DE2117579A1 - Electromagnet - Google Patents
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Description
3353 Bad Ganderehelm, 8. April 1971 Postfach129 HohenhöfenS Telefon: (05382) 2S42 3353 Bad Ganderehelm, April 8, 1971 P.O. Box 129 HohenhöfenS Telephone: (05382) 2S42
Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim S.W. Msk CO.» Ine. ÜRseraAkterr-Nr. 2556/2 Telegram address: Siedpatent Badgandersheim SW Msk CO. » Ine. ÜRseraAkterr-No. 2556/2
Patentgesuch vom 8. April 1971Patent application dated April 8, 1971
G»W. Msk Go., Ine.G »W. Msk Go., Ine.
2 South Street2 South Street
Y.St.A.
Elektromagnet Y.St.A.
Electromagnet
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten mit einem in einem Rohr unter der Wirkung einer Magnetkraft axial verschiebbar angeordneten Anker zum Betätigen eines Geräts, vorzugsweise eines Yentils.The invention relates to an electromagnet with an axially displaceable in a tube under the action of a magnetic force arranged armature for operating a device, preferably a Yentils.
Eine erste bekannte Bauart von Elektromagneten verwendet einen Elektromagnet-Rahmen und einen Anker, welche beide aus zusammengenieteten Zuschnitten aus Magnetblech aufgebaut und zusammengenietet sind. Da eine solche Konstruktion den auf der Innenseite eines Ventils herrschenden Druck nicht nach außen abdichten kann, wird ein gegen den Schubstift des Elektromagneten anliegender Q-Ring als dynamische Dichtung verwendet. Etwa 5$ der Kraft des Elektromagneten gehen dadurch verloren, daß die Reibung des O-Rings an diesem Schubstift überwunden werden muß. Diese Reibungskraft steigt mit steigendem Betriebsdruck stark an, und in manchen Fällen kann sie größer werden als die Kraft dee Elektromagneten, so daß der Arbeitsdruck auf einen Bruchteil des Betrieb»drucks gesenkt werden muß, damit der Elektromagnet das Hydraulikventil überhaupt betätigen kann. Ferner ist die geblechte Konstruktion schlecht in der lage, Aufschlagkraften zu widerstehen! sie ergibt bei Betätigung eines Hydroventils keine Abdichtung* und dieA first known type of electromagnet used an electromagnet frame and an armature, both of which are constructed from blanks of magnetic sheet metal riveted together are riveted together. Since such a construction does not relieve the pressure on the inside of a valve to the outside can seal, a Q-ring resting against the solenoid's push pin is used as a dynamic seal. About 5 $ of the power of the electromagnet is lost that the friction of the O-ring on this push pin is overcome must become. This frictional force increases with increasing operating pressure strongly, and in some cases it can be greater than the force of the electromagnet, so that the working pressure must be reduced to a fraction of the operating pressure, so that the electromagnet can actuate the hydraulic valve at all. Furthermore, the sheet metal construction is poor in the able to withstand impact forces! she yields Actuation of a hydraulic valve no seal * and the
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0-Ring-Dichtung ist eine konstante Quelle von Reibung undLeckverlusten. Auch treten am O-Bing nach etwa 4 Millionen Ventilspielen oftmals Schaden (durch beginnende Leckverluste) auf, wodurch der Austausch des Q-Rings erforderlich wirdj der neue O-Ring kann gewöhnlich nur mit Schwierigkelten eingebaut werden. Dazuhin erfordert ein solcher Einbau, daß das Hydroventil ausgebaut und zerlegt wird, wenn der neue O-Ring eingebaut wird«O-ring seal is a constant source of friction and leakage. Also occur on O-Bing after about 4 million Valve clearances often damage (due to incipient leakage losses) which requires the Q-ring to be replacedj the new O-ring is usually difficult to find to be built in. In addition, such an installation requires that the hydraulic valve is removed and dismantled, when the new O-ring is installed «
Eine zweite bekannte Bauart von Elektromagneten, zu welcher auchdie vorliegende Erfindung gezählt werden kann, ergibt bestimmte Vorteile gegenüber der oben diskutierten ersten Bauart. Diese zweite Bauart ist um ein Rohr herum gebaut, in welchem ein massiver Anker im Hydrauliköl angeordnet ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, eine dynamische O-Ring-Dichtung zu verwenden, und damit entfallen auch die Kachteile dieser Art von Dichtung. Jedoch hat diese zweite Bauart wesentliche Kachteile, denn gewöhnlich lassen sich mit ihr nur relativ kleine Kräfte erzielen, und ferner tritt bei ihr im allgemeinen eine sehr starke Wärmeentwicklung als Folge von Wirbelströmen in den massiven Metallteilen des magnetischen Kreises auf, und auch als Folge davon, daß der Elektromagnet stets einen relativ hohen Haltestrom (praktisch einen Einschaltstrom} erfordert, da das nicht magnetische Rohr im Weg der magnetischen Kraftlinien liegt und daher für diese praktisch einen luftspalt darstellt. Auch kann diese zweite Bauart wegen der geringen verfügbaren Kraft nur zur Betätigung der kleinsten Ventile verwendet werden, sofern nicht ein Vorsteuerventil zur Betätigung des Hauptventils verwendet wird. Die Verwendung eines VorSteuerventils verteuert und kompliziert aber eine solche Anordnung sehr stark.A second known type of electromagnet, too which can also be counted as the present invention, gives certain advantages over that discussed above first type. This second type is built around a tube in which a solid anchor is placed in the hydraulic oil. This eliminates the need to use a dynamic O-ring seal and thus eliminates it also the tile parts of this type of seal. However, this has Second type of construction essential parts of the Kach, because usually only relatively small forces can be achieved with it, and furthermore generally a very strong development of heat occurs in it as a result of eddy currents in the massive metal parts of the magnetic circuit, and also as a result from the fact that the electromagnet always requires a relatively high holding current (practically an inrush current) because the non-magnetic pipe lies in the path of the magnetic lines of force and therefore practically an air gap for them represents. Because of the low force available, this second design can only be used to actuate the smallest valves can be used unless a pilot valve is used for actuation of the main valve is used. The usage a pilot valve expensive and complicated but one such arrangement very strong.