WO2023111032A1 - Elektromagnetische vorrichtung, sowie verfahren zum herstellen einer solchen elektromagnetischen vorrichtung - Google Patents

Elektromagnetische vorrichtung, sowie verfahren zum herstellen einer solchen elektromagnetischen vorrichtung Download PDF

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WO2023111032A1
WO2023111032A1 PCT/EP2022/085879 EP2022085879W WO2023111032A1 WO 2023111032 A1 WO2023111032 A1 WO 2023111032A1 EP 2022085879 W EP2022085879 W EP 2022085879W WO 2023111032 A1 WO2023111032 A1 WO 2023111032A1
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electromagnetic device
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longitudinal axis
core
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Ralf WÖRNER
Friedbert Röther
Benjamin Jensen
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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Definitions

  • Electromagnetic device and method for producing such an electromagnetic device are Electromagnetic device and method for producing such an electromagnetic device
  • the present invention relates to an electromagnetic device with a magnetic core and a coil body arranged circumferentially around the magnetic core, and a method for producing such an electromagnetic device.
  • electromagnetic devices are used, for example, in electromagnetic actuators, electromagnetic actuators being known, for example, in the form of electromagnetic switching or valve devices, such as in the form of an electromagnetic relay or solenoid valve.
  • Solenoid valves for example in the form of tilting armature valves, are used, for example, as control valves for regulating the pressure of air, for example in a vehicle, for example in a commercial vehicle or bus for passenger transport.
  • a brake system for a vehicle with an electronic service brake system includes at least one control valve for pressure regulation.
  • An electromagnetic actuator in the form of a tilting armature valve which has an electromagnetic device, is known, for example, from DE 10 2016 105 532 A1.
  • the electromagnetic actuator has an electromagnetic device that includes a magnetic core and a bobbin arranged around it.
  • the bobbin In general, in electromagnetic devices to create an impure connection between the bobbin and the magnetic core, the bobbin is attached to the magnetic core by means of overmolding. In other electromagnetic devices, for example the bobbin is split longitudinally to position the magnetic core between the bobbin halves. Then the bobbin halves are assembled and the magnetic core fixed in the bobbin. On the one hand, this manufacturing variant is complicated and, on the other hand, the bobbin has a structural weakness due to this division.
  • the present invention is based on the object of specifying an electromagnetic device of the type mentioned at the outset, which can be produced comparatively easily and quickly and which at the same time provides a secure connection between the magnetic core and the coil former.
  • the invention relates to an electromagnetic device of the type mentioned in the opening paragraph according to the appended patent claims.
  • Advantageous training and developments of the invention are specified in the subclaims and the following description.
  • one aspect of the present invention relates to an electromagnetic device including a magnetic core having a longitudinal axis and a bobbin disposed circumferentially about the magnetic core.
  • the coil body has at least one receiving area for receiving at least one coil winding of a coil, the receiving area being formed by at least one wall made of coil body material, which has a first area that runs in the direction of the longitudinal axis of the magnet core and at least a second area that runs transversely to the longitudinal axis of the magnetic core.
  • the magnet core has a circumferential fastening area which has a tooth-like contour in cross section along the longitudinal axis of the magnet core and is interlocked with the coil body material of the coil body by displacement of coil body material, so that the magnet core is held on the coil body by the circumferential fastening area.
  • the invention makes it possible to produce the electromagnetic device quickly and efficiently, in that the magnetic core is securely interlocked with the coil body with the peripheral fastening area of the magnetic core. Furthermore, this configuration of the electromagnetic device allows the magnetic core in Can be inserted longitudinally into the bobbin and there is a secure connection between the magnet core and the bobbin. The same applies, of course, when the coil body is pushed onto the magnet core. To avoid repetition, inserting the magnetic core into the coil body is equivalent to pushing the coil body onto the magnetic core.
  • the electromagnetic device according to the invention allows a flexible choice of material for the magnetic core and the coil body.
  • the materials With the known encapsulation of the magnet core from the prior art, it is instead necessary for the materials to be matched to one another so that the encapsulation material adheres to the magnet core.
  • a further advantage of the invention is that no additional components are required to securely fasten the magnetic core in the coil body. Secure attachment is guaranteed with the all-round attachment area of the magnetic core. Only the magnetic core and the coil body are therefore necessary in order to develop the advantages of the electromagnetic device according to the invention. In comparison to a two-part coil body, the connection of the two coil body parts and a locking element, which fixes the magnetic core in the two-part coil body, is omitted in the electromagnetic device according to the invention.
  • the electromagnetic device During operation of the electromagnetic device, the electromagnetic device becomes warm in most cases, for example due to heat loss in the coil winding, and the coil former tends to expand.
  • the magnet core With the configuration of the electromagnetic device according to the invention, the magnet core remains securely connected to the coil body due to the circumferential fastening area, even despite expansion of the coil body, so that the magnet core is secured against falling out of the coil body.
  • the electromagnetic device according to the invention can be used not only in electromagnetic actuators, such as a toggle valve, and electromagnets, but also in relays.
  • the invention electromagnetic device such as in a solenoid valve, used in a braking system of a vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the peripheral fastening area is designed in such a way that the coil former material flows around the tooth-like contour and forms an undercut.
  • the coil body material which is displaced radially outwards by the circumferential fastening area when the magnetic core is inserted into the coil body in relation to the longitudinal axis, expands again in the direction of insertion behind the fastening area and thus undercuts the circumferential fastening area.
  • the phrase "flow" in this context does not mean that the bobbin material is in a liquid state when the magnetic core is inserted into the bobbin, but essentially refers to a displacement and/or plastic deformation of bobbin material, such as plastic material.
  • the undercut ensures that the magnetic core is securely fastened in the coil body in every situation.
  • the magnetic core can also be sounded into the coil or coil body using an ultrasonic welding process, i.e. it can be arranged and fastened in it.
  • the circumferential fastening area has a sawtooth-like contour in cross section along the longitudinal axis of the magnet core.
  • the coil body can be interlocked or wedged securely and firmly with the magnetic core on the sawtooth-like contour.
  • this sawtooth-like contour prevents the magnet core from accidentally falling out of the coil body counter to an insertion direction. This results in a reliable connection between the magnetic core and the coil body.
  • the circumferential fastening area is arranged at a longitudinal position of the magnetic core at which there is no receiving area in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the magnetic core.
  • the coil body is stiffer than in the receiving area. This allows that after inserting the magnetic core
  • the bobbin firmly surrounds the peripheral attachment area of the magnetic core, thus enabling a secure connection between the bobbin and the magnetic core.
  • the electromagnetic device has a housing, in particular a magnet housing, which is arranged circumferentially around the coil former and exerts a pressing force acting transversely, preferably perpendicularly, to the longitudinal axis of the magnet core on the wall of the receiving area.
  • the bobbin heats up and expands. Due to the expansion of the coil body, the coil body is supported on the magnet housing and directs a force to the peripheral fastening area of the magnet core, so that the undercut of the coil body behind the peripheral fastening area is reinforced. This results in a secure attachment of the magnet core in the coil body.
  • the magnetic core has a plurality of peripheral fastening regions along the longitudinal axis, each of which has a tooth-like contour in cross section along the longitudinal axis of the magnetic core.
  • the multiple fastening areas make it possible for the coil body to bear against the magnetic core in several partial areas, as seen in the longitudinal direction, and thus for the coil body to form a number of undercuts. This results in several attachment points for the magnetic core in the coil body. A secure attachment of the magnetic core in the coil body is made possible.
  • a respective extension in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the magnetic core of the respective tooth-like contour increases from one of the fastening areas to the following one of the fastening areas along the longitudinal axis of the magnetic core.
  • the extension in the insertion direction of the magnetic core into the coil body increases.
  • the peripheral fastening area has a contour with a flattened head area in cross section along the longitudinal axis of the magnet core.
  • the flattened head area offers the bobbin an area which the bobbin can undercut in order to fix the magnetic core.
  • the flattened head area enables the magnet core to grip in the coil body when the magnet core is moved in the opposite direction to the insertion direction in the coil body.
  • the insertion direction of the magnet core runs along the longitudinal axis of the magnet core. This achieves reliable attachment of the magnetic core in the coil body.
  • the circumferential fastening area has a contour in cross section along the longitudinal axis of the magnet core with a depression in the magnet core that has a smaller outer radius than the magnet core outside of the fastening area.
  • the indentation in the peripheral fastening area makes it possible for the peripheral fastening area to have greater flexibility than without an indentation. This allows the magnetic core to be pushed into the coil body more easily.
  • the tooth-like contour has an angle of at most 90° to the outside of the magnet core outside of the fastening area on a side running transversely to the longitudinal axis of the magnet core.
  • the bobbin material comprises a plastic material.
  • a bobbin with such a bobbin material is cheap and easy to manufacture and allows flexible deformation of the bobbin.
  • the plastic material Be the main component of the bobbin material.
  • the plastic material can have an elastomer as a component or as a main component.
  • the coil body can also be formed entirely from a plastic, in particular an elastomer.
  • the electromagnetic device is designed as an electromagnetic actuator. This is an advantageous application of the electromagnetic device according to the invention.
