WO2010066327A1 - Verfahren zum herstellen einer elektromagnetischen betätigungsvorrichtung, insbesondere zum betätigen von ventilen, sowie nach dem verfahren hergestellte betätigungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer elektromagnetischen betätigungsvorrichtung, insbesondere zum betätigen von ventilen, sowie nach dem verfahren hergestellte betätigungsvorrichtung Download PDF

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WO2010066327A1 PCT/EP2009/008101 EP2009008101W WO2010066327A1 WO 2010066327 A1 WO2010066327 A1 WO 2010066327A1 EP 2009008101 W EP2009008101 W EP 2009008101W WO 2010066327 A1 WO2010066327 A1 WO 2010066327A1
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armature
pole
rotary member
pole core
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PCT/EP2009/008101
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Martin Bill
Christoph Meyer
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Hydac Electronic Gmbh
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    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • Actuating device in particular for actuating valves, as well as actuating device produced by the method
  • the invention relates to a method for producing an electromagnetic actuating device, in particular for actuating valves, in which a pole tube guiding a magnet armature within an armature space is formed by forming a mechanical connection between a tubular body and at least one further part of the pole tube, e.g. Polkern, is formed. Furthermore, the invention relates to an actuator produced by the method.
  • Such electromagnetic actuators which are referred to in the jargon as proportional solenoids or solenoids, are freely available on the market in a variety of embodiments.
  • a trained as a switching magnet device of this kind is described for example in DE 103 27 209 B3.
  • the armature carries out a displacement movement in the pole tube upon electrical excitation of the associated coil winding. If the energization of the coil winding is omitted, the magnet armature is reset to a starting position at regular intervals via a return spring.
  • the restoring force acts on the armature via the actuator connected to the armature, which is formed substantially bolt-like and extending through the pole core and a respective actuation operation triggers, for example in an externally connected valve for guiding fluid flows.
  • the return spring can be arranged in the actuating device itself and / or preferably on the valve which may be actuated.
  • the reliability depends in such actuators to a large extent on the fact that the pole tube is structurally designed so that it meets the operational requirements, especially in long-term operation. Accordingly, particular importance is to be attached to the formation of mechanical connections between functionally essential elements of the pole tube during manufacture. In the prior art joining methods, such as welded joints, or connections by crimping or crimping are applied in this regard. If the required safety of the mechanical connections is to be ensured, such methods must be carried out carefully and in a time-consuming manner, which causes relatively high production costs.
  • the object of the invention is to provide a method with which such actuating devices can be produced in a simple and comparatively cost-effective manner, which nonetheless are distinguished by a particularly high degree of operational reliability.
  • a significant feature of the invention is that in the manufacture of the pole tube mechanical connections between a tubular body and at least one pole tube associated further part are formed by thermal shrinkage, wherein the tubular body is heated and pressed onto the relevant further part.
  • thermal shrinkage allows not only a rational, ie fast and cheap production, but also leads to particularly good mechanical properties of the pole tube formed from several parts, so that despite low manufacturing costs high reliability of the actuator is guaranteed.
  • the inventive method also enables the particularly efficient production of multi-part pile tubes in such a way that the tubular body is connected by thermal shrinking both with the pole core formed by a first rotary member and with a second rotary member forming the displacement guide of the magnet armature by the heated tubular body to outer Lateral surfaces of both turned parts is pressed.
  • an adhesive preferably a sealant and / or filler-forming adhesive is applied to joints before pressing the heated tubular body. This ensures that tightness and pressure resistance of the connections are guaranteed even at high pressure levels.
  • the tubular body may be favorable to form the tubular body from a non-magnetic metal.
  • the procedure in such a case is that Polkern and a second rotary member to form a magnetic decoupling causing an air gap forming space are connected to each other via the tubular body.
  • the second rotary part which forms the actual displacement guide for the anchor, with a Hubbegrenzung of the armature forming closed end provided.
  • the second rotary member in this case has the form of a hollow cylinder which is open at one end and closed at the other end by a bottom.
