DE4243837A1 - Proportionalmagnet in Kleinstbauweise, insbesondere für einen Dämpfersteller - Google Patents
Proportionalmagnet in Kleinstbauweise, insbesondere für einen DämpferstellerInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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- F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
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Description
Die Erfindung betrifft einen Proportionalmagneten, insbeson
dere für einen Dämpfersteller zur Fahrwerkregelung, mit einem
Magnetgehäuse, einem die Magnetwicklung tragenden, zwischen
der zylindrischen Außenwand und einem Ringsteg des Gehäuses
angeordneten Spulenkörper, einem das Gehäuse abschließenden
Pol und einem innerhalb des Steges axial hin- und herbeweg
lich gelagerten, einen Stößel tragenden Magnetanker, wobei
zwischen Pol und Steg ein Luftspalt vorgesehen ist.
Bei den bisher bekannten Proportionalmagneten ragt der Anker
in Axialrichtung stets über den Spulenkörperrand hinweg (sie
he hierzu z. B. die DE-A1-33 09 904, die DE-A1-40 21 623, die
DE-A1-40 22 395 und die EP-A1-0 465 813) oder ist sogar voll
ständig außerhalb des Spulenkörpers positioniert (siehe
DE-A1-40 16 990). Diese Bauweise ist damit zu begründen, daß
der Querschnitt des Steges allein für den erforderlichen mag
netischen Fluß stets zu klein ist. Der Anker wird deshalb min
destens soweit verlängert, bis er einen Bereich des Gehäuses
erreicht, in dem der Querschnitt für den erforderlichen magne
tischen Flug ausreicht. Diese Maßnahme hat zwangsläufig eine
längere Bauweise zur Folge. Für Magneten in Kleinstbauweise,
wo es auf jeden Millimeter ankommt, ist dies ein entscheiden
der Nachteil.
Daß bis jetzt der Steg dennoch nicht anders gestaltet wurde,
kommt daher, daß der Steg entweder nur dazu benutzt wird, den
Übergangswiderstand zum Anker zu verringern, oder als Teil ei
nes Druckrohres dient.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist einen Proportionalmag
neten zu schaffen, der bei minimalem Bauvolumen die erforder
liche hohe Magnetkraft liefert.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Proportionalmagneten
der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß der Anker in jeder Stellung innerhalb der axialen
Grenzen des Spulenkörpers liegt, und daß das Gehäuse angren
zend an den Steg einen in Axialrichtung verlaufenden Einstich
aufweist, in den der Anker mit einem durch einen gehäuseseiti
gen Absatz des Ankers gebildeten Vorsprung hineinragt.
Dadurch, daß der Anker innerhalb der axialen Grenzen des Spu
lenkörpers liegt, ist eine minimale Baulänge des Proportional
magneten gewährleistet, wobei durch den Einstich im Gehäuse
für den magnetischen Fluß auf vorteilhafte Weise ein zusätzli
cher Querschnitt geschaffen ist und durch den hineinragenden
Vorsprung für den Übergang des erforderlichen magnetischen
Flusses auf den Anker gesorgt ist, ohne eine breitere Bauwei
se des Magneten in Kauf nehmen zu müssen.
Unter dem Begriff "die Magnetwicklung tragender Spulenkör
per" soll nicht nur ein von einem eine Magnetwicklung tragen
den Trägerteil gebildeter Spulenkörper verstanden werden, son
dern auch ein einzig und allein aus einer selbsttragenden Mag
netwicklung bestehender Spulenkörper. Ein solcher kann z. B.
durch Herstellen einer Magnetwicklung aus isolierten Drähten
und Zusammenbacken derselben durch Druck und/oder Wärme zu ei
nem festen Körper gebildet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt die
axiale Tiefe des Absatzes von der Innenseite des Ankers zum
Vorsprung stetig ab.
Zur Erzielung der Druckdichtheit des Ankerraumes kann zwi
schen dem Spulenkörper und dem Steg und zwischen dem Spulen
körper und dem Pol jeweils ein O-Ring eingesetzt sein oder,
wenn es sich um sehr hohe Drücke handelt, in den Luftspalt
zwischen dem Steg und dem Pol ein nichtmagnetischer Ring ein
gelötet oder eingeschweißt oder eine nichtmagnetische Hülse
eingepreßt sein.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstel
lung eines Proportionalmagneten, bei dem zwar der Anker inner
halb der axialen Grenzen des Spulenkörpers liegt, jedoch noch
keine Vorkehrungen bezüglich des Problems des zu kleinen Quer
schnitts des Steges getroffen sind, Fig. 2 eine schematische
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Propor
tionalmagneten, bei der der Übersichtlichkeit halber der Spu
lenkörper weggelassen und nur die Magnetwicklung angedeutet
ist, die Fig. 3 und 4 die magnetische Induktion B der Propor
tionalmagneten der Fig. 1 und 2, und die Fig. 5 und 6 die mag
netischen Feldlinienverläufe bei den Magneten der Fig. 1 und
2.
