzte Konusscheibe (2) aufweist.8) solenoid according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the cone (3) at its end facing away from the armature a radially extending annular projection (21) as a centering and / or stop for the patch cone disc (2) having.
9) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (4) bzw. ein die Spule (4) umfassender zylindrischer Spulenkörper 10 an den Planflächen (22) Nocken zur axialen Fixierung an der Jochscheibe aufweist. 10) Hubmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) eine rohrförmige, axial gestanzte Umhüllung des Magneten bildet.9) solenoid according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the coil (4) or a coil (4) comprehensive cylindrical bobbin 10 on the planar surfaces (22) cam for axial fixation on the yoke disc. 10) solenoid according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the housing (1) forms a tubular, axially stamped envelope of the magnet.
11 ) Verfahren zur Herstellung eines Hubmagneten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, wobei Baugruppen aus einzelnen Bauteile des Magnetkörpers gebildet werden und diese zu einem Magneten zusammengefügt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochscheibe (7) auf die Lagerhülse (5) bzw. auf das Lagerrohr ausgerichtet wird und in dieser Lage mit der Planfläche (22) des Gehäuses (1) kraft- und formschlüssig verbunden wird.11). A method for producing a lifting magnet according to one or more of claims 1 to 10, wherein assemblies of individual components of the magnetic body are formed and these are joined together to form a magnet, characterized in that the yoke disc (7) on the bearing sleeve (5) or is aligned with the bearing tube and in this position with the planar surface (22) of the housing (1) non-positively and positively connected.
12) Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das kraft- und / oder formschlüssige Fügen der Bauteile und Baugruppen untereinander durch Einpressen, Einstemmen oder Verschweißen erfolgt.12) Method according to claim 11, characterized in that the non-positive and / or positive joining of the components and assemblies takes place with each other by press-fitting, caulking or welding.
13) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 oder 12, wobei der Konus (3), Anker (6) und die Lagerhülse bzw. das13) Method according to one or more of claims 11 or 12, wherein the cone (3), armature (6) and the bearing sleeve or the
Lagerrohr zu einem patronenförmigen Baukörper (19) zusammengefügt werden, das Gehäuse (1 ), die Konusscheibe (2) und die Jochscheibe (2) zu einem zylinderförmigen, hohlförmigen Baukörper (14) zusammengefügt werden, der patronenförmigen Baukörpers (19) in die koaxiale Öffnung des Hohlkörpers (14) eingeführt wird und beide Baukörper kraft- und /oder formschlüssig mit einander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochscheibe (7) vor dem Einführen der Patrone (19) in den Hohlkörper (14) mit der Planfläche (22) des Gehäuses verbunden wird, die Patrone (19) nach dem Einführen in den Hohlkörper (14) sich in die Jochscheibe (2) zentriert wird und die Jochscheibe (7) in der axialen Aussparung der Konusscheibe (2) kraft - und / oder formschlüssig fixiert wird.Bearing tube to a cartridge-shaped body (19) are joined together, the housing (1), the cone disc (2) and the yoke disc (2) to a cylindrical, hollow-shaped structure (14) are joined, the cartridge-shaped structure (19) in the coaxial opening the hollow body (14) is introduced and both structural bodies are positively and / or positively connected with each other, characterized in that the yoke disc (7) before the insertion of the cartridge (19) in the hollow body (14) with the flat surface (22) the housing is connected, the cartridge (19) after insertion into the hollow body (14) centering in the yoke disc (2) and the yoke disc (7) in the axial recess of the cone disc (2) force - and / or positively fixed.
14) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus im Hubabstand zum Anker in die Lagerhülse (5) bzw. das Lagerrohr befestigt wird.14) Method according to claim 13, characterized in that the cone in the stroke distance to the anchor in the bearing sleeve (5) or the bearing tube is fixed.
15) Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrone (19) in den Hohlkörper (14) eingepresst wird.15) Method according to claim 13 or 14, characterized in that the cartridge (19) is pressed into the hollow body (14).
16) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrone (19) lose in den Hohlkörper (14) eingeführt und mittels eines axialen Anschlages, der an dem Anker abgewandten Ende des Konuses (3) angeordnet ist, fixiert wird.16) Method according to one or more of claims 13 to 15, characterized in that the cartridge (19) is loosely inserted into the hollow body (14) and arranged by means of an axial stop, which is remote from the armature end of the cone (3), is fixed.
17) Verfahren nach Anspruch 15 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügung zum Hohlkörper (14) in einer Aufspannung erfolgt, wobei in der Aufspannung die Spule eingelegt wird.17) Method according to claim 15 or 6, characterized in that the joining to the hollow body (14) takes place in one clamping, wherein the coil is inserted in the clamping.
18) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochscheibe (7) und die Konusscheibe (2) während des Fügens zum Hohlkörper mit einem Lehrdorn ausgerichtet werden.18) Method according to one or more of claims 13 to 17, characterized in that the yoke disc (7) and the cone disc (2) are aligned during the joining to the hollow body with a teaching mandrel.
19) Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, durch folgende Merkmale gekennzeichnet: - Bilden einer ersten Baugruppe aus der Lagerhülse (5) bzw. dem Lagerrohr und dem Anker (6), der vorab in die Hülse (5) bzw. dem Rohr eingefügt wird,19) Method according to claim 11 or 12, characterized by the following features: - Forming a first assembly of the bearing sleeve (5) or the bearing tube and the armature (6), which is inserted in advance in the sleeve (5) or the tube,
- Bilden einer zweiten Baugruppe aus dem Konus (3) und der Konusscheibe (2), indem die Konusscheibe (2) auf derForming a second assembly of the cone (3) and the cone disc (2) by placing the cone disc (2) on the
Aussenwandung des Konusses (3) an seinem dem Anker abgewandten Ende eingesteckt und befestigt wird,Outside wall of the cone (3) is inserted and fixed at its end facing away from the anchor,
- Fixieren und Zusammenfügen der ersten und der zweiten Baugruppe auf die Aussenwandung des Konusses (3) zu einer dritten Baugruppe,Fixing and assembling the first and the second subassembly onto the outer wall of the cone (3) to form a third subassembly,
- Aufsetzen des Gehäuses auf der dritten Baugruppe und Einsetzen der Spule (4) in das Gehäuse (1 ),- placing the housing on the third assembly and inserting the coil (4) in the housing (1),
- Aufsetzen und Zusammenfügen der Jochscheibe (7) mit der dritten Baugruppe.- Placing and assembling the yoke disc (7) with the third module.
20) Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle Konus (3) / Konusscheibe (2) kraft- und /oder formschlüssige ist und zusammen mit der Jochscheibe (7) ausgerichtet werden. 20) Method according to claim 19, characterized in that the connection point cone (3) / cone disc (2) non-positively and / or positively locking and are aligned together with the yoke disc (7).
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