  • the electromagnetic device has a movable magnetic armature body as a movable actuator element, which can be moved by a magnetic field caused by a current flow through the coil and the magnet core. This enables reliable switching of an electromagnetic actuator.
  • the electromagnetic device is designed as an electromagnetic switching or valve device with a movable magnetic armature body as a switching or valve element, which can be moved by a magnetic field caused by a current flow through the coil and the magnetic core.
  • the electromagnetic device is designed as an electromechanical relay or solenoid valve.
  • the electromechanical device is designed as a solenoid valve for a pressure control module of a vehicle.
  • a further aspect of the present invention is a method for producing an electromagnetic device according to the invention, which has the following steps:
  • the coil former has a magnetic core receiving space into which the magnetic core is inserted.
  • the method can have the method step: aligning the magnetic core to the magnetic core receiving space in the coil former, so that the longitudinal axis of the magnetic core and a longitudinal axis of the magnetic core receiving space are aligned with one another.
  • FIG. 1A, 1B schematic cross-sectional representations of an exemplary tilting armature valve in which an electromagnetic device according to the invention, as shown in FIG. 2, can be used in principle
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional illustration of an embodiment of an electromagnetic device according to the invention, as can be used, for example, in a tilting armature valve according to FIG.
  • FIG. 1 shows a simplified cross-sectional view of a tilting armature valve 100 in which an electromagnetic device according to the invention, as shown in FIG. 2 , can in principle be used.
  • 1 is intended to illustrate an exemplary, practical use of an electromagnetic device using a tilting armature valve.
  • the configuration of the magnetic core and the coil body according to the invention is shown in more detail in FIG. 2 according to an exemplary embodiment and can in principle be readily transferred to a tilting armature valve according to FIG. 1 by a person skilled in the art.
  • FIG. 3 a circumferential fastening area according to an exemplary embodiment of the electromagnetic device is shown in detail.
  • the tilting armature valve 100 can be an exemplary embodiment of a tilting armature valve 100 shown in DE 10 2016 105 532 A1.
  • this can be a solenoid valve provided with reference number 100 in FIG. 1 there.
  • other exemplary embodiments are also conceivable, for example in connection with solenoid valves as described in the other publications mentioned above.
  • Related configurations of a solenoid valve described in DE 10 2016 105 532 A1 and its components as well as their use are also part of the disclosure of the present invention by reference.
  • FIG. 1A shows a cross-sectional view through a toggle armature valve 100 with the armature in the first position.
  • the tilting armature valve 100 has a coil element 110, an armature body (or armature for short) 115, a spring 120, a sealing element 125 and a cover shell 130.
  • the coil element 110 comprises at least one magnet core 135, a coil body 128 arranged circumferentially around the magnet core 135, and a coil 140 arranged circumferentially around the coil body 128 with a package of coil windings (not explicitly shown).
  • An end face of the armature 115 is supported by a bearing 145 .
  • the Anchor 115 is moveable between a first position 147 and a second position 149 .
  • the armature 115 is designed to be moved from the first position 147 into a second (tightened) position 149 when the coil 140 is activated.
  • the armature 115 can be held in the second position 149 .
  • the sealing element 125 is arranged on the side of the armature 115 facing away from the coil element 110 .
  • a valve seat 150 with an outlet 155 and an inlet 157 for a fluid 158 is formed in the cover shell 130 .
  • the outlet 155 can be closed in a fluid-tight manner by means of the sealing element 125 when the armature 115 is arranged in the first position 147 .
  • the sealing element 125 can also act as a damping element in order to prevent the armature 115 from striking the valve seat 150 .
  • the sealing element 125 can be attached to the armature 115 or a carrier element by vulcanization. It is also conceivable that an angle is generated when the armature 115 or sealing element 125 hits the valve seat 150 by means of an inclined nozzle or an obliquely shaped sealing element 125 or a curved armature 115 .
  • Such a nozzle which is not explicitly shown in FIG. 1A, does not necessarily have to be integrated into the tilting anchor valve 100, but can also be provided by external housing parts.
  • valve seat 150 is arranged in the coil element 110, although this is not shown explicitly in FIG. 1A for reasons of clarity. In this case, an actuator would then be advantageous that mediates a release of the output through the armature 115.
  • armature 115 has at least one at least partially round elevation 160 in a bearing section 162, elevation 160 advantageously engaging in a recess 165 or opening that is arranged in a section of a housing 170 of tilting armature valve 100 that is opposite elevation 160.
  • the armature 115 can slide in the recess during a movement from the first position 147 to the second position 149 after switching on a current flow through the coil 140 and is at the same time in a fixed position in the housing 170 or in relation to the cover shell 130 held.
  • the recess is advantageously trapezoidal in shape, so that there is as little friction as possible when the elevation slides over the surface of the recess 165 is caused.
  • the recess 165 can be made of plastic material, for example, and can therefore be produced very easily and inexpensively.
  • the spring 120 is designed as a leaf spring and is arranged in the bearing section on a side of the armature 115 opposite the coil 140 .
  • the spring 120 serves to press the bearing ball(s) pressed into the armature 115, for example, into the (e.g. trapezoidal) mating shell or recess 165 in the housing 170 of the coil element 110 without play.
  • the armature 115 can be fixed by the spring 120 so that the armature 115 is held by the spring 120 in a predetermined position.
  • the armature 115 can also be hung on the coil element 110 .
  • the spring 120 which is configured as a leaf spring, for example, could then be omitted.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view through a toggle armature valve 100 with the armature 115 in the second position 149.
  • a current is switched on through the coil 140 and the armature 115 is attracted, so that a magnetic field represented by the field lines 180 builds up.
  • the armature 115 can fall back into the first position 147, for example as a result of gravity or a spring force of the restoring spring shown.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional illustration of an embodiment of an electromagnetic device according to the invention, as can be used, for example, in a tilting armature valve according to FIG. 1 .
  • Identical, equivalent or analogous components are denoted in FIGS. 1, 2 and 3 with the same reference symbols.
  • the electromagnetic device 105 of FIG. 2 has a coil element 110 in which the preferred Cylindrical magnet core 135 includes a peripheral fastening area 600 which has a tooth-like contour 601 in cross section along the longitudinal axis 137 of the magnet core 135 .
  • the magnetic core 135 is surrounded by the coil body 128, which is preferably of rotationally symmetrical design.
  • the coil body 128 has a receiving area 142 for receiving at least one coil winding 141 of a coil 140 (not shown explicitly in FIG. 2).
  • the circumferential attachment area 600 is preferably formed integrally with the magnetic core 135, but can in principle also be formed and attached separately.
  • receiving area 142 is formed by a wall 129, which has a first area 131, which runs in the direction of longitudinal axis 137 of magnetic core 135, a second area 132, which runs transversely (preferably perpendicular) to longitudinal axis 137 of magnetic core 135, and is arranged at a first end of the first area 131, and a third area 133, which also runs transversely (preferably perpendicular) to the longitudinal axis 137 of the magnet core 135 and is arranged at a second end of the first area 131.
  • the first area 131 , the second area 132 and the third area 133 of the wall 129 together form a trough-like or, as shown, U-shaped receiving area 142 .
  • the coil body 128 has a magnetic core receiving space 143 which is formed by the first area 131 of the wall 129 of the receiving area 142 .
  • the magnetic core receiving space 143 is matched to the magnetic core 135 in such a way that the magnetic core 135 can be pressed into the magnetic core receiving space 143 of the coil former 128 .
  • the magnetic core accommodating space 143 has a cylindrical shape.
  • the receiving area 142 can also be formed by the first area 131 of the wall 129, the second area 132 of the wall 129 and a housing base 173 of the housing 170, with the housing 170 (in particular the magnetic housing) being attached to the second end of the first Area 131 is arranged.
  • the housing 170 has a pot-like shape with an inner area 171 which is designed in such a way that the coil body 128 can be pressed into the housing 170 together with the magnetic core 135 .
  • the housing 170 has a central opening 172 in a housing base 173, in which the magnetic core 135 is pressed.
  • the magnet core 135 can end at or in front of the housing base 173 in the insertion direction in the installed state.
  • the housing 170 has a circumferential side wall 174 which extends away from the housing base 173 in the longitudinal direction of the magnetic core 135 and thus delimits the inner region 171 in the radial direction.
  • the inner diameter of the inner area 171 is slightly smaller than the outer diameter of the coil body 128, so that when the coil body 128 is pushed into the housing 170, a radial pressure (represented by the pressing force F) is exerted on the coil body 128, in particular on the radial outer ends of the second area 132 and the third portion 133 of the wall 129 of the bobbin 128 is exerted.
  • the coil body 128 Due to the radial pressure, an undercut of the coil body 128 behind the peripheral fastening area 600 is additionally supported.
  • the coil body can be oversized on the side to be fixed, so that during the subsequent assembly of the housing, radial pressure is exerted on the coil body. This pressing supports the formation of the geometric undercut.
  • the magnet core 135 is securely fastened in the coil body 128, so that when the coil body 128 heats up during operation of the electromagnetic device 105, lifting of the coil body 128 from the magnet core 135 can be mechanically avoided.
