DE3527423A1 - Elektromagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.

Ein Elektromagnet dieser Art ist bereits bekannt, vgl. DE-PS 30 42 752. Bei der Nut, die bei dem bekannten Magneten zum Si­ chern des Lagerringes auf dem als Verschiebeanker dienenden Kol­ ben vorgesehen ist, handelt es sich um eine Ringnut, innerhalb deren der Lagerring auf seiner ganzen Umfangslänge geführt ist. Um Probleme zu beseitigen, die sich im Zusammenhang mit dem Vor­ gang des Einsetzens des Lagerringes in die Ringnut ergeben, ist bei dem Gegenstand der genannten DE-PS der Lagerring mehrteilig ausgebildet. Gegenüber einer kolbenringartigen Gestaltung, also einer einteiligen, geschlitzten Gestaltung des Ringes, hat die mehrteilige Ausführung des Lagerringes den Vorteil, daß dieser beim Montagevorgang nicht aufgespreizt oder aufgebogen zu werden braucht. Es ist daher nicht erforderlich, für den Lagerring einen Werkstoff mit guten Elastizitätseigenschaften vorzusehen. Außer­ dem besteht, da beim Montagevorgang praktisch keine Verformung der Ringabschnitte des geteilten Ringes auftritt, keinerlei Ge­ fahr, daß ein gegebenenfalls als äußere Beschichtung auf dem La­ gerring angebrachter gleitfähiger Werkstoff beim Montagevorgang rissig werden oder gar abbröckeln könnte, wie dies bei derartigen gleitfähigen Beschichtungen an solchen Lagerringen häufig der Fall ist, die, wie geschlitzte einteilige Ringe, beim Montagevor­ gang durch Aufspreizen oder Biegen verformt werden müssen.

Die mehrteilige Gestaltung des Lagerringes des durch die genannte DE-PS bekannten Magneten hat jedoch den Nachteil, daß der Lager­ ring erst nach dem Einsetzen des Kolbens in das Rohr gegen ein Abfallen von der Nut gesichert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei dem der Lagerring, ob­ wohl er einteilig ausgebildet ist, ohne eine störende Verformung auf dem als Anker dienenden Kolben in Stellung gebracht werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Nut, im Gegensatz zu der Ringnut bei der bekann­ ten Lösung, zur Endfläche des Kolbens hin offen ist, läßt sich der für den Eingriff in die Nut vorgesehene Teil des Lagerrings von der Endfläche des Kolbens her in die Nut einschieben, ohne daß der in die Nut eingreifende Ringteil über nicht vertiefte Be­ reiche des Kolbenmantels gehoben zu werden braucht, wie dies beim Einsetzen eines geschlitzten Ringes in eine Ringnut eines Kolbens erforderlich ist. Bei der erfindungsgemäß ferner vorgesehenen Ausbildung des in die Nut eingreifenden Teiles des Ringes in Form einer nach einwärts vorspringende Auswölbung des Ringes, die in eine an der Nut vorgesehene Randvertiefung eingreift, die durch Abrunden der Kanten der einander gegenüberliegenden Längswände der Nut gebildet ist, ist es möglich, den Lagerring als in sich geschlossenen, also nicht geschlitzten Ring auszubilden. Beim Montagevorgang braucht der geschlossene Ring durch geringfügiges Ausziehen der Auswölbung nur so weit aufgeweitet zu werden, daß er über die Mantelfläche des Kolbens so weit axial verschoben werden kann, bis die Ränder der Auswölbung auf die Randvertiefun­ gen der Nut ausgerichtet sind und es aufgrund der Elastizität des Rings zu einem Einschnappen und damit zur Bildung einer Sicherung gegen axiales Verschieben des Ringes kommt.

Bei der Erfindung ist beim Montagevorgang des geschlossenen La­ gerringes die Verformung desselben so gering, daß bei Vorhanden­ sein einer gleitfähigen Beschichtung auf der Außenseite des La­ gerrings eine Beschädigung der gleitfähigen Schicht nicht zu be­ fürchten ist. Da die Verformung außerdem nur an der Auswölbung auftritt, die beim Aufweiten des Lagerrings etwas ausgezogen wird, würde selbst bei einer Beschädigung der Beschichtung an den verformten Stellen keine Gefahr einer Betriebsstörung bestehen, weil diese beschädigten Stellen innerhalb des Bereichs der Rand­ vertiefungen der Nut gegenüber dem Außendurchmesser des Lager­ rings radial etwas weiter innen liegen würden, also nicht als tragende Gleitflächenabschnitte mit der Innenwandung des Rohres zusammenwirken würden.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 2 er­ streckt sich die Nut in der Längsrichtung des Kolbens geradlinig von der einen Endfläche desselben zur anderen Endfläche hin durchgehend und weist für die Sicherung mehrerer gleich ausgebil­ deter Lagerringe im Abstand voneinander mehrere Randvertiefungen auf.

Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel gemäß An­ spruch 3 weist der Kolben zwei zueinander diametral gegenüberlie­ gend angeordnete, längsverlaufende Nuten auf, und jeder Lagerring ist mit zwei zueinander diametral gegenüberliegend angeordneten, nach einwärts vorspringenden Auswölbungen versehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen teils abgebrochen dargestellten, zentra­ len Längsschnitt nur des inneren Teils eines Ausführungsbeispiels des Elektromagneten;

Fig. 2 eine demgegenüber im größeren Maßstab und teils abgebrochen gezeichnete Draufsicht des als An­ ker dienenden Kolbens des Ausführungsbeispiels und

Fig. 3 eine teils aufgeschnitten gezeichnete Vorderan­ sicht des Kolbens von Fig. 2.

Der Elektromagnet weist einen beweglichen Anker in Form eines Kolbens 1 auf, der mit einer konzentrisch angeordneten Stoßstange 2 verbunden ist. Der Kolben 1 ist axial verschiebbar in einem mehrteiligen Magnetgehäuse gelagert, das als Ganzes mit 3 be­ zeichnet ist. Dieses weist einen Endteil 4, ein sich an diesen axial anschließendes Zwischenrohr 6 und ein sich an dieses wie­ derum axial anschließendes Polrohr 7 auf. Der Endteil 4, das Zwischenrohr 6 und das Polrohr 7 bilden mit ihren Innenwandungen eine Zylinderfläche, die den in ihnen axial verschiebbar geführ­ ten Kolben 1 umgibt. Eine nur in Fig. 1 abgebrochen dargestellte Magnetwicklung 9 umgibt den Großteil des Endteils 4, das Zwi­ schenrohr 6 sowie das Polrohr 7 auf einem Teil seiner Länge.

Zur Bildung der Gleitlagerung für den Kolben 1 weist dieser zwei gleich ausgebildete Lagerringe 11 auf, die aus einem nichtmagne­ tischen Werkstoff gefertigt sind, beispielsweise einem Blech­ streifen aus V2A-Stahl, einer Messinglegierung, einer Kupferle­ gierung oder dergleichen. Zur Lagefixierung der Lagerringe 11 auf dem Kolben 1 weist dieser zwei gleich ausgebildete, einander dia­ metral gegenüberliegende Nuten 13 auf, die in den Kolbenmantel eingeschnitten sind und sich beim Ausführungsbeispiel in der Richtung der Kolbenlängsachse 14 geradlinig von der einen Stirn­ fläche oder Endfläche 15 des Kolbens 1 durchgehend zur anderen Endfläche 16 erstrecken.

Jeder Lagerring 11 ist ein einteiliger, in sich geschlossener Ring mit zwei zueinander diametral gegenüberliegend angeordneten Auswölbungen 18, die gleich gestaltet sind und radial nach ein­ wärts vorspringende Rippen bilden, deren Scheitellinie in Längs­ richtung der Nuten 13 verläuft. Diese weisen an ihren einander gegenüberliegenden, längsverlaufenden Seitenwänden 21 und 22 Randvertiefungen 23 auf, die durch eingeprägte Abrundungen der Kantenbereiche der Seitenwände 21 und 22 gebildet sind, d.h. der Bereiche, in denen die Seitenwände 21 und 22 an die Mantelfläche des Kolbens 1 angrenzen. Diese Randvertiefungen haben eine der Breite der Lagerringe 11 angepaßte axiale Länge und bilden einen Sitz, in den der betreffende Lagerring mit den zugeordneten In­ nenflächen der betreffenden Auswölbung 18 einschnappt. Die Um­ fangslänge der Lagerringe 11 ist dabei so bemessen, daß die Aus­ wölbungen 18 unter Vorspannung in die Randvertiefungen 23 an den Nuten 13 eingreifen, um die Lagerringe 11 axial zu sichern. Beim Aufschieben des Lagerringes 11 auf den Kolben 1 ist daher ein ge­ wisses Aufweiten des Ringes 11 erforderlich, wobei die Auswölbun­ gen 18 geringfügig aufgeweitet werden, wobei sich dieses Aufwei­ ten der Auswölbungen 18 wieder verringert, sobald der Lagerring 11 auf die zugehörigen Randvertiefungen 23 an der Nut 13 ausge­ richtet ist. Bei dem Aufweiten der Lagerringe 11 im Zuge des Mon­ tagevorganges findet deren geringfügige Verformung lediglich an den Auswölbungen 18 statt, also in Abschnitten, in denen die Außenfläche des Lagerringes 11 aufgrund des Vorhandenseins der Nuten 13 und der Randvertiefungen 23 radial weiter innen liegt als in den übrigen Umfangsbereichen der Lagerringe 11. Falls es daher trotz der nur geringen Verformung der Ringe 11 wider Erwar­ ten zu einer Beeinträchtigung einer gegebenenfalls auf dem be­ treffenden Ring 11 befindlichen, gleitfähigen Beschichtung kommen sollte, befindet sich demgemäß diese Beschädigung an einer nicht­ tragenden Stelle des Umfanges des Ringes 11, so daß keine Beein­ trächtigung des Betriebsverhaltens zu befürchten ist.

