SE521218C2 - Solenoid med permanentmagnetankare samt förfarande för dess framställning - Google Patents

Description

25 30 35 _ '~ -ffl . v .. ., _ f' f __ :Y ~ f .". f > ß -f w = . z . _ _ , = - - .. . . , ” 0 * ø~ i 2 En annan nackdel med en solenoid med permanent- magnetankare är den begränsade räckvidd, eller utsträck- ____ __ till vilken armaturen kan skjuta ut ur solenoid- spolarna. T en solenoid med permanentmagnetankare före- ligger ett mycket nära förhållande mellan en given spol- utformning och volymen av magnetiskt material i ankaret, så att solenoidens prestanda försämras om en väsentlig del av ankaret sträcker sig ut bortom solenoidens spolar.

Sammanfattning av uppfinningen En solenoid med permanentmagnetankare har en sepa- rat, elastisk spets, som är fäst vid en insats med hög magnetisk permeabilitet, vilken insats är fast uppburen på ankarets ände via magnetiska attraktionskrafter mellan insatsen och ankaret. Ankarets magnetfält håller samman ankaret och insatsen som en enhet, även under rörelser med snabb acceleration och retardation av ankaret. Insat- sen är relativt liten jämfört med ankaret, och tillägget av en insats till solenoiden har ej någon väsentlig nega- tiv inverkan på solenoidens prestanda. Insatsen är före- trädesvis utformad av ferromagnetisk metall, kobolt, stål eller rostfritt stål. värt att spetsen är formad av ett polymermaterial, och såsom järn, nickel, Det är önsk- företrädesvis av en elast, så att spetsen kan vara direkt formad på insatsen genom konventionella formningstekniker för att underlätta formningen av spetsen på insatsen.

I en utföringsform är insatsen en väsentligen plan, cirkulär skiva med två plana sidor, av vilka en sida är utformad för ingrepp med ankaret och den andra sidan är utformad för mottagning av spetsen. I en andra utförings- form har insatsen en väsentligen cylindrisk sidovägg, I syfte att öka ingreppsytan mellan insatsen enligt den andra utförings- kring vilken spetsen är mottagen. formen och ankaret, har denna insats företrädesvis en radiellt sig sträckande fläns, vilken tillhandahåller en väsentligen plan sida invid en ände och är utformad för ingrepp med ankaret. Insatsens sidovägg sträcker sig bort från ankaret för att anordna spetsenr fria ände pà 10 15 20 25 30 35 avstånd från ankaret, så att solenoiden kan användas för styrning av flödet genom en pà avstånd från solenoidens spolar belägen kanal.

I-h O: H S3. Ändamål och elar med samt särdrag hos före- liggande uppfinning inbegriper att en solenoid med per- manentmagnetankare förses med en elastisk spets, som kan tillverkas enligt konventionella formningstekniker, utan deformation eller brytning av materialet i ankaret, att spetsen tillåts sträcka sig tillräckligt långt bort från hållbar, enkel utformning och ekonomisk att tillverka och sätta solenoidens spole, är driftssäker, av relativt samman, samt har lång livslängd i drift.

Kort beskrivning av ritningarna Dessa och andra ändamål och fördelar med samt sär- drag hos föreliggande uppfinning kommer att framgà av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utfö- ringsformer, de efterföljande kraven och de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en sektionsvy av en membranförgasare omfat- tande en uppfinningsenlig solenoid med permanentmagnet- ankare, fig 2 är en sektionsvy av en uppfinningsenlig sole- noid med permanentmagnetankare i en öppen position, fig 3 är en sektionsvy av solenoiden i fig 2 i en stängd position, och fig 4 är en sektionsvy av en andra utföringsform av en uppfinningsenlig solenoid med permanentmagnetankare i dess stängda position.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Med hänvisning till ritningarna visas i fig 1 en solenoid 10 med permanentmagnetankare, vilken används för styrning av blandningen av luft och bränsle inom en mem- branförgasare 12. Solenoiden 10 har ett delaggregat 14 omfattande en omagnetisk spets 16 som är verksamt förbun- den med en ferromagnetisk skiva 18, vilken är uppburen på ett ankare 20 via magnetiska attraktionskrafter mellan ankaret 20 och skivan 18. Den omagnetiska spetsen 16 är 10 15 20 25 30 35 Q » - . .a 521 218 4 företrädesvis utformad av ett elastiskt material som är formsprutat på, eller på annat vis är permanent fäst vid, vilket i syfte att säkerställa en fluidumtät förslutning när spetsen 16 H1 skivan 18 och är de ormerbar mot ett säte 22, omsluter en kanal 24 invid solenoiden 10, anligger mot sätet 22 för styrning av flödet av fluidum genom kanalen.