  • the housing 170 is formed in one piece.
  • the electromagnetic device 105 heats up due to the heat loss in the coil winding 141, so that the coil body 128 expands. Due to the expansion of the coil body 128, the coil body 128 is supported on the housing 170, which is illustrated by the force arrow F in FIG. That is, the expansion of the bobbin 128 in conjunction with the surrounding or closed housing 170 will counteract the undercutting of the bobbin 128 by the flow property of elastomers of the bobbin material under force strengthened behind the peripheral fastening area 600 and lifting off the magnetic core 135 inhibits thermal expansion, with which the magnetic core 135 is thus securely held in the coil body 128. In principle, however, the magnetic core 135 is held securely in the coil body even without a housing 170 .
  • the housing 170 has magnetic material, as is known to those skilled in the art and is described, for example, in DE 10 2016 105 532 A1.
  • the circumferential fastening area 600 on the magnet core 135 is arranged on an outer surface of the magnet core 135, so that the circumferential fastening area 600 is in contact with the coil body 128, in particular with a radially inner surface, when the magnet core 135 is pushed into the coil body 128.
  • the first region 131 of the wall 129 delimits the magnetic core receiving space 143 in the radial direction in relation to the longitudinal axis 137.
  • peripheral fastening area 600 is arranged on magnetic core 135 such that peripheral fastening area 600 is arranged at the level of second area 132 of wall 129 when magnetic core 135 is in its end position in coil body 128, viewed in the longitudinal direction.
  • the bobbin 128 is more rigid than at a position in the first area 131 , so that the magnetic core 135 is advantageously fixed in the bobbin 128 .
  • the circumferential fastening area 600 is arranged on the magnetic core 135 that in the end position of insertion, the circumferential fastening area 600 is preferably outside of the longitudinal direction
  • Receiving area 142 on the bobbin 128, that is outside the area in which the coil 140 can be wound around the bobbin 128, is arranged.
  • the peripheral fastening area 600 can alternatively or additionally be arranged in the first area 131 of the wall 129 in the end position of insertion. This also allows the magnetic core 135 to mesh with the bobbin 128 . In a further exemplary embodiment that is not shown, the peripheral fastening area 600 can alternatively or additionally be arranged on the magnetic core 135 in such a way that the peripheral fastening area 600 is arranged opposite the third area 133 of the wall 129 in the end position of insertion. This exemplary embodiment also enables the magnet core 135 to be securely fastened in the coil body 128.
  • the magnet core 135 can also have more than one circumferential fastening area 600 which is distributed on the magnet core 135 in the longitudinal direction of the magnet core 135 .
  • the three or more fixing circumferential portions may be evenly or irregularly distributed along a length of the magnetic core 135 .
  • evenly means that the distance between a first peripheral fastening area and a second peripheral fastening area is exactly the same as the distance between the second peripheral fastening area and a third peripheral fastening area.
  • magnet core 135 has a plurality of circumferential fastening regions 600
  • a respective extension of fastening region 600 in a direction perpendicular to longitudinal axis 137 of magnet core 135 of the respective tooth-like contour 601 can extend from one of fastening regions 600 to the following one along longitudinal axis 137 of magnet core 135 Fastening areas 600 increase. It is advantageous here that the extension in the direction perpendicular to the longitudinal axis 137 of the magnetic core 135 (height of the elevation) of the fastening regions 600 lying one behind the other increases in the press-in direction, so that essentially the same amount of coil body material always has to be displaced.
  • Fig. 3 shows a schematic and enlarged cross-sectional representation (section A) of the peripheral fastening area 600 with the tooth-like contour 601 of the magnetic core 135.
  • a first end 602 of the peripheral attachment area 600 is arranged at the top in FIG. 3 .
  • the magnet core 135 When the magnet core 135 is pushed into the coil body 128, first insert the first end 602 of the peripheral attachment portion 600 into the spool 128 . This is followed by the tooth-like contour 601, which is described below by way of example.
  • the diameter of the magnetic core 135 increases uniformly up to a clamping area (head area) 606 of the circumferential fastening area 600, which has a larger diameter than the diameter of the magnetic core 135 outside of the fastening area 600.
  • This constantly increasing diameter of the peripheral fastening area 600 lies in a widening area 604 of the peripheral fastening area 600.
  • the widening area 604 has a uniform gradient up to the outer diameter of the clamping area 606.
  • An angle ⁇ which is spanned by an extension of the diameter of the magnetic core 135 outside of the fastening area 600 and a slope of the expansion area 604, can have an amount between approximately 1 and 90 degrees, preferably between 10 and 35 degrees.
  • Such a configuration of the widening area 604 allows the magnet core 135 to allow the coil body 128 during the pressing-in process so that the coil body material 134 flows around the tooth-like contour 601 and forms an undercut behind the tooth-like contour 601 without the inner diameter being permanently widened or even increased by machining becomes.
  • angle ⁇ it is also possible to reduce the assembly force for press-fitting the magnetic core 135 into the coil bobbin 128 and avoid mechanical scraping of coil bobbin material.
  • the outer diameter of the clamping area 606 of the peripheral fastening area 600 remains approximately constant for a predetermined longitudinal section of the magnetic core 135 (flattened head area), which advantageously promotes the flow process during pressing. This means that the outer diameter of the clamping area 606 does not change over its length. This is followed by a depression 608 in the insertion direction of the magnetic core 135. This depression 608 can also be referred to as a constriction.
  • the recess 608 has a lower Diameter than the diameter of the magnetic core 135 outside of the attachment area 600 and thus also a smaller diameter than the clamping area 606.
  • a transition 607 from the clamping area 606 to the depression 608 is arranged in a radial plane.
  • the transition 607 preferably leads at a right angle ⁇ from the clamping area 606 to the depression 608 and thus forms the tooth-like contour 601 .
  • the tooth-like contour 601 has an angle ( ⁇ ) of at most 90° to the outside of the magnet core 135 outside the peripheral fastening area 600.
  • the back of the tooth is sharp-edged with an angle of no more than 90°, so that the undercut can form and wedging occurs when the load is applied in the opposite direction to the assembly direction.
  • the transition 607 can be formed in such a way that the angle ⁇ is formed as an acute angle between the clamping area 606 and the transition 607, ie the angle ⁇ has a value of less than 90°.
  • the depression 608 is followed by a second end 610 of the circumferential fastening area 600 which has the diameter of the magnet core 135 outside of the fastening area 600 .
  • a transition 609 between the depression 608 and the second end 610 of the fastening area 600 is, for example, slightly inclined and forms a steep ramp. In other words, the diameter between the recess 608 and the second end 610 changes over a short length of the magnetic core 135 in the insertion direction.
  • the transition 609 can also be formed perpendicular to the longitudinal axis of the magnet core 135 . This means that the magnetic core 135 increases suddenly, ie without a ramp-like transition, from the diameter of the recess 608 to the diameter of the magnetic core 135 .
  • An electromagnetic device therefore provides a peripheral fastening area 600 for the magnetic core 135, which is designed in such a way that Bobbin material flows around the tooth-like contour and thus forms an undercut without simply expanding the inside diameter of the bobbin or even increasing it by machining. Furthermore, the connection is supported and securely held in position by the coil body during temperature expansion.
  • the invention also enables quick assembly.
  • the magnet core can also be insonified via an ultrasonic welding process using an ultrasonic welding system.

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Abstract

Eine elektromagnetische Vorrichtung (105) weist einen Magnetkern (135) mit einer Längsachse (137) und einen umfangsmäßig um den Magnetkern (135) angeordneten Spulenkörper (128) auf, der wenigstens einen Aufnahmebereich (142) zur Aufnahme wenigstens einer Spulenwicklung (141) einer Spule (140) aufweist, wobei der Aufnahmebereich (142) durch wenigstens eine Wand (129) aus Spulenkörpermaterial (134) gebildet ist, die einen ersten Bereich (131) aufweist, der in Richtung der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) verläuft, und wenigstens einen zweiten Bereich (132), der quer zu der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) verläuft. Der Magnetkern (135) weist einen umlaufenden Befestigungsbereich (600) auf, der im Querschnitt entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) eine zahnartige Kontur (601) aufweist und durch Verdrängung von Spulenkörpermaterial (134) mit dem Spulenkörpermaterial (134) des Spulenkörpers (128) verzahnt ist, so dass der Magnetkern (135) durch den umlaufenden Befestigungsbereich (600) am Spulenkörper (128) gehalten ist.

Description

Elektromagnetische Vorrichtung, sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen elektromagnetischen Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem Magnetkern und einen umfangsmäßig um den Magnetkern angeordneten Spulenkörper, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen elektromagnetischen Vorrichtung.
Solche elektromagnetischen Vorrichtungen kommen beispielsweise in elektromagnetischen Aktuatoren zum Einsatz, wobei elektromagnetische Aktuatoren beispielsweise in Form von elektromagnetischen Schalt- oder Ventilvorrichtungen, wie etwa in Form eines elektromagnetischen Relais oder Magnetventils bekannt sind. Magnetventile, etwa in Form von Kippankerventilen, finden beispielsweise Verwendung als Steuerventil zur Druckregelung von Luft, etwa in einem Fahrzeug, wie beispielsweise in einem Nutzfahrzeug oder Bus zur Personenbeförderung. Beispielsweise umfasst ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem elektronischen Betriebsbremssystem zumindest ein Steuerventil zur Druckregelung.