Der in Fig. 1 gezeigte Proportionalmagnet besteht aus einem
Magnetgehäuse 1, einem die Magnetwicklung 2 tragenden Spulen
körper 3, der zwischen der zylindrischen Außenwand und einem
ringförmigen Steg 4 des Gehäuses 1 angeordnet ist, einem Pol
5 und einem Magnetanker 6 aus weichmagnetischem Material, der
mit einem vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material beste
henden Stößel 7 verpreßt ist und über Lagerbuchsen 8 aus
DU-Lagerwerkstoff (sogenannte DU-Buchsen) innerhalb des Steges 4
axial hin- und herbeweglich gelagert ist. Das Gehäuse 1 und
der Pol 5 sind ebenfalls verpreßt. Bei dem Stößel 7 kann es
sich, wie dargestellt, um einen rohrförmigen Stößel oder auch
um einen vollen Stößel handeln. Bei 9 ist das Gehäuse eines
Dämpferstellers angedeutet.
Wie ersichtlich, liegt der Anker 6 innerhalb der axialen
Grenzen des Spulenkörpers 3, was eine minimale Baulänge des
Magneten ermöglicht.
Allerdings stellt der Querschnitt des Steges 4 für den magne
tischen Fluß im Teilbereich 10 eine Engstelle dar, um die zu
beheben, der Querschnitt entweder auf Kosten eines verkleiner
ten Wickelfensters oder auf Kosten einer breiteren oder länge
ren Bauweise des Magneten vergrößert werden müßte. Eine Ver
größerung der Stegbreite auf Kosten der Breite des Ankers 6
hätte eine Verringerung der Magnetkraft zur Folge.
Da die Forderung nach Kleinstbauweise bei größtmöglicher Mag
netkraft besteht, sind die oben angegebenen Maßnahmen nicht
akzeptabel.
Gemäß Fig. 2 wird das angesprochene Problem in einfacher Wei
se dadurch gelöst, daß das Gehäuse 1a angrenzend an den Steg
4a einen Einstich 11 aufweist, in den der Anker 6a mit einem
durch einen gehäuseseitigen Absatz 12 des Ankers gebildeten
Vorsprung 13 hineinragt. Die Querschnittsfläche des Gehäuses
1a im Bereich 14 hat die gleiche Größe wie die Querschnitts
fläche des Steges 4 im Teilbereich 10 (Fig. 1). Während in
Fig. 1 der gesamte magnetische Fluß über die Querschnittsflä
che 10 des Steges 4 fließen muß, kann sich in Fig. 2 der mag
netische Fluß über die Querschnittsflächen 14 und 15 teilen
und auf den Anker 6a übergehen. Die Summe der Querschnittsflä
chen im Bereich 14 und 15 erlauben es, den für das zu erzeu
gende Kraftniveau erforderlichen magnetischen Fluß durchzu
bringen.
Daß der Anker 6a, ohne Nachteile in Kauf nehmen zu müssen,
mit dem Absatz 12 ausgebildet werden kann, dessen axiale Tie
fe, wie bei 16 gezeigt, von der Innenseite des Ankers 6a bis
zum Vorsprung 13 stetig abnimmt, zeigt Fig. 3. Im Bereich 17
liegt dort nämlich die Induktion unter 0,4 Tesla, d. h. der
Werkstoff ist in diesem Bereich nicht optimal genützt. Dieser
Bereich könnte durchaus im Querschnitt noch mehr verkleinert
werden, was aber aus fertigungstechnischen Gründen, um weni
ger Zerspannungsarbeit zu haben, eher zu vermeiden ist. Im
Hinblick auf das dynamische Verhalten des Magneten ist demge
genüber die Ankermasse soweit als möglich zu reduzieren. Die
se beiden Kriterien sind im Einzelfall abzuwägen.
Eine Kraftberechnung des erfindungsgemäßen Magneten mit glei
chen Werkstoffen wie in Fig. 1 und der Geometrie nach Fig. 2
ergibt die erforderliche Magnetkraft. Daß die Querschnittsflä
che 15 zur Krafterzeugung wirksam beiträgt zeigen die Fig. 4
und 6, in denen die magnetische Induktion bzw. der Feldlinien
verlauf bei dem erfindungsgemäßen Magneten nach Fig. 2 darge
stellt sind. Der Aufbau und die Messung eines solchen Magne
ten bestätigten diese Simulationsergebnisse.
Zur Erzielung der Druckdichtheit des Ankerraumes kann beim
erfindungsgemäßen Proportionalmagneten, wie es in Fig. 1 ge
zeigt ist, zwischen Spulenkörper 3 und Steg 4 und zwischen
Spulenkörper 3 und Pol 5 jeweils ein O-Ring eingesetzt sein.
