DE19716517A1

DE19716517A1 - Elektromagnet mit einem Anker mit Kunststoffstange

Info

Publication number: DE19716517A1
Application number: DE1997116517
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Petri; Edwin Dipl Ing Kreuzberg; Michael Ermert
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: DE19716517B4

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem mit minde stens einer Magnetspule ausgestatteten Gehäuse, in dem ein mit einer zentralen Bohrung versehener Anker verschiebbar gehalten ist, durch dessen Kolben auf seiner ganzen Länge eine Stange greift, die aus Kunststoff besteht, wobei die Stange beispielsweise als Stößel die Ausführung von Steuervorgängen bewirkt und zur Lagerung des Kolbens dient.

Aus der EP-PS 0 576 813 ist ein derartiger Elektromagnet mit einem Anker bekannt, dessen Stange aus Kunststoff besteht. Diese Anker werden üblicherweise lediglich im Bereich des Kolbens, nicht jedoch im Bereich der Stange gelagert. Für nicht sehr präzise Schaltvor gänge reicht diese Lagerung aus. Die Hysterese derartiger Elek tromagnete ist jedoch verhältnismäßig schlecht. Eine Lagerung im Bereich der Stange ist nicht ratsam, da diese aus glasfaserver stärktem Kunststoff besteht, welcher so hart ist, daß bekannte Lager, die beispielsweise aus Verbundwerkstoffen, Messing, Magnet stahl usw. bestehen, aufgrund des Verschleißes zerstört werden.

Soll eine gute Hysterese erreicht werden, so werden bisher noch immer Anker verwendet, die eine Stange aus Metall aufweisen und die am Kolben und an der Stange gelagert sind. Hier können Lager aus Verbundwerkstoffen oder Messinglager eingesetzt werden. Die Her stellung derartiger Anker ist jedoch vergleichsweise relativ teuer.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Elektromagneten der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen Anker mit einer Stange aus einem Kunststoff aufweist und der mit im Magnetgehäuse ausgebil deten Lagern zusammenwirkt und dennoch der im Automobilbau üblichen Dauerbelastung standhält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kunststoff mit einem Festschmierstoff versehen ist. Durch die Beimischung eines Festschmierstoffes in das Kunststoffmaterial wird erreicht, daß die Kunststoffstange nur einen sehr geringen Verschleiß des Lagers bewirkt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die aus Kunststoff gespritzte Stange direkt ohne separates Lager im Magnetpol oder in einem Gleitlager aus einem üblichen Material wie beispielsweise Verbundwerkstoff oder Messing gelagert ist.

In vorteilhafter Weise kann der Anker eine Bauchlagerstelle aus Kunststoff aufweisen, die zusammen mit der Kunststoffstange um den Kolben herum gespritzt ist, da hierdurch ein separates Bauchlager entfallen kann.

Ein Druckausgleich zwischen dem Raum vor und hinter der Lagerstelle läßt sich erreichen, wenn die Kunststoffstange mit Profilierungen gespritzt ist.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, wenn zwei Halteflansche an die Stange angespritzt sind, die den Kolben axial halten und gleichzei tig als Antiklebscheibe dienen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stange eine Ver drehsicherung aufweist, wobei der Kolben erfindungsgemäß axial gerichtete Vertiefungen aufweisen kann, in die entsprechende Rippen der Stange als Verdrehsicherung eingreifen.

Ein Radialspiel zwischen Kolben und Ankerstange läßt sich verhin dern, wenn mindestens eine Seite des Kolbens eine konzentrisch verlaufende Nut aufweist, in die eine entsprechende Ausformung eines Halteflansches eingreift.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Elek tromagneten,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Ankers mit Kunststoff als Bauchlagerstelle,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Anker im Bereich der Stangenlagerstelle des Elektromagneten gemäß Fig. 2 vor dem vorderen Halteflansch und

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Anker des Elektromagne ten gemäß Fig. 2 im Bereich der Bauchlagerstelle vor dem hinteren Halteflansch.

In der Fig. 1 ist ein Elektromagnet im Längsschnitt dargestellt, der ein Gehäuse 1 aufweist, das auf der einen Seite ein Magnetpol 2 umfaßt. Auf der dem Magnetpol 2 gegenüberliegenden Seite ist eine Hubbegrenzung 3 als Anschlag für einen Anker 21 in das Gehäuse 1 eingeschoben. Durch Verstemmung der Wandung des Gehäuses 1 im Bereich der Hubbegrenzung 3 wird diese und damit der gesamte Elek tromagnet gehalten. In das Gehäuse 1 ist eine den Anker 21 umgrei fende Magnetspule 5 sowie die den Magnetkreis schließende Joch scheibe 18 eingebracht. Die elektrischen Anschlüsse der Magnetspule 5 sind an einen Stecker 6 geführt.

Ein Kolben 4 ist mit einer Stange 7 versehen, die aus einem einen Festschmierstoff aufweisenden Kunststoff besteht. Dabei kann die Kunststoffstange 7 als Stößel für mechanische Betätigungen oder hydraulische Steuervorgänge dienen. Durch die Verwendung eines einen Festschmierstoff aufweisenden Kunststoff kann die Stange 7 in einem Gleitlager 8 aus beliebigen, also auch aus einem relativ weichen Material, beispielsweise aus Verbundswerkstoff oder Messing geführt sein. Die Stange 7 kann aber auch direkt im Magnetpol 2 ohne ein separates Gleitlager 8 gelagert sein.

