DE19717445A1 - Elektromagnet, insbesondere zum Betätigen von Ventilen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, insbesondere zum Betätigen von
Ventilen, mit einem hülsenförmigen Magnetgehäuse, das einen Polkern um
schließt, der auf der Betätigungsseite des Elektromagneten, an der ein vom
Magnetanker bewegbares Betätigungsglied zugänglich ist, einen Abschluß des
Magnetgehäuses bildet, das in einem der Betätigungsseite benachbarten Bereich
mit dem Polkern über eine zumindest bereichsweise formschlüssig wirkende
Verbindung verbunden ist.
Ein Elektromagnet dieser Art ist bereits bekannt, siehe DE 195 04 185 A1. Die
an derartige Elektromagnete zu stellenden Anforderungen bezüglich hoher
Strukturfestigkeit und einwandfreier Abdichtung des Magnetgehäuses nach
außen, was für die Anwendung zur Betätigung von Hydraulikventilen beson
ders wichtig ist, führen bei den bekannten Ventilen zu einer aufwendigen
Bauweise mit hohen Herstellungskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Elektromagneten der betrachteten Art zu schaffen, der sich
trotz vereinfachter und kostengünstiger Bauweise durch besonders gute Abdich
tungs- und Festigkeitseigenschaften auszeichnet.
Bei einem Elektromagneten der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindung zwischen Magnetgehäuse
und Polkern eine in den Umfang des Polkern es eingearbeitete Ringnut, ein
darin aufnehmbares Abdichtelement sowie im Magnetgehäuse eine ringförmige
Einsickung zur Bildung formschlüssig an den Innenwänden der Ringnut angrei
fender Anlageflächen sowie einer umlaufenden, am Abdichtelement anliegen
den Abdichtfläche aufweist.
Dank dieser Ausbildung ergibt sich bei formschlüssiger Übertragung des Kraft
schlusses zwischen Magnetgehäuse und Polkern gleichzeitig eine einwandfreie
Abdichtung durch Anlage der ringförmigen Einsickung des Magnetgehäuses am
in der Ringnut befindlichen Abdichtelement. Im Gegensatz zu dem erwähnten,
bekannten Elektromagneten, bei dem über den Umfang des Magnetgehäuses
gleichmäßig verteilte, nach innen gerichtete, Durchbrüche bildende Sicken die
Verbindung bilden, ergibt sich bei der erfindungsgemäß ohne Durchsickung
gestalteten Verbindung ein druckdichter Abschluß des Gehäuses.
Das Abdichtelement kann ein O-Ring, eine Spaltdichtung oder eine geeignete
Beschichtung der Innenseite der Ringnut und/oder des Polgehäuses im Bereich
der Einsickung sein.
Die Fertigung gestaltet sich besonders einfach und kostengünstig, wenn das
Magnetgehäuse ein einteiliges Fließpreßteil ist, das an seinem der Betätigungs
seite entgegengesetzten Bodenteil ein nach einwärts verlaufendes, zur Außen
seite des Magnetgehäuses offenes Polrohr als hinteren Polkörper aufweist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen
erläutert, das in der einzigen Zeichnungsfigur dargestellt ist, die einen Axial
schnitt durch das mit einem Wegeventil verbundene Ausführungsbeispiel zeigt.
In der Figur sind ein Elektromagnet mit 1 und ein durch diesen zu betätigendes
Wegeventil mit 2 bezeichnet. Der Elektromagnet 1 weist ein als einteiliges
Fließpreßteil ausgebildetes Magnetgehäuse 3 auf, das die Form eines kreiszylin
drischen Bechers besitzt, von dessen Bodenteil 5 sich ein zentraler, beim
Fließpreßvorgang ausgebildeter Rohrstutzen nach einwärts erstreckt, der inner
halb des Magnetgehäuses 3 ein mit diesem einstückiges hinteres Polrohr 7
bildet.
Innerhalb des Magnetgehäuses 3 befindet sich ein das Polrohr 7 umgebender
Spulenkörper 9 mit einer Magnetwicklung 11, deren elektrische Anschlußfah
nen 13 über Bodenöffnungen 15, die im Bodenteil 5 des Magnetgehäuses 3
ausgestanzt sind, nach außen geführt sind. An der Innenseite des Polrohres 7
und an der Innenseite des Spulenkörpers 9 liegt ein dünnes Röhrchen 17 aus
nichtmagnetischem Metall an, das in seinem hinteren Teil eine Führung für den
Ankerkolben 19 bildet. In seinem vorderen, erweiterten Teil erstreckt sich das
Röhrchen 17 längs der Innenseite des Spulenkörpers 9 bis zu dessen den
Anschlußfahnen 13 entgegengesetztem vorderen Ende.
