EP2600360B1

EP2600360B1 - Elektromagnet

Info

Publication number: EP2600360B1
Application number: EP11191584.9A
Authority: EP
Inventors: Johann Weiss
Original assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Current assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: EP2600360A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, bestehend aus einem in einer Hülse angeordneten Anker, einem Spulenkörper mit einer Drahtwicklung, die mit Strom beaufschlagbar ist, die den Anker zumindest teilweise umgibt, mit einer Ankerfeder, mittels derer der Anker im stromlosen Zustand in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.
Derartige Elektromagneten sind bekannt. Dabei ist es so, dass ein Anker in einem Ankeraum zwischen einem Spulenkörper mit einer Drahtwicklung gelagert ist und zwar in der Regel zweifach. Damit der Anker im stromlosen Zustand in seine Ausgangslage zurückgeführt wird, ist an einem Ende des Ankers laut Stand der Technik eine Spiralfeder vorgesehen, die den Anker bei stromlosen Zustand der Wicklung in seiner Ausgangslage hält.
Bei den bekannten Anordnungen ist die Spiralfeder als von dem Anker separates, diskretes Bauteil ausgeführt. Das führt dazu, dass ein weiteres filigranes Bauteil in der Hülse zu montieren ist, was zu entsprechendem Aufwand führt. Des Weiteren besitzt die Spiralfeder eine gewisse axiale Länge (bezogen auf die Bewegungsrichtung beziehungsweise Längserstreckung des Ankers), was zu einer entsprechenden Größe des gesamten Elektromagneten einerseits und andererseits des Ankers führt. Um entsprechende Schaltgeschwindigkeiten des Ankers in seiner Anwendung (zum Beispiel als Hydraulik- oder Pneumatikventil) zu erreichen, sind bei verhältnismäßig großen Ankern auch größere Spulen notwendig, was nachteilig für die Baugröße des Elektromagneten insgesamt und auch für die Herstellungskosten derselben ist.
Das Dokument EP 1 536 169 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Regelung eines Mediums, welche ein Ventilgehäuse mit Ventilein- und auslass und einer zwischen diesen angeordneten, von einem Ventilsitz umgebenen Ventilöffnung aufweist. Zur Durchflussmengenregelung wirkt ein von einem Elektromagneten betätigtes Ventilglied mit dem Ventilsitz zusammen.
Das Dokument EP 1 970 610 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Regelung eines fluiden oder gasförmigen Mediums, mit einer Ventileinrichtung mit einem Ventilgehäuse, das einen Ventileinlass und einen Ventilauslass aufweist, die über eine Ventilöffnung mit Ventilsitz miteinander in Verbindung stehen.
Das Dokument DE 10 2007 059 054 A1 offenbart eine elektromagnetische Stellvorrichtung zur Schaltung und/oder Steuerung eines insbesondere als Ventilverschlusselement wirkenden Dichtkörpers, der gegen die Federkraft eines Kraftspeichers von einer relativ zu einer stationär in einem Gehäuse vorgesehenen Spulenvorrichtung axial bewegbaren Ankereinheit betätigbar geführt ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Elektromagneten zur Verfügung zu stellen, der zumindest einen der vorgenannten Nachteile nicht mehr aufweist.