Da die Stange 7 in dem Gleitlager 8 geführt ist, dient sie neben der Steuerungsfunktion gleichzeitig als Lagerstange für den Kolben 4. In der Hubbegrenzung 3 des Elektromagneten ist eine Lagerbuchse 9 als Bauchlager für den Kolben 4 eingelegt. Die Stange 7 weist in ihrem mittleren Bereich einen vorderen Halteflansch 10 auf, der den Kolben 4 auf der einen Seite hält und gleichzeitig ein Kleben beim Abfall des Kolbens 4 verhindert. Das rückwärtige Ende der Stange 7 weist einen hinteren Halteflansch 11 auf, der den Kolben 4 umgreift. Die Stange 7 ist axial von einem zylindrischen Ausgleichskanal 12 durchzogen. An dem Gehäuse 1 des Elektromagneten ist eine Flansch 13 zur Befestigung desselben angebracht.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ankers 19 für einen erfindungsgemäßen Elektromagneten mit der Stange 7 darge stellt. Der Kunststoff der Stange 7 ist um den Kolben 4 herumge spritzt, so daß er im hinteren Bereich als Bauchlagerstelle 14 für den Kolben 4 dient, so daß eine gesonderte Lagerbuchse 9 entfallen kann.

Damit bei der Betätigung der Stange 7 ein Druckausgleich links und rechts des Gleitlagers 8 erfolgen kann, ist die aus Kunststoff bestehende Stange 7 mit Profilierungen 15 versehen, wie dies ins besondere der Fig. 3 zu entnehmen ist, die einen Schnitt durch den in Fig. 2 dargestellten Anker 19 vor dem vorderen Halteflansch 10 zeigt.

Die Stange 7 wird bei hoher Temperatur in den Kolben 4 gespritzt. Beim Erkalten der Stange 7 schrumpft diese geringfügig, so daß es zu einem Spiel zwischen der Stange 7 und dem Kolben kommt, infolge dessen sich die Spange 7 im Kolben 4 verdrehen kann. Um ein der artiges Verdrehen der Stange 7 im Kolben 4 zu verhindern, wird dieser vor dem Einspritzen der Stange 7 mit axialen Vertiefungen 20 am Innendurchmesser versehen. Beim Ausspritzen der Vertiefungen 20 mit Kunststoff ergeben sich auf der Stange 7 Rippen 16, die zusammen mit den Vertiefungen 20 als Verdrehsicherung dienen, wie dies Fig. 4 zeigt.

Um ein mögliches Ablösen der Halteflansche 10 und 11 zu verhindern, wird beidseitig des Kolbens 4 eine ringförmige Nut eingedreht, in welche die Halteflansch 10 und 11 der Stange 7 mit eingespritzt werden. Die sich bildende, in die Nut eingreifende, ringförmige Ausformung 17 der Halteflansche 10 und 11 unterbindet jegliches Ablösen von dem Kolben 4.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kunststoffstange 1 des Kolbens 4 mit einem Festschmierstoff erhält man einen Elektromagne ten, der auch mit Lagern 8 aus weicheren Materialien, wie beispiels weise Verbundwerkstoff oder Messing, oder sogar mit im Gehäuse 1 ausgebildeten Lagern 8 zusammenwirkt und dennoch der im Automobilbau üblichen Dauerbelastung standhält. Weiterhin zeichnet sich der erfindungsgemäße Elektromagnet mit seinen Ankern 19 und 21 durch seinen leichten Zusammenbau und damit seine kostengünstige Her stellung aus.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Magnetpol

3

Hubbegrenzung

4

Kolben

5

Magnetspule

6

Stecker

7

Stange

8

Gleitlager

9

Lagerbuchse

10

vorderer Halteflansch

11

hinterer Halteflansch

12

Ausgleichskanal

13

Flansch

14

Bauchlagerstelle

15

Profilierung

16

Rippen

17

Ausformung

18

Jochscheibe

19

Anker

20

Vertiefungen

21

Anker

Claims

1. Elektromagnet mit einem mit mindestens einer Magnetspule (5) ausgestatteten Gehäuse (1), in dem ein mit einer zentralen Bohrung versehener Anker (19, 21) verschiebbar gehalten ist, durch dessen Kolben (4) auf seiner ganzen Länge eine Stange (7) greift, die aus einem mit einem Festschmierstoff versehenen Kunststoff besteht, wobei die Stange (7) beispielsweise die Ausführung von Steuervorgängen bewirkt und zur Lagerung des Kolbens (4) dient.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) direkt ohne separates Lager im Magnetpol (2) gelagert ist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) in einem Gleit lager (8) aus einem relativ weichen Material wie beispielsweise Verbundwerkstoff oder Messing gelagert ist.

4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (4) eine Bauchlagerstelle (14) aus Kunststoff aufweist, die zusammen mit der Stange (7) aus Kunststoff um den Kolben (4) herum gespritzt ist.

5. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (7) aus Kunststoff mit Profilierungen (15) gespritzt ist.

6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halteflansche (10, 11) an die Stange (7) angespritzt sind, die den Kolben (4) axial seitlich halten.

7. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kunststoff gespritzte Stange (7) eine Verdrehsiche rung (16, 20) aufweist.

8. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) axial gerichtete Vertiefungen (20) aufweist in die entsprechende Rippen (16) der Stange (7) als Verdrehsi cherung eingreifen.

9. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite des Kolbens (4) eine konzentrisch verlaufende Nut aufweist, in die eine entsprechende Ausformung (17) eines Halteflansches (10) eingreift.