Der in das Magnetgehäuse 3 eingesetzte Spulenkörper 9 mit Magnetwicklung
11 und Anschlußfahnen 13 ist bei eingebautem Röhrchen 17 mit isolierendem
Kunststoff derart umspritzt, daß Kunststoffmaterial die Außenseite der Magnet
wicklung 11 umgibt und dem Raum zwischen dieser und der Innenseite des
Magnetgehäuses 3 ausfüllt und daß am Bodenteil 5 ein angespritzter, sich
durch die Bodenöffnungen 15 erstreckender Anschlußteil als integraler Spritzteil
gebildet ist, der die Bodenöffnungen 15 sowie die äußere Öffnung des Röhr
chens 17 verschließt. Dieser Anschlußteil 21 bildet zudem einen integralen
Steckerteil 23, an dem die Anschlußfahnen 13 der Magnetwicklung 11 kontak
tierbar sind. Außerdem ist der Anschlußteil 21 so geformt, daß eine umlaufende
Ringnut 25 zur Aufnahme eines O-Rings 27 gebildet wird.
An der Betätigungsseite, an der ein mit dem Ankerkolben 19 verbundener
Betätigungsstift 29 von außen her zugänglich ist, bildet ein Polkern 31 den
betätigungsseitigen Abschluß des Elektromagneten 1. Der Polkern 31 weist
einen erweiterten Flanschteil 33 auf, an dessen innerer Schulter der Spulenkör
per 9 abgestützt ist. In die äußere Umfangsfläche des Flanschteiles 33 ist eine
umlaufende Ringnut 35 eingearbeitet, in der ein Abdichtelement in Form eines
O-Ringes 37 aufgenommen ist. Eine auf die Ringnut 35 ausgerichtete ringförmi
ge Einsickung 39 im Magnetgehäuse 3 bildet durch Anlage an den Innenwän
den der Ringnut 35 eine formschlüssige Verbindung zwischen Magnetgehäuse
3 und Polkern 31. Da die Einsickung 39 keinen Durchbruch durch die Wand
des Magnetgehäuses 3 bildet, ergibt sich durch die Anlage am in der Ringnut
35 befindlichen O-Ring auch eine umlaufende Abdichtfläche, so daß die
Verbindung einen druckdichten Abschluß des Magnetgehäuses 3 bildet.
Anstelle der bevorzugten Verwendung des O-Ringes 37 könnte als Abdichtele
ment auch eine Dichtungsanordnung anderer Art, beispielsweise eine Spaltdich
tung oder eine Beschichtung mit einer Dichtmasse, vorgesehen sein.
Ein sich längs der Innenseite des Spulenkörpers 9 in Richtung auf das Polrohr 7
erstreckender Teil des Polkernes 31 weist eine weitere Ringnut mit einem
O-Ring 41 zur Abdichtung gegen das am Spulenkörper 9 anliegende Röhrchen 17
auf. Dieser gegen das Polrohr 7 vorspringende Teil des Polkörpers 31 endigt in
einer Konusfläche 43, die über einen Luftspalt 45 vom zugekehrten Ende des
Polrohres 7 getrennt ist.
Der Magnetkolben 19 ist zum Druckausgleich durch eine innere Axialbohrung
47 durchzogen. Zwischen Ankerkolben 19 und dem zugekehrten Ende des
Polkernes 31 befindet sich eine Antiklebescheibe 49 üblicher Art. Der Betäti
gungsstift 29 liegt mit seiner Stirnfläche am Ventilkolben 51 des zu betätigen
den Wegeventils 2 an. Der Ventilkolben 51 ist durch eine Druckfeder 53 zur
Anlage am Betätigungsstift 29 vorgespannt.
Das Wegeventil 2 weist an der zur Anbringung des Elektromagneten 1 be
stimmten Seite seines Ventilgehäuses 54 einen erweiterten Kragen 55 auf. Das
Magnetgehäuse 3, das zur Bildung eines freien Endbereiches 57 über die
Einsickung 39 hinaus verlängert ist, ist zur Befestigung des Ventilgehäuses 54
an der äußeren Endfläche 59 des Polkernes 31 mit dem Kragen 55 des Ventil
gehäuses 54 verbördelt.
Durch die Umspritzung des Spulenkörpers 9 mit dem eingebauten Röhrchen 17
ergibt sich für die Einheit aus Magnetgehäuse 3, Spulenkörper 9 und Röhrchen
17 eine hohe Gesamtfestigkeit. Gleichzeitig bekommt das dünne Röhrchen 17
dadurch seine Führung. Das Röhrchen 17 dichtet den Magneten ölseitig nach
außen ab, gibt seinerseits gleichzeitig dem Ankerkolben 19 seine Führung und
bewirkt die magnetische Trennung.