  • the second rotary member can be formed as a hollow cylinder whose one end is provided by means of a flare with the separate, forming the stroke limiter end part.
  • the invention also provides an actuating device produced by the method according to one of claims 1 to 11, having the features of claim 12 in its entirety.
  • Figure 1 is a schematically slightly simplified drawn longitudinal section only of the pole tube with therein arranged armature of an embodiment of the actuator according to the invention.
  • Fig. 2 a of FIG. 1 corresponding longitudinal section of a second
  • FIG. 3 shows a schematically simplified longitudinal section of the longitudinal section adjoining the pole core only of the pole tube without magnet armature according to a further exemplary embodiment of the actuating device according to the invention
  • Fig. 4 shows a comparison with FIG. 3 greatly enlarged partial section of the designated in Fig. 3 with IV district and
  • FIG. 5 shows a partial section of the district indicated by V in FIG. 4, greatly enlarged compared to FIG.
  • the pole tube which is designated as a whole by 1 and in which a magnet armature 3 is movably guided, on which a rod-like actuating member 5 is mounted, extending through a central bore 7 of a pole core 9 extends therethrough to the outside.
  • An at least partially surrounding the pole tube 1 coil housing with befindliches inside coil winding and electrical connection elements is not shown in the drawing, since it may be formed in a conventional, suitable, familiar to those skilled in the way.
  • no particular shape characteristics of the rod-like actuating member 5 are shown, as in the prior art, see. DE 10 2004 028 871 A1, may be provided in order to form a fluid connection in the armature space 11 located in the pole tube 1 along the actuating part 5.
  • the pole tube 1 is formed of three main parts, namely the pole core 9 produced as a rotating part, a tubular body 13 made of non-magnetic metal and a second, a hollow cylinder defining rotary member 15.
  • This forms inside the armature space 1 1 and the Displacement guide for the armature 3, which is provided on its outer circumference with its cylinder jacket surface interrupting lubrication grooves 17.
  • the armature 3 shown in FIGS. 1 and 2 this is in its left-hand end position in the drawing in abutment against the bottom surface 19 of a circular cylindrical recess 21, located at the inner end of the Polkernes 9 is located.
  • the pole core 9 as the first rotary part and the second rotary part 15 forming the actual displacement guide of the magnet armature 3 are mechanically fixed to one another via the non-magnetic tubular body 13 in such a way that an intermediate space between the end of the pole core 9 and an air gap 23 forms Rotating part 15 is formed.
  • the pole core 9 forms a control edge 25. This is formed by the tip end edge of the recess 21 in the pole core 9 in that adjoins the end edge 21, an inclined surface 27.
  • the air gap 23 on the pole core 9 causes a magnetic decoupling of the connected via the tubular body 13 parts of the pole tube. 1
  • FIGS. 1 and 2 The position of the magnet armature 3 shown in FIGS. 1 and 2 corresponds to the operating state of the energized coil winding. If the energization is omitted, the armature 3 moves under the influence of the return spring in the drawing to the right in a defined by a stroke limit end position.
  • an end body 29 which is connected to the rotary part 15 and which is anchored at the end of the rotary part 15 by means of a hinge 31.
  • the tubular body 13 covers the pole core 9 and the rotary member 15 connecting surfaces 33 and 35, which are each formed by circular cylindrical depressions in the outer surface of pole core 9 and rotary member 15.
  • the depth of the recesses forming the connecting surfaces 33 and 35 is adapted to the wall thickness of the tubular body 13 such that the tubular body 13, when in position on the connecting surfaces 33, 35, continues on its outer side without recesses the circular cylindrical outer contour of the pole tube 1 ,
  • the wall thickness of the tubular body 13 is substantially less than that of the wood-cylindrical rotary member 15, wherein the thickness ratio is preferably in the range of 1: 6 to 1: 3. In the example shown in FIGS. 1 and 2, this is
  • the mechanical connection of the tubular body 13 to the connecting surface 33 of the pole core 9 and to the connecting surface 35 of the rotary member 15 is carried out in such a manner that the tubular body 13 is thermally shrunk onto the pole core 9 and the rotary member 15 ,
  • the procedure is such that the tubular body 13 is heated to a temperature in the range of about 180 0 C and pressed onto the connecting surfaces 33 and 35 on the pole core 9 and the rotary member 15, wherein pole core 9 and rotary member 15 are preferably at a temperature , which corresponds to the ambient level.
