DE102011115868A1

DE102011115868A1 - Magnetspule, insbesondere für Elektromagnetventile

Info

Publication number: DE102011115868A1
Application number: DE201110115868
Authority: DE
Inventors: Roberto Schlenker; Michael Kutzner
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Aumovio Microelectronic GmbH
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2012-05-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magnetspule, bestehend aus einem hülsenförmigen Spulenträger (5), auf dem wenigstens ein Spulendraht (L1, L2) vorzugsweise in mehreren Lagen aufgewickelt ist, mit wenigstens einer elektrischen Kontaktierung des Spulendrahts (L1, L2) an einem Kontaktstift, der bevorzugt an einer Stirnseite des Spulenträgers (5) hervorsteht, sowie mit einem Jochkörper, in dem der Spulenträger (5) mit dem Spulendraht (L1, L2) vorzugsweise in einer Vergussmasse aufgenommen ist. Die Erfindung sieht vor, dass zwei Spulendrähte (L1, L2) parallel auf dem Spulenträger (5) aufgewickelt sind, sodass durch die beiden parallelen Wicklungen der Spulendrähte (L1, L2) ein gemeinsames Magnetfeld erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetspule, insbesondere für Elektromagnetventile, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 195 29 725 A1 geht bereits ein Spulenträger für eine Magnetspule der angegebenen Bauart beispielhaft hervor. Zur Herstellung der Magnetspule wird ein Spulendraht auf dem Spulenträger aufgewickelt. Hierbei ist es notwendig, den Spulendraht in jeweils zwei Wickellagen herzustellen, da ausgehend von einem an der Oberseite des Spulenträgers angeordneten ersten Kontaktstift das Drahtende wieder auf der Oberseite des Spulenkörpers enden muss, auf der sich auch der zweite Kontaktstift befindet. Folglich nimmt der Außendurchmesser der Wicklung jeweils um zwei Wickellagen zu, wodurch der zulässige Wickeldurchmesser des Spulenträgers überschritten werden kann. Erschwerend kommt hinzu, dass sich je nach Spezifikation der Magnetspule verschiedene Wicklungen mit unterschiedlich starken Wickeldrähten befinden, wobei sich der erforderliche Wickelraum des Spulenträgers in der Regel nicht Wicklungsspezifisch anpassen lässt. Da die Auswahl der Wicklungsdrähte skaliert ist, stehen somit nur bestimmte Drahtdurchmesser zur Verfügung, sodass abhängig vom gewählten Drahtdurchmesser, der zur Verfügung stehende Wickelraum auf dem Spulenträger entweder nicht optimal ausgenutzt wird oder wie bereits erwähnt der Wickelraum überschritten wird.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetspule der gattungsbildenden Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln derart auszubilden, dass der durch den Spulenträger festgelegte Wickelraum zum Zwecke einer best möglichen Ausbildung des Magnetfeldes mit dem Spulendraht optimal aufgefüllt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Magnetspule der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
1 eine teilweise abgebildete Magnetspule im Längsschnitt durch einen Spulenträger zur Verdeutlichung der nach dem Stand der Technik angeordneten Spulendrahtwicklung,
2 eine teilweise abgebildete Magnetspule im Längsschnitt, die gemäß der Erfindung über zwei parallele Spulenwicklungen auf dem Spulenträger verfügt,
3 das elektrische Schaltungskonzept beider in 2 dargestellten Spulenwicklungen,
4 eine Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Magnetspule.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine Magnetspule, die den bisherigen Stand der Technik verdeutlichen soll. Diese Magnetspule, die beispielsweise für ein Elektromagnetventil zum Einsatz gelangt, besteht aus einem im Wesentlichen hülsenförmig gestalteten Spulenträger 5, auf dem ein mit Isoliermaterial umschlossener Spulendraht L1 in mehreren Lagen aufgewickelt ist, der in der Regel im Wickelraum 6 des Spulenträgers 5 von einer nicht dargestellten Vergussmasse umschlossen ist. An den aus der Vergussmasse hervorstehenden Drahtenden des Spulendrahts L1 ist zur elektrischen Kontaktierung jeweils ein geeigneter, in 1 nicht skizzierter Kontaktstift angeschlossen, der bevorzugt an einer der beiden ringscheibenförmigen Stirnseiten des Spulenträgers 5 hervorsteht.
