DE2718826C2 - Ankerführung bei einem elektrischen Hubmagneten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ankerführung bei einem elektrischen Hubmagneten, bei dem ein zylinderförmiger Anker in einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt axial bewegbar ist, wobei die Innenfläche des Rohres oder die Mantelfläche des Ankers zwei axial beabstandete Umfangsnuten aufweist, in denen jeweils ein sich um den Umfang erstreckendes ringförmiges Führungsglied aus nicht-magnetischem Material angeordnet ist.

Eine derartige Ankerführung ist aus der DD-PS 458 bekannt.

Bei der Herstellung von Hubmagneten wird angestrebt, einerseits eine möglichst ungehinderte Beweglichkeit des Ankers innerhalb des Rohres sicherzustellen, dabei aber gleichzeitig die gegenseitige konzentrische Lage von Anker und Magnet aufrechtzuerhalten. Diese angestrebten Eigenschaften sind insbesondere bei sogenannten proportionalen Hubmagneten sehr wichtig, die beispielsweise dafür vorgesehen sind, den Durchtrittsquerschnitt eines Strömungsregelventils in strenger linearer Abhängigkeit von der durch die elektrische Wicklung fließenden Stromstärke zu steuern.

Es ist bekannt, die Innenmantelfläche des Rohres und die Außenmantelfläche des Ankers so zu bearbeiten, daß man einen guten Gleitsitz erhält wodurch sich das Problem der Erhaltung der Konzentrizität lösen läßt aber unerwünschte Reibungskräfte erzeugt werden können. Hinzu kommt daß bei der Herstellung des Rohres aus magnetisierbarem Material zwei Bauteile aus magnetisierbarem Material sich äußerst nahe beieinander befinden. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, einen gewissen Zwischenraum bedingende Gleitringe auf dem Anker vorzusehen. Diese können aus nicht magnetisierbarem Material bestehen und in axialer Richtung schmaler gehalten werden, wodurch sich die Reibung vermindern und die Konzentrizität so weit wie möglich erhalten läßt Jedoch auch ein solcher Aufbau ist nicht ideal und führt leicht zu Veränderungen im Arbeitsverhalten der Magnete.

So sind bei den aus der DD-PS 27 458 bekannten Ankerführung die Führungsglieder unverrückbar in der Gleitbahn des Ankers angeordnet sind. Diese Führungsglieder sind aufgeklebt oder aufgeschweißt und verschleißen demgemäß sehr schnell.

Eine alternative Lösung würde darin bestehen, eine Art von linearen Wälzlagern mit Kugeln oder Rollen zu verwenden. Für ein solches Lager muß jedoch ein Käfig zur Aufnahme der Kugeln oder Rollen vorgesehen werden, und es wären darüber hinaus gehärtete Laufflächen auf dem Anker und im Rohr erforderlich, aut denen die Rollen oder iCugeln abrollen. Zumindest der Anker ist jedoch aus einem Material hergestellt das in bezug auf seine magnetischen Eigenschaften ausgewählt wurde, und ohne Zerstörung dieser Eigenschaften oder zumindest Beeinträchtigung der Arbeitsweise des Magneten ist es nicht möglich, eine ausreichend harte Oberfläche zu erzeugen, wie sie für eine angemessene Lebensdauer des Magneten erforderlich wäre.

Aus der DE-AS 11 82 350 ist ein Quecksilberschaltrelais bekannt bei dem das Führungsglied des Ankers aus einer um den Anker gewickelten Spule besteht Als Material wird ein Draht verwendet, der abschnittsweise mit einer äußeren plastischen Umhüllung versehen ist. Dieses Führungsglied ist aufgrund einer Federvorspannung am Anker fixiert und hat im Gehäuse Spiel, so daß bei einer Auf- und Abbewegung des Ankers das Führungsglied mitgenommen wird und an der Innenseite des Ge- häuses entlanggleitet. Hiermit ist weder eine weitgehend reibungsfreie noch eine einwandfreie axiale Führung des Ankers möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem elektrischen Hubmagneten eine Ankerführung mit geringem Verschleiß zu schaffen, bei der die Reibungskräfte vermindert sind und gleichzeitig eine stabile axiale Führung des Ankers im Hubmagneten gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ankerführung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Führungsglieder elastisch sind und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, daß die Weite der Umfangsnuten in axialer Richtung jeweils mindestens der halben Länge des Ankerhubes entspricht, und daß weiter die Umfangsnuten und die Führungsglieder so bemessen sind, daß die im Hubmagneten eingebauten Führungsglieder leicht zusammengedrückt sind, aber dennoch bei einer axialen Relativbewegung zwischen Rohr und Anker in einer Wälzbewegung innerhalb der Umfangsnuten abrollen.

Die erfindungsgemäße Ankerführung zeichnet sich durch geringen Verschleiß und geringe Reibungskräfte bei gleichzeitiger stabiler Führung des Ankers im Hub-

magneten aus.

Die elastischen ringförmigen Führungsglieder sind vorteilhafterweise als wendelförmig gewickelte Federn ausgeführt

Gemäß einer Ausführungsform liegen die Enden der Federn dicht aneinander.

Gemäß einer anderen Ausführungsform überlappen die Enden der Federn in Umfangsrichtung der Nuten, wobei zwischen den sich überlappenden Enden zur Verringerung der gegenseitigen Reibung ein Abstandsstück angeordnet ist.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, daß die Enden des Ankers einen verringerten Durchmesser aufweisen und somit den Umfangsnuten entsprechende Abschnitte bilden.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Ankerführung eines Hubmagneten;

F i g. 2 und 3 alternative Ausführungsformen.