Durch die abgedichtete Einbaumöglichkeit des Elektromagneten 1 über die am
Anschlußteil 21 befindliche Ringnut 25 mit eingesetztem O-Ring 27 ergibt sich
die Möglichkeit des öldichten Einbaus des Elektromagneten 1 in einen Ölraum
innerhalb einer Schottwand oder Abdeckung 61. Da der aus der Abdeckung 61
vorstehende Anschlußteil 21 ein Kunststoffteil ist und der übrige Teil des Elek
tromagneten 1 innerhalb der Abdeckung 61 im Ölraum vor äußeren korrodie
renden Einflüssen geschützt ist, kann auf einen äußeren Korrosionsschutz des
Elektromagneten 1 verzichtet werden. Dadurch, daß das Röhrchen 17 nach
außen über das Kunststoffmaterial der Umspritzung und über den umspritzten
Spulenkörper 9 an der Innenseite des Magnetgehäuses 3 abgestützt ist, kann
der Elektromagnet 1 erhöhten inneren Druckbelastungen genügen.
Claims (11)
1. Elektromagnet, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, mit einem
hülsenförmigen Magnetgehäuse, das einen Polkern umschließt, der auf der
Betätigungsseite des Elektromagneten, an der ein vom Magnetanker be
wegbares Betätigungsglied zugänglich ist, einen Abschluß des Magnet
gehäuses bildet, das in einem der Betätigungsseite benachbarten Bereich
mit dem Polkern über eine zumindest bereichsweise formschlüssig wir
kende Verbindung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindung eine in den Umfang des Polkernes (31) eingearbeitete Ringnut
(35), ein darin aufnehmbares Abdichtelement (37) sowie im Magnetgehäu
se (3) eine ringförmige Einsickung (39) zur Bildung formschlüssig an den
Innenwänden der Ringnut (35) angreifender Anlageflächen sowie einer
umlaufenden, am Abdichtelement (37) anliegenden Abdichtfläche auf
weist.
2. Elektromagnet nach Anspruch 1, daß als Abdichtelement ein O-Ring (37)
vorgesehen ist.
3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magnetgehäuse (3) ein einteiliges Fließpreßteil ist, das an seinem der Be
tätigungsseite entgegengesetzten Bodenteil (5) ein nach einwärts verlau
fendes Polrohr (7) als hinteren Polkörper aufweist.
4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Magnetgehäuse (3) auf der Betätigungsseite des Elektroma
gneten (1) zur Bildung eines über die äußere Endfläche (59) des Polkernes
(31) vorstehenden Endbereiches (57) verlängert und an diesem Endbereich
(57) mit einem durch den Elektromagneten (1) zu betätigenden Bauteil
verbunden ist.
5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als mit
dem Magnetgehäuse (3) verbundenes Bauteil ein Ventilgehäuse (54) vor
gesehen ist, das einen an der zugewandten Endfläche (59) des Polkern es
(31) anliegenden Kragen (55) aufweist, mit dem der Endbereich (57) des
Magnetgehäuses (3) durch Verbördelung verbunden ist.
6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Magnetgehäuse (3) in seinem die Anschlußseite des Elek
tromagneten bildenden Bodenteil (5) zusätzlich zu einer durch das Pol
rohr (7) gebildeten Öffnung mehrere Bodenöffnungen (15) aufweist und
daß ein die Magnetwicklung (11) aufnehmender Spulenkörper (9) im
Inneren des Magnetgehäuses (3) mit Kunststoff derart umspritzt ist, daß ein
daran einteilig angespritzter Anschlußteil (21) für die Durchführung einer
elektrischen Verbindung zur Magnetwicklung (11) sich durch die Boden
öffnungen (15) des Magnetgehäuses (3) nach außen erstreckt und diese
sowie die Öffnung des Polrohres (7) verschließt.
7. Elektromagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
sich aus den Bodenöffnungen (15) des Magnetgehäuses (3) erstreckenden
Teil des Anschlußteiles (21) eine umfängliche Ringnut (25) für die Auf
nahme eines O-Ringes (27) ausgebildet ist.
8. Elektromagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der An
schlußteil (21) einen einstückig angespritzten Steckerteil (23) für die
Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse (13) der Magnetwicklung (11)
bildet.
9. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein als Führung für den Magnetanker (19) und als magneti
sches Trennelement dienendes, dünnwandiges Röhrchen (17) aus nicht
magnetischem Werkstoff zusammen mit dem Spulenkörper (9) und dem
Anschlußteil (21) umspritzt ist.
10. Elektromagnet nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pol
kern (31) sich von einem Endflansch (33), der die umfängliche Ringnut
(35) für die Verbindung mit dem Magnetgehäuse (3) aufweist, längs des an
der Innenseite des Spulenkörpers (9) anliegenden, nichtmagnetischen
Röhrchens (17) erstreckt und in diesem Teil eine zum Röhrchen (17) hin
offene Ringnut für die Aufnahme eines O-Rings (41) zur Abdichtung
gegenüber dem Röhrchen (17) aufweist.
11. Elektromagnet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der sich
längs des Röhrchens (17) erstreckende Teil des Polkerns (31) für die
Linearisierung des Magnetfeldes in einer Konusfläche (43) endigt, die über
einen Luftspalt (45) dem zugekehrten Ende des Polrohres (7) gegen über
liegt.
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