  • a cooling of pole core 9 and / or rotary part 15 to a lower temperature may also be provided in order to optimize the process of shrinking.
  • the compound formed by thermal shrinkage at the pole core 9 and rotary member 15 is sufficiently tight and pressure-resistant at least at a not very high pressure level.
  • the procedure is preferably such that an adhesive is applied to the connecting surfaces 33 and 35 on the pole core 9 and the rotary member 15 before the heated tubular body 13 is pressed.
  • a splice and a seal at the connecting surfaces 33 and 35 is generated.
  • a suitable adhesive and / or filler adhesive has proven suitable, in particular an acrylate-based high temperature adhesive.
  • FIG. 2 The illustrated in Fig. 2 embodiment of the pole tube 1 produced by the method according to the invention differs from the example of FIG. 1 only by an alternative design of the rotary member 15 forming the sliding guide for the armature 3.
  • the rotary member 15 is designed as a closed at one end cylindrical pot, which forms the integral with the pot Tofpboden end portion 37 with its circular, flat inner bottom surface 39, the armature space 11 and a stroke limiter for defining the right in the drawing end position of the armature. 3 forms, which occupies this right-hand end position in the absence of energization of the coil winding.
  • the exemplary embodiment of FIG. 2 corresponds to the example described above, in particular with regard to the connections formed by shrinking between tubular body 13 and polar body 9 and rotary part 15.
  • the tubular body 13 does not have a smooth surface on its inner side, but has in its central longitudinal region a ring body 51 projecting radially inward relative to the longitudinal axis 10, which is bounded axially by inclined surfaces 53, which, fitting at oblique end edges of pole core 9 and rotary member 15, the gap between pole core 9 and rotary member 15 fills as a filler suitably.
  • the annular body 51 forms a field-influencing control edge at the space serving for magnetic decoupling.
  • FIGS. 3 and 5 shows that this toothing is formed by a stepped surface shape of the connection surface 33 on the pole core 9 and on the surface of the connection part 55 resting thereon. The same applies to the not visible in Fig.

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, bei dem ein einen Magnetanker (3) innerhalb eines Ankerraumes (11) führendes Polrohr (1) durch Ausbildung einer mechanischen Verbindung zwischen einem Rohrkörper (13) und zumindest einem weiteren Teil (9, 15) des Polrohres (1), z.B. Polkern (9), gebildet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung durch thermisches Schrumpfen in der Weise gebildet wird, dass der Rohrkörper (13) erhitzt und auf den weiteren Teil (9, 15) aufgepresst wird.

Description

Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen
Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, sowie nach dem Verfahren hergestellte Betätigungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, bei dem ein einen Magnetanker innerhalb eines Ankerraumes führendes Polrohr durch Ausbildung einer mechanischen Verbindung zwischen einem Rohrkörper und zumindest einem weiteren Teil des Polrohres, z.B. Polkern, gebildet wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine nach dem Verfahren hergestellte Betätigungsvorrichtung.
Derartige elektromagnetische Betätigungsvorrichtungen, die man in der Fachsprache auch als Proportionalmagnete oder Schaltmagnete bezeichnet, sind auf dem Markt in einer Vielzahl von Ausführungsformen frei erhältlich. Eine als Schaltmagnet ausgebildete Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise in DE 103 27 209 B3 beschrieben. Bei derartigen Vorrichtungen führt der Magnetanker bei elektrischer Erregung der zugehörigen Spulenwicklung eine Verschiebebewegung im Polrohr aus. Entfällt die Bestromung der Spulenwicklung wird regelmäßig über eine Rückstellfeder der Magnetanker in eine Ausgangsposition rückgestellt. In den meisten Fällen wirkt die Rückstellkraft auf den Magnetanker über das mit dem Anker verbundene Betätigungsteil, das im wesentlichen bolzenartig ausgebildet ist und sich durch den Polkern hindurch erstreckt und einen betreffenden Betätigungsvorgang auslöst, beispielsweise bei einem von außen angeschlossenen Ventil zum Führen von Fluidströmen. Die Rückstellfeder kann in der Betätigungsvorrichtung selbst und/oder vorzugsweise am gegebenenfalls zu betätigenden Ventil angeordnet sein.
