DE19928622A1 - Längsgeblechter Jochkörper für einen Elektromagneten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen geblechten Jochkörper mit E-Querschnitt für einen Elektromagneten, der aus zwei parallelen, miteinander verbundenen Teilkörpern (6, 7) besteht, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen und die jeweils durch eine Mehrzahl U-förmig gebogener ineinander gesteckter Blechstreifen (8) gebildet sind.

Description

Insbesondere zur Betätigung von Gaswechselventilen werden elektromagnetische Aktuatoren verwendet, deren Jochkörper ei­ nen E-Querschnitt aufweisen. Die zugehörige Spule ist dann als rechteckförmige Ringspule in die beiden parallel verlau­ fenden Nuten eingelegt, wobei die freien Enden des Jochkör­ pers die Polfläche des Elektromagneten bilden.

Da zur Vermeidung von Wirbelströmen derartige Jochkörper aus einer Vielzahl übereinander liegender Kernbleche aufgebaut sind, war es bisher üblich, für einen Jochkörper mit E-Quer­ schnitt eine Vielzahl E-förmig gestanzter Kernbleche zu einem Paket zusammenzufassen. Der Jochkörper wird hierbei an seinen beiden Enden, d. h. auf der Fläche des vorderen und des hin­ teren -förmigen Bleches zusammengehalten. Durch die im Be­ trieb auftretenden Magnetkräfte, die über das Joch übertragen werden, entstehen im Jochkörper selbst Biegemomente. Da die einzelnen E-förmig gestanzten Bleche im wesentlichen nur über randseitige Schweißnähte miteinander verbunden sind, treten im Dauerbetrieb Verschiebungen der einzelnen Bleche relativ zueinander auf, die zu Beschädigungen der Isolierung der ein­ gelegten Spule und damit zu Masseschlüssen führen können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend ge­ schilderten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem geblech­ ten Lochkörper mit E-Querschnitt für einen Elektromagneten, der aus zwei parallelen, miteinander verbundenen Teilkörper besteht, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen und die jeweils durch eine Mehrzahl U-förmig gebogener, ineinander gesteckter Blechstreifen gebildet sind. Die beiden Teilkörper erhalten damit eine in Längsrichtung verlaufende Schalenform mit U-Querschnitt, so daß durch die Parallelanordnug von zwei Teilkörpern der gewünschte Jochkörper mit E-Querschnitt hergestellt werden kann. Die Schalenform des innersten Blechs ergibt zugleich glatte Wandflächen für die Nuten zur Aufnahme der Magnetspulen, die in der innersten Schale optimal geführt sind. Ein weiterer Vorteil der Schalenform besteht darin, daß die im Betrieb auftretenden Biegemomente ideal übertragen werden. Da bei einer Magnetisierung die Magnetlinien immer entlang eines Bleches verlaufen, werden hierdurch ferner die magnetischen Eigenschaften des Elektromagneten optimiert. Die gewünschte Minimierung der Wirbelströme bleibt hierbei erhal­ ten.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die U- förmig gebogenen Blechstreifen der Teilkörper durch Verkle­ bung fest miteinander verbunden sind. Alternativ ist es aber auch möglich, die Bleche durch Verlötung, durch Verschweißen an den Stirnseiten oder auch durch einen Formschluß mittels Stanzen fest miteinander zu verbinden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Teilkörper durch ein Gehäuse des Elektromagneten mit­ einander verbunden sind. Dies kann bei einem entsprechend ge­ stalteten Gehäuse durch einen reinen Formschluß erfolgen.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Teilkörper durch wenigstens ein U-förmig gebo­ genes übergreifendes Halteblech miteinander verbunden sind. Durch dieses U-förmig gebogene Halteblech werden die beiden Teilkörper auf dem Außenumfang umfaßt und zusammengehalten, wobei auch hier die Verbindung über Verklebung oder Lötung oder auch Verschweißen möglich ist.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen naher er­ läutert: Es zeigen:

Fig. 1 einen Jochkörper nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform für einen Jochkörper gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform für einen Jochkörper gemäß der Erfindung,

Fig. 4 als Ausführungsbeispiel einen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, wird nach dem bisherigen Stand der Technik für einen elektromagnetischen Aktuator ein Jochkörper 1 mit E-Querschnitt durch ein Paket aus einer Vielzahl übereinandergelegter, E-förmig gestanzter Einzelble­ che gebildet. Die vorspringenden freien Enden 3.1, 3.2 und 3.3 des Jochkörpers bilden hierbei die Polflächen. In die beiden parallel zueinander verlaufenden Nuten 4 ist eine hier nur angedeutete Ringspule in Rechteckform eingelegt. Das mittlere Ende 3.2 weist einen Bohrung 11 auf, durch die ein sogenannter Ankerkolben hindurchgeführt werden kann.

