DE3418654C2

DE3418654C2 - Electromagnet for a valve

Info

Publication number: DE3418654C2
Application number: DE19843418654
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. Bartholomäus (FH), 8781 Neuendorf
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-05-18
Publication date: 1987-03-19
Also published as: DE3418654A1

Abstract

Bei einem Elektromagneten für ein Ventil wird der unter Strömungsmitteldruck stehende Ankerraum gegenüber der Wicklung des Elektromagneten im Luftspalt durch eine druckfeste Dichtung abgeschlossen, die aus einem flanschartigen Bauteil und Dichtringen besteht. Damit kann die druckfeste Dichtung verbessert und höhere Innendrücke abgedichtet werden, ohne daß hydraulische Kräfte auf die Wicklung einwirken.In an electromagnet for a valve, the armature chamber under fluid pressure is sealed off from the coil of the electromagnet in the air gap by a pressure-resistant seal consisting of a flange-like component and sealing rings. This improves the pressure-resistant seal and seals off higher internal pressures without hydraulic forces acting on the coil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten für ein Ventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an electromagnet for a valve with the features specified in the preamble of patent claim 1.

Bei Proportional- bzw. Schaltmagneten für Ventile steht der Ankerraum unter dem Druck des Strömungsmittels und muß gegenüber der ihn umgebenden Wicklung abgedichtet werden. Die Erfindung geht von einer bekannten Anordnung aus (DE-GM 70 18 327), bei der in den Luftspalt zwischen den Polenden ein Ring mit je einer Nut an beiden Stirnseiten eingesetzt ist, die zur Aufnahme eines Dichtrings dient, der am Polende anliegt. Hierzu muß das Polende rechtwinklig zur Längsachse des Magneten verlaufen, es handelt sich also um einen Schaltmagneten. Außerdem können die Dichtringe durch den ankerseitigen Druck leicht zerstört werden.In proportional or switching magnets for valves, the armature chamber is under the pressure of the fluid and must be sealed against the winding surrounding it. The invention is based on a known arrangement (DE-GM 70 18 327) in which a ring with a groove on each end is inserted into the air gap between the pole ends, which serves to accommodate a sealing ring that rests against the pole end. For this to happen, the pole end must run at right angles to the longitudinal axis of the magnet, so it is a switching magnet. In addition, the sealing rings can easily be destroyed by the pressure on the armature side.

Es ist auch bekannt, die Gehäuseteile im Bereich der Polenden mittels Hartlot zu verbinden, um dadurch die gewünschte Druckfestigkeit und Nichtmagnetisierbarkeit des Zwischenbereiches zu erreichen. Nach dem Hartlöten müssen die Teile jedoch wieder mechanisch nachbearbeitet werden. Gleichzeitig müssen sie so ausgeführt werden, daß der Spulenkörper noch aufgeschoben werden kann. Diese Ausführung ist nicht preisgünstig herstellbar. Dies trifft auch bei einem bekannten Magneten (US-PS 37 27 633) zu, bei dem ein antimagnetischer Ring an die Polringe beidseits angelötet ist. Die Abdichtung des Luftspalts kann in bekannter Weise (DE-OS 21 09 770) auch durch eine nicht magnetische Hülse erfolgen, die auf der Innenseite der Polstücke 6 und 7 eingesetzt und mittels Dichtringen abgedichtet ist. Die Befestigung der Hülse kann auch durch Ankleben am Gehäuse erfolgen. Bei solchen Anordnungen bestimmt die Wandstärke der Hülse zwar den maximal zulässigen Innendruck, doch wird dabei die von der Wicklung erzeugte Magnetkraft erheblich verringert.It is also known to connect the housing parts in the area of the pole ends using hard solder in order to achieve the desired pressure resistance and non-magnetizability of the intermediate area. After hard soldering, however, the parts must be mechanically reworked. At the same time, they must be designed in such a way that the coil body can still be pushed on. This design cannot be manufactured inexpensively. This also applies to a known magnet (US-PS 37 27 633) in which an anti-magnetic ring is soldered to both sides of the pole rings. The air gap can also be sealed in a known manner (DE-OS 21 09 770) using a non-magnetic sleeve which is inserted on the inside of the pole pieces 6 and 7 and sealed using sealing rings. The sleeve can also be attached to the housing by gluing it. In such arrangements, the wall thickness of the sleeve determines the maximum permissible internal pressure, but the magnetic force generated by the winding is significantly reduced.