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die genannte zweite Bauart von Elektromagneten zu verbessern.It is therefore an object of the invention to provide the aforesaid second type of electromagnet to improve.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem eingangs genannten Elektromagneten dadurch, erreicht, daß ein geblechtes Magnetjoch mit einem darin vorgesehenen Spulenfenster vorgesehen ist, welches Joch in gegenüberliegenden Seitenwänden je eine Öffnung aufweist, daß eine Ringspule im Spulenfenster angeordnet und mit einer Mittelöffnung versehen ist, welche etwa gleichachsig mit den beiden Öffnungen ist, daß sich das Rohr durch diese beiden Öffnungen und durch die Mittelöffnung der Ringspule erstreckt und an seiner Unterseite mit einem Anschlag versehen ist, der mit einer axialen Ausnehmung versehen ist, durch die sich ein gegen den Anker anliegender Stoßstift aus dem Elektromagneten heraus erstreckt, und daß die Oberseite des Rohres mit einer Dichtung zum Verhindern eines Flüssigkeitsaustritts versehen ist. Dabei wird der Elektromagnet mit besonderem Vorteil so ausgebildet, daß das Rohr aus einem halbaustenitischen Werkstoff hergestellt ist, der so behandelt ist, daß er an zwei Abschnitten im Bereich des Magnetjochs magnetisch und in einem zwischen diesen beiden Abschnitten liegenden Abschnitt unmagnetisch ist. Ein solches Rohr ist einfach herzustellen und stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bekannten Konstruktionen dar, da der Haltestrom gesenkt wird und dadurch die Wärmeverluste wesentlich herabgesetzt werden können. Ein solcher Elektromagnet kann deshalb eine wesentlich höhere Kraft erzeugen.According to the invention, this is the case with one mentioned at the beginning Electromagnet achieved in that a laminated magnet yoke is provided with a coil window provided therein is which yoke in opposite side walls ever has an opening that a ring coil is arranged in the coil window and is provided with a central opening which is roughly coaxial with the two openings that the tube passes through these two openings and through the central opening extends the ring coil and is provided on its underside with a stop which has an axial recess is provided through which a push pin resting against the armature extends out of the electromagnet, and that the top of the tube is provided with a seal to prevent leakage of liquid. The electromagnet is particularly advantageously designed in such a way that the tube is made of a semi-austenitic material is made, which is treated so that it is magnetically and in two sections in the area of the magnetic yoke a section lying between these two sections is non-magnetic. Such a pipe is easy to manufacture and represents a significant improvement over the known constructions, since the holding current is reduced and thereby the heat losses can be significantly reduced. Such an electromagnet can therefore be a generate much higher force.
Besonders für niedrigere Drücke (eine Definition der Druckbereiche wird im folgenden noch gegeben) eignet sich eine weitere erfindungsgemäße Konstruktion eines Elektromagnets mit einem in einem Rohr unter der Wirkung einer Magnetk-raft axial verschiebbar angeordneten Anker zum Betätigen eines Geräts, vorzugsweise eines Druckmittelventils bzw. in einem System mit niederem Druckmitteldruck, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Magnet j och und eine in diesem angeordnete Spule vorgesehensind, daß dasIt is particularly suitable for lower pressures (a definition of the pressure ranges is given below) Another inventive construction of an electromagnet with one in a tube under the action of a Magnetic force axially displaceable armature for actuating a device, preferably a pressure medium valve or in a system with low pressure medium pressure, which is characterized in that a magnet yoke and a coil arranged in this are provided that the
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-A--A-
Rohr innerhalb von Spule und Magnetjoch angeordnet ist, und daß es vollständig magnetisch und sehr dünnwandig ist und eine hohe Festigkeit aufweist. Ein solches Rohr kann durch die in seinem Mantel parallel zur Längsachse verlaufenden Flüsse relativ leicht gesättigt werden, während es für die radial durch es durchtretenden Flüsse einen geringen magnetischen Widerstand darstellt· Damit ergibt sich ebenfalls eine Verringerung des Haltestroms und damit eine wesentlich geringere thermische Beanspruchung. - Die Schub-Elektromagneten (für Hoch- und für Niederdruck) sind außerdem gekennzeichnet durch ein verbessertes Magnetjoch, einen' verbesserten Anker und Schubstift und einen besonders günstigen Bereich für das Verhältnis von Spulenlänge zu länge des Arbeitsspalts. Die Zug-Elektromagnete (für Hoch- und für Niederdruck) verwenden ein mit einem Abschlußglied versehenes Rohr für den Anker, ferner verbesserte Magnetjoche und verbesserte Anker.Tube is arranged within the coil and magnet yoke, and that it is completely magnetic and very thin-walled and has high strength. Such a pipe can go through the rivers running parallel to the longitudinal axis in its mantle are relatively easily saturated, while it is for the fluxes radially passing through it represents a low magnetic resistance · This also results a reduction in the holding current and thus a significantly lower thermal load. - The thrust electromagnet (for high and for low pressure) are also characterized by an improved magnetic yoke, an 'improved armature and thrust pin and a particularly favorable range for the ratio of coil length to length of the working gap. The pull electromagnets (for high and for low pressure) use a terminated tube for the armature, as well as improved magnet yokes and improved anchors.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, sowie aus den Ansprüchen.Further details and advantageous developments of the invention emerge from those described below and embodiments shown in the drawing, as well as from the claims.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch einen mit einem Hydroventil verbundenen erfindungsgemäßen Schub-Elektromagneten, 1 shows a partial longitudinal section through a thrust electromagnet according to the invention connected to a hydraulic valve,