Förgasaren 12 har en stomme 26 med en venturikanal 27, i vilken det är upptaget en konventionell gasspjälls- ventil (ej visad) som är rörlig från sin stängda, normala tomgångsposition till en helt öppen position genom vrid- ning av gasspjällsventilen så att denna är anordnad väsentligen parallellt med fluidets strömningsriktning därigenom. Bränsle tillförs ett huvuddoseringsmunstycke 28 från en doseringskammare 30, vilken är utformad i botten av förgasarens stomme 26. Ovansidan av ett membran 32 står i förbindelse med doseringskammaren 30, och dess motstående sida står i förbindelse med en luftkammare 34 som i sin tur står i förbindelse med omgivningen via en öppning 36 i en täckplatta 38 för membrankammaren. En inloppsventil 40 är verksamt förbunden med membranet medelst en hävarm 42, vilken är svängbart anordnad på en tapp 44 och är förspänd medelst en fjäder 45. Den mängd bränsle som tillförs huvudmunstycket 28 kan varieras och automatiskt justeras inom förutbestämda gränser medelst en nàlventil 46 för höga varvtal, vilken är gängbart mottagen i en kanal 48 i stommen 26. Nålventilens 46 fria ände begränsar varierbart bränsleflödet förbi ett kanal- säte 50, vilket på sin uppströmssida står i flödesförbin- delse med doseringskammaren 30 via en i stommen utformad kanal (ej visad) och på sin nedströmssida står i flödes- förbindelse med en andra kanal 52. Den andra kanalen 52 står i förbindelse med huvudmunstycket 28 via en i stommen utformad kanal (ej visad) som sträcker sig till en ventilkammare 58, i vilken solenoidspetsen 16 är anordnad och genom verksamgöring av solenoiden 10 är 10 15 20 25 30 35 i, .r,, 521218 5 rörlig för att bringa ventilkammaren 58 i förbindelse med huvudmunstycket 28 via kanalen 24 invid sätet 22.

Solenoiden 10 har ett väsentligen cylindriskt ytter- hölje 60 som är upptaget kring en solenoidstomme 62 och omsluter stommens 62 nedre parti. Det cylindriska perma- nentmagnetankaret 20 är mottaget inom en i stommen 62 utformad cylindrisk borrning 64. Var och en av två ring- formiga håligheter 66, 68, vilka delvis är avgränsade mellan stommen 62 och höljet 60, upptager en ringformig spollindning 70, 72 hos solenoiden 10. En vägg 74 hos förgasarens stomme 26 tillsluter solenoidens 10 nedre ände. Lämpliga elektriska uttag 76 är mottagna i mot- svarande öppningar 78, vilka är utformade i en övre vägg 80 hos förgasarens stomme 26. En O-ring 82 kan vara upptagen kring höljets 60 nedre ände invid förgasarens stomme 26 i syfte att förhindra bränsleläckage mellan höljet 60 och stommen 26.

Delaggregatet 14 är verksamt förbundet med ankaret 20 via magnetiska attraktionskrafter dem emellan. Infö- randet av den förhållandevis lilla skivan 18 av ett mag- netiskt höggradigt permeabelt material inverkar ej nämn- värt på solenoidens 10 prestanda. Skivan 18 är företrä- desvis tillverkad av ett ferromagnetiskt material, såsom järn, nickel eller rostfritt stål, och har en tillräck- lig magnetkraft så att skivan 18 ej rör sig relativt ankaret 20 även under rörelser med stor acceleration, retardation och hastighet hos ankaret 20 under använd- ning av solenoiden 10. Skivan 18 kan vara tillverkad av varje höggradigt magnetiskt material, innefattande olika stål- och järnkompositioner och företrädesvis ett rost- fritt stål, såsom rostfritt stål med beteckning 430, för att förhindra rostangrepp eller oxidbildning på skivan 18 i dess driftsomgivning av kolvätebränslen. Spetsen 16 är helst utformad av ett polymermaterial, och företrädesvis av ett elastiskt material, som är utformat för bildande av en fluidumtät försegling vid ingrepp med ventilsätet 22. För närvarande föredragna material till spetsen 16 10 15 20 25 30 35 » - . , .- 521218 6 omfattar varje omagnetiskt material, i synnerhet elaster, termoplaster och härdplaster, såsom DELRIN, nylon, sili- kon, syntetiskt gummi och olika andra elaster och plaster som är höggradigt motståndskraftiga mot nedbrytning vid exponering för kolvätebränslen.