Somit besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, die druckfeste Abdichtung des Ankerraums so vorzunehmen, daß hohe Innendrücke im Ankerraum abgestützt werden können, ohne daß hydraulische Kräfte auf die Wicklung einwirken und ohne daß die magnetische Leitung verringert wird.Thus, the object underlying the invention is to provide the pressure-tight sealing of the armature chamber in such a way that high internal pressures in the armature chamber can be supported without hydraulic forces acting on the winding and without the magnetic conduction being reduced.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.

Somit ist das Bauteil zwischen Wickelkörper und den die Polenden bildenden Gehäuseteilen eingesetzt und erstreckt sich längs des Wickelkörpers beidseits über den Luftspalt hinaus. Dabei weist das Bauteil den in den Luftspalt hineinreichenden Abschnitt auf, wodurch beidseits radial nach innen, also zum Ankerraum hin offene Taschen gebildet sind, in welche die Dichtringe eingesetzt sind. Durch den im Ankerraum herrschenden Druck werden die Dichtringe in den Spalt gedrückt und sind radial außen von dem Bauteil einwandfrei abgestützt, so daß sie nicht zerstört werden, sondern eine verbesserte Dichtwirkung erzielt wird. Dies ergibt eine hochdruckfeste Abdichtung. Die Stirnkante der Polenden kann auch schräg ausgebildet werden, um bestimmte Schaltcharakteristiken des Magneten zu erzeugen. Die Magnetkraft wird durch das außerhalb der Gehäuseteile unterhalb des Wickelkörpers befindliche Bauteil nicht verschlechtert. Der Magnetfluß wird nur in nicht nennenswertem Maße abgeschwächt.The component is thus inserted between the winding body and the housing parts that form the pole ends and extends along the winding body on both sides beyond the air gap. The component has a section that extends into the air gap, creating pockets that are open radially inwards on both sides, i.e. towards the armature chamber, into which the sealing rings are inserted. The pressure in the armature chamber presses the sealing rings into the gap and they are perfectly supported radially outside by the component, so that they are not destroyed, but an improved sealing effect is achieved. This results in a high-pressure-resistant seal. The front edge of the pole ends can also be designed at an angle in order to create certain switching characteristics of the magnet. The magnetic force is not impaired by the component located outside the housing parts below the winding body. The magnetic flux is only weakened to an insignificant extent.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 wird die Steifigkeit der abdichtenden Hülse stark vergrößert, während mit den Maßnahmen des Anspruchs 3 die Wandstärke der Polenden der Gehäuseteile und damit die Magnetkraft vergrößert werden kann.With the features of patent claim 2, the rigidity of the sealing sleeve is greatly increased, while with the measures of claim 3, the wall thickness of the pole ends of the housing parts and thus the magnetic force can be increased.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Patentansprüchen 4 bis 7.Further advantageous embodiments can be found in patent claims 4 to 7.

Mit dem Merkmal des Patentanspruchs 8 wird die Magnetkraftkennlinie verändert. Dies ist auch eines der Unterscheidungsmerkmale zwischen Proportional- und Schaltmagneten. Bei Schaltmagneten sind nämlich die Stirnseiten der Polenden rechtwinkelig, für Proportionalmagnete aber schräg. Die Erfindung läßt sich somit für beide Magnettypen vorteilhaft verwenden.The feature of claim 8 changes the magnetic force characteristic. This is also one of the distinguishing features between proportional and switching magnets. In switching magnets, the front sides of the pole ends are rectangular, but for proportional magnets they are slanted. The invention can thus be can be used advantageously for both magnet types.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch den Elektromagneten zur Betätigung eines nicht dargestellten Ventils, Fig. 1 is a section through the electromagnet for actuating a valve not shown,

Fig. 2 bis 6 abgeänderte Ausführungsformen der druckfesten Dichtung jeweils im Schnitt. Fig. 2 to 6 modified embodiments of the pressure-resistant seal, each in section.