Fig. 2 eine raumbildliche Darstellung des Magnetjochs des Elektromagneten nach Fig. 1,2 shows a three-dimensional representation of the magnetic yoke of the electromagnet according to FIG. 1,
Fig. 3 eine raumbildliche Darstellung eines beim Elektromagneten nach Fig. 1 verwendeten Anschlags,3 shows a three-dimensional representation of a stop used in the electromagnet according to FIG. 1,
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch ein am Elektromagneten nach Fig. 1 vorgesehenes Organ zur bevorzugten Betätigung von Hand,FIG. 4 shows an enlarged cross section through an organ provided on the electromagnet according to FIG. 1 for the preferred one Operation by hand,
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Fig. 5 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zug-Elektromagneten,5 shows a cross section through an inventive Pull electromagnet,
Pig. 6 eine raumbildliche Darstellung des Magnetjochs des Elektromagneten nach Fig. 5»Pig. 6 shows a three-dimensional representation of the magnet yoke of the electromagnet according to FIG.
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Zug-Elektromagneteii,7 shows a cross section through another train electromagnet according to the invention,
Fig. 8 eine raumbildliche, teilweise im Schnitt gezeigte Darstellung eines erfindungsgemäß.en Ankers für den Elektromagneten nach Fig, 7, und8 shows a three-dimensional representation, partially shown in section, of an anchor according to the invention for the Electromagnet according to Fig, 7, and
Fig. 9 eine raumbildliche, teilweise im Schnitt gezeigte andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ankers, wie sie z.B. beim Elektromagneten nach Fig· 7 verwendet werden kann.9 is a three-dimensional, partially shown in section another embodiment of an inventive Armature, as it can be used, for example, in the electromagnet according to Fig. 7.
Zur Erleichterung des Verständnisses ist die folgende Beschreibung der verschiedenen Merkmale der vorliegenden Erfindung in zwei Hauptteile unterteilt, nämlichFor ease of understanding, the following description of the various features is present Invention divided into two main parts, viz
1. Schub-Elektromagnet und
2« Zug-Elektromagnet.1. Thrust solenoid and
2 «pull electromagnet.
In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen beziehen sioh die Ausdrücke "Hochdruck" und Niederdruck1· auf den Druck des Betriebsdruckraittels in kp/om bei einem Hydroventil, das durch erfindungsgemäße Elektromagnete betätigt wird. Der Begriff "Niederdruck" wird definiert als der Bereich zwischen etwa 0 und etwa 70 kp/cm , und der Begriff "Hochdruok" wird definiert als alle Drücke über 70 kp/cm , normalerweise von etwa 70 bis 210 kp/om . Um in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen ein zweckmäßiges Bezugssystem bezüglich der Orientierung der Elektromagnetβ zu haben, werden die Begriffe "Oberseite« und Unterseite" eines Elektromagnets wie folgt definiertsThroughout the description and the claims, the expressions "high pressure" and low pressure 1 · refer to the pressure of the operating pressure rail in kp / om in a hydraulic valve which is actuated by electromagnets according to the invention. The term "low pressure" is defined as the range between about 0 and about 70 kgf / cm and the term "high pressure" is defined as all pressures above 70 kg / cm, usually from about 70 to 210 kg / cm. In order to have an expedient reference system with regard to the orientation of the electromagnets in the present description and in the claims, the terms "top side" and underside "of an electromagnet are defined as follows
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Fig. 5 zeigt einen vertikal angeordneten Elektromagneten 100 mit einer Oberseite 1 und einer Unterseite 2. In gleicher Weise hat der Elektromagnet 12 nach Fig. 1 eine Oberseite 3 und eine Unterseite 4. In federn Fall erstreckt sich der Zugstift 168 bzw. der Schubstift 24 von der Unterseite des Elektromagnets aus; ein Ventil, z.Be das Ventil "10 nach Fig.. 1, wird also an der Unterseite des Elektromagneten befestigt. - Die gewählten Ausdrücke "Unterseite" und "Oberseite" sind naturgemäß willkürlich, da die erfindungsgemäßen Elektromagneten jede gewünschte lage haben können. - Der Begriff " Normalstellung» des Ankers wird definiert als seine nicht erregte Stellung, im Gegensatz zu der Stellung, die er einnimmt, nachdem der Elektromagnet erregt worden ist,* wodurch bewirkt wird, daß sich der Anker durch den Arbeitsspalt in seine "erregte" Stellung bewegt.Fig. 5 shows a vertically arranged electromagnet 100 with an upper side 1 and a lower side 2. In the same way, the electromagnet 12 according to FIG. 1 has a Upper side 3 and a lower side 4. In the spring case, the pull pin 168 or the push pin 24 extends from the lower side the electromagnet off; a valve, e.g. the valve "10 according to Fig. 1, is therefore attached to the underside of the electromagnet. - The selected terms" underside " and "top" are naturally arbitrary, since the electromagnets according to the invention have any desired position can. - The term "normal position" of the armature is defined as its non-excited position, in contrast to the position it assumes after the electromagnet has been energized, thereby causing the armature to move moved through the working gap into its "excited" position.