Die Funktionssicherheit hängt bei derartigen Betätigungsvorrichtungen in hohem Maße davon ab, dass das Pol röhr konstruktiv so gestaltet ist, dass es den betriebsbedingten Anforderungen gerecht wird, insbesondere auch im Langzeitbetrieb. Dementsprechend ist bei der Herstellung auf die Ausbil- düng mechanischer Verbindungen zwischen funktionswesentlichen Elementen des Polrohres besonderen Wert zu legen. Im Stand der Technik werden diesbezüglich Fügeverfahren, wie Schweißverbindungen, oder Verbindungen durch Einbördeln oder Umbördeln angewendet. Wenn die zu fordernde Sicherheit der mechanischen Verbindungen gewährleistet sein soll, müssen derartige Verfahren sorgfältig und zeitaufwendig durchgeführt werden, was verhältnismäßig hohe Herstellungskosten verursacht.
Im Hinblick hierauf stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem auf einfache und vergleichsweise kostengün- stige Weise derartige Betätigungsvorrichtungen herstellbar sind, die sich nichtsdestoweniger durch eine besonders hohe Betriebssicherheit auszeichnen.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Demgemäß besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass bei der Herstellung des Polrohres mechanische Verbindungen zwischen einem Rohrkörper und zumindest einem dem Polrohr zugehörigen weiteren Teil durch thermisches Schrumpfen ausgebildet werden, wobei der Rohrkörper erhitzt und auf den betreffenden weiteren Teil aufgepresst wird. Die Realisierung von Verbindungen durch thermisches Aufschrumpfen ermöglicht nicht nur eine rationelle, d. h. schnelle und billige Herstellung, sondern führt auch zu besonders guten mechanischen Eigenschaften des aus mehreren Teilen gebildeten Polrohres, so dass trotz niedriger Herstellungs- kosten eine hohe Betriebssicherheit der Betätigungsvorrichtung gewährleistet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch die besonders rationelle Herstellung mehrteiliger Polrohre in der Weise, dass der Rohrkörper durch thermisches Schrumpfen sowohl mit dem durch ein erstes Drehteil gebildeten Polkern als auch mit einem die Verschiebeführung des Magnetankers bildenden zweiten Drehteil verbunden wird, indem der erhitzte Rohrkörper auf äußere Mantelflächen beider Drehteile aufgepresst wird.
Für einen Betrieb der Betätigungsvorrichtung bei hohem Druckniveau kann bei der Herstellung der Verbindungen so vorgegangen werden, dass auf Verbindungsstellen vor dem Aufpressen des erhitzten Rohrkörpers ein Kleber, vorzugsweise ein einen Dichtstoff und/oder Füllstoff bildender Kleber, aufgebracht wird. Dadurch ist sichergestellt, dass auch bei hohem Druckni- veau Dichtheit und Druckfestigkeit der Verbindungen gewährleistet ist.
Im Hinblick auf die Realisierung einer magnetischen Entkoppelung kann es günstig sein, den Rohrkörper aus einem unmagnetischen Metall zu bilden.
Vorzugsweise wird in einem solchen Fall so vorgegangen, dass Polkern und ein zweites Drehteil unter Bildung eines eine magnetische Entkoppelung bewirkenden, einen Luftspalt bildenden Zwischenraumes über den Rohrkörper miteinander verbunden werden.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das zweite Drehteil, welches die eigentliche Verschiebeführung für den Anker bildet, mit einem eine Hubbegrenzung des Magnetankers bildenden geschlossenen Ende versehen.