In Fig. 1 ist eine Wicklung 1 auf einem Wickelkörper 2 angeordnet, der zwischen den beiden Gehäuseteilen 3 und 4 des Elektromagneten gehalten ist. Beide Gehäuseteile begrenzen einen Ankerraum 5, in dem ein Anker 6 vorgesehen ist, der bei 7 und 8 in den Gehäuseteilen verschiebbar gelagert ist. Das Gehäuseteil 3&min; weist eine Befestigung für ein nicht dargestelltes Ventil auf, das von dem Stößel 9 des Ankers 6 betätigt wird.In Fig. 1, a winding 1 is arranged on a winding body 2 which is held between the two housing parts 3 and 4 of the electromagnet. Both housing parts delimit an armature space 5 in which an armature 6 is provided which is slidably mounted in the housing parts at 7 and 8. The housing part 3' has a fastening for a valve (not shown) which is actuated by the tappet 9 of the armature 6 .

Der Ankerraum 6 steht über eine Leitung 10 unter dem Druck des das Ventil beaufschlagenden Strömungsmittels. Die Polenden 11 und 12 der Gehäuseteile 3 und 4 begrenzen einen Luftspalt 15. Damit durchsetzen die von der Wicklung 1 beim Durchfluß von Strom erzeugten Feldlinien die Polenden 11 und 12 und sind gezwungen, im Bereich des Luftspaltes 15 in den Magnetanker 6 überzutreten, so daß auf den Anker eine magnetische Anziehungskraft ausgeübt wird, die diesen in axialer Richtung verschiebt.The armature chamber 6 is under the pressure of the fluid acting on the valve via a line 10. The pole ends 11 and 12 of the housing parts 3 and 4 delimit an air gap 15. The field lines generated by the winding 1 when current flows through thus penetrate the pole ends 11 and 12 and are forced to pass into the magnet armature 6 in the area of the air gap 15, so that a magnetic attraction force is exerted on the armature, which displaces it in the axial direction.

Die beiden Gehäuseteile 3 und 4 sind über eine Verlängerung 16 des Gehäuseteils 3 durch eine Einprägung bei 17 miteinander fest verbunden.The two housing parts 3 and 4 are firmly connected to each other via an extension 16 of the housing part 3 by an impression at 17 .

Zur druckfesten Abdichtung des Ankerraums 6 gegenüber der Wicklung ist in Fig. 1 eine den Luftspalt 15 überbrückende Hülse 18 aus nichtmagnetischem Metall vorgesehen, die sich längs des Wickelkörpers 2 erstreckt und zwischen dem Wickelkörper 2 und den Gehäuseteilen 3 und 4 eingesetzt ist. Zur Abdichtung weist die Hülse 18 eine flanschartige Verformung 19 im Bereich des Luftspaltes auf und reicht mit dieser Verformung in den Luftspalt hinein. Zwischen der Verformung 19 und den Stirnseiten der Polenden 11 und 12 sind Dichtringe 21, 22 eingesetzt. Durch die Verformung wird die Stabilität der Hülse erheblich vergrößert, so daß höhere Innendrücke aufgenommen werden können. In Fig. 1 sind die Stirnseiten der Polenden 11 und 12 rechtwinkelig zur Magnetachse.For pressure-tight sealing of the armature chamber 6 from the winding, a sleeve 18 made of non-magnetic metal is provided in Fig. 1, which bridges the air gap 15 and extends along the winding body 2 and is inserted between the winding body 2 and the housing parts 3 and 4. For sealing, the sleeve 18 has a flange-like deformation 19 in the area of the air gap and with this deformation extends into the air gap. Sealing rings 21, 22 are inserted between the deformation 19 and the front sides of the pole ends 11 and 12. The deformation significantly increases the stability of the sleeve, so that higher internal pressures can be absorbed. In Fig. 1, the front sides of the pole ends 11 and 12 are at right angles to the magnet axis.