Schub-Elektromagnet Hochdruok-Schub-ElektromagnetThrust electromagnet High pressure thrust electromagnet
Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines mit Wechselstrom betätigbaren erfindungsgemäßen Hoohdruok-Schub-Elektromagneten 12.1 to 4 show a preferred embodiment of an alternating current actuable according to the invention Hoohdruok thrust electromagnet 12.
Ehe die Einzelheiten des Elektromagneten beschrieben werden, soll aur Erleichterung des Verständnisses eine kurze Beschreibung einer Gesamtansicht eines bestimmten Anwendungsfalles des Elektromagneten 12 gegeben werden. Fig. 1 zeigt ein Hydraulikventil 10, das an zwei gegenüberliegenden Seiten mit einem Paar identischer Hochdruck-Schub-Elektromagnet e 12 und 14 verbunden ist, welche erfindungsgemäß ausgebildet sind. Das Ventil 10 bildet einen Teil einer (nicht dargestellten) hydraulischen Steuerung, und die Betätigung des Ventils 10 durch den Elektromagnet 12 oder den Elektromagnet 14 ergibt ein bestimmtes gewünschtes Ereignis im hydraulischen Steuerkreis. Wird z.B« derBefore describing the details of the electromagnet a brief description of an overall view of a particular is intended for ease of understanding Application of the electromagnet 12 are given. Fig. 1 shows a hydraulic valve 10, which on two opposite Pages connected to a pair of identical high-pressure thrust electromagnets e 12 and 14, which according to the invention are trained. The valve 10 forms part of a (not shown) hydraulic control, and actuation of valve 10 by solenoid 12 or solenoid 14 results in a particular desired one Event in the hydraulic control circuit. If, for example, the
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Elektromagnet 12 erregt, so bewirkt er, daß ein Schieber 13 im Ventil 10 nach rechts (bezogen auf Fig. 1) geht, eine hydraulische Verbindung zwischen bestimmten Durchlässen (vergl. den Durchlaß 15) des Ventils 10 herstellt, und die hydraulische Verbindung zwischen bestimmten anderen Durchlässen im Ventil 10 unterbricht. Die Durchlässe sind über Anschlüsse mit (nicht dargestellten) Hydraulikleitungen der hydraulischen Steuerung verbunden. Das Ventil 10, die (nicht dargestellte) hydraulische Steuerung und die (nicht dargestellten) Verbindungsmittel zwischen dem Ventil 10 und der hydraulischen Steuerung sind alles bekannte Teile, welche keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilden und deshalb hier nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben werden müss.ene When solenoid 12 is energized, it causes a slide 13 in valve 10 to move to the right (with reference to FIG. 1), establishes a hydraulic connection between certain passages (cf. passage 15) of valve 10, and the hydraulic connection between certain other passages in valve 10 interrupts. The passages are connected to hydraulic lines (not shown) of the hydraulic control via connections. The valve 10, the hydraulic control (not shown) and the connecting means (not shown) between the valve 10 and the hydraulic control are all known parts which do not form part of the present invention and therefore need not be described in further detail here e
Der Elektromagnet 12 nach Fig. 1 weist ein (im einzelnen in Fig« 2 dargestelltes) Magnetjoch 16 auf, welches ein Fenster 17 für eine in ihm angeordnete ringförmige Spule 18 bildet, sowie ein hohles zylindrisches Rohr 20 für den Anker, das eine Ankerausnehmung 21 definiert und innerhalb des Magnetjochs 16 und der Spule 18 liegt. Ein zylindrischer Anker 22 ist in der Ankerausnehmung 21 angeordnet und darin axial verschiebbar. Ein Schubstift 24 liegt gegen den Anker 22 an und ist von diesem getrennt. Er ist verschiebbar in einer axialen Ausnehmung 26 eines Anschlags 28 angeordnet, welch letzterer im einzelnen in Fig. 3 dargestellt und mit dem Rohr 20 verbunden ist. Der Anschlag 28 begrenzt den Bewegungsweg des Ankers 22, wenn der Elektromagnet 12 erregt wird. Der Anker 22 ist in Fig. in βeiner nicht erregten oder "Normalstellung" dargestellt. Bei Erregung des Elektromagneten 12 bewegt sich der Anker 22 in Anlage an den Anschlag 28. Eine von Hand betätigbare Steuereinrichtung 30 zum bevorzugten willkürlichen Verschieben des Ankers 22 ist links (bezogen auf Fig. 1) amThe electromagnet 12 according to FIG. 1 has a magnet yoke 16 (shown in detail in FIG. 2) which forms a window 17 for an annular coil 18 arranged in it, as well as a hollow cylindrical tube 20 for the anchor that defines an anchor recess 21 and lies within the magnet yoke 16 and the coil 18. A cylindrical armature 22 is arranged in armature recess 21 and axially displaceable therein. A push pin 24 rests against the armature 22 and is separated from it. It is arranged displaceably in an axial recess 26 of a stop 28, the latter in detail in 3 and is connected to the tube 20. The stop 28 limits the travel of the armature 22 when the electromagnet 12 is energized. The armature 22 is shown in FIG. In a non-excited or "normal position". When the electromagnet 12 is excited, the armature 22 moves into contact with the stop 28. One that can be actuated by hand Control device 30 for the preferred arbitrary displacement of the armature 22 is on the left (with reference to FIG. 1)
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Rohr 20 befestigt. Vorzugsweise sind die verschiedenen Bestandteile des Elektromagneten von einer Schicht 32 aus Epoxyharz umgeben.Tube 20 attached. Preferably, the various components of the electromagnet are comprised of a layer 32 surrounded by epoxy resin.