Hierbei kann so vorgegangen werden, dass als Hubbegrenzung ein geson- dertes Endteil am zweiten Drehteil angebracht wird oder dass das zweite Drehteil mit einem mit ihm einstückigen Endteil ausgebildet wird. Das zweite Drehteil hat in diesem Falle die Form eines Hohlzylinders, der am einen Ende offen und am anderen Ende durch einen Boden geschlossen ist. Bei Ausführungsbeispielen bei denen das die Hubbegrenzung bildende Endteil ein gesondertes Bauteil ist, kann der zweite Drehteil als Hohlzylin- der ausgebildet werden, dessen eines Ende mittels einer Bördelverbindung mit dem gesonderten, die Hubbegrenzung bildenden Endteil versehen wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellte Betätigungsvorrichtung, die die Merkmale des Patentanspruches 12 in seiner Gesamtheit aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematisch leicht vereinfacht gezeichneten Längsschnitt lediglich des Polrohres mit darin angeordnetem Magnetanker eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung; Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt eines zweiten
Ausführungsbeispieles;
Fig. 3 einen schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt des an den Polkern angrenzenden Längenabschnittes lediglich des Polrohres ohne Magnetanker gemäß einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung; Fig. 4 einen gegenüber Fig. 3 stark vergrößert dargestellten Teilausschnitt des in Fig. 3 mit IV bezeichneten Bezirks und
Fig. 5 einen gegenüber Fig. 4 stark vergrößert dargestellten Teilausschnitt des in Fig. 4 mit V bezeichneten Bezirks.
In der Zeichnung ist von der jeweiligen elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung lediglich das Polrohr gezeigt, das als Ganzes mit 1 bezeichnet ist und in dem ein Magnetanker 3 bewegbar geführt ist, an dem ein stan- genartiges Betätigungsteil 5 angebracht ist, das sich durch eine Zentralbohrung 7 eines Polkernes 9 hindurch nach außen erstreckt. Ein das Polrohr 1 zumindest teilweise umgebendes Spulengehäuse mit im Inneren befindlicher Spulenwicklung sowie elektrischen Anschlußelementen ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da es in üblicher, geeigneter, dem Fachmann geläufiger Art und Weise ausgebildet sein kann. Auch sind in der vereinfachten zeichnerischen Darstellung keine besonderen Gestaltsmerkmale des stangenartigen Betätigungsteiles 5 dargestellt, wie sie dem Stand der Technik entsprechend, vgl. DE 10 2004 028 871 A1, vorgesehen sein können, um entlang des Betätigungsteiles 5 eine Fluidverbindung in den im Polrohr 1 befindlichen Ankerraum 11 hinein zu bilden.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Polrohr 1 aus drei Hauptteilen gebildet, nämlich dem als Drehteil hergestellten Polkern 9, einem Rohrkörper 13 aus unmagnetischem Metall und einem zweiten, einen Hohlzylinder definierenden Drehteil 15. Dieses bildet im Inneren den Ankerraum 1 1 und die Verschiebeführung für den Magnetanker 3, der an seinem Außenumfang mit seine Zylindermantelfläche unterbrechenden Schmiernuten 17 versehen ist. Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Position des Magnetankers 3 befindet sich dieser in seiner in der Zeichnung linksseitig gelegenen Endposition in Anlage an der Bodenfläche 19 einer kreiszylindrischen Vertiefung 21, die sich am inneren Ende des Polkernes 9 befindet. Der Polkern 9 als erstes Drehteil und das die eigentliche Verschiebeführung des Magnetankers 3 bildende zweite Drehteil 15 sind über den nicht magnetischen Rohrkörper 13 in der Weise mechanisch fest miteinander verbunden, dass ein einen Luftspalt 23 bildender Zwi- schenraum zwischen dem Ende des Polkernes 9 und dem Drehteil 15 gebildet ist. Am Luftspalt 23 bildet der Polkern 9 eine Steuerkante 25. Diese ist durch den spitzen Endrand der Vertiefung 21 im Polkern 9 dadurch gebildet, dass sich an den Endrand 21 eine Schrägfläche 27 anschließt. Der Luftspalt 23 am Polkern 9 bewirkt eine magnetische Entkoppelung der über den Rohrkörper 13 verbundenen Teile des Polrohres 1.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Position des Magnetankers 3 entspricht dem Betriebszustand der bestromten Spulenwicklung. Wenn die Bestromung entfällt, bewegt sich der Anker 3 unter Einfluss der Rückstellfeder in der Zeichnung nach rechts in eine durch eine Hubbegrenzung definierte Endlage. Zur Bildung der Hubbegrenzung ist beim Beispiel von Fig.1 ein mit dem Drehteil 15 verbundener Endkörper 29 vorgesehen, der mittels einer Börde- lung 31 am Ende des Drehteiles 15 verankert ist.