Ein elektromagnetischer Aktuator in Form eines Kippankerventils, der eine elektromagnetische Vorrichtung aufweist, ist beispielsweise aus DE 10 2016 105 532 A1 bekannt. Der elektromagnetische Aktuator verfügt über eine elektromagnetische Vorrichtung, die einen Magnetkern und einen darum angeordneten Spulenkörper umfasst.
Es sind darüber hinaus weitere Bauarten von Magnetventilen bekannt, wie beispielsweise in DE 10 2014 115 207 A1 , DE 10 2018 123 997 A1 , oder DE 10 2014 115 206 B3 beschrieben.
Allgemein wird bei elektromagnetischen Vorrichtungen, unreine Verbindung zwischen Spulenkörper und Magnetkern herzustellen, der Spulenkörper mittels Umspritzung an dem Magnetkern angebracht. In anderen elektromagnetischen Vorrichtungen ist z.B. der Spulenkörper in Längsrichtung geteilt, um den Magnetkern zwischen den Spulenkörperhälften zu positionieren. Danach werden die Spulenkörperhälften montiert und so der Magnetkern in dem Spulenkörper fixiert. Zum einen ist diese Herstellungsvariante kompliziert und zum anderen weist der Spulenkörper aufgrund dieser Teilung eine Strukturschwäche auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die vergleichsweise einfach und schnell herstellbar ist und die dabei eine sichere Verbindung zwischen Magnetkern und Spulenkörper bereitstellt.
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß den beigefügten Patentansprüchen. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Insbesondere betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem Magnetkern mit einer Längsachse und einen umfangsmäßig um den Magnetkern angeordneten Spulenkörper. Der Spulenkörper weist wenigstens einen Aufnahmebereich zur Aufnahme wenigstens einer Spulenwicklung einer Spule auf, wobei der Aufnahmebereich durch wenigstens eine Wand aus Spulenkörpermaterial gebildet ist, die einen ersten Bereich aufweist, der in Richtung der Längsachse des Magnetkerns verläuft, und wenigstens einen zweiten Bereich, der quer zu der Längsachse des Magnetkerns verläuft. Der Magnetkern weist einen umlaufenden Befestigungsbereich auf, der im Querschnitt entlang der Längsachse des Magnetkerns eine zahnartige Kontur aufweist und durch Verdrängung von Spulenkörpermaterial mit dem Spulenkörpermaterial des Spulenkörpers verzahnt ist, so dass der Magnetkern durch den umlaufenden Befestigungsbereich am Spulenkörper gehalten ist.
Mit der Erfindung ist es ermöglicht, die elektromagnetische Vorrichtung schnell und effizient herzustellen, indem der Magnetkern mit dem umlaufenden Befestigungsbereich des Magnetkerns sicher mit dem Spulenkörper verzahnt ist. Des Weiteren ermöglicht diese Ausgestaltung der elektromagnetischen Vorrichtung, dass der Magnetkern in Längsrichtung in den Spulenkörper einschiebbar ist und eine sichere Verbindung zwischen dem Magnetkern und dem Spulenkörper besteht. Gleiches gilt natürlich auch, wenn der Spulenkörper auf den Magnetkern aufgeschoben wird. Um Wiederholungen zu vermeiden, ist das Einschieben des Magnetkerns in den Spulenkörper mit dem Aufschieben des Spulenkörpers auf den Magnetkern gleichzusetzen.
Des Weiteren erlaubt die erfindungsgemäße elektromagnetische Vorrichtung eine flexible Materialwahl für den Magnetkern und den Spulenkörper. Beim bekannten Umspritzen des Magnetkerns aus dem Stand der Technik ist es stattdessen erforderlich, dass die Materialien aufeinander abgestimmt sind, damit das Umspritzmaterial auf dem Magnetkern hält.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden, um den Magnetkern sicher im Spulenkörper zu befestigen. Die sichere Befestigung ist mit dem umlaufenden Befestigungsbereich des Magnetkerns gewährleistet. Es ist also lediglich der Magnetkern und der Spulenkörper notwendig, um die Vorteile der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung zu entfalten. Im Vergleich zu einem zweiteiligen Spulenkörper entfällt bei der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung die Verbindung der zwei Spulenkörperteile und eines verriegelnden Elements, welches den Magnetkern in dem zweiteiligen Spulenkörper fixiert.
Im Betrieb der elektromagnetischen Vorrichtung wird die elektromagnetische Vorrichtung beispielsweise durch Verlustwärme in der Spulenwicklung in den meisten Fällen warm und der Spulenkörper neigt dazu sich auszudehnen. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der elektromagnetischen Vorrichtung bleibt der Magnetkern aufgrund des umlaufenden Befeistungsbereichs auch trotz einer Ausdehnung des Spulenkörpers sicher mit dem Spulenkörper in Verbindung, so dass der Magnetkern gegen ein Herausfallen aus dem Spulenkörper gesichert ist.
Die erfindungsgemäße elektromagnetische Vorrichtung kann im Grunde nicht nur bei elektromagnetischen Aktuatoren, wie z.B. ein Kippankerventil, und Elektromagneten, sondern auch in Relais verwendet werden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße elektromagnetische Vorrichtung, etwa in einem Magnetventil, in einem Bremssystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, verwendet.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung ist der umlaufende Befestigungsbereich so gestaltet, dass das Spulenkörpermaterial um die zahnartige Kontur fliest und eine Hinterschneidung bildet. Damit ist gemeint, dass das Spulenkörpermaterial, welches durch den umlaufenden Befestigungsbereich beim Einschieben des Magnetkerns in den Spulenkörper radial in Bezug zu der Längsachse nach außen verdrängt wird, sich in Einschubrichtung hinter dem Befestigungsbereich wieder ausdehnt und somit den umlaufenden Befestigungsbereich hinterschneidet. Die Formulierung "fließen" bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass sich das Spulenkörpermaterial in einem flüssigen Zustand befindet, wenn der Magnetkern in den Spulenkörper eingeschoben wird, sondern bezeichnet im Wesentlichen ein Verdrängen und/oder eine plastische Verformung von Spulenkörpermaterial, wie z.B. Kunststoffmaterial. Aufgrund der Hinterschneidung ist eine sichere Befestigung des Magnetkerns in dem Spulenkörper in jeder Situation gewährleistet. Alternativ kann der Magnetkern auch über einen Ultraschallschweißprozess in die Spule bzw. den Spulenkörper eingeschallt, d.h. darin angeordnet und befestigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist der umlaufende Befestigungsbereich im Querschnitt entlang der Längsachse des Magnetkerns eine sägezahnartige Kontur auf. An der sägezahnartigen Kontur kann sich der Spulenkörper sicher und fest mit dem Magnetkern verzahnen bzw. verkeilen. Insbesondere verhindert diese sägezahnartige Kontur, dass der Magnetkern entgegen einer Einschubrichtung aus dem Spulenkörper unbeabsichtigt herausfallen kann. Somit ergibt sich eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Magnetkern und dem Spulenkörper.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung ist der umlaufende Befestigungsbereich an einer Längsposition des Magnetkerns angeordnet, an der sich in senkrechter Richtung zur Längsachse des Magnetkerns kein Aufnahmebereich befindet. In diesem Bereich des Spulenkörpers ist der Spulenkörper steifer als im Aufnahmebereich. Dies ermöglicht, dass nach Einschieben des Magnetkerns der Spulenkörper den umlaufenden Befestigungsbereich des Magnetkerns fest umgibt und somit eine sichere Verbindung zwischen dem Spulenkörper und dem Magnetkern ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist diese ein Gehäuse, insbesondere ein Magnetgehäuse, auf, welches umfangsmäßig um den Spulenkörper angeordnet ist und eine quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Längsachse des Magnetkerns wirkende Presskraft auf die Wand des Aufnahmebereichs ausübt. Im Betrieb der elektromagnetischen Vorrichtung erwärmt sich der Spulenkörper und dehnt sich aus. Durch die Ausdehnung des Spulenkörpers stützt sich der Spulenkörper am Magnetgehäuse ab und leitet eine Kraft auf den umlaufenden Befestigungsbereich des Magnetkerns, so dass die Hinterschneidung des Spulenkörpers hinter den umlaufenden Befestigungsbereich verstärkt wird. Daraus ergibt sich eine sichere Befestigung des Magnetkerns in dem Spulenkörper.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist der Magnetkern entlang der Längsachse mehrere umlaufende Befestigungsbereiche auf, die im Querschnitt entlang der Längsachse des Magnetkerns jeweils eine zahnartige Kontur aufweisen. Die mehreren Befestigungsbereiche ermöglichen, dass der Spulenkörper in Längsrichtung gesehen in mehreren Teilbereichen an dem Magnetkern anliegt und somit der Spulenkörper mehrere Hinterschneidungen ausbildet. Hieraus ergeben sich mehrere Befestigungspunkte für den Magnetkern in dem Spulenkörper. Eine sichere Befestigung des Magnetkerns in dem Spulenkörper ist ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung nimmt eine jeweilige Erstreckung in senkrechter Richtung zur Längsachse des Magnetkerns der jeweiligen zahnartigen Kontur von einem der Befestigungsbereiche zum entlang der Längsachse des Magnetkerns darauffolgenden der Befestigungsbereiche zu. Insbesondere nimmt die Erstreckung in Einschubrichtung des Magnetkerns in den Spulenkörper zu. Diese Ausgestaltung ermöglicht das Bilden mehrerer vorteilhafter Hinterschneidungen durch den Spulenkörper, was eine weitere Verbesserung der Befestigung zwischen dem Magnetkern und dem Spulenkörper bedeutet. Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist der umlaufende Befestigungsbereich im Querschnitt entlang der Längsachse des Magnetkerns eine Kontur mit einem abgeflacht ausgebildeten Kopfbereich auf. Der abgeflacht ausgebildete Kopfbereich bietet dem Spulenkörper einen Bereich, den der Spulenkörper hinterschneiden kann, um den Magnetkern zu fixieren. Der abgeflacht ausgebildete Kopfbereich ermöglicht eine Verkrallung des Magnetkerns in dem Spulenkörper, wenn der Magnetkern in entgegengesetzter Richtung zur Einschubrichtung in dem Spulenkörper bewegt wird. Die Einschubrichtung des Magnetkerns verläuft entlang der Längsachse des Magnetkerns. Hierdurch wird eine verlässliche Befestigung des Magnetkerns in dem Spulenkörper erreicht.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist der umlaufende Befestigungsbereich im Querschnitt entlang der Längsachse des Magnetkerns eine Kontur mit einer Vertiefung in dem Magnetkern auf, die einen geringeren Außenradius hat als der Magnetkern außerhalb des Befestigungsbereichs. Die Vertiefung im umlaufenden Befestigungsbereich ermöglicht es, dass der umlaufende Befestigungsbereich eine höhere Flexibilität als ohne Vertiefung aufweist. Dies erlaubt ein leichteres Einschieben des Magnetkerns in den Spulenkörper.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist die zahnartige Kontur auf einer quer zur Längsachse des Magnetkerns verlaufenden Seite einen Winkel von höchstens 90° zur Außenseite des Magnetkerns außerhalb des Befestigungsbereichs auf. Wenn sich das Spulenkörpermaterial hinter der so ausgestalteten zahnartigen Kontur ausdehnt und eine Hinterschneidung ausbildet, sitzt der Magnetkern fest in dem Spulenkörper. Bei einem Bewegen des Magnetkerns entgegen der Einschubrichtung ermöglicht diese Ausgestaltung ein Verkrallen des Befestigungsbereichs am Spulenkörper. Damit kann effektiv ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Magnetkerns aus dem Spulenkörper vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist das Spulenkörpermaterial ein Kunststoffmaterial auf. Ein Spulenkörper mit einem solchen Spulenkörpermaterial ist günstig und einfach in der Herstellung und ermöglicht eine flexible Verformung des Spulenkörpers. Insbesondere kann das Kunststoffmaterial der Hauptbestandteil des Spulenkörpermaterials sein. Das Kunststoffmaterial kann als ein Bestandteil oder als Hauptbestandteil ein Elastomer aufweisen. Der Spulenkörper kann aber auch gänzlich aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer, gebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die elektromagnetische Vorrichtung als elektromagnetischer Aktuator ausgebildet. Dies ist eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform der elektromagnetischen Vorrichtung weist die elektromagnetische Vorrichtung einen bewegbaren magnetischen Ankerkörper als bewegbares Aktuatorelement auf, der durch ein durch einen Stromfluss durch die Spule und den Magnetkern bewirktes Magnetfeld bewegbar ist. Hierdurch wird eine verlässliches Schalten eines elektromagnetischen Aktuators ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die elektromagnetische Vorrichtung als elektromagnetische Schalt- oder Ventilvorrichtung mit einem bewegbaren magnetischen Ankerkörper als Schalt- bzw. Ventilelement ausgebildet, der durch ein durch einen Stromfluss durch die Spule und den Magnetkern bewirktes Magnetfeld bewegbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die elektromagnetische Vorrichtung als ein elektromechanisches Relais oder Magnetventil ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die elektromechanische Vorrichtung als ein Magnetventil für ein Druckregelmodul eines Fahrzeugs ausgebildet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung, welches die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen des Magnetkerns und des Spulenkörpers;
- Einschieben des Magnetkerns in den Spulenkörper oder Aufschieben des Spulenkörpers auf den Magnetkern, bis der umlaufende Befestigungsbereich des Magnetkerns vom Spulenkörper umgeben ist. Die in Verbindung mit der elektromagnetischen Vorrichtung genannten Ausführungsformen und Vorteile treffen ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren zu. Es werden diese nicht nochmals wiederholt, um Wiederholungen zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Spulenkörper einen Magnetkernaufnahmeraum auf, in die der Magnetkern eingeschoben wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann das Verfahren den Verfahrensschritt aufweisen: Ausrichten des Magnetkerns zu dem Magnetkernaufnahmeraum in dem Spulenkörper, so dass die Längsachse des Magnetkerns und eine Längsachse des Magnetkernaufnahmeraums zueinander fluchten.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können nebeneinander oder auch in beliebiger Kombination miteinander angewandt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A, 1 B schematische Querschnittsdarstellungen eines beispielhaften Kippankerventils, bei dem eine erfindungsgemäße elektromagnetische Vorrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt, dem Grundsatz nach zur Anwendung kommen kann,
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung, wie sie beispielsweise in einem Kippankerventil gemäß Fig. 1 Verwendung finden kann.
Fig. 3 eine schematische vergrößerte Querschnittsdarstellung eines umlaufenden Befestigungsbereichs der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung der Fig. 2. Fig. 1 zeigt anhand von Fig. 1A und Fig. 1B eine vereinfachte Querschnittsdarstellung eines Kippankerventils 100, bei dem eine erfindungsgemäße elektromagnetische Vorrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt, dem Grundsatz nach zur Anwendung kommen kann. Dabei soll Fig. 1 einen beispielhaften, praxisgemäßen Einsatz einer elektromagnetischen Vorrichtung anhand eines Kippankerventils verdeutlichen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Magnetkerns und des Spulenkörpers ist dabei in Fig. 2 gemäß eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt und kann vom Fachmann im Grundsatz ohne Weiteres auf ein Kippankerventil gemäß Fig. 1 übertragen werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass dem Fachmann die grundlegende Funktionsweise von elektromagnetischen Vorrichtungen, wie Schalt- oder Ventilvorrichtungen mit einem durch ein Magnetfeld bewegbaren Ankerkörper als Schalt- bzw. Ventilelement bekannt ist. In Fig. 3 ist ein umlaufender Befestigungsbereich gemäß eines Ausführungsbeispiels der elektromagnetischen Vorrichtung detailliert dargestellt.
Bei dem Kippankerventil 100 kann es sich dem Grundprinzip nach um ein Ausführungsbeispiel eines in DE 10 2016 105 532 A1 gezeigten Kippankerventils 100 handeln. Dabei kann es sich in einer Variante um ein in der dortigen Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 100 versehenes Magnetventil handeln. Es sind jedoch auch andere Ausführungsbeispiele denkbar, etwa in Zusammenhang mit Magnetventilen wie in den anderen oben genannten Druckschriften beschrieben. Diesbezügliche Ausgestaltungen eines in DE 10 2016 105 532 A1 beschriebenen Magnetventils und deren Komponenten sowie deren Verwendung sind durch Bezugnahme auch Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1A zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein Kippankerventil 100, bei dem sich der Anker in der ersten Position befindet. Das Kippankerventil 100 weist ein Spulenelement 110, einen Ankerkörper (oder kurz Anker) 115, eine Feder 120, ein Dichtelement 125 sowie eine Deckschale 130 auf. Dabei umfasst das Spulenelement 110 zumindest einen Magnetkern 135, einen umfangsmäßig um den Magnetkern 135 angeordneten Spulenkörper 128, sowie eine umfangsmäßig um den Spulenkörper 128 angeordnete Spule 140 mit einem Paket aus Spulenwicklungen (nicht explizit dargestellt) . Eine Stirnseite des Ankers 115 ist mittels eines Lagers 145 gelagert. Der Anker 115 ist zwischen einer ersten Position 147 und einer zweiten Position 149 bewegbar. Dabei ist der Anker 115 ausgebildet, bei einem Aktivieren der Spule 140 von der ersten Position 147 in eine zweite (angezogene) Position 149 bewegt zu werden. Bei aktivierter Spule 140 kann der Anker 115 in der zweiten Position 149 gehalten werden. Auf der dem Spulenelement 110 abgewandten Seite des Ankers 115 ist weiterhin das Dichtelement 125 angeordnet. In der Deckschale 130 ist ein Ventilsitz 150 mit einem Ausgang 155 und ein Eingang 157 für ein Fluid 158 ausgebildet. Dabei ist der Ausgang 155 mittels des Dichtelements 125 fluiddicht verschließbar, wenn der Anker 115 in der ersten Position 147 angeordnet ist. Das Dichtelement 125 kann hierbei ferner auch als Dämpferelement wirken, um ein Aufprallen des Ankers 115 auf den Ventilsitz 150 zu verhindern. Das Dichtelement 125 kann hierbei durch ein Vulkanisieren auf dem Anker 115 oder einem Trägerelement befestigt sein. Denkbar ist ferner, dass ein Winkel beim Auftreffen des Ankers 115 bzw. Dichtelementes 125 auf dem Ventilsitz 150 durch eine schräge Düse oder ein schräg ausgeformtes Dichtelement 125 oder einen gekrümmten Anker 115 erzeugt wird. Eine solche Düse, die in der Fig. 1A nicht explizit dargestellt ist, braucht nicht zwangsläufig in das Kippankverventil 100 integriert sein, sondern kann auch von externen Gehäuseteilen bereitgestellt werden.