Fig. 2 zeigt das Magnet j och 16, das als Wickelbandkejrn ausgebildet ist und zur Aufnahme der Spule 18 ein im wesentlichen rechteckförmiges Fenster 17 aufweist. Das MagnetJoch 16 hat zwei kreisförmige öffnungen 36 und 37, und zwar je eine in seine beiden gegenüberliegenden Längsseiten 38 Und 39 j die Öffnungen 36 und 37 dienen zur Aufnahme des Rohres 20, wie das in Fig. 1 dargestellt ist. Ferner ist das Magnet3och 16 nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung mit einem Schlitz 40 versehen, um mit 42 bezeichnete VTirbelstrompfade zu unterbrechen und dadurch die Wirbelströme zu verringern, die sonst zur Erwärmung des aus Metall bestehenden Magnetjochs 16 beitragen. Der Schlitz 40 stört die gewünschten Wege der Magnetfelder nicht, die durch Pfeile 44 angedeutet sind.Fig. 2 shows the magnet yoke 16, which is used as a Wickelbandkejrn and has a substantially rectangular window 17 for receiving the coil 18. That MagnetJoch 16 has two circular openings 36 and 37, one in each of its two opposite long sides 38 and 39 j the openings 36 and 37 are used for receiving of the tube 20, as shown in FIG. Furthermore, the magnet hole 16 is according to a feature of the present invention Invention provided with a slot 40 in order to interrupt V, denoted by 42, and thereby vortex current paths to reduce the eddy currents which otherwise contribute to the heating of the magnet yoke 16 made of metal. The slot 40 does not interfere with the desired paths of the magnetic fields, which are indicated by arrows 44.
Der Schlitz 40 kann auch auf der anderen Seite der Öffnungen 36 und 37 (bezogen auf Fig. 2) angeordnet werden, und er kann als Alternativlösung falls gewünscht auch auf beiden Seiten der Öffnungen 36 und 37 vorgesehen werden, doch müssen dann die beiden Hälften des Magnetjochs 16 mechanisch zusammengehalten werden.The slot 40 can also be arranged on the other side of the openings 36 and 37 (with reference to FIG. 2) and, as an alternative, it can also be provided on both sides of the openings 36 and 37 if desired, but then the two halves of the Magnet yoke 16 are held together mechanically.
Konstruktion und Form der Spule 18 sind bekannt. Sie hat zwei Anschlußdrähte 46, welche in bekannter Weise aus dem Elektromagneten 12 herausgeführt sind, um diesen mit einer elektrischen Spannungsquelle verbinden zu können. Die Spule 18 kann in eine Schutzhülle 19 aus Epoxyharz eingekapselt sein.The construction and shape of the coil 18 are known. It has two connecting wires 46, which in a known manner are led out of the electromagnet 12 in order to be able to connect it to an electrical voltage source. The coil 18 may be encapsulated in a protective cover 19 made of epoxy resin.