In die 1 ist weiterhin strichliniert der maximale Wickeldurchmesser des Spulendrahts L1 als zulässige Grenze des Bauraums (Wickelraums 6) eingezeichnet, die bei herkömmlicher Wickellage und infolge der durch den Pfeilverlauf als vertikale Zickzack-Linie gekennzeichneten Wickelrichtung in vorliegendem Ausführungsbeispiel überschritten wird, sodass ein für den Spulenträger 5 vorgesehener Jochkörper nicht mehr aufgeschoben werden kann.
Daher wird nunmehr entsprechend der aus 2 ersichtlichen Idee, das Bauraumproblem dadurch gelöst, dass zwei parallele Spulendrähte L1, L2 nacheinander mit einem gegenüber der 1 verminderten Drahtdurchmesser auf dem Spulenträger 5 aufgewickelt sind, wobei durch die beiden parallelen Wicklungen der Spulendrähte L1, L2 die Voraussetzung für die Erzeugung eines gemeinsamen leistungsfähigen sowie gleichgerichteten Magnetfelds gegeben ist. Aufgrund der parallelen Ströme lässt sich ein leistungsfähiges Magnetfeld induzieren, das sich gemäß der Amperewindungen (Produkt aus Strom und Windungszahl) vorteilhaft aufaddiert.
Der Wickelraum 6 ist abbildungsgemäß best möglichst durch die Spulendrähte L1, L2 ausgefüllt, sodass der strichliniert dargestellte Grenzbereich nicht überschritten wird. Zur optimalen Ausnutzung des durch die Größe des Spulenträgers 5 vorgegebenen Wickelraums 6 ist der Durchmesser beider Spulendrähte L1, L2 gegenüber dem in 1 gezeigten herkömmlichen Spulendraht L1 minimiert. Infolge der parallelen Spulenwicklungen ist es bei der Verwendung von im Durchmesser minimierten Spulendrähten L1, L2 möglich, mit geringerem Bauraumbedarf den gleichen elektrischen Widerstand und die geforderten Amperewindungen zu realisieren, wie dies nach 1 lediglich mit erheblich größerem Bauraumbedarf nur unter Verwendung eines dickeren Spulendrahts L1 zu erreichen ist.
Zur Verdeutlichung des elektrischen Schaltungs- und Anschlusskonzepts wird nachfolgend auf die Skizze nach 3 hingewiesen, wonach beide parallel auf dem Spulenträger 5 aufgewickelten Spulendrähte L1, L2 gemeinsam an zwei Kontaktstiften P1, P2 angeschlossen sind, sodass jeweils zwei Enden der Wicklungen beider Spulendrähte L1, L2 an einem der beiden Kontaktstifte P1, P2 angeschlossen sind. Dabei ist mit Blick auf die Magnetfeldmodulation zu beachten, dass die Wicklungen der beiden Spulendrähte L1, L2 beginnend am ersten Kontaktstift P1 bis zum Erreichen des zweiten Kontaktstiftes P2 gleichsinnig in einer ersten Wickelrichtung auf dem Spulenträger 5 aufgewickelt sind, wobei sich zweckmäßiger Weise beim Erreichen des zweiten Kontaktstiftes P2 die Wickelrichtung der beiden Spulendrähte L1, L2 in Richtung des ersten Kontaktstiftes P1 umkehrt, sodass in einer zur ersten Wickelrichtung entgegengesetzten zweiten Wickelrichtung beide Spulendrähte L1, L2 auf dem Spulenträger 5 aufgewickelt sind.
Gemäß einer weiteren, abbildungsgemäß nicht ausgeführten Variante der Erfindung ist außer dem ersten und zweiten Kontaktstift P1, P2 ein dritter Kontaktstift am Spulenträger 5 angeordnet, wobei die parallel auf dem Spulenträger 5 aufgewickelten beiden Spulendrähte L1, L2 ausschließlich an einem der drei Kontaktstifte angeschlossen sind. Beide auf dem Spulenträger 5 aufgewickelten Spulendrähte L1, L2 sind elektrisch in Reihe an einen der drei Kontaktstifte angeschlossen.
Schließlich zeigt die 4 ausgehend von den Erläuterungen nach 2, 3 eine fertig hergestellte Magnetspule im Längsschnitt, mit einem aus Kunststoff hergestellten Spulenträger 5, dessen Wickelraum 6 in koaxialer Anordnung die als zwei Spulenpakete 7, 8 ausgeführten, auf dem Spulenträger 5 aufgewickelten beiden Spulendrähte L1, L2 aufnimmt. Der mit den beiden Spulenpaketen 7, 8 versehene Spulenträger 5 ist innerhalb eines topfförmigen Jochkörpers 9 eingesetzt, wobei die Oberseite des Spulenkörpers 5 von einer Magnetscheibe 10 begrenzt ist. Die abgebildete Magnetspule bildet somit eine funktionsfähig vormontierte, eigenständig handhabbare Baugruppe zur Betätigung eines Hydraulikventils.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19529725 A1 [0002]