Als gleitfähige Schicht können die Lagerringe 11 auf ihrer Außen­ seite vorzugsweise eine Schicht aus einem nichtmagnetischen, gleitfähigen Werkstoff möglichst niederer Permeabilität, z.B. einem fluorhaltigen Polymer von beispielsweise 0,1 mm bis 0,2 mm Dicke, aufweisen. Dabei ist der Außendurchmesser des Kolbens 1 unter Berücksichtigung der Stärke der auf ihm befindlichen Lager­ ringe 11 so gewählt, daß zwischen der Innenwandung des Zylinders und der Außenseite der Lagerringe 11 oder gegebenenfalls deren gleitfähiger Beschichtung ein für die Gleitlagerung des Kolbens 1 geeignetes Spiel gegeben ist.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als wei­ tere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den An­ sprüchen erwähnt sind.

Claims (4)

1. Elektromagnet, dessen Anker in der Art eines Kolbens aus­ gebildet und innerhalb eines Rohres längsverschiebbar geführt ist, das auf zumindest einem Teil seiner Länge von der Wicklung des Magneten umgeben ist, wobei der Kolben für seine verschiebba­ re Lagerung innerhalb des Rohres mindestens einen Lagerring aus einem elastischen, nichtmagnetischen Werkstoff trägt, der den Kolben im wesentlichen ringförmig umgibt, auf diesem durch den Eingriff in zumindest eine im Umfang des Kolbens vorgesehene Nut gesichert und zumindest an seiner mit der Wandung des Rohres zu­ sammenwirkenden äußeren Gleitfläche mit einem gleitfähigen Werk­ stoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (13), von einer Endfläche (15 oder 16) des Kolbens (1) ausgehend, sich über zumindest einen Teil der,bezogen auf die Längsachse (14) des Roh­ res (4, 6, 7), axialen Länge des Kolbens (1) erstreckt, daß der Lagerring (11) in sich geschlossen ist und für den Eingriff in die Nut (13) eine aus der Ebene der Mantelfläche des Ringes (11) nach einwärts gegen das Zentrum desselben hin vorspringende Aus­ wölbung (18) in Form einer sich in Längsrichtung der Nut (13) er­ streckenden Rippe besitzt, deren Breite auf diejenige der Nut (13) abgestimmt ist, und daß wenigstens die eine der beiden ein­ ander gegenüberliegenden Längswände (21 und 22) der Nut (13) auf einer der Breite des Lagerringes (11) angepaßten Länge im Bereich des Überganges zur angrenzenden Mantelfläche des Kolbens (1) zur Bildung einer Randvertiefung (23) abgerundet ist, in der der La­ gerring (11) gegen axiales Verschieben auf dem Kolben (1) gesi­ chert ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (13) in der Längsrichtung des Kolbens (1) gerad­ linig von der einen Endfläche (15) desselben zur anderen Endflä­ che (16) hin durchgehend erstreckt und für die Sicherung mehrerer gleich ausgebildeter Lagerringe (11) im Abstand voneinander meh­ rere Randvertiefungen (23) aufweist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (1) zwei zueinander diametral gegenüber­ liegend angeordnete, längsverlaufende Nuten (13) aufweist, daß jeder Lagerring (11) mit zwei zueinander diametral gegenüberlie­ gend angeordneten, nach einwärts vorspringende Auswölbungen (18) versehen ist und daß jede Nut (13) für jeden Lagerring (11) zwei abgerundete Randvertiefungen (23) aufweist.

4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Nuten (13) und der nach ein­ wärts vorspringenden Auswölbungen (18), die Tiefe der Randvertie­ fungen (23) der Nuten (13) und die Umfangslänge der Lagerringe (11) so gewählt sind, daß die Auswölbungen (18) derselben unter federnder Vorspannung an den abgerundeten Kanten der betreffenden Randvertiefungen (23) anliegen.