Der Rohrkörper 13 überdeckt am Polkern 9 und am Drehteil 15 Verbindungsflächen 33 bzw. 35, die jeweils durch kreiszylindrische Vertiefungen in der äußeren Mantelfläche von Polkern 9 und Drehteil 15 gebildet sind. Dabei ist die Tiefe der die Verbindungsflächen 33 und 35 bildenden Vertiefungen der Wandstärke des Rohrkörpers 13 so angepaßt, dass der Rohrkör- per 13, wenn er auf den Verbindungsflächen 33, 35 in Stellung ist, an seiner Außenseite die kreiszylindrische Außenkontur des Polrohres 1 absatzfrei fortsetzt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Wandstärke des Rohrkörpers 13 wesentlich geringer als diejenige des holzylinderförmigen Drehteiles 15, wobei das Dickenverhältnis vorzugsweise im Bereich von 1 :6 bis 1 :3 liegt. Beim in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel beträgt das
Größenverhältnis näherungsweise 1 :4. Aufgrund der verhältnismäßig gerin- gen Wandstärke des Rohrkörpers 13 und der sich dadurch ergebenden geringen Tiefe der die Verbindungsfläche 35 bildenden Vertiefung verringert sich der Materialquerschnitt des Drehteiles 15 im Bereich der Verbindungsfläche 35 lediglich geringfügig.
Bei der Herstellung des Polrohres 1 wird die mechanische Verbindung des Rohrkörpers 13 an der Verbindungsfläche 33 des Polkernes 9 und an der Verbindungsfläche 35 des Drehteiles 15 in der Weise ausgeführt, dass der Rohrkörper 13 auf den Polkern 9 und das Drehteil 15 thermisch aufge- schrumpft wird. Dabei wird so vorgegangen, dass der Rohrkörper 13 auf eine Temperatur im Bereich von etwa 1800C erhitzt und auf die Verbindungsflächen 33 und 35 am Polkern 9 bzw. am Drehteil 15 aufgepresst wird, wobei sich Polkern 9 und Drehteil 15 vorzugsweise auf einer Temperatur befinden, die dem Umgebungsniveau entspricht. Je nach verwendeten thermischen Dehnungseigenschaften der beteiligten metallischen Werkstoffe kann auch eine Abkühlung von Polkern 9 und/oder Drehteil 15 auf eine niedrigere Temperatur vorgesehen sein, um den Prozeß des Aufschrump- fens zu optimieren. Hinsichtlich der Betriebssicherheit im Langzeitbetrieb und unter wechselnden beim Einsatz auftretenden Temperaturbedingungen ist es vorteilhaft, wenn die Wärmeausdehnung des Rohrkörpers 13 der Wärmeausdehnung von Polkern 9 und Drehteil 15 ähnlich ist.