Claims

Magnetspule, insbesondere für ein Elektromagnetventil, bestehend aus einem hülsenförmigen Spulenträger, auf dem wenigstens ein Spulendraht vorzugsweise in mehreren Lagen aufgewickelt ist, mit wenigstens einer elektrischen Kontaktierung des Spulendrahts an einem Kontaktstift, der bevorzugt an einer Stirnseite des Spulenträgers hervorsteht, sowie mit einem Jochkörper, in dem der Spulenträger mit dem Spulendraht vorzugsweise in einer Vergussmasse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Spulendrähte (L1, L2) parallel auf dem Spulenträger (5) aufgewickelt sind, und dass durch die beiden parallelen Wicklungen der Spulendrähte (L1, L2) ein gemeinsames Magnetfeld erzeugt ist.
Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide parallel auf dem Spulenträger (5) aufgewickelten Spulendrähte (L1, L2) gemeinsam an zwei Kontaktstiften (P1, P2) angeschlossen sind, sodass jeweils zwei Enden der Wicklungen beider Spulendrähte (L1, L2) an einem der beiden Kontaktstifte (P1, P2) angeschlossen sind.
Magnetspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen der beiden Spulendrähte (L1, L2) beginnend am ersten Kontaktstift (P1) bis zum Erreichen des zweiten Kontaktstiftes (P2) gleichsinnig in einer ersten Wickelrichtung auf dem Spulenträger (5) aufgewickelt sind.
Magnetspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Erreichen des zweiten Kontaktstiftes (P2) die Wickelrichtung der beiden Spulendrähte (L1, L2) in Richtung des ersten Kontaktstiftes (P1) umkehrt, wonach in einer zur ersten Wickelrichtung entgegengesetzten zweiten Wickelrichtung beide Spulendrähte (L1, L2) auf dem Spulenträger (5) aufgewickelt sind.
Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außer dem ersten und zweiten Kontaktstift (P1, P2) ein dritter Kontaktstift am Spulenträger (5) angeordnet ist, wobei die parallel auf dem Spulenträger (5) aufgewickelten beiden Spulendrähte (L1, L2) ausschließlich an einem der drei Kontaktstifte angeschlossen sind.
Magnetspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide auf dem Spulenträger (5) aufgewickelten Spulendrähte (L1, L2) elektrisch in Reihe an einen der drei Kontaktstifte angeschlossen sind.
Magnetspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur optimalen Ausnutzung des durch die Größe des Spulenträgers (5) vorgegebenen Bauraums der Durchmesser beider Spulendrähte (L1, L2) ein Minimum ist.