Die Erfindung geht von dem zuvor geschilderten Stand der Technik aus und schlägt einen Elektromagneten, bestehend aus einem in einer Hülse angeordneten Anker mit einem Spulenkörper mit einer Drahtwicklung, die mit Strom beaufschlagbar ist, die den Anker zumindest teilweise umgibt und einer Ankerfeder, mittels derer der Anker im stromlosen Zustand in seine Ausgangslage zurückbewegt wird, vor, der sich dadurch auszeichnet, dass die Ankerfeder als Flachfeder beziehungsweise als Blattfeder ausgebildet und am Anker befestigt ist. Durch diese Ausgestaltung gelingt es, dass man nun eine Baugruppe erhält, die als gemeinsame Baugruppe bei der Montage des Elektromagneten von einer Seite aus in eine Hülse oder ein Gehäuse eines Elektromagneten eingeführt werden kann. Durch die Zusammenfassung zweier verhältnismäßig kleiner und filigraner Bauteile, zum einen des Ankers (gegebenenfalls mit integriertem Betätigungselement, also Ankerstange) und der als Flachfeder ausgebildeten Ankerfeder wird der Montageprozess erheblich erleichtert, da zwei zusammenwirkende Elemente vormontiert vorbereitet werden können. Dies führt dann insgesamt zu einer größeren Baugruppe, die bei der Montage leichter handhabbar ist. Dabei kann man beispielsweise auch zumindest teilweise Teile von Betätigungsgliedern, wie zum Beispiel eines Pneumatikventiles, vor der Montage des Ankers mit der Flachfeder einfügen. Die Feder stützt sich dann beispielsweise auf einem Teil des Ventilkörpers ab. Von oben beziehungsweise von der offenen Seite der Hülse aus kann der Spulenkörper eingeführt werden, so dass beispielsweise der Spulenkörper die Feder in der Hülse beziehungsweise im Gehäuse festlegt. Vorteilhafter Weise wird man allerdings eine Befestigungsscheibe zwischen die Feder und den Spulenkörper legen. Erfindungsgemäß sind jedoch beide Ausführungsvarianten umfasst. Dabei ist jedoch die Befestigungsscheibe aus einem anderen, nämlich magnetisierbaren Material gebildet. Dies dient gleichzeitig der Führung des Magnetfeldes. Dabei kann es sich auch um einen Permanentmagneten handeln, der radial gepolt ist. Im Falle, dass der Spulenkörper die Ankerfeder direkt festlegt, ist der der Feder zugewandte Teil aus magnetisierbarem Material und in Form der Befestigungsscheibe gebildet. Der Spulenkörper ist aus einem nicht magnetisierbaren Material und der als Befestigungsscheibe wirkende Teil des Spulenkörpers aus magnetisierbarem Material, welches zum Beispiel angeformt, aufgespritzt, angeklebt, angeclipst oder anderweitig befestigt ist.
Der erfindungsgemäße Vorschlag erreicht, dass der Volumenverbrauch für die Ankerfeder deutlich reduziert wird. Hieraus resultieren kleinere erfindungsgemäße Elektromagneten mit vergleichbaren technischen Parametern bei geringeren Kosten. Des Weiteren erlaubt es der erfindungsgemäße Vorschlag, den Anker kürzer und daher leichter zu bauen, mit der Folge, dass die Spule zur Erreichung gleicher Schaltgeschwindigkeiten ebenfalls kleiner zu bauen ist. Neben der einfacheren Montage des erfindungsgemäßen Elektromagneten führt der Vorschlag somit auch überraschender Weise zu einem Gerät mit verbesserter Schaltcharakteristik, das heißt, schnellerem Schalten bei kleineren Abmessungen und geringeren Herstellungskosten.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, dass der Anker zumindest teilweise von dem Spulenkörper umgeben ist. Dies führt dazu, dass die Magnetfeldlinien zwischen dem Kern und dem Anker effektiver in diesen eintreten können und so gegebenenfalls die Kraftentfaltung und somit die Schaltcharakteristik positiv beeinflussen.
Eine Weiterbildung des zuvor geschilderten Elektromagneten zeichnet sich dadurch aus, dass eine mäanderförmige Ausbildung der Ankerfeder vorgesehen ist. Vorzugsweise ist dabei die Ankerfeder tellerförmig ausgebildet. Die Mäanderfom hat dabei den Vorteil, dass man neben der Materialeinsparung, das heißt leichterem Gewicht, auch noch die Knickbewegegung der Feder für den Schaltvorgang tangential verlegt. Man kommt dadurch weg von einer radialen Knickbewegung, wodurch eine flachere Bauart resultiert. Die Tellerform ist dabei bevorzugt, weil Elektromagneten in der Regel einen rohrförmigen Querschnitt aufweisen. Dies schließt nicht aus, dass hier auch andere Querschnitte gewählt werden können, wenn dies für die Realisierung von Vorteil ist.
Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, dass die Ankerfeder den Anker in der Hülse radial führt, lagert und/oder zentriert. Dies ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, weil dadurch ein komplettes Lager eingespart werden kann. So wird der Anker beispielsweise einseitig in dem Spulenkörper beziehhungsweise im Ankerraum geführt, wo er auch gleichzeitig gelagert ist. Die zweite Lagerung erhält man jetzt automatisch durch die Feder, die den Anker radial in der Hülse führt beziehungsweise lagert und/oder zentriert. Dabei wird die Ankerfeder in ihrem Durchmesser so bemessen, dass sie am Innenrand der Hülse anliegt, so dass keine weitere Zentrierung und Lagerung notwendig ist. Auch dadurch gelingt es wiederum, Material beziehungsweise Masse einzusparen, um die Schaltcharakteristik des Elektromagneten weiter zu verbessern.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Ankerfeder den Anker ringförmig beziehungsweise scheibenförmig umgibt. Dies hat den Vorteil, wie bereits vorher ausgeführt, dass man diese Ankerfeder mit dem Anker sehr einfach verbinden kann und so eine Baugruppe schafft, die gemeinsam bei der Montage des Elektromagneten montiert werden kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser der Ankerfeder dem Innendurchmesser der Hülse entspricht oder die Hülse einseitig eine Verjüngung aufweist und der Außendurchmesser der Ankerfeder dem Innendurchmesser der Verjüngung entspricht. Dabei ist selbstverständlich dann von Vorteil, wenn die Ankerfeder dem Innendurchmesser der Hülse an der Verjüngung beziehungsweise in der Verjüngung entspricht. Eine Lagerung und Zentrierung erfolgt dabei in gleicher Weise.
Die Erfindung zeichnet sich entsprechend einer Weiterbildung auch dadurch aus, dass die Ankerfeder in axialer Richtung des Ankers bewegbar beziehungsweise beweglich ist. Dazu muss die Ankerfeder auch eine entsprechende Bewegungsfreiheit besitzen. Dies wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein bestimmter Zwischenraum zwischen der Ankerfeder und dem Spulenkörper beziehungsweise einem dazwischen angeordneten Befestigungselement freigehalten wird. Die Ankerfeder liegt dabei am Innenrand der Hülse beziehungsweise am Innenrand der Verjüngung der Hülse an und schließt dort ab. Dadurch werden die erfindungsgemäßen Vorteile, wie bereits beschrieben, erhalten, indem hier sowohl eine Verringerung des Gesamtgewichtes des Elektromagneten erreicht wird und insbesondere auch eine Verbesserung der Schaltcharakteristik, die damit verbunden ist.
Es ist von Vorteil, wenn der Anker eine Einschnürung vorweist und die Ankerfeder an dem Rand der Einschnürung festgelegt ist. Dabei ist diese Einschnürung so gestaltet, dass sie sich insbesondere an dem Teil des Ankers befindet, der nicht in den von dem Spulenkörper umgebenen Raum hineinragt. Vielmehr ist diese Einschnürung an der Seite vorgesehen, die auf das Betätigungselement, zum Beispiel ein Pneumatikventil, wirkt. Die Ausgestaltung des (Pneumatik)Ventiles hat für diese Erfindung keine Bedeutung. Vielmehr ist es möglich, neben Pneumatikventilen auch andere Betätigungsglieder, wie zum Beispiel Hydraulikventile oder andere Schaltelemente zu betätigen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verhältnis des Außendurchmessers des Ankers an seiner Einschnürung zu dem Außendurchmesser der Ankerfeder zwischen 1 zu 2,8 bis 1 zu 3,8, vorzugsweise 1 zu 3,1 ist. Ein verhältnismäßig großes Verhältnis führt zu einem kleinen Ankerdurchmesser im Bereich der Einschnürung, und daher zu geringem Gewicht, was günstig für Baugröße und Schaltcharakteristik ist.