In Fig. 2, in der nur ein Ausschnitt aus Fig. 1 dargestellt ist, sind die Stirnseiten der Polenden 11 und 12 schräg. Die Verformung 20 der Hülse 18 ist ebenfalls etwa parallel zu den schrägen Stirnseiten geformt, so daß die Dichtringe 21 und 22 eine ausreichende Dichtwirkung ergeben.In Fig. 2, in which only a section of Fig. 1 is shown, the front sides of the pole ends 11 and 12 are oblique. The deformation 20 of the sleeve 18 is also formed approximately parallel to the oblique front sides, so that the sealing rings 21 and 22 provide a sufficient sealing effect.

In Fig. 3 ist die Hülse 18 verkürzt ausgeführt und ist in Ausdrehungen 23, 24 der Polenden 11 und 12 eingesetzt. Damit läßt sich die Magnetkraft steigern, da im Vergleich zur Ausführung nach den Fig. 1 und 2 die radiale Dicke der Polenden um die Dicke der Hülse 18 vergrößert werden kann.In Fig. 3, the sleeve 18 is shortened and is inserted into recesses 23, 24 of the pole ends 11 and 12. This allows the magnetic force to be increased, since in comparison to the design according to Figs. 1 and 2, the radial thickness of the pole ends can be increased by the thickness of the sleeve 18 .

Gemäß der Ausführung in Fig. 4 ist anstelle der verformten Hülse ein Formkörper 26 vorgesehen, der aus einem nichtmagnetischen Metall hergestellt ist und ebenfalls in Ausdrehungen 23 bzw. 24 der Polenden 11 und 12 eingesetzt ist. Zwischen dem Steg 27 des Formkörpers 26 und den Polenden befinden sich wiederum die O-Ringe 21 und 22.According to the embodiment in Fig. 4, instead of the deformed sleeve, a molded body 26 is provided, which is made of a non-magnetic metal and is also inserted into recesses 23 and 24 of the pole ends 11 and 12. The O-rings 21 and 22 are again located between the web 27 of the molded body 26 and the pole ends.

In Fig. 5 weist der Formkörper 28 einen Querschnittsverlauf derart auf, daß sich der Formkörper im Bereich des Luftspalts schräg verlaufend zum Mittelsteg 29 zu verdickt. Dadurch ist die Festigkeit so vergrößert, daß ein wesentlich höherer Innendruck abgestützt und abgedichtet werden kann, ohne daß hydraulische Kräfte auf die Wicklung übertragen werden. Der Steg 29 ist ferner mit Vorsprüngen versehen, so daß die Dichtringe 21 bzw. 22 in dem vom Steg und den Vorsprüngen gebildeten Hohlraum gehalten und gegen Herausrutschen gesichert sind.In Fig. 5, the molded body 28 has a cross-sectional shape such that the molded body thickens in the area of the air gap, running obliquely towards the central web 29. This increases the strength so much that a significantly higher internal pressure can be supported and sealed without hydraulic forces being transmitted to the winding. The web 29 is also provided with projections so that the sealing rings 21 and 22 are held in the cavity formed by the web and the projections and are secured against slipping out.

In Fig. 6 schließlich ist eine Ausführungsform gezeigt, in der der Formkörper 30 in die beim Herstellen des Wickelkörpers 2 verwendete Spritzgießform mit eingelegt wird und damit beim Spritzgießen des Wickelkörpers 2 fest mit diesem verbunden wird. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß auf diese Weise die Wandstärke des Formkörpers 30 vergrößert werden kann, so daß mit dieser Ausführung der höchste Innendruck aufgenommen werden kann.Finally, Fig. 6 shows an embodiment in which the molded body 30 is inserted into the injection mold used to produce the winding body 2 and is thus firmly connected to the winding body 2 during injection molding. It can be seen from Fig. 6 that the wall thickness of the molded body 30 can be increased in this way, so that the highest internal pressure can be absorbed with this embodiment.