Die durch thermisches Aufschrumpfen gebildete Verbindung am Polkern 9 und Drehteil 15 ist zumindest bei einem nicht besonders hohen Druckni- veau ausreichend dicht und druckfest. Um eine besonders sichere Verbindung für Einsatzzwecke zu gewährleisten, bei denen hohe Drücke auftreten, wird vorzugsweise so vorgegangen, dass auf die Verbindungsflächen 33 und 35 am Polkern 9 bzw. am Drehteil 15 ein Kleber aufgetragen wird, bevor der erhitzte Rohrkörper 13 aufgepresst wird. Zusätzlich zu der durch das Schrumpfen erzeugten Haltekraft wird dadurch eine Klebestelle und eine Abdichtung an den Verbindungsflächen 33 und 35 erzeugt. Als beson- ders geeignet hat sich ein einen Dichtstoff und/oder Füllstoff bildender Kleber erwiesen, insbesondere ein Hochtemperaturkleber auf Acrylatbasis.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des nach dem erfindungsge- mäßen Verfahren hergestellten Polrohres 1 unterscheidet sich von dem Beispiel von Fig. 1 lediglich durch eine alternative Gestaltung des die Verschiebeführung für den Magnetanker 3 bildenden Drehteiles 15. Anders als beim Beispiel von Fig. 1 ist das Drehteil 15 als an einem Ende geschlossener zylindrischer Topf gestaltet, wobei das den mit dem Topf einstückigen Tofpboden bildende Endteil 37 mit seiner kreisrunden, ebenen inneren Bodenfläche 39 den Ankerraum 11 abschließt und eine Hubbegrenzung zur Definierung der in der Zeichnung rechtsseitigen Endposition des Magnetankers 3 bildet, der diese rechtsseitige Endposition bei fehlender Bestromung der Spulenwicklung einnimmt. Im übrigen entspricht das Ausführungsbei- spiel von Fig. 2 dem zuvor beschriebenen Beispiel, insbesondere was die durch Aufschrumpfen gebildeten Verbindungen zwischen Rohrkörper 13 und Polkörper 9 und Drehteil 15 anbelangt.
Bei dem in Fig. 3 bis 5 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel ist der Rohrkörper 13 im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Beispielen an seiner Innenseite nicht glattflächig, sondern weist in seinem zentralen Längenbereich einen, bezogen auf die Längsachse 10, radial nach innen vorstehenden Ringkörper 51 auf, der axial durch Schrägflächen 53 begrenzt ist, die, an schrägen Endrändern von Polkern 9 und Drehteil 15 anliegend, den Zwischenraum zwischen Polkern 9 und Drehteil 15 als Füllstück passend ausfüllt. Der Ringkörper 51 bildet an dem der magnetischen Entkoppelung dienenden Zwischenraum eine feldbeeinflussende Steuerkante.
Während bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 1 und 2 der Rohrkörper 13 an beiden Verbindungsbereichen mit glattflächiger Innenwand an den Verbindungsflächen 33 und 35 des Polkerns 9 bzw. des Drehteils 15 anliegt und durch thermisches Aufschrumpfen daran festgelegt ist, gegebenenfalls unter Anwendung eines zusätzlichen Klebeverfahrens, besteht ein weiterer Unterschied des Beispieles von Fig. 3 und 5 darin, dass, wie dies lediglich aus Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, das jeweilige Verbindungsteil 55 des Rohr- körpers 13 unter Bildung einer Verzahnung an der Verbindungsfläche 33 am Polkern 9 und der Verbindungsfläche 35 am Drehteil 15 anliegt. Die Fig. 5 zeigt, dass diese Verzahnung durch eine gestufte Flächengestalt der Verbindungsfläche 33 am Polkern 9 und an der daran anliegenden Fläche des Verbindungsteiles 55 gebildet ist. Gleiches gilt für die in Fig. 4 und 5 nicht sichtbare Verbindungsfläche 35 am Drehteil 15. An den Verbindungsflächen 33 und 35 ist zu diesem Zweck eine Hinterschneidung 57 gebildet, die nur in Fig. 5 erkennbar ist und eine Anschlagschulter für eine Stufe 59 bildet, die am Beginn des Endabschnittes der Innenfläche des Verbindungsteiles 55 des Rohrkörpers 13 gebildet ist. Dieser Eingriff bildet eine Siche- rung der Verbindung gegen unterschiedliche thermische Dehnungen. Zur Vermeidung einer möglichen statischen Überbestimmung ist, wie aus Fig. 5 erkennbar ist, am Ende des Verbindungsteiles 55 ein geringer Freiraum 61 zwischen der angrenzenden Fläche des Polkerns 9 vorgesehen. Gleiches gilt für die Endfläche des Verbindungsteiles 