In der bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlages ist vorgesehen, dass das Verhältnis des Durchmessers der Ankerfeder zum Durchmesser des Ankers größer 1,3, insbesondere größer 1,5, bevorzugt größer 1,8 ist. Als Durchmesser des Ankers wird dabei der Bereich des Ankers angesehen, der in dem Spulenkörper (in den Ankerraum) eintaucht. Durch dieses möglichst große Verhältnis wird eine sehr effektive Federwirkung der als Blatt- oder Flachfeder ausgebildeten Ankerfeder erreicht. Dabei kann problemlos der Durchmesser des Spulenkörpers mit ausgenutzt werden. Dadurch ändert sich das Bauvolumen entsprechend ausgestatteter Elektromagnete nicht.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Verhältnis der axialen Länge (bezogen auf seine Bewegungsrichtung) des Ankers zu seinem Außendurchmesser größer 1, insbesondere größer 2, bevorzugt größer als 2,5 ist. Dies ist gerade ein Vorzug der Erfindung, dass verhältnismäßig langbauende Anker (bezogen auf ihren Durchmesser) mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag realisierbar sind, die zu schnell schaltenden und gleichzeitig kleinbauenden Elektromagneten führen.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass es von Vorteil ist, wenn die Ankerfeder mittels einer Befestigungsscheibe oder durch den Spulenkörper in der Hülse festlegbar ist. Dadurch gelingt es, die Ankerfeder mit dieser Befestigungsscheibe in der Hülse entsprechend festzulegen und gleichzeitig einen notwendigen Freiraum für die Bewegung der Ankerfeder zu schaffen. Die Ankerfeder ist dabei bevorzugt in der Hülse, die den Elektromagneten aufnimmt, gehalten beziehungsweise festgelegt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass neben einer Befestigungsscheibe der Spulenkörper an seiner im Einbauzustand der Ankerfeder zugewandten Seite entsprechend ausgebildet ist, um die Ankerfeder festzulegen. Die Ausgestaltung eines so wirkenden Spulenkörpers wurde weiter vorn bereits beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, dass die Hülse an ihrem ausgangsseitigen Rand eine Halterung aufweist. Diese Halterung kann beispielsweise als Abwinklung, Umbiegung, Abbördelung ausgebildet sein und beispielsweise den Rand komplett umgeben. Erfindungsgemäß ist es allerdings auch vorgesehen, wenn nur ein Teil des Umfanges der Hülse ausgangseitig diese Halterung aufweist. So kann beispielsweise dort eine gewisse Einschnürung oder Umbördelung vorgesehen sein, die ausreicht, um alle inneren Teile des Elektromagneten zu sichern.
Wie bereits erwähnt, ist es von Vorteil, wenn ein Zwischenraum
zwischen dem Spulenkörper beziehungsweise der Befestigungsscheibe und der Ankerfeder vorhanden ist. Dies wird durch die Erfindung geschickter Weise so gelöst, dass die Befestigungsscheibe beziehungsweise der Spulenkörper im Einbauzustand auf der zur Ankerfeder weisenden Seite einen Innenkonus aufweist. Dieser Innenkonus reicht aus, um den notwendigen Spielraum für die Bewegung der Ankerfeder während der Schaltvorgänge zu schaffen.