Das Rohr 20 dichtet die Spule 18 gegen die Flüssigkeit im Elektromagneten 12 ab und bildet auch die zylindrische Ankerausnehmung 21 zwischen der von Hand betätigbaren Steuereinrichtung 30 und dem Anschlag 28. Das RohrThe tube 20 seals the coil 18 against the liquid in the electromagnet 12 and also forms the cylindrical one Armature recess 21 between the manually operated control device 30 and the stop 28. The tube
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20 ist ausreichend dick ausgebildet, um dem gewünschten Betriebsdruck der Flüssigkeit in der Ankerausnehmung 21 widerstehen zu können. Erfindungsgemäß besteht das Rohr 20 vorzugsweise aus haibaustenitischem Stahl, z.B« einem Stahl, der in den USA unter der Typenbezeichnung "17-7 P.H. rostfreier Stahl" bekannt ist (P.H. = .precipitation hardening = Ausscheidungshärtung). Das Rohr 20 befindet sich in seinen axialen Abschnitten 54 und 56 (Fig. 1) in seinem magnetischen (martenaitischen) Zustand, um dem magnetischen Feld einen möglichst geringen Widerstand entgegenzusetzen, wenn es in diesen Abschnitten 54 und 56 die Wand des Rohree 20 radial durchdringt. Andererseits befindet sioh das Rohr 20 in seinem axialen Abschnitt 58 (Fig. 1) in seinem niohtmagnetisehen (austenitisehen) Zustand) um demjenigen feil des magnetischen Feldes, der den Abschnitt 58 des Rohres 20 axial zu durohdringen versucht, den größtmöglichen Widerstand entgegenzusetzen. Dieee Konstruktion, zwingt den größtmöglichen Teil des magnetischen Feldes dazu, einen Arbeitsapalt 50 zu durchdringen und so eine verwendbare Elektromagnetkraft zu erzeugen. Verschiedene Verfahren zum selektiven Behandeln verschiedener Abschnitte von halbaustenitieohem Stahl sind bekannt, und solche Verfahren können dasu verwendet werden, das erfindungsgemäSe Rohr 20 herzustellen, welches Abschnitte 54 und 56 in magnetischem Zustand uiJLd einen Abschnitt 58 im niehtmagnetlachen Zustand aufweist.20 is made sufficiently thick to achieve the desired operating pressure of the liquid in the armature recess 21 to be able to resist. According to the invention, the tube 20 is preferably made of semi-austenitic steel, e.g. Steel known in the USA under the type designation "17-7 P.H. stainless steel" (P.H. = .precipitation hardening = precipitation hardening). The tube 20 is located in its axial sections 54 and 56 (Fig. 1) in its magnetic (Martenaitic) state to the To oppose the magnetic field as little resistance as possible if it is in these sections 54 and 56 the Wall of Rohree 20 penetrates radially. On the other hand, the tube 20 is located in its axial section 58 (Fig. 1) in its non-magnetic (austenitic) state) that for the magnetic field which tries to penetrate the section 58 of the tube 20 axially, the greatest possible Oppose resistance. The construction forces the largest possible part of the magnetic field to to penetrate a work area 50 and so a usable one Generate electromagnetic force. Various methods of selectively treating different sections of semi-austenitic resistance Steels are known and such methods can be used in the pipe 20 of the present invention to produce which sections 54 and 56 in the magnetic state uiJLd a section 58 in the non-magnetic state having.
Haibauetenitisehe legierungen haben austenitische (nichtmagnetisch*) Strukturen im lösungsgeglühten Zustand (geglühten Zustand). Die Transformation von Austenit in marteisLtische (magnetische) Strukturen kann durch eine Wärmebehandlung erreicht werden, welche den Austenit für •ine !Transformation beim Abkühlen vorbereitet. Kaltbearbeitung (etwa 60$ Reduktion) ergibt ebenfalls die TransformationHaibauetenitisehe alloys are austenitic (non-magnetic *) structures in the solution-annealed condition (annealed condition). The transformation of austenite into Martial (magnetic) structures can be created by a Heat treatment can be achieved, which the austenite for • Prepared for a transformation when it cools down. Cold working (about $ 60 reduction) also gives the transformation
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von Austenit in Martensito Das erfindungsgemäße Rohr 20 kann hergestellt werden, indem man vom Rohr im geglühten Zustand ausgeht. Man erreicht die martensitische Transformation des gesamten Rohres durch eine Wärmebehandlung im Ofen. Dann wird ein Abschnitt des Rohres selektiv geglüht. Eine Alternative ist es, mit kaltbearbeitetem Rohr zu be-• ginnen, das sich schon im martensitisehen Zustand befindet, und selektiv einen Abschnitt zu glühen.of austenite in martensito. The tube 20 according to the invention can be made by starting with the tube in the annealed state. The martensitic transformation is achieved of the entire pipe through a heat treatment in the furnace. A section of the tube is then selectively annealed. An alternative is to start with a cold-worked tube that is already in the martensitic state, and selectively anneal a section.
Das erfindungsgemäße Rohr 20 ist wesentlich weniger teuer als Rohre, welche aus zwei getrennten Stücken, nämlich einem magnetischen und einem nichtmagnetischen Stück, stumpf zusammengeschweißt sind.The tube 20 according to the invention is significantly less expensive than tubes which are made up of two separate pieces, namely one magnetic and one non-magnetic piece, are butt welded together.