55 und dem in Fig. 4 und 5 nicht sichtbaren Drehteil 15. Anstelle der Verzahnung durch lediglich eine Hinterschneidung 57 und eine Stufe 59 könnte eine andere Flächengestaltung vorgesehen sein, beispielsweise Mikrorillen und entsprechende Vertiefungen an den einander anliegenden Flächen oder ähnliche Flächenstrukturen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, bei dem ein einen Magnetanker (3) innerhalb eines Ankerraumes (1 1) führendes Polrohr (1) durch Ausbildung einer mechanischen Verbindung zwischen einem Rohrkörper (13) und zumindest einem weiteren Teil (9, 15) des Polrohres (1), z.B. Polkern (9), gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung durch thermisches Schrumpfen in der Weise gebildet wird, dass der Rohrkörper (13) erhitzt und auf den weiteren Teil (9, 15) aufgepresst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (13) durch thermisches Schrumpfen sowohl mit dem durch ein erstes Drehteil gebildeten Polkern (9) als auch mit einem die Verschiebeführung des Magnetankers (3) bildenden zweiten Drehteil (15) verbunden wird, indem der erhitzte Rohrkörper (13) auf äußere Mantelflächen (33, 35) beider Drehteile (9, 15) aufgepresst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf Verbindungsstellen vor dem Aufpressen des erhitzten Rohrkörpers (13) ein Kleber, vorzugsweise ein einen Dichtstoff und/oder Füllstoff bildender Kleber, aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hochtemperaturkleber auf Acrylatbasis aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (13) aus einem unmagnetischen Metall gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Polkern (9) und zweites Drehteil (15) unter Bildung eines eine magnetische Entkoppelung bewirkenden Zwischenraumes über den Rohrkörper (13) miteinander verbunden werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eine magnetische Entkoppelung bewirkende Zwischenraum durch Freilassen eines Luftspaltes (23) zwischen Polkern (9) und Rohrkörper (13) gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohrkörper (13) ein, bezogen auf die Längsachse (10) des Polrohres (1), radial nach innen vorstehender Ringkörper (51) ausgebildet wird, der als Füllstück des Zwischenraumes dessen Form und Abmessung angepaßt ist und am Zwischenraum eine Steuerkante für das Magnetfeld bildet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Drehteil (15) mit einem eine Hubbegrenzung des Magnetankers (3) bildenden geschlossenen Ende (29, 37) versehen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Drehteil (15) mit einem mit ihm einstückigen Endteil (37) ausgebildet wird.
11.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Drehteil (15) als Hohlzylinder ausgebildet wird, dessen eines Ende mittels einer Bördelverbindung (31) mit einem gesonderten, die Hubbegrenzung bildenden Endteil (29) versehen wird.
12. Nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellte Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, die ein einen Anker (3) innerhalb eines Ankerraumes (11) führendes Polrohr (1) mit einem Rohrkörper (13) aufweist, der durch thermisches Schrumpfen mit einem weiteren Teil (9, 15) des Polrohres (1), z.B. Polkern (9), mechanisch verbunden ist.
13. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (13) sowohl mit dem Polkern (9) an einer Verbindungsfläche (33) als auch mit einem die Verschiebeführung des Magnetankers (3) bildenden Drehteil (15) an einer Verbindungsfläche (35) ver- bunden ist.
14. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verbindungsfläche (33, 35) eine gestufte Flächengestalt (57) besitzt, die in Zusammenwirkung mit einer entsprechend ge- stuften Gestalt (59) der anliegenden Fläche des Rohrkörpers (13) eine
Sicherung gegen eine axiale Relativbewegung längs der betreffenden Verbindungsfläche (33, 35) bildet.
15. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Verbindungsfläche (33, 35) eine Stufe (57) für die Zusammenwirkung mit einer betreffenden Stufe (59) am Rohrkörper (13) vorhanden sind.
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