Nach der Erfindung ist es ebenfalls von Vorteil, wenn Ankerfeder und Anker eine gemeinsame Baugruppe des Elektromagneten bilden, die als Einheit von einer Seite der Hülse, nämlich von der Seite, die die Halterung nicht aufweist, in das Innere der Hülse einführbar ist. Man erhält sozusagen ein Modul für einen modulartigen Aufbau, indem man beispielsweise beim Montieren des Elektromagneten zunächst eine erste Baugruppe, in Form zum Beispiel eines Ventiloberteiles beziehungsweise eines Oberteiles eines Betätigungselementes in die Hülse einfügt. Durch die Halterung wird dieses ausgangsseitig fixiert. Als Nächstes führt man dann den Anker mit der Ankerfeder in die Hülse ein. Dann kann optional die Befestigungsscheibe oder aber der Spulenkörper eingefügt werden, je nachdem, wie die Ausgestaltung vorgesehen ist. Die restlichen Elemente Spulenkörper und Magnetkern werden anschließend montiert. Als Abschluss wird man bevorzugt eine Jochscheibe vorsehen, um den Elektromagneten beziehungsweise die Hülse oder das Gehäuse des Elektromagneten abzuschließen. Dadurch ist nun nicht mehr notwendig, den Elektromagneten während der Montage zu bewegen. Er kann in einer einmal gewählten Einbaustellung verbleiben. Die weiteren Komplettierungselemente lassen sich von der anderen Seite problemlos anfügen, ohne den Elektromagneten noch einmal bewegen, zum Beispiel drehen oder schwenken zu müssen. Selbstverständlich kann der nächste Komplettierungsschritt, beispielsweise die Komplettierung der Betätigungselemente beziehungsweise von Ventilen an dem Elektromagneten in einem weiteren Schritt erfolgen. Die Erfindung ist hier nicht irgendwie eingeschränkt.
Die Erfindung zeichnet sich des Weiteren auch dadurch aus, dass die Ankerfeder am Anker angeschweißt, aufgeklebt, angebördelt, angepresst oder aufgestemmt ist. Dies erleichtert natürlich die Montage im bestimmungsgemäßen Einsatz weiter und führt gleichzeitig dazu, dass man keine gesonderten Befestigungseinrichtungen oder Befestigungsmittel an dem Anker vorsehen muss. So ist es beispielsweise im Stand der Technik bekannt, den Anker mit entsprechenden Nuten zu versehen, um dort eine Ankerfeder einzuführen. Dies ist natürlich ein zusätzlicher Aufwand, der erfindungsgemäß jetzt entfällt. Bevorzugt ist als Befestigungsmaßnahme das Schweißen vorgesehen.
Wie bereits erwähnt, ist es günstig, wenn die Ankerfeder im bestimmungsgemäßen Einbauzustand auf einem Gehäuseteil eines durch den Elektromagneten betätigbaren Ventils aufliegt. Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der Anker zumindest teilweise in einen, von dem Spulenkörper zumindest teilweise umgebenen Ankerraum einsteht. Auch die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wurden Eingangs bereits beleuchtet.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der Ankerraum zumindest einseitig von einem Magnetkern begrenzt ist. Dieser bildet den oberen Abschluß des Ankerraumes.
Gemäß der Erfindung ist es auch vorgesehen, dass der Anker einseitig eine Einschnürung aufweist oder eine Ankerstange besitzt, die mit dem Dichtkörper eines Ventils zusammenzuwirken vermag. Natürlich ist es klar, dass die Elektromagneten, insbesondere der Elektromagnet nach der Erfindung, für bestimmte Schalt- oder Steuervorgänge verwendet werden. Dabei ist das Zusammenwirken beispielsweise mit einem Ventil von Vorteil. Der Anker ist an der Seite, an der er mit dem Ventil beispielsweise zusammenwirkt entsprechend ausgestaltet. Der Anker besitzt zum Beispiel eine konisch oder zylindrisch auslaufende endseitige Verjüngung beziehungsweise Einschnürung. Der Anker wirkt mit diesem Endbereich zum Beispiel zusammen mit einem aus elastischem Material bestehenden Dichtkörper, der zum Beispiel bei einer Ventilanwendung im Ventilkörper eine mediumführende Düse entsprechend der Ankerstellung freigibt oder verschließt. Durch die entsprechende Ausgestaltung des Ankerendbereiches wird das einfache aber zuverlässige Verbinden des Ankers mit dem Dichtkörper bei der Montage erheblich unterstützt und vereinfacht. Gleichzeitig wird eine dauerhaft funktionierende Verbindung hergestellt.
Die Erfindung betrifft auch ein Ventil, insbesondere eine Pneumatikventil mit einem Elektromagneten, wie vorher beschrieben. Die erfindungsgemäßen Vorteile des Elektromagneten werden demzufolge auch bei dem Ventil mit diesem Elektromagneten erhalten. So lässt sich die Bauart des Ventiles aufgrund des günstigeren Elektromagneten bezüglich der Schaltvorgänge und insbesondere des Gewichts in seiner Größe entsprechend optimieren.
Ein Ventil, wie zuvor beschrieben zeichnet sich entsprechend einer Weiterbildung dadurch aus, dass zumindest ein Teil des Ventilgehäuses teilweise in der Hülse des Elektromagneten angeordnet ist. Der alternative Vorschlag sieht dabei vor, dass das Ventilgehäuse teilweise unterhalb der Hülse des Elektromagneten hervorsteht und selber eine abdichtende, geschlossene Oberfläche zur Verfügung stellt. Dies führt zu einer entsprechenden Einsparung von Material bei der Hülse, da das Ventilgehäuse selber ausreichend dicht und stabil ausgeführt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1a: einen Schnitt durch einen Teil des erfindungsgemäßen Elektromagneten,
Fig. 1b: einen Schnitt durch den Anker des erfindungsgemäßen Elektromagneten mit angeordneter Ankerfeder,
Fig. 1c: in Draufsicht eine beispielhafte Ankerfeder nach der Erfindung

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.
Die Figur 1a zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Teil des Elektromagneten I nach der Erfindung. Mit dem Bezugszeichen II ist ein nicht näher beschriebenes Ventil, insbesondere ein Pneumatikventil, bezeichnet. Der Anker 1 ist zumindest teilweise von einem Spulenkörper 4 umgeben. Auf dem Spulenkörper 4 befindet sich eine Drahtwicklung 4.1. Der Anker 1 besitzt in seinem in den Spulenkörper 4 eintauchenden Bereich seinen größten Durchmesser d1. Außerhalb des Spulenkörpers schließt sich an dem Anker dann ein Bereich 1.2 (siehe Figur 1b) an, der eine im Verhältnis zu dem Durchmesser d1 kleineren Durchmesser d2 aufweist.
In Richtung des vorderen Endes des Ankers schließt sich dann ein konisch zusammenlaufender Bereich an, der in den spitzen Teil 1.3 des Ankers mündet. Der erfindungsgemäße Elektromagnet I ist von einer Hülse 3 umgeben. Diese Hülse 3 besitzt eine Verjüngung 3.1. Der Spulenkörper 4 reicht bis in den Bereich der Verjüngung, besitzt also einen entsprechend kleineren Durchmesser, die Wicklung auf dem Spulenkörper 4 beginnt ungefähr auf der Höhe der Verjüngung 3.1. Die Ankerfeder 2 ist als Flach- beziehungsweise Blattfeder ausgebildet, wie dies sowohl in der Figur 1a als auch in der Figur 1b zu sehen ist. Von Vorteil ist dabei eine mäanderförmige Ausgestaltung (siehe Fig. 1c). Die Ankerfeder 2 ist am Anker 1 an dessen Einschnürung 1.2 beziehungsweise an dem Absatz, der die Einschnürung bildet, befestigt. Vorzugsweise wird sie dort angeschweißt oder angeklebt oder anderweitig fest verbunden. Die Ankerfeder 2 zentriert dabei den Anker 1 in der Hülse 3.
Im Durchmesser ist die Ankerfeder 2 so bemessen, dass sie dem Innendurchmesser d4 der Hülse 3 beziehungsweise dem Durchmesser der Verjüngung 3.1 der Hülse 3 entspricht. Dadurch ist der Anker 1 sowohl zentriert als auch festgelegt und insbesondere gelagert. Durch diese Ausgestaltung gelingt es, ein entsprechendes zusätzliches Lager einzusparen. Die Ankerfeder 2 ist nach der Erfindung beziehungsweise nach der hier gezeigten Ausführungsform der Figur 1a auf einem Gehäuseteil 7 eines durch den Elektromagneten I betätigbaren Ventils II aufgelegt. Dieses Gehäuseteil 7 ist so in der Hülse beziehungsweise in der Verjüngung der Hülse fixiert, dass es nicht herausrutschen kann. Dazu befindet es sich an dem abschließenden Rand der Hülse eine Halterung 3.2. Diese ist in der gezeigten Ausführungsform als Abbiegung beziehungsweise Umbördelung ausgeführt. Die Hülsen lassen sich dabei auch bevorzugt im Tiefziehverfahren problemlos entsprechend fertigen. Von Vorteil ist es auch, wenn die Halterung 3.2 den Rand der Hülse 3 nur teilweise umfasst. Dabei ist eine einseitige Halterung 3.2 genauso möglich, wie eine umlaufende.
Oberhalb der Ankerfeder 2 ist eine Befestigungsscheibe 6 gezeigt. Diese Befestigungsscheibe 6 ist dabei so ausgestaltet, dass notwendiger Spielraum für die Bewegung der Ankerfeder geschaffen ist. Dazu besitzt diese Befestigungsscheibe 6 einen Innenkonus 6.1. Der Anker 1 taucht zumindest teilweise in einem Ankerraum 11 ein. Mit dem Bezugszeichen d4 ist der Durchmesser der Hülse 3 an der Verjüngung 3.1 bezeichnet. d5 bezeichnet den Innendurchmesser der Hülse im rückseitigen, der Haltung 3.2 abgewandten Bereich. Von der Seite, von der aus die inneren Baugruppen in die Hülse 3 des Elektromagneten I eingeführt wurden, schließt eine Jochscheibe 8 den Elektromagneten ab und legt so alle inneren Bauteile fest. Figur 1b zeigt einen Anker 1 nach der Erfindung. An diesem Anker 1 ist an seiner Einschnürung 1.1 die Ankerfeder 2 festgelegt. Mit dem Bezugszeichen d1 ist der Durchmesser des Ankers in seinem oberen Bereich, mit dem er zwischen dem Spulenkörper 4 eintaucht, bezeichnet. d2 bezeichnet den Durchmesser des Ankers 1 an seiner Einschnürung. Mit 1.3 ist der nach vorn beziehungsweise zum Betätigungsglied hin auslaufende Teil des Elektromagneten 1.3 bezeichnet.
Gattungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Ventile, oftmals auch als Magnetventil bezeichnet, sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie dienen zur Steuerung eines Medienflusses, zum Beispiel als Hydraulik- oder Pneumatikventil. Es sind hierzu die unterschiedlichsten Bauformen bekannt, zum Beispiel 2/2-Wegeventile oder 3/2-Wegeventile, die sowohl als Schaltventile, wie auch als Proportionalventile realisiert sind.
Die Fig. 1c zeigt in Draufsicht eine Ausführungsform der Ankerfeder 2 nach der Erfindung. Die Ankerfeder ist dabei als Flachfeder ausgeführt und weist mäanderförmige Ausnehmungen 2.1 auf. Auf die weiter vorn beschriebenen Vorteile einer so ausgebildeten Ankerfeder 2 wird ausdrücklich Bezug genommen. Im Zentrum der Ankerfeder 2 ist eine Bohrung 2.2 vorgesehen. Diese dient der Aufnahme eines Teils des Ankers 1, zum Beispiel des Bereiches 1.2 des Ankers.

Claims

Elektromagnet, bestehend aus einem in einer Hülse angeordneten Anker, einem Spulenkörper mit einer Drahtwicklung, die mit Strom beaufschlagbar ist, die den Anker zumindest teilweise umgibt und einer Ankerfeder, mittels derer der Anker im stromlosen Zustand in seine Ausgangslage zurück bewegt wird, wobei die Ankerfeder (2) als Flachfeder ausgebildet und am Anker (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (d3) der Ankerfeder (2) dem Innendurchmesser (d4) der Hülse (3) entspricht oder die Hülse (3) einseitig eine Verjüngung (3.1) aufweist und der Außendurchmesser (d3) der Ankerfeder (2) dem Innendurchmesser der Verjüngung (3.1) entspricht.
Elektromagnet, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mäanderförmige vorzugsweise tellerförmige und/oder blatt förmige Ausbildung der Ankerfeder (2).
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (2) den Anker (1) in der Hülse (3) radial führt, lagert und/oder zentriert und/oder die Ankerfeder (2) den Anker (1) ringförmig bzw. scheibenförmig umgibt.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (2) in axialer Richtung des Ankers (1) bewegbar ist und/oder am Innenrand der Hülse (3) beziehungsweise der Verjüngung (3.1) anliegt beziehungsweise abschließt.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (1) eine Einschnürung (1.2) aufweist und die Ankerfeder (2) an dem Rand (1.1) der Einschnürung (1.2) festgelegt ist und/oder das Verhältnis des Außendurchmessers des Ankers (1) an seiner Einschnürung (1.2) zu dem Außendurchmesser (d3) der Ankerfeder (2) zwischen 1 zu 2,8 bis 1 zu 3,8, vorzugweise 1 zu 3,1 ist.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers (d3) der Ankerfeder (2) zum Durchmesser (d1) des Ankers größer 1,3, insbesondere größer 1,5, bevorzugt größer 1,8 ist und/oder das Verhältnis der axialen Länge des Ankers (1) zu seinem Ankerdurchmesser (d3) größer 1, insbesondere größer 2, bevorzugt größer als 2,5 ist.
Elektromagnet nach einem der vorgenannten Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (2) in der Hülse (3), die den Elektromagneten (I) aufnimmt, gehalten beziehungsweise festgelegt ist und/oder die Ankerfeder (2) mittels einer Befestigungsscheibe (6) oder durch den Spulenkörper (4) in der Hülse (3) festlegbar ist und/oder die Hülse (3) an ihrem ausgangsseitigen Rand eine Halterung (3.2) aufweist.
Elektromagnet nach einem der vorgenannten Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Befestigungsscheibe (6) beziehungsweise der Spulenkörper (4) im Einbauzustand auf der zur Ankerfeder (2) weisende Seite einen Innenkonus (6.1) aufweist und/oder Ankerfeder (2) und Anker (1) eine gemeinsame Baugruppe des Elektromagneten (I) bilden, die als Einheit von einer Seite der Hülse (3) aus in deren Inneres einführbar ist.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (2) am Anker (1) angeschweißt, aufgeklebt, angebördelt, angepresst oder aufgestemmt ist und/oder die Ankerfeder (2) im bestimmungsgemäßen Einbauzustand auf einem Gehäuseteil (7) eines durch den Elektromagneten (I) betätigbaren Ventils (II) aufliegt.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (1) zumindest teilweise in einen von dem Spulenkörper (4) zumindest teilweise umgebenen Ankerraum (11) einsteht und/oder der Ankerraum (11) zumindest einseitig von einem Magnetkern (8) begrenzt ist.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (1) einseitig eine Einschnürung (1.2) oder eine Ankerstange (1.3) aufweist, die mit einem Dichtkörper eines Ventils (II) zusammen wirken vermag.
Elektromagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Jochscheibe die Hülse (3) des Elektromagneten (I) verschließt und die inneren Baugruppen des Elektromagneten (I) festlegt.
Ventil, insbesondere Pneumatik-Ventil mit einem Elektromagneten (I) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Ventilgehäuses teilweise in der Hülse (3) des Elektromagneten (I) angeordnet ist.