Der Anker oder Magnetkern 22 ist ein zylindrischer Körper mit einem Schlitz 60 (der Schnitt nach Fig. 1 verläuft durch den Schlitz 60), Dieser Schlitz 60 ist relativ schmal, z.S« kleiner als 3»2 mm breit, und er liegt in einer Ebene parallel zur Aohse des Elektromagneten 12. Der Schlitz 60 reduziert die Wirbelströme im Anker 22« Er trägt auch zur besseren Überführung der Flüssigkeit von einem Ende der Ausnehmung 21 zum anderen Ende während des Betriebs bei. Eine Unterseite 62 des Schlitzes 60 verläuft unter einem Winkel zur Längsache· des Elektromagneten, wie das. in Fig. 1 dargestellt ist, um die Wirbelströme so stark wie möglich zu vermindern, dabei aber immer noch eine ununterbrochene Kontaktfläche für den Schubetift 24 zu gewährleisten, ao daß die Übertragung der Kraft d&s Elektromagneten auf den Schubstift 24 nicht beeinträchtigt wird·The armature or magnetic core 22 is a cylindrical body with a slot 60 (the section according to FIG. 1 runs through the slot 60), this slot 60 is relatively narrow, e.g. «smaller than 3» 2 mm wide, and it lies in a plane parallel to the Aohse of the electromagnet 12. The Slot 60 reduces the eddy currents in armature 22 «It also contributes to better transfer of the liquid from one End of the recess 21 to the other end during operation at. An underside 62 of the slot 60 extends at an angle to the longitudinal axis of the electromagnet, like that. is shown in Fig. 1 in order to reduce the eddy currents as much as possible, but still an uninterrupted one To ensure contact surface for the push pin 24, ao that the transmission of force d & s electromagnet on the push pin 24 is not affected
Der Sohubstift 24 wird vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, der unter dem Warenzeichen «TANTÜNÖ G" verkauft wird und der wie folgt zusammengesetzt ist:The Sohubstift 24 is preferably made of a material manufactured under the trademark "TANTÜNÖ G" is sold and which is composed as follows:
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Der aus "TANTUNG G" hergestellte Schubstift 24 hat eine Rockwellhärte von etwa 60 und ist nichtmagnetisch. Eine solche Härte ist erwünscht, damit sich nicht die Enden des Schubstifts 24 durch Belastung (Stöße etc.) aufweiten oder sogar aufplatzen. Der magnetische Fluß, der in den magnetischen Stahl-Schubstiften nach dem Stand der Technik fließt, ergibt bei einem Elektromagneten etwa 10% Kraftrerlust. Durch den erfindungegemäßen Schubstift 24 entfällt dieser Verlust, während die Härte des Stifts gleich bleibt wie bei einem magnetischen Stift.The push pin 24 made from "TANTUNG G" has a Rockwell hardness of about 60 and is non-magnetic. Such hardness is desirable so that the ends of the push pin 24 do not expand due to loading (impacts, etc.) or even burst open. The magnetic flux contained in the prior art steel magnetic pusher pins flows, results in an electromagnet power loss of about 10%. The push pin 24 according to the invention is omitted this loss, while the hardness of the pen remains the same as that of a magnetic pen.
Einzelheiten des Anschlags 28 sind in Fig. 3 dargestellt. Dieser weist einen zylindrischen Körper 70 mit einem an seiner Unterseite angeordneten Halteflansch 72 auf} der Körper 70 ist ganz von der axialen Ausnehmung 26 zur Aufnahme des Schubstifts 24 durchdrungen. Der Anschlag 28 ist auch mit einem relativ engen Schlitz 74 parallel zur Längsachse des Elektromagneten 12 versehen, um die Wirbelströme im Anschlag 28 zu verringern. Der Schlitz 74 erstreckt sich duroh denjenigen Teil des Anschlags 28, der axial innerhalb des Magnetjoehs 16 und des Spulenfensters 17 angeordnet ist. Die Oberseite 76 des Anschlags 28 ist mit einer Ringnut 78 zur Aufnahme einer Abschirmungsspule 79 (vergl. Pig. 1) versehen, deren Zweck dem Fachmann wohl bekannt ist (verhindern des Klebens).Details of the stop 28 are shown in FIG. This has a cylindrical body 70 with a on its underside arranged retaining flange 72 on} the body 70 is entirely from the axial recess 26 for receiving of the push pin 24 penetrated. The stop 28 is also parallel to the longitudinal axis with a relatively narrow slot 74 of the electromagnet 12 is provided in order to reduce the eddy currents in the stop 28. The slot 74 extends duroh that part of the stop 28 which is arranged axially within the magnet joinder 16 and the coil window 17 is. The upper side 76 of the stop 28 is provided with an annular groove 78 for receiving a shielding coil 79 (cf. Pig. 1), the purpose of which is well known to the person skilled in the art is known (prevent sticking).
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Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch die von Hand betätigbare Steuereinrichtung 30. Sie weist ein formstück 80 auf, das am Rohr 20 befestigt und mit einem zylindrischen Hohlraum 82 versehen ist, in dem ein Knopf 84 zwischen zwei Sprengringen 86 und 88 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Knopf 84 dient zur willkürlichen manuellen Betätigung des Elektromagneten 12 und damit des Ventils 10. Das Formstück 80 ist ferner mit einer axialen Ausnehmung 90 zur Aufnahme eines mit dem Knopf 84 verbundenen Stößels 92 versehen. Der Hohlraum 82 (und damit die Außenseite des Elektromagneten 12) sind gegen den hydraulischen Druck im Inneren des Elektromagneten 12 und des Ventils 10 mittels einer 0-Ring-Dichtung 94 abgedichtet, die durch einen 0-Ring-Halter 96 in Anlage gegen den Stößel 92 gehalten wird. Der Halter 96 wird durch den Sprengring 88 in seiner Lage gehalten. Ein Austreten von Druckmittel aus dem Ventil 10 über den Elektromagneten 12 wird somit durch den 0-Ring'94 verhindert.Fig. 4 shows a longitudinal section on an enlarged scale by the manually operable control device 30. It has a molded piece 80 which is fastened to the pipe 20 and is provided with a cylindrical cavity 82 in which a button 84 between two snap rings 86 and 88 is arranged to be axially displaceable. The button 84 is used for arbitrary manual actuation of the electromagnet 12 and thus of the valve 10. The molded piece 80 is also provided with an axial recess 90 for receiving a provided with the button 84 connected plunger 92. The cavity 82 (and thus the outside of the electromagnet 12) are against the hydraulic pressure inside the electromagnet 12 and the valve 10 are sealed by means of an O-ring seal 94, which is in contact with an O-ring holder 96 is held against the plunger 92. The holder 96 is held in place by the snap ring 88. An exit of pressure medium from the valve 10 via the electromagnet 12 is thus prevented by the O-Ring'94.