Zur Aufnahme des einen dieser O-Ringe kann, wie in Fig. 2 ge
zeigt ist, der Pol 5a spulenkörperseitig eine Nut 18 aufwei
sen. Bei sehr hohen Drücken empfiehlt es sich, zur magneti
schen Trennung in den Luftspalt zwischen Steg 4 und Pol 5 ei
nen nichtmagnetischen Ring einzulöten oder einzuschweißen
oder eine nichtmagnetische Hülse einzupressen. Diese Maßnah
men sind an sich bekannt.
Im übrigen muß das Gehäuse 1a nicht, wie dargestellt, aus ei
nem einzigen Teil gefertigt sein, sondern kann auch aus mehre
ren Teilen bestehen, die durch Pressen, Löten oder Schweifen
miteinander verbunden sind.
Schließlich sei noch festgehalten, daß bei den dargestellten
Proportionalmagneten die magnetische Kraft so gerichtet ist,
daß im bestromten Zustand, unabhängig von der Richtung des
elektrischen Stromes, der Anker in der Zeichnung immer nach
unten betätigt wird.
Um ein magnetisches Kleben des Ankers an dem Gehäuse zu ver
hindern, ist der Proportionalmagnet stets so gestaltet, daß
das weichmagnetische Material des Ankers nicht mit dem weich
magnetischen Material des Gehäuses direkt in Berührung kommen
kann. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Dimensio
nierung des nichtmagnetischen Stößels erreicht werden oder
durch eine an geeigneter Stelle vorgesehene nichtmagnetische
Zwischenlage zwischen dem Anker und dem Gehäuse.
Da der Stößel nichts zur magnetischen Krafterzeugung bei
trägt, kann er, unabhängig von der für ihn verwendeten Mate
rialart und unabhängig davon, wie der Stößel mit dem Anker
verbunden ist, nicht als Bestandteil des Ankers betrachtet
werden. Auch wenn der Stößel über den Spulenkörper hinaus
ragt, so liegt doch das eigentliche, die magnetische Kraft er
zeugende Bauteil, d. h. der Anker, stets innerhalb der axialen
Grenzen des Spulenkörpers.
Claims (6)
1. Proportionalmagnet, insbesondere für einen Dämpfersteller
zur Fahrwerkregelung, mit einem Magnetgehäuse, einem die Mag
netwicklung tragenden, zwischen der zylindrischen Außenwand
und einem Ringsteg des Gehäuses angeordneten Spulenkörper, ei
nem das Gehäuse abschließenden Pol und einem innerhalb des
Steges axial hin- und herbeweglich gelagerten, einen Stößel
tragenden Magnetanker, wobei zwischen Pol und Steg ein Luft
spalt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker
in jeder Stellung innerhalb der axialen Grenzen des Spulenkör
pers liegt, und daß das Gehäuse (1a) angrenzend an den Steg
(4a) einen in Axialrichtung verlaufenden Einstich (11) auf
weist, in den der Anker (6a) mit einem durch einen gehäusesei
tigen Absatz (12) des Ankers gebildeten Vorsprung (13) hinein
ragt.
2. Proportionalmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die axiale Tiefe des Absatzes (12) von der Innensei
te des Ankers (6a) bis zum Vorsprung (13) stetig abnimmt.
3. Proportionalmagnet nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Erzielung der Druckdichtheit des Ankerrau
mes zwischen Spulenkörper (3) und Steg (4) und zwischen Spu
lenkörper (3) und Pol (5) jeweils ein O-Ring eingesetzt ist.
4. Proportionalmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Erzielung der Druckdichtheit des Ankerrau
mes in den Luftspalt zwischen dem Steg (4) und dem Pol (5)
ein nichtmagnetischer Ring eingelötet oder eingeschweißt oder
eine nichtmagnetische Hülse eingepreßt ist.
5. Proportionalmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Pol (5a) spulenkörperseitig ei
ne Nut (18) zur Aufnahme eines O-Rings aufweist.
6. Proportionalmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a) aus mehreren Tei
len besteht, die durch Pressen, Löten oder Schweißen miteinan
der verbunden sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924243837 DE4243837A1 (de) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Proportionalmagnet in Kleinstbauweise, insbesondere für einen Dämpfersteller |
JP32449393A JPH06231945A (ja) | 1992-12-23 | 1993-12-22 | プロポーショナルマグネット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924243837 DE4243837A1 (de) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Proportionalmagnet in Kleinstbauweise, insbesondere für einen Dämpfersteller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4243837A1 true DE4243837A1 (de) | 1994-06-30 |
Family
ID=6476389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924243837 Withdrawn DE4243837A1 (de) | 1992-12-23 | 1992-12-23 | Proportionalmagnet in Kleinstbauweise, insbesondere für einen Dämpfersteller |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH06231945A (de) |
DE (1) | DE4243837A1 (de) |
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- 1992-12-23 DE DE19924243837 patent/DE4243837A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
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JPH06231945A (ja) | 1994-08-19 |
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Legal Events
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |