DE1958149B2

DE1958149B2 - Tauchanker-Hubmagnet sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1958149B2
Application number: DE19691958149
Authority: DE
Inventors: Christian 7119 Ingelfingen Buerkert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-11-19
Filing date: 1969-11-19
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE1958149C3; FR2069259A5; GB1279509A; CH517997A; DE1958149A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchanker-Hubmagnet, bei welchem innerhalb eines außen geschlossenen Eisenkreises und einer darin enthaltenen Spule der feste Arbeitspol einem beweglichen Tauchanker gegenübersteht, mit einem aus Stanzteilchen gebildeten äußeren Magnetkreis sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Ein derartiger Tauchanker-Hubmagnet ist aus dem DE-GM 19 68 696 bekannt und kann zum Heben von Lasten, zur Betätigung von Ventilen, zum Verstellen hydraulischer Schieber u. dgl. verwendet werden. Er kann je nach Ausführungsform sowohl trocken laufend als auch druckdicht mit Flüssigkeit bzw. öl gefüllt betrieben werden.

Der Wirkungsgrad derartiger Tauchanker-Hubmagnete hängt entscheidend davon ab, wie vollständig der äußere magnetische Kreis geschlossen ist, damit möglichst viele Kraftlinien für den Arbeitsluftspalt zur Verfügung stehen.

Ferner wird gefordert, daß das Volumen voll mit Eisen und Kupfer ausgefüllt ist, so daß bei dem Aneinanderreihen mehrerer Magnete möglichst wenig hi Raum verloren geht. Die Montage an Maschinen, Hydraulikschiebern u.dgl. soll bequem und rasch zu bewerkstelligen sein.

Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind insbesondere mit Gleichstrom betriebene Magnetsysteme bekannt r\ geworden, deren Gehäuse aus Eisenteilen bestehen, die im Kalt-Fließ-Preßverfahren hergestellt sind. Es kommen hierfür topfförmige Gebilde in Betracht, die aus einem festen Pol, Polhülsen, stirnseitigen Flanschen und einem äußeren Mantel bestehen. Es werden entweder zwei ähnliche Teile ineinander gepaßt und über der Spule zusammengepreßt oder der hochgezogene Topf erhält einen eingepreßten Flansch mit dem Gegenpol als Deckel.

Aus dem DE-GM 19 68 696 ist es über den Oberbegriff des Anspruches 1 hinaus bekannt, auf eine erste Polhülse und eine zweite Polhühe jeweils Flanschbleche aufzupressen. Aus der CH-PS 4 3-.' 466 ist ein Tauchanker-Hubmagnet bekannt, dessen Magnetspule allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff vollständig umschlossen ist Aus der DE-OS 14 89 975 ist es bekannt, Flanschbleche miteinander durch flache. U-förmig oder L-förmig gebogene Statorbleche zu verbinden. Aus der DE-OS 14 64 883 ist es bekannt eine erste Polhülse mit einer zweiten PolhOlse durch gestanzte Bügel zu verbinden. Aus der DE-AS 12 95 690 ist ein äußerer Magnetkreis aus schachteiförmig ausgeführten Bügeln bekannt

Der Nachteil der bekannten Bauarten besteht darin, daß bei der Bauform aus Kaltfließpreßteilen diese mit großer Genauigkeit zerspanend bearbeitet und ineinandergefügt werden müssen. Die Wandstärken sind teilweise durch das Herstellungsverfahren und nicht durch die optimalen magnetischen Erfordernisse bedingt. Die Kaltfließrohrteile können nicht auf Stangendrehmaschinen voL¹ automatisch bearbeitet werden, sondern müssen von mehreren Seiten auf Revolverdrehmaschinen oder ähnlichen Einrichtungen zerspant werden. Eine moderne rechteckige oder quadratische Formgestaltung ist nur mit großen Schwierigkeiten zu realisieren.

Bei der Bauweise aus Stanzteilen ergeben sich an den notwendigen Stoßstellen der Fugen schädliche magnetische Widerstände, welche den Wirkungsgrad entscheidend herabmindern. Insbesondere bei großen Magneten tritt dieser Mangel dadurch verstärkt auf, daß an den starken Teilen schräge Bruchflächen auftreten, woraus sich erhebliche Luftspalte herleiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit kostengünstig hergestellten Stanzteilen den äußeren Eisenkreis von Tauchankermagneten auf herstellungstechnisch einfache Weise aufbauen zu können und dabei ebenso gute oder bessere Wirkungsgrade der Tauchankermagnete zu erreichen, als sie von den teueren, durch zerspanende Bearbeitung hergestellten Magnetsystemen bekannt sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Tauchanker-Hubmagneten der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Stanzteile des äußeren Magnetkreises miteinander verschweißt sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Magnetspule allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff vollständig umgeschlossen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind auf eine erste Polhüise und eine zweite Polhülse jeweils Flanschbleche aufgepreßt, die miteinander durch flache, U-förmige oder L-förmig gebogene Statorbleche magnetisch gut leitend verschweißt sind. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist eine erste Polhüise mit einer zweiten Polhülse durch gcstanzie, angeschweißte Bügel verbunden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht ein Verfahren zur Herstellung hierbei darin, daß die Bügel zunächst halbgeöffnet vorgeformt, in diesem Zustand an die zweite Polhülse angeschweißt, nach Einfuhren der Magnetspule zusammengebogen und

danach mit der ersten Polhülse verschweißt werden. Die Bügel sind dabei gemäß einer Weiterbildung der Erfindung schachtel- oder U-förmig, usgeführt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen besonders darin, daß einerseits für die zentralen Partien auf Stangenautomaten billig herstellbare Drehieile und andererseits für die Flansche bzw. den äußeren Mantel grob tolerierte Stanzteile durch Schweißautomaten zu guten magnetischen Kreisen verbunden werden.

Ferner ist es möglich, Tauchanker-Hubmagnete, die im naclifolgenGen in verschiedener Ausführung beschrieben werden, mit den modernen Schweißtechniken, wie Widerstandsschweißung oder Schutzgasschweißen halb- oder vollautomatisch zu fertigen.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitteines Ausführungsbeispiels, F i g. 2 den dazugehörenden Querschnitt,

F i g. 3 einen Querschnitt in einer anderen Bauform,

Fig.4 einen Längsschnitt einer abgeänderten Bauweise.

Die Fig. 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 veranschaulichen charakteristische Einzelteile des Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Allen Bauformen gemeinsam ist eine Magnetspule 1, welche auf einem Spulenkörper 2 aufgebracht und allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff 3 umschlossen ist. Die Anschlüsse können entweder durch eingepreßte Leitungen oder wie in den F i g. 1 und 4 dargestellt, über Kontaktzungen 4 herbeigeführt werden.

Der Tauchanker 5 ist mit einer nichtmagnetisierbaren Schicht 6 in bekannter Weise umgeben, damit er nicht unmittelbar an der Polhülse 7 anliegt. Er arbeitet gegen den festen Pol 8, welcher seinerseits von der Polhülse 9 umgeben ist Letztere kann an ihrem oberen Ende so abgeschrägt bzw. gestaltet sein, daß eine gewünschte Hub-Kraft-Kennlinie erreicht wird. Handelt ;s sich um ein druckdichtes System, wie in vorliegendem Falle, so ist ein Distanzstück 10 aus nichtmagnetisierbarem Material zwischen die ferritische Polhülse 7 und die aus gleichem Werkstoff bestehende Polhülse 9 druckdicht gelötet. Ein Stößel 11 ist durch eine Bohrung 12 des festen Pols 8 geführt und in den Tauchanker 5 so eingepreßt, daß eine nutzbare Kraft nach außen übertragen werden kann. Wird das System mit Flüssigkeit, beispielsweise mit öl, gefüllt, so ist es zweckmäßig, den Tauchanker 5 mit einer Nut 13 und den festen Pol 8 mit einer Bohrung 14 zu versehen. In einem Deckel 15 befinde« sich eine elastische Dichtung, beispielsweise in Form des O-Ringes 16, welcher gegen die Polhülse 7 abdichtet. Vier in den Deckel eingelassene Schrauben 17 ragen in den sich außerhalb der Magnetspule 1 ergebenden Ecken durch das gesamte Magnetsystem und dienen dazu, es an einer Befestigungsplatte gegen einen hydraulischen Schieber oder in anderer Art beliebig /u befestigen. Der O-Ring 18 an der Unterseite des Systcmes dient ebenfalls der Abdichtung.

Bei der Bauweise gemäß den F i g. 1 bis 3 sind auf die Polhülsc 7 bzw, auf die Polhülse 9 jeweils 3 gestanzte Flanschbleche 21 aufgepreßt. Diese weisen eine runde Bohrung auf und sind außen quadratisch bzw. rechteckig. Das untere Flanschblech 21 kann etwas angesenkt sein, damit der O-Ring 18 einwandfrei abdichtet.

Der äußere Rückschluß wird entweder durch die beiden prismacUch gebogenen Smorblei-he 22, F i g. 2, oder durch die U-förmig gestalteie.n S;atorbleche 23, F i g. 3, gebildet. Während die erstgenannte Version den Vorzug hat, daß beim Anlegen keine Toleranzen durch die prismatische Form auftreten, ergibt das zweite in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel gleichartig verrundete Ecken.

Der Zusammenbau des Magnetsystems bi;w. der gme magnetische Rückschluß erfolgen durch Verschweißen der Statorbleche 22 bzw. 23 mit den Flanschblechen 21. Hierfür kommen Widerstandsschweißverfahren sowie Schutzgasschweißmethoden in Betracht. Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß relativ w-^nig Wärme entsteht, so daß der mit Kunststoff 3 umgebene Spulenkörper 2 betriebstüchtig bleibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 entlaiien die Flanschbleche 21. Der äußere Rückschluß wird durch gestanzte Bügel 24 gebildet, wie diese in den Fig. 5 bis 11 in verschiedenen Formen beispielsweise dargestellt sind. Je nach Größe und Bauweise des Magnetsys^ems sind vielerlei Lösungen denkbar.

Die aus einem Stück hergestellter: üügel nach F i g. 5 und 6 stellen eine besonders wirtschaftliche Lösung dar. Jeweils zwei gleiche Teile we.den um 90^r versetzt in halbgeschlossener Form zunächst einseitig auf der Polhülse 7 oder auf der Polhülse 9 angeschweißt. Um den magnetischen Rückschluß noch besser zu gestalten und um eine ebene Montagefläche sicherzustellen, kann es vorteilhaft sein, ein Abdeckblech 19 aus ferritischem

,0 Material unter den Bügel 24, F i g. 4, anzubringen.

Nachdem ein oder mehrere gemätS F i g. 5 und 6 gestaltete Bügel sowie das Abdeckblech 19 an der Polhülse 9 angeschweißt sind, wird die Magnetspule 1 über die mit der Polhülse 9 verlöteten Teile, Polhülse 7 und Distanzstück 10 geschoben.

Alsdann werden die offenen Bügelendcn soweit zusammengedrückt, daß die Radien 25, Γ i g. 6. mit der Polhülse 7 den erforderlichen Schweißspalt ergeben. Jeweils an den Ecken sind die Aussparungen 26 vorgesehen, damit die Schrauben 17 parallel <:ü der Längsachse an der Spule vorbei durch das Magnetsystem geführt werden können. Ein Fenster 27 dient zum Herausführen der Kontaktzungen 4.

Es kann vorteilhaft sein, zwischen den oberen Flansch

v> der Magnetspule 1 und den Bügel 24 eine Isol'erscheibe 28, F i g. 4, und eventuell darüber noch eine poliertt: Strahlungsscheibe zu legen, damit die beim Herstellen der Schweißstelle 29, Fig. 4, entstehende Wärme von der Spule abgehalten wird.

■>o Das Bügelsystem nach F i g. 7 beiteht aus zwei gleichen oder ähnlichen schachteiförmigen Gebilden, die ineinandergesteckt und verschweißt werden. Man geht zweckmäßigerweise hier ebenfalls v/ie oben beschrieben vor, indem der erste Bügel zunächst an der Prlhü!jt 9 mittels der Schweißstelle 30 befestgt wird. Alsdann wird die Magnetspule 1 eingeführt und der zweite Bügel an oer Polhülse 7 durch Schweißung verbunden. Es sind dann noch jeweils zwei Länginähte an den Stellen 31, F i g. 7. herzustellen.

Ähnlich ist die Konstruktion F i g. 8, wie aus der isometrischen Darstellung zu erkennen ist. Auch hier werden zwei gleiche oder ahnliche Büge! übereinandergeschoben und an der Polhülse 7 bzw. der Poifiülse 9 angeschweißt.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9. 10 und 11 ist dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und F i g. 6 insofern ähnlich, als hierbei zwei oder mehrere gleichartige, einfach herzustellende Stanzteile verwen·

del werden. Die Radien 25 bzw. das F-'enster 27 entsprechen ebenfalls denen von F-" i g. 5 und F-" i g. 6. Bei dieser Konstruktionsform wird die Spule zuerst über die miteinander verlöteten Teile Polhillsc 7, Distanzstück 10 und Polhülse 9 geschoben. Alsdann werden die U-förmigen Bügel 32. F-" i g. 9, auf den richtigen .Schweißspalt mit einer Vorrichtung gehalten und mit der l'olhülse 7 bzw. der l'olhülse 9 magnetisch gut leitend verbunden.

Die Montage' des Tauchankers 5. der O-Ringe 16 und 18, des Deckels 15 sowie der Schrauben 17 dürften aus den F-' i g. 1 und 4 ebenso hervorgehen wie die bekannte Wirkungsweise derartigen Magnetsysicme.

Hierzu 7 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Tauchanker-Hubmagnet, bei welchem innerhalb eines außen geschlossenen Eisenkreises und einer darin enthaltenen Spule der feste Arbeitspol einem beweglichen Tauchanker gegenübersteht, mit einem aus Stanzteilen gebildeten äußeren Magnetkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzteile (21, 22, 23, 24, 32) des äußeren Magnetkreises miteinander verschweißt sind

Z Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (1) allseitig mit temperaturbeständigem Kunststoff (3) vollständig umschlossen ist

3. Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine erste Polhülse (7) und eine zweite Polhülse (9) jeweils Flanschbleche (21) aufgepreßt sind, die miteinander durch flache. U-förmig oder L-förmig gebogene Statorbleche (22, 23) magnetisch gut leitend verschweißt sind.

4. Tauchsidcer-Hubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Polhülse (7) mit einer zweiten Polhülse (9) durch gestanzte, angeschweißte Bügel (24) verbunden ist

5. Tauchanker-Hubmagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (24, 32) Schachtel- oder U-förmig ausgeführt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Tauchanker-Hubmagneten nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (24) zunächst halbgeöffnet vorgeformt, in diesem Zustand an die zweite Polhüise (9) angeschweißt, nach Einführen der Magnetspule (1) zusamme --gebogen und danach mit der ersten Polhülse (7) verschweißt werden.