In der F i g. 1 ist der Anker 29 eines Hubmagneten dargestellt, der in einem Kernrohr 10 untergebracht ist. Dieses Kernrohr 10 ist als durchgehendes Rohr dargestellt, kann aber auch aus mehreren Abschnitten aufgebaut sein, die aus magnetisierbarem und nicht-magnetisierbarem Material bestehen.

In den im Abstand voneinander angeordneten Umfangsnuten 30 befindet sich je ein elastisches Führungsglied 31. Die Führungsglieder 31 erstrecken sich innerhalb der Nuten 30 in IJmfangsrichtiing und hesit7en vnr Einbau in den Hubmagneten einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt Nach Einbau in den Magneten sind sie jedoch leicht gestaucht, so daß ihr Querschnitt im allgemeinen etwas elliptisch ist. Die Abmessungen der Umfangsnuten 30 und der Führungsglieder 31 sind so gewählt, daß letztere bei einer axialen Relativbewegung zwischen Anker 29 und Rohr 10 um ihre Längsachse abrollen, wodurch der Anker 29 in seiner konzentrischen Lage in bezug auf das Rohr 10 gehalten wird, gleichzeitig aber der Reibungswiderstand gegenüber einer Bewegung des Ankers 29 im Rohr 10 sehr gering ist.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung entspricht die Weite der Umfangsnuten 30 in axialer Richtung mindestens dem halben zulässigen Hub des Ankers 29, denn bei einem bestimmten Verschiebungsweg des Ankers 29 bewegen sich die Führungsglieder 31 nur um den halben Betrag dieses Weges weiter.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Enden des Ankers 29 einen reduzierten Durchmesser aufweisen und somit den Umfangsnuten 30 entsprechende Abschnitte bilden. Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführung sind die Umfangsnuten in die Innenoberfläche des Rohres 10 eingearbeitet, besitzen aber auch hier eine Weite in axialer Richtung, die mindestens dem halben zulässigen Hub des Ankers entsprechen muß. Die Anordnung nach Fig.3 erfordert aber eine dickere Ausbildung der Wandstärke des Rohres, was aus Gründen des Arbeitsverhaltens des Magneten unerwünscht sein kann.

Die Führungsglieder sind zweckmäßigerweise als wendelförmig gewickelte Federn ausgebildet, die so lang sind, daß ihre Enden im eingebauten Zustand dicht beieinander liegen. Sie können jedoch auch als endlose Reifen ausgebildet sein, daß ihre Enden sich überlappen, jedoch ist in diesem Fall ein Abstandsstück erforderlich, um die gegenseitige Reibung zwischen den sich überlappenden Enden gering zu halten. Außerdem muß bei einer solchen Ausführung die Breite der Nuten vergrößert werden.

Die wendelförmig gewickelten Federn bestehen aus nicht-magnetisierbarem Material, beispielsweise aus Phosphorbronze oder aus rostfreiem Stahl. Welcher Werkstoff auch immer verwendet, wird, unerwünscht ist in jedem Fall, daß eine bleibende Verformung der Führungsglieder eintritt, welche das Arbeitsverhalten des Magneten nach längerer Nichtbenutzung beeinträchtigen würde.

Die Führungsglieder 31 stellen eine sehr steife Lagebegrenzung für den Anker dar, die jeglicher Bewegung des Ankers aufgrund seitlicher Kräfte zu widerstehen sucht Gleichzeitig steht einer axialen Bewegung des Ankers innerhalb des Rohres nur ein geringer Reibungswiderstand entgegen.

Bei den Ausführungsformen der F i g. 1 und 3 hat die untere Umfangsnut 30 schräge Begrenzungsflächen, wodurch die Arbeitsweise des Magneten nicht beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ankerführung bei einem elektrischen Hubmagneten, bei dem ein zylinderförmiger Anker in einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt axial bewegbar ist wobei die Innenfläche des Rohres oder die Mantelfläche des Ankers zwei axial beabstandete Umfangsnuten aufweist in denen jeweils ein sich um den Umfang erstreckendes ringförmiges Führungsglied aus nichtmagnetischem Material angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (31) elastisch sind und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, daß die Weite der Umfangsnuten (30) in axialer Richtung jeweils mindestens der halben Länge des Ankerhubes entspricht und daß weiter die Umfangsnuten (30) und die Führungsglieder (31) so bemessen sind, daß die im Hubmagneten eingebauten Führungsglieder (31) leicht zusammengedrückt sind, aber dennoch bei einer axialen Relativbewegung zwischen Rohr (10) und Anker (29) in einer Wälzbewegung innerhalb der Umfangsnuten (30) abrollen.

2. Ankerführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die elastischen ringförmigen Führungsglieder (31) als wendelförmig gewickelte Federn ausgebildet sind.

3. Ankerführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Enden der Federn dicht aneinander liegen.

4. Ankerführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Enden der Federn in Umfangsrichtung der Nuten (30) überlappen, wobei zwischen den sich überlappenden Enden zur Verringerung der gegenseitigen Reibung ein Abstandsstück angeordnet ist.

5. Ankerführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Ankers (29) einen verringerten Durchmesser aufweisen und somit den Umfangsnuten (30) entsprechende Abschnitte bilden.