Claims

1. Elektromagnet für ein Ventil, mit zwei die Magnetpole bildenden zylindrischen Gehäuseteilen, zwischen deren axial nebeneinanderliegenden Polenden ein Luftspalt vorgesehen ist und auf denen, den Luftspalt überbrückend, ein die Magnetwicklung tragender Wickelkörper angeordnet ist, und mit einer zwischen dem Wickelkörper und dem Ankerraum des Elektromagneten angeordneten druckfesten Abdichtung, die aus einem im Luftspalt zwischen den Polenden angeordneten Bauteil aus nicht-magnetischem Werkstoff und zwischen dem Bauteil und den Polenden vorgesehenen Dichtringen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Bauteil zwischen dem Wickelkörper (2) und dem Gehäuseteil (3, 4) sich längs des Wickelkörpers erstreckend, beidseits über den Luftspalt (15) hinausreichend eingesetzt ist und einen flanschartig in den Luftspalt (15) hineinreichenden Abschnitt aufweist, und

b) jeder Dichtring (21, 22) in jeweils einen zum Ankerraum einseitig radial offenen Spalt eingesetzt ist.

1. Electromagnet for a valve, with two cylindrical housing parts forming the magnetic poles, between whose axially adjacent pole ends an air gap is provided and on which a winding body carrying the magnetic winding is arranged, bridging the air gap, and with a pressure-resistant seal arranged between the winding body and the armature space of the electromagnet, which consists of a component made of non-magnetic material arranged in the air gap between the pole ends and sealing rings provided between the component and the pole ends, characterized in that

a) the component is inserted between the winding body ( 2 ) and the housing part ( 3, 4 ) extending along the winding body, extending beyond the air gap ( 15 ) on both sides and has a flange-like section extending into the air gap ( 15 ), and

b) each sealing ring ( 21, 22 ) is inserted into a gap which is radially open on one side towards the armature space.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine auf die Gehäuseteile (3, 4) aufgesetzte Hülse (18) ist, die flanschartig in den Luftspalt (15) hineinreichend verformt ist. 2. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the component is a sleeve ( 18 ) placed on the housing parts ( 3, 4 ) which is deformed like a flange extending into the air gap ( 15 ).

3. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (18) in nur an den Polenden vorgesehenen Ausdrehungen (23, 24) der Gehäuseteile eingesetzt ist. 3. Electromagnet according to claim 2, characterized in that the sleeve ( 18 ) is inserted into recesses ( 23, 24 ) of the housing parts provided only at the pole ends.

4. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Luftspalt reichende Bauteil ein Formkörper (26, 28, 30) aus nichtmagnetischem Metall ist. 4. Electromagnet according to claim 1, characterized in that the component extending into the air gap is a shaped body ( 26, 28, 30 ) made of non-magnetic metal.

5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Formkörpers im Bereich des Luftspaltes sich verdickend ausgebildet ist. 5. Electromagnet according to claim 4, characterized in that the cross section of the molded body is designed to thicken in the area of the air gap.

6. Elektromagnet nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (28) mit Nasen zum Halten der Dichtungen versehen ist. 6. Electromagnet according to claim 4 or 5, characterized in that the shaped body ( 28 ) is provided with lugs for holding the seals.

7. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (30) beim Spritzgießen des Wickelkörpers (2) mit eingespritzt wird. 7. Electromagnet according to one of claims 4 to 6, characterized in that the molded body ( 30 ) is injected during the injection molding of the winding body ( 2 ).

8. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Polenden (11, 12) rechtwinklig oder schräg zur Magnetachse angeordnet sind. 8. Electromagnet according to one of claims 1 to 7, characterized in that the end faces of the pole ends ( 11, 12 ) are arranged at right angles or obliquely to the magnet axis.