Denkbar ist ferner, dass der Ventilsitz 150 in dem Spulenelement 110 angeordnet ist, was jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Fig. 1A nicht explizit dargestellt ist. In diesem Fall wäre dann ein Betätiger von Vorteil, der eine Freigabe des Ausgangs durch den Anker 115 vermittelt.
Der Anker 115 weist in diesem Ausführungsbeispiel mindestens eine zumindest teilweise runde Erhebung 160 in einem Lagerabschnitt 162 auf, wobei die Erhebung 160 günstigerweise in eine Ausnehmung 165 oder Öffnung eingreift, die in einem der Erhebung 160 gegenüberliegenden Abschnitt eines Gehäuses 170 des Kippankerventils 100 angeordnet ist. Hierdurch kann der Anker 115 in der Ausnehmung bei einer Bewegung von der ersten Position 147 in die zweite Position 149 nach einem Einschalten eines Stromflusses durch die Spule 140 gleiten und wird zugleich an einer fixen Position in dem Gehäuse 170 bzw. in Bezug zu der Deckschale 130 gehalten. Günstigerweise ist die Ausnehmung trapezförmig ausgestaltet, sodass eine möglichst geringe Reibung beim Gleiten der Erhebung über die Fläche der Ausnehmung 165 verursacht wird. Die Ausnehmung 165 kann beispielsweise aus Kunststoffmaterial gefertigt und hierdurch sehr einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Die Feder 120 ist in diesem Beispiel als Blattfeder ausgebildet und im Lagerabschnitt auf einer der Spule 140 gegenüberliegenden Seite des Ankers 115 angeordnet. Die Feder 120 dient hierbei zum spielfreien Andrücken der beispielsweise im Anker 115 eingepressten Lagerkugel(n) in die (beispielsweise trapezförmige) Gegenschale bzw. Ausnehmung 165 im Gehäuse 170 des Spulenelementes 110. Der Anker 115 kann durch die Feder 120 fixiert werden, sodass der Anker 115 durch die Feder 120 in einer vorbestimmten Position gehalten wird. Dies bietet den Vorteil, dass eine konstante Vorspannkraft auf den Anker 115 ausgeübt werden kann, und die von der Feder 120 auf den Anker 115 ausgeübte Kraft möglichst nahe an einem an der Drehachse liegenden Kraftangriffspunkt auf den Anker 115 eingeleitet werden kann.
Alternativ kann auch der Anker 115 an dem Spulenelement 110 eingehängt werden. In diesem Fall könnte dann die Feder 120, die beispielsweise als Blattfeder ausgestaltet ist, entfallen.
Fig. 1B zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein Kippankerventil 100, bei dem sich der Anker 115 in der zweiten Position 149 befindet. In diesem Fall ist ein Strom durch die Spule 140 eingeschaltet und der Anker 115 angezogen, sodass sich ein durch die Feldlinien 180 dargestelltes Magnetfeld aufbaut. Bei einem Ausschalten des Stroms durch die Spule 140 kann beispielsweise durch die Schwerkraft oder eine Federkraft der dargestellten Rückstellfeder der Anker 115 in die erste Position 147 zurückfallen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung, wie sie beispielsweise in einem Kippankerventil gemäß Fig. 1 Verwendung finden kann. Gleiche, gleichwirkende oder analoge Komponenten sind in Fig. 1, 2 und 3 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Im Unterschied zum Kippankerventil 100 nach Fig. 1 weist die elektromagnetische Vorrichtung 105 gemäß Fig. 2 ein Spulenelement 110 auf, bei dem der vorzugsweise zylindrische Magnetkern 135 einen umlaufenden Befestigungsbereich 600 umfasst, der im Querschnitt entlang der Längsachse 137 des Magnetkerns 135 eine zahnartige Kontur 601 aufweist. Der Magnetkern 135 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel von dem Spulenkörper 128 umgeben, der vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Der Spulenkörper 128 weist einen Aufnahmebereich 142 zur Aufnahme wenigstens einer Spulenwicklung 141 einer Spule 140 auf (in Fig. 2 nicht explizit dargestellt). Der umlaufende Befestigungsbereich 600 ist vorzugsweise integral mit dem Magnetkern 135 geformt, kann grundsätzlich aber auch separat geformt und angebracht sein.
Der Aufnahmebereich 142 ist im Querschnitt gesehen durch eine Wand 129 ausgebildet, die einen ersten Bereich 131 aufweist, der in Richtung der Längsachse 137 des Magnetkerns 135 verläuft, einen zweiten Bereich 132, der quer (vorzugsweise senkrecht) zur Längsachse 137 des Magnetkerns 135 verläuft und an einem ersten Ende des ersten Bereichs 131 angeordnet ist, und einen dritten Bereich 133, der ebenfalls quer (vorzugsweise senkrecht) zur Längsachse 137 des Magnetkerns 135 verläuft und an einem zweiten Ende des ersten Bereichs 131 angeordnet ist. Der erste Bereich 131 , der zweite Bereich 132 und der dritte Bereich 133 der Wand 129 bilden zusammen einen trogartigen oder, wie dargestellt, U-förmigen Aufnahmebereich 142 aus.
Der Spulenkörper 128 weist einen Magnetkernaufnahmeraum 143 auf, der durch den ersten Bereich 131 der Wand 129 des Aufnahmebereichs 142 ausgebildet ist. Der Magnetkernaufnahmeraum 143 ist so auf den Magnetkern 135 abgestimmt, dass der Magnetkern 135 in den Magnetkernaufnahmeraum 143 des Spulenkörpers 128 eingepresst werden kann. Insbesondere hat der Magnetkernaufnahmeraum 143 eine zylinderartige Form.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Aufnahmebereich 142 auch durch den ersten Bereich 131 der Wand 129, den zweiten Bereich 132 der Wand 129 und einen Gehäuseboden 173 des Gehäuses 170 ausgebildet sein, wobei das Gehäuse 170 (insbesondere Magnetgehäuse) an dem zweiten Ende des ersten Bereichs 131 angeordnet ist. Das Gehäuse 170 weist eine topfartige Form mit einem Innenbereich 171 auf, der so ausgebildet ist, dass der Spulenkörper 128 zusammen mit dem Magnetkern 135 in das Gehäuse 170 eingepresst werden kann. Im Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 170 eine zentrale Öffnung 172 in einem Gehäuseboden 173 auf, in der der Magnetkern 135 eingepresst ist. Wenn das Gehäuse 170 keine derartige Öffnung aufweist, kann der Magnetkern 135 im eingebauten Zustand an oder in Einschubrichtung vor dem Gehäuseboden 173 enden. Das Gehäuse 170 weist eine umlaufende Seitenwand 174 auf, die sich in Längsrichtung des Magnetkerns 135 vom Gehäuseboden 173 weg erstreckt und somit den Innenbereich 171 in radialer Richtung begrenzt. Der Innendurchmesser des Innenbereichs 171 ist dabei etwas geringer als der Außendurchmesser des Spulenkörpers 128, so dass bei Einschieben des Spulenkörpers 128 in das Gehäuse 170 eine radiale Pressung (dargestellt durch die Presskraft F) auf den Spulenkörper 128, insbesondere auf radiale äußere Enden der zweiten Bereichs 132 und des dritten Bereichs 133 der Wand 129 des Spulenkörpers 128 ausgeübt wird. Aufgrund der radialen Pressung wird eine Hinterschneidung des Spulenkörpers 128 hinter den umlaufenden Befestigungsbereich 600 zusätzlich unterstützt. Mit anderen Worten kann der Spulenkörper an der zu fixierenden Seite mit Übermaß ausgeführt werden, so dass bei der anschließenden Montage des Gehäuses eine radiale Pressung auf den Spulenkörper ausgeübt wird. Diese Pressung unterstützt die Bildung der geometrischen Hinterschneidung. Mit dieser radialen Pressung ist der Magnetkern 135 sicher im Spulenkörper 128 befestigt, so dass bei Erwärmen des Spulenkörpers 128 im Betrieb der elektromagnetischen Vorrichtung 105 ein Abheben des Spulenkörpers 128 vom Magnetkern 135 mechanisch vermieden werden kann. Vorzugsweise ist das Gehäuse 170 einstückig ausgebildet.