Der in Fig. 2 dargestellte Jochkörper in der erfindungsge­ mäßen Ausführungsform wird im wesentlichen aus zwei paralle­ len, miteinander verbundenen Teilkörpern 6 und 7 gebildet, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen. Jeder Teilkörper 6, 7 ist durch eine Mehrzahl U-förmig gebogener Blechstreifen 8 gebildet, die paketartig ineinander angeordnet sind. Die einzelnen U-förmig gebogenen Blechstreifen sind durch Verkle­ bung, Schweißung oder auch durch Lötung fest miteinander ver­ bunden. Die beiden Teilkörper 6, 7 können ebenfalls zu einem festen Körper durch Verkleben oder Löten miteinander verbun­ den sein oder aber durch ein Gehäuse formschlüssig zusammen­ gehalten werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform entspricht in ih­ rem Grundaufbau der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die beiden Teilkörper 6 und 7 durch ein U-förmig gebogenes Halteblech 9, das beide Teilkör­ per umfaßt und daß eine größere Blechstärke aufweisen kann, fest miteinander verbunden. Je nach der verwendeten Blechstärke kann es zweckmäßig sein, auch das Halteblech 9 mehrlagig vorzusehen. Das Halteblech 9 kann, wie die Verbin­ dung der einzelnen Blechstreifen untereinander, durch Verkle­ bung über die Gesamtoberfläche verbunden sein.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Ver­ bindung der Einzelbleche 8 ebenso wie die Verbindung der bei­ den Teilkörper 6 und 7 und die Verbindung mit dem Halteblech 9 über stirnseitig angebrachte Schweißnähte 10 vorgenommen.

Auch bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 ist eben­ falls die Bohrung 11 zur Führung des Ankerbolzens im mittle­ ren Teil 3.2 des Jochkörpers 1 vorgesehen. In die Bohrung 11 kann eine Führungshülse fest eingesetzt sein.

In Fig. 4 ist als praktisches Ausührungsbeispiel ein elektro­ magnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils dargestellt. Dieser elektromagnetische Aktuator besteht im wesentlichen aus zwei Elektromagneten 13, 14, die jeweils ei­ nen Jochkörper 15, 16 aufweisen, der entsprechend der anhand von Fig. 2 bzw. Fig. 3 beschriebenen Ausführungsformen ge­ blecht ist. In den beiden Jochkörpern ist jeweils eine Spule 17, 18 angeordnet, die jeweils mit einer hier nicht näher dargestellten steuerbaren Stromversorgung in Verbindung steht. In den durch die Jochkörper 15, 16 hindurchgeführten Bohrungen 11 ist jeweils eine Führungshülse 19 befestigt.

Die beiden Elektromagneten 13, 14 sind im Abstand zueinander angeordnet, so daß ihre Polflächen 21.1 und 21.2 jeweils ein­ ander zugekehrt sind. Im Zwischenraum zwischen den beiden Polflächen 21 der beiden Elektromagneten 13, 14 ist ein plat­ tenförmiger Anker 22 angeordnet, der mit einem Führungsbolzen 23 fest verbunden ist. Der Führungsbolzen 23 ist in der Füh­ rungshülse 20 des Elektromagneten 14 geführt. Dem Elektroma­ gneten 13 ist ein gesonderter Führungsbolzen 24 vorgesehen, der sich mit einem Ende auf dem ankerseitigen Führungsbolzen 23 abstützt und mit seinem anderen Ende über einen Fehlertel­ ler 25 auf einer Rückstellfeder 26 abgestützt ist.

Das freie Ende 27 des mit dem Anker 22 verbundenen Führungs­ bolzens 23 stützt sich auf einem Stellglied 28, beispielswei­ se dem Schaft eines Gaswechselventils, dem eine Rückstellfe­ der 29 zugeordnet ist. Die beiden Rückstellfedern 26 und 28 sind so ausgelegt, daß sich bei stromlos gesetztem Elektroma­ gneten 13, 14 der Anker 22 in der Mittellage zwischen den beiden Polflächen 21 befindet.

Aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 2 oder 3 ist zu erkennen, daß ein derartiger längsgeblechter Jochkörper eine wesentlich höhere Biegesteifigkeit aufweist gegenüber den bei der Betä­ tigung des Aktuators auftretenden mechanischen Kräften, aber auch den Reaktionskräften aus den Magnetkräften. Die beiden Jochkörper 15 und 16 sind jeweils in einem seitlich offenen Gehäuse 13.1 und 14.1 angeordnet, das jedoch jeweils endsei­ tig, die Stirnseite des Jochkörpers und der Spule umgreifend, geschlossen ist. Die beiden Gehäuseteile 13.1 und 14.1 sind über einen Distanzrahmen 30 miteinander verbunden, auf dem sich die durchlaufenden Längsränder der beiden Jochkörper 15 und 16 durchgehend abstützen. In Verbindung mit der Abstüt­ zung auf den stirnseitigen Enden des Distanzrahmens 30 ergibt die hohlträgerartige Profilform eine hohe Formstufigkeit.

Claims (4)

1. Geblechter Jochkörper mit E-Querschnitt für einen Elektro­ magneten, der aus zwei parallelen, miteinander verbundenen Teilkörpern (6, 7) besteht, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen und die jeweils durch eine Mehrzahl U-förmig gebo­ gener ineinander gesteckter Blechstreifen (8) gebildet sind.

2. Jochkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmig gebogenen Blechstreifen (8) der Teilkörper (6, 7) durch Verklebung oder Lötung oder Schweißung oder Formschlußtechnik miteinander verbunden sind.

3. Jochkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilkörper (6, 7) durch ein Gehäuse miteinan­ der verbunden sind.

4. Jochkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilkörper (6, 7) durch wenigstens ein U-för­ mig gebogenes übergreifendes Halteblech 9 miteinander verbun­ den sind.