Vid användning tillhandahålls en elektrisk ström selektivt till solenoidens 10 uttag 76 för selektiv aktivering av de i de ringformiga håligheterna 66, 68 upptagna ledningsspolarna 70, 72. När spolarna 70,72 är avspända, eller deaktiverade, befinner sig ankaret 20 i en första position inom borrningen 64, och när spolarna 70,72 aktiveras förflyttas ankaret 20 till en andra position i borrningen 64 av det elektromagnetiska fält som genereras medelst de aktiverade spolarna 70, 72.

Därefter, när den elektriska strömmen avbryts, eller ej längre tillhandahålls spolarna 70, 72, återvänder anka- ret 20 till sin första position. Alternativt kan en ström med en polaritet tillföras spolarna 70, 72 för förflytt- ning av ankaret 20 till en andra position i borrningen 64 och en ström med motsatt polaritet tillföras för snabbare återföring av ankaret 20 till dess första position. Genom att man driver ankaret 20 att röra sig fram och tillbaka på detta vis kan solenoiden 10 användas för styrning av fluidumflödet genom kanalen 24 via den spets 16 som är verksamt tillordnad ankaret 20 och ingripbar med sätet 22. Närmare bestämt anligger spetsen 16 mot sätet 22 för att stänga kanalen 24 och förhindra fluidumflöde genom denna när ankaret 20 är i sin första position. När anka- ret 20 är i sin andra position är spetsen 16 frikopplad från sätet 22 i syfte att öppna kanalen och medge fluidumflöde genom denna. Om så önskas kan omfattningen av solenoidventilens öppnande vara en funktion av stor- leken på den ström som tillförs spolarna, i syfte att variera flödet genom ventilen.

I en andra utföringsform av föreliggande uppfinning, som visas i fig 4, omfattar en solenoid 100 en magnetisk insats 102, som har en väsentligen cylindrisk sidovägg 10 15 20 25 30 35 521 218 7 104 och en radiellt sig sträckande fläns 106 invid sido- väggens 104 övre ände och som är utformad att ingripa med ankaret 20 och förbli fäst vid denna genom magnetisk attraktionsverkan dem emellan. För att bilda delaggrega- tet 14' är en modifierad polymerspets 108 företrädesvis formad kring sidoväggen 104, för att därigenom åstad- komma en långsträckt spets 104 med en distal ände 110 som är axiellt belägen på avstånd från ankaret 20. Detta gör det möjligt att använda solenoiden 100 för styrning av fluidumflödet genom en kanal 112 som är belägen något på avstånd från solenoidstommen 62 samtidigt som ankaret 20 hålls kvar inom spolarna i stommen 62 för att undvika nedsatt prestanda hos solenoiden 100 med permanentankare.

Solenoiden 100 enligt den andra utföringsformen fungerar på väsentligen samma vis som solenoiden 10 enligt den första utföringsformen, och dess manövrering kommer således ej att beskrivas ytterligare.

Genom att solenoiden 10, 100 förses med en flexibel spets 16, 108 som är formad på en magnetisk skiva 18 eller en dito insats 102 är det möjligt att tillverka delaggregaten 14, 14' med konventionella formningstek- niker utan att ankaret 20 skadas eller överskottsmaterial skapas, vilket måste avlägsnas. Delaggregaten 14, 14' kan således tillverkas i stora produktionskörningar till en relativt låg kostnad. Med den insats 102 som visas i fig 4 enligt den andra utföringsformen kan spetsen 108 anordnas att arbeta i en axiellt på avstånd från sole- noidstommen 62 belägen kanal 112 under det att ankaret 20 Den flexibla 108 säkerställer en fluidumtät försegling av förblir inom spolarna 70, 72 i stommen 62. spetsen 16, fluidumkanalen 24, 112 och absorberar dessutom den stöt eller kraft som alstras när spetsen 16, 108 ingriper med 108 tendens att studsa bort från sätet 22 och för att förhindra skador på 108 och på sätet 22. sätet 22 för att minska spetsens 16, spetsen 16,