Im Betrieb erwärmt sich die elektromagnetische Vorrichtung 105 durch die Verlustwärme in der Spulenwicklung 141 , so dass sich der Spulenkörper 128 ausdehnt. Durch die Ausdehnung des Spulenkörpers 128 stützt sich der Spulenkörper 128 am Gehäuse 170 ab, was in Fig. 2 mit dem Kraftpfeil F dargestellt ist, und leitet die Kraft auf den umlaufenden Befestigungsbereich 600 des Magnetkerns 135 weiter. Das bedeutet, dass die Ausdehnung des Spulenkörpers 128 in Verbindung mit dem umlaufenden oder geschlossenen Gehäuse 170 die Hinterschneidung des Spulenkörpers 128 durch die Fließeigenschaft von Elastomeren des Spulenkörpermaterials unter Krafteinwirkung hinter den umlaufenden Befestigungsbereich 600 verstärkt und das Abheben vom Magnetkern 135 bei Temperaturausdehnung hemmt, womit der Magnetkern 135 somit sicher in dem Spulenkörper 128 gehalten ist. Der Magnetkern 135 wird grundsätzlich aber auch ohne Gehäuse 170 sicher in dem Spulenkörper gehalten.
Das Gehäuse 170 weist magnetisches Material auf, wie dem Fachmann bekannt und beispielsweise in DE 10 2016 105 532 A1 beschrieben.
Der an dem Magnetkern 135 umlaufende Befestigungsbereich 600 ist an einer Außenfläche des Magnetkerns 135 angeordnet, so dass der umlaufende Befestigungbereich 600 mit dem Spulenkörper 128, insbesondere mit einer radial innenliegenden Fläche, in Kontakt ist, wenn der Magnetkern 135 in dem Spulenkörper 128 eingeschoben ist. Der erste Bereich 131 der Wand 129 begrenzt den Magnetkernaufnahmeraum 143 in radialer Richtung bezogen auf die Längsachse 137.
Im Ausführungsbeispiel ist der umlaufende Befestigungsbereich 600 so an dem Magnetkern 135 angeordnet, dass der umlaufende Befestigungsbereich 600, wenn der Magnetkern 135 in dem Spulenkörper 128 in seiner Einschubendposition ist, in Längsrichtung gesehen auf Höhe des zweiten Bereichs 132 der Wand 129 angeordnet ist. An dieser Position ist der Spulenkörper 128 steifer als an einer Position im ersten Bereich 131 , so dass der Magnetkern 135 vorteilhaft in dem Spulenkörper 128 befestigt ist. Mit anderen Worten, der umlaufende Befestigungsbereich 600 ist so an dem Magnetkern 135 angeordnet, dass in der Einschubendposition der umlaufende Befestigungsbereich 600 in Längsrichtung vorzugsweise außerhalb des
Aufnahmebereichs 142 an dem Spulenkörper 128, also außerhalb des Bereichs, in dem die Spule 140 um den Spulenkörper 128 gewickelt werden kann, angeordnet ist.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der umlaufende Befestigungsbereich 600 in der Einschubendposition alternativ oder zusätzlich in dem ersten Bereich 131 der Wand 129 angeordnet sein. Dies ermöglicht es dem Magnetkern 135 ebenfalls, sich in dem Spulenkörper 128 zu verzahnen. In einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der umlaufende Befestigungsbereich 600 alternativ oder zusätzlich so an dem Magnetkern 135 angeordnet sein, dass der umlaufende Befestigungsbereich 600 in der Einschubendposition gegenüber vom dritten Bereich 133 der Wand 129 angeordnet ist. Auch dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine sichere Befestigung des Magnetkerns 135 in dem Spulenkörper 128.
Der Magnetkern 135 kann auch mehr als einen umlaufenden Befestigungsbereich 600 aufweisen, die sich in Längsrichtung des Magnetkerns 135 auf dem Magnetkern 135 verteilen. Wenn es drei oder mehr umlaufende Befestigungsbereiche 600 gibt, können die drei oder mehr umlaufenden Befestigungsbereiche gleichmäßig oder unregelmäßig auf einer Länge des Magnetkerns 135 verteilt sein. Gleichmäßig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Abstand zwischen einem ersten umlaufenden Befestigungsbereich und einem zweiten umlaufenden Befestigungsbereich genau so groß ist, wie der Abstand zwischen dem zweiten umlaufenden Befestigungsbereich und einem dritten umlaufenden Befestigungsbereich.
In dem Fall, dass der Magnetkern 135 mehrere umlaufende Befestigungsbereiche 600 aufweist, kann eine jeweilige Erstreckung des Befestigungsbereichs 600 in senkrechter Richtung zur Längsachse 137 des Magnetkerns 135 der jeweiligen zahnartigen Kontur 601 von einem der Befestigungsbereiche 600 zum entlang der Längsachse 137 des Magnetkerns 135 darauffolgenden der Befestigungsbereiche 600 zunehmen. Dabei ist es von Vorteil, dass die Erstreckung in senkrechter Richtung zur Längsachse 137 des Magnetkerns 135 (Höhe der Erhebung) der hintereinander liegenden Befestigungsbereiche 600 in Einpressrichtung ansteigt, so dass im Wesentlichen immer die gleiche Menge an Spulenkörpermaterial verdrängt werden muss.
Fig. 3 zeigt eine schematische und vergrößerte Querschnittsdarstellung (Ausschnitt A) des umlaufenden Befestigungsbereichs 600 mit der zahnartigen Kontur 601 des Magnetkerns 135.
Ein erstes Ende 602 des umlaufenden Befestigungsbereichs 600 ist in Fig. 3 oben angeordnet. Beim Einschieben des Magnetkerns 135 in den Spulenkörper 128 tritt zuerst das erste Ende 602 des umlaufenden Befestigungsbereichs 600 in den Spulenkörper 128 ein. Darauf folgt die zahnartige Kontur 601 , die im Folgenden beispielhaft beschrieben wird.
Von dem ersten Ende 602 ausgehend, in Einschubrichtung des Magnetkerns 135 in den Spulenkörper 128 gesehen, vergrößert sich der Durchmesser des Magnetkerns 135 gleichmäßig bis zu einem Klemmbereich (Kopfbereich) 606 des umlaufenden Befestigungsbereichs 600, der einen größeren Durchmesser aufweist als der Durchmesser des Magnetkerns 135 außerhalb des Befestigungsbereichs 600. Dieser sich stetig vergrößernde Durchmesser des umlaufenden Befestigungsbereichs 600 liegt in einem Aufweitungsbereich 604 des umlaufenden Befestigungsbereichs 600. Der Aufweitungsbereich 604 weist mit anderen Worten eine gleichmäßige Steigung bis zum Außendurchmesser des Klemmbereichs 606 auf.
Ein Winkel a, der von einer Verlängerung des Durchmessers des Magnetkerns 135 außerhalb des Befestigungsbereichs 600 und einer Steigung des Aufweitungsbereichs 604 aufgespannt ist, kann einen Betrag zwischen etwa 1 und 90 Grad aufweisen, vorzugsweise zwischen 10 und 35 Grad. Durch eine solche Ausgestaltung des Aufweitungsbereichs 604 ermöglicht es der Magnetkern 135 dem Spulenkörper 128 während des Einpressens, dass das Spulenkörpermaterial 134 um die zahnartige Kontur 601 fließt und eine Hinterschneidung hinter der zahnartigen Kontur 601 bildet, ohne dass dabei der Innendurchmesser dauerhaft aufgeweitet oder sogar spanabhebend vergrößert wird. Mit einem solchen Winkel o ist es außerdem möglich, die Montagekraft zum Einpressen des Magnetkerns 135 in den Spulenkörper 128 zu verringern und ein mechanisches Abschaben von Spulenkörpermaterial vermeiden.
Der Außendurchmesser des Klemmbereichs 606 des umlaufenden Befestigungsbereichs 600 bleibt für einen vorgegebenen Längsabschnitt des Magnetkerns 135 in etwa konstant (abgeflachter Kopfbereich), was vorteilhaft den Fließprozess beim Einpressen begünstigt. Das heißt, dass sich der Außendurchmesser des Klemmbereichs 606 über dessen Länge nicht ändert. Daran anschließend folgt in Einschubrichtung des Magnetkerns 135 eine Vertiefung 608. Diese Vertiefung 608 kann auch als Einschnürung bezeichnet werden. Die Vertiefung 608 weist einen geringeren Durchmesser als der Durchmesser des Magnetkerns 135 außerhalb des Befestigungsbereichs 600 und damit auch einen geringeren Durchmesser als der Klemmbereich 606 auf. Ein Übergang 607 vom Klemmbereich 606 zu der Vertiefung 608 ist in einer radialen Ebene angeordnet. Das bedeutet, dass der Übergang 607 vorzugsweise im rechten Winkel ß von dem Klemmbereich 606 zu der Vertiefung 608 führt und somit die zahnartige Kontur 601 ausbildet. Anders gesprochen weist die zahnartige Kontur 601 auf einer quer (vorzugsweise senkrecht) zur Längsachse 137 des Magnetkerns 135 verlaufenden Seite einen Winkel (ß) von höchstens 90° zur Außenseite des Magnetkerns 135 außerhalb des umlaufenden Befestigungsbereichs 600 auf. Mit anderen Worten wird die Zahnrückseite scharfkantig mit einem höchstens 90° Winkel ausgeführt, so dass die Hinterschneidung sich ausbilden kann und bei Belastung entgegen der Montagerichtung eine Verkeilung auftritt.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Übergang 607 so ausgebildet sein, dass der Winkel ß als ein spitzer Winkel zwischen dem Klemmbereich 606 und dem Übergang 607 ausgebildet ist, also dass der Winkel ß einen Wert von weniger als 90° aufweist.
Auf die Vertiefung 608 folgt ein zweites Ende 610 des umlaufenden Befestigungsbereichs 600, der den Durchmesser des Magnetkerns 135 außerhalb des Befestigungsbereichs 600 aufweist. Ein Übergang 609 zwischen der Vertiefung 608 und dem zweiten Ende 610 des Befestigungsbereichs 600 ist z.B. leicht schräg ausgebildet und bildet eine steile Rampe aus. Anders gesprochen verändert sich der Durchmesser zwischen der Vertiefung 608 und dem zweiten Ende 610 auf einer kurzen Länge des Magnetkerns 135 in Einschubrichtung.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Übergang 609 auch senkrecht zur Längsachse des Magnetkerns 135 ausgebildet sein. Das bedeutet, dass sich der Magnetkern 135 sprunghaft, also ohne einen rampenartigen Übergang, vom Durchmesser der Vertiefung 608 zum Durchmesser des Magnetkerns 135 vergrößert.
Eine elektromagnetische Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht bei dem Magnetkern 135 also einen umlaufenden Befestigungsbereich 600 vor, der so gestaltet ist, dass das Spulenkörpermaterial um die zahnartige Kontur fliest und damit eine Hinterschneidung bildet, ohne dass dabei einfach nur der Innendurchmesser des Spulenkörpers aufgeweitet oder sogar spanabhebend vergrößert wird. Weiterhin wird damit bei Temperaturausdehnung vom Spulenkörper die Verbindung gestützt und sicher in Position gehalten. Die Erfindung ermöglicht auch eine schnelle Montage. Auch kann der Magnetkern über einen Ultraschallschweißprozess über eine Ultraschallschweißanlage eingeschallt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Kippankerventil
105 elektromagnetische Vorrichtung
110 Spulenelement
115 Ankerkörper
120 Feder
125 Dichtelement
128 Spulenkörper
129 Wand
130 Deckschale
131 erster Bereich
132 zweiter Bereich
133 dritter Bereich
134 Spulenkörpermaterial
135 Magnetkern
137 Längsachse
140 Spule
141 Spulenwicklung
142 Aufnahmebereich
143 Magnetkernaufnahmeraum
145 Lager
147 erste Position
149 zweite Position
150 Ventilsitz
155 Ausgang
157 Eingang
158 Fluid
160 Erhebung
162 Lagerabschnitt
165 Ausnehmung
170 Gehäuse
171 Innenbereich 172 Öffnung
173 Gehäuseboden
174 Seitenwand
180 Feldlinien
600 umlaufender Befestigungsbereich
601 zahnartige Kontur
602 erstes Ende
604 Aufweitungsbereich
606 Klemmbereich
607 Übergang
608 Vertiefung
609 Übergang
610 zweites Ende a Winkel ß Winkel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektromagnetische Vorrichtung (105), aufweisend: einen Magnetkern (135) mit einer Längsachse (137), einen umfangsmäßig um den Magnetkern (135) angeordneten Spulenkörper (128), der wenigstens einen Aufnahmebereich (142) zur Aufnahme wenigstens einer Spulenwicklung (141) einer Spule (140) aufweist, wobei der Aufnahmebereich (142) durch wenigstens eine Wand (129) aus Spulenkörpermaterial (134) gebildet ist, die einen ersten Bereich (131) aufweist, der in Richtung der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) verläuft, und wenigstens einen zweiten Bereich (132), der quer zu der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) verläuft, wobei der Magnetkern (135) einen umlaufenden Befestigungsbereich (600) aufweist, der im Querschnitt entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) eine zahnartige Kontur (601) aufweist und durch Verdrängung von Spulenkörpermaterial
(134) mit dem Spulenkörpermaterial (134) des Spulenkörpers (128) verzahnt ist, so dass der Magnetkern (135) durch den umlaufenden Befestigungsbereich (600) am Spulenkörper (128) gehalten ist.
2. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach Anspruch 1 , bei der der umlaufende Befestigungsbereich (600) so gestaltet ist, dass das Spulenkörpermaterial (134) um die zahnartige Kontur fliest und eine Hinterschneidung bildet.
3. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der umlaufende Befestigungsbereich (600) im Querschnitt entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) eine sägezahnartige Kontur aufweist.
4. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der umlaufende Befestigungsbereich (600) an einer Längsposition des Magnetkerns
(135) angeordnet ist, an der sich in senkrechter Richtung zur Längsachse (137) des Magnetkerns (135) kein Aufnahmebereich (142), insbesondere der zweite Bereich (132) der Wand (129), befindet.
5. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin aufweisend ein Gehäuse (170), insbesondere ein Magnetgehäuse, welches umfangsmäßig um den Spulenkörper (128) angeordnet ist und eine quer zu der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) wirkende Presskraft (F) auf den zweiten Bereich (132) der Wand (129) des Aufnahmebereichs (142) ausübt.
6. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Magnetkern (135) entlang der Längsachse (137) mehrere umlaufende Befestigungsbereiche (600) aufweist, die im Querschnitt entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) jeweils eine zahnartige Kontur (601) aufweisen.
7. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach Anspruch 6, bei der eine jeweilige Erstreckung in senkrechter Richtung zur Längsachse (137) des Magnetkerns (135) der jeweiligen zahnartigen Kontur (601) von einem der Befestigungsbereiche (600) zum entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) darauffolgenden der Befestigungsbereiche (600) zunimmt.
8. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der umlaufende Befestigungsbereich (600) im Querschnitt entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) eine Kontur mit einem abgeflacht ausgebildeten Kopfbereich aufweist.
9. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der umlaufende Befestigungsbereich (600) im Querschnitt entlang der Längsachse (137) des Magnetkerns (135) eine Kontur mit einer Vertiefung (608) in dem Magnetkern (135) aufweist, die einen geringeren Außenradius hat als der Magnetkern (135) außerhalb des Befestigungsbereichs (600).
10. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die zahnartige Kontur (601) auf einer quer zur Längsachse (137) des Magnetkerns (135) verlaufenden Seite einen Winkel von höchstens 90° zur Außenseite des Magnetkerns (135) außerhalb des Befestigungsbereichs (600) aufweist.
11. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Spulenkörpermaterial (134) ein Kunststoffmaterial aufweist, oder der Magnetkern (135) in den Spulenkörper (128) über eine Ultraschallschweißverbindung eingeschallt ist.
12. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , die als elektromagnetischer Aktuator (100) ausgebildet ist.
13. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach Anspruch 12, die einen bewegbaren magnetischen Ankerkörper (115) als bewegbares Aktuatorelement aufweist, der durch ein durch einen Stromfluss durch die Spule (140) und den Magnetkern (135) bewirktes Magnetfeld (180) bewegbar ist.
14. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die elektromagnetische Vorrichtung als elektromagnetische Schalt- oder Ventilvorrichtung (100) mit einem bewegbaren magnetischen Ankerkörper (115) als Schalt- bzw. Ventilelement ausgebildet ist, der durch ein durch einen Stromfluss durch die Spule (140) und den Magnetkern (135) bewirktes Magnetfeld (180) bewegbar ist.
15. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die elektromagnetische Vorrichtung als ein elektromechanisches Relais oder Magnetventil (100) ausgebildet ist.
16. Elektromagnetische Vorrichtung (105) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die elektromagnetische Vorrichtung als ein Magnetventil (100) für ein Druckregelmodul eines Fahrzeugs ausgebildet ist.
17. Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Vorrichtung (105) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend:
- Bereitstellen des Magnetkerns (135) und des Spulenkörpers (128);
- Einschieben des Magnetkerns (135) in den Spulenkörpers (128) oder Aufschieben des Spulenkörpers (128) auf den Magnetkern (135), bis der umlaufende Befestigungsbereich (600) des Magnetkerns (135) im Spulenkörper angeordnet ist. 18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Spulenkörper (128) einen Magnetkernaufnahmeraum (143) aufweist, in dem der Magnetkern (135) einschiebbar ist. 19. Verfahren nach Anspruch 18, weiterhin aufweisend:
Ausrichten des Magnetkerns (135) zu dem Magnetkernaufnahmeraum in dem Spulenkörper (128), so dass die Längsachse (137) des Magnetkerns (135) und eine Längsachse der Magnetkernaufnahmeraum (143) zueinander fluchten. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem der Magnetkern (135) in den Spulenkörper (128) über eine Ultraschallschweißverbindung eingeschallt wird.
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