Claims (5)

lO 15 20 25 30 35 521 218 8

1. PATENTKRAV l. Solenoid med permanentmagnetankare, omfattande en stomme (62), en i stommen (62) utformad hålighet (64), (20) för fram- och tillbaka- ett permanentmagnetankare som är glidförskjut- bart upptaget i håligheten (64) gående rörelse mellan första och andra positioner, en elektrisk spole (70, 72) (62) en separat insats som år uppburen av (20), som är utformad av ett stommen och mottagen väsentligen kring ankaret (18; 102) magnetiskt höggradigt permeabelt material och som år (20), en ventilstängningsspets uppburen av ankaret och (l6; 108), varvid ett elektromagnetiskt fält genereras att (20) andra position vid tillförsel av en elektrisk ström för 72), återvänder till sin första position vid deaktivering av (70, 72) tillförda strömmens polaritet, flytta ankaret från dess första position mot dess aktivering av spolen (70, och varvid ankaret (20) spolen 72), eller vid omkastning av den spolen (70, k ä n n e t e c k n a d av (18; är förbunden med endast genom magnetisk attraktionsverkan dem att den separata insatsen 102) (20) och ankaret emellan, (l6; 108) är utformad av ett permanent bundet, att ventilstångningsspetsen (18; 102) flexibelt och elastiskt polymermaterial, varvid spetsen (l6; 108) är verksamt tillordnad (20) (18; 102) och tillbakagående rörelse med ankaret till insatsen icke- magnetiskt, för samfälld fram- (20). 2. Solenoid enligt krav 1, vid vilken spetsen (l6; ankaret via insatsen 108) är utformad av åtminstone ett av följande material: nylon, acetyl, silikon och syntetiskt polymert gummimaterial. 3. Solenoid enligt krav l, vid vilken spetsen (l6; 108) är formad pà insatsen (18; 102). 10 15 20 25 30 35 521 218 9 4. Solenoid enligt krav 1, vid vilken spetsen (l6; 108) är formsprutad på insatsen (l8; 102). 5. Solenoid enligt krav 1, vid vilken insatsen (18; 102) är tillverkad av rostfritt stål. 6. Solenoid enligt krav 1, vid vilken insatsen (18) är väsentligen plan och har två motstående sidor, av vilka en sida är utformad för ingrepp med ankaret (20) och den andra sidan mottager spetsen (16). 7. Solenoid enligt krav 1, vid vilken insatsen (18) har en väsentligen cylindrisk sidovägg (104), och spetsen (108) är åtminstone delvis mottagen kring sidoväggen (104). 8. Solenoid enligt krav 7, vid vilken insatsen (102) har en radiellt sig sträckande flàns (106) med en väsentligen plan sida som är utformad att ingripa med (20) (20) ytan hos insatsen (102). ankaret för att öka den med ankaret ingripbara 9. Förfarande för framställning av ett permanentmag- netankare, omfattande stegen: a) att tillhandahålla en stomme (62) med en däri utformad hålighet (64), b) att tillhandahålla ett permanentmagnetankare (20) som utformas för att mottagas i häligheten (64) för fram- och återgående rörelse däri, c) att tillhandahålla en spole (70, 72) av stommen (62) och mottages väsentligen kring (20), d) att tillhandahålla en separat insats som uppbärs ankaret (18: magnetiskt höggradigt permeabelt material, 102) av k ä n n e t e c k n a t av de ytterligare stegen: e) att tillhandahålla en ventilstängningsspets (l6; 108) flexibelt och elastiskt polymermaterial, f) att bilda ett delaggregat av ett icke-magnetiskt, av insats och 108) (l4; l4') spets genom att permanent binda spetsen (l6; (18; 102), vid ett parti av insatsen och 10 15 20 25 30 521 218 10 g) att placera delaggregatet (14; 14') av insats och spets pà ankaret (20) sä att endast den magnetiska attraktionsverkan mellan insatsen (18;

2. ) och ankaret (20) sa 14; 14') pà ankaret (20 med detta. 10. Förfarande enligt krav 9, vid vilket ."'|..__.J_ Y_l¶1 __... _¶..¶ --._-___ ' kart naiier ueiaggi ) ld e rörel delaggregatet (14; 14') av insats och spets bildas genom formning av spetsen (16; 108) pà insatsen (1B; lO2). 11. Förfarande enligt krav 9, vid vilket del- aggregatet (14; 14') av insats och spets bildas genom formsprutning av spetsen (l6; 108) pà insatsen (l8; 102). 12. Förfarande enligt krav 9, vid vilket insat- sen (18) är väsentligen plan och har två motstàende sidor, av vilka en sida utformas för ingrepp med ankaret (20) och den andra sidan utformas för mottagning av spetsen (16). 1

3. Förfarande enligt krav 9, vid vilket insat- sen (102) har en väsentligen cylindrisk sidovägg (104), och spetsen (108) är åtminstone delvis mottagen kring sidoväggen (104). 1

4. Förfarande enligt krav 13, vid vilket insatsen (102) har en radiellt sig sträckande fläns (106) med en väsentligen plan sida som är utformad att ingripa med ankaret (20) för att öka insatsens (102) med ankaret (20) ingripbara yta. 1

5. Förfarande enligt krav 9, vid vilket insatsen (18; 102) tillverkas av rostfritt stàl.