Wenn der Knopf 84 nach innen gedruckt wird, drückt der Stößel 92 den Anker 22 und den Schubstift 26 nach rechts (bezogen auf Fig. 1), um das Ventil 10 zu betätigen.When button 84 is pushed in, plunger 92 pushes armature 22 and push pin 26 to the right (with reference to FIG. 1) in order to actuate the valve 10.
Es wurde gefunden, daß das Verhältnis zwischen der Länge X (Fig. 1) der Spule 18 und der Länge Y des Arbeitsspaltes 50 vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 6 liegen soll. Ist das Verhältnis wesentlich kleiner als 3» so nehmen die Streufelder so weit zu, daß die Kraft des Elektromagneten spürbar verringert wird. Ist das Verhältnis wesentlich größer als 6, so nehmen die Verluste im Magnetkern sehr stark zu und bewirken eine Erwärmung, welche die kleine Abnahme der Streufelder mehr als ausgleicht.It has been found that the ratio between the length X (FIG. 1) of the coil 18 and the length Y of the working gap 50 is preferably in the range between 3 and 6 target. If the ratio is significantly smaller than 3 », the stray fields increase so much that the force of the Electromagnet is noticeably reduced. If the ratio is significantly greater than 6, the losses in the magnetic core increase very strong and cause a warming, which more than compensates for the small decrease in the stray fields.
Mittels der oben beschriebenen bevorzugten Kunstruktion eines Hochdruck-Schub-Elektromagneten erzielt man also wesentliche Vorteile, wie sie eingangs bereits genanntUsing the preferred art construction described above of a high-pressure thrust electromagnet, one achieves significant advantages, as already mentioned at the beginning
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wurden. Dadurch, daß die bei den bekannten Ventilen verwendete O-Ring-Dichtung am Schubstift entfällt, welche bei diesen Ventilen zur Abdichtung des Elektromagneten gegen das Ventil dient, wird der Verlust an Kraft des • Elektromagneten vermieden, der durch die Reibung des O-Rings am Schubstift entsteht. Ferner ergeben sich durch die Verwendung eines geblechten Magnetjochs, eines selektiv magnetisierten und entmagnetisierten Rohres für den Anker, eines geschlitzten Magnetjochs, eines halbaustenitischen Rohres für den Anker, eines Schubstifts aus "TANTUNG G" und durch die Verwendung eines bevorzugten Verhältnisses von Spulenlänge zu Arbeitsspalt eine wesentlich höhere Kraft und wesentlich geringere Wärmeverluste, d.h. eine niedrigere Betriebstemperatur.became. Because the O-ring seal used in the known valves on the push pin is omitted, which in these valves is used to seal the electromagnet against the valve, the loss of power of the • Avoid using electromagnets caused by the friction of the O-rings are created on the push pin. Furthermore, the use of a laminated magnetic yoke results in a selective one magnetized and demagnetized tube for the armature, a slotted magnet yoke, a semi-austenitic one Tube for the anchor, a push pin from "TANTUNG G" and the use of a preferred Ratio of coil length to working gap a significantly higher force and significantly lower heat losses, i.e. a lower operating temperature.
Der erfindungsgemäße Niederdruck-Schub-Elektromagnet ist gleich aufgebaut wie der Hochdruok-Schub-Elektromagnet 12, der oben im einzelnen beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß beim Niederdruok-Sohub-Elektromagnet ein Rohr für den Anker (entsprechend dem Rohr 20) verwendet wird, das sehr dünnwandig und vollständig magnetisch ausgebildet ist. Dieses Rohr wird etwa halb so dick gewählt wie das Rohr 20 bei der Hochdruckausführung. So wählt man z.B« bei einem Rohrdurchmesser von etwa 19 mm die Wandstärke des Rohres 20'beim Hochdruck-Elektromagnet zu etwa 0,71 mm, beim Niederdruck-Elektromagnet dagegen zu 0,36 mm. Bei der bevorzugten Konstruktion wird das Rohr für den Anker bis zu einer sehr hohen Festigkeit wärmebehandelt, um die Verwendung einer sehr dünnen Wandstärke zu ermöglichen. Da das dünnwandige Rohr aus magnetischem Material besteht, ergibt es einen relativ geringen magnetischen Widerstand für einen magnetischen Fluß, der radial an Stellen ent-The low-pressure thrust electromagnet according to the invention is constructed in the same way as the high-pressure thrust electromagnet 12, which has been described in detail above, with the exception that the Niederdruok-Sohub electromagnet has a tube is used for the anchor (corresponding to the tube 20), which is very thin-walled and completely magnetic. This pipe is chosen about half as thick as that Tube 20 in the high pressure version. For example, you choose the wall thickness for a pipe diameter of around 19 mm of the tube 20 'in the case of the high-pressure electromagnet to about 0.71 mm, with the low-pressure electromagnet, on the other hand, it is 0.36 mm. In the preferred construction, the tube is for the anchor Heat treated to a very high strength to allow the use of a very thin wall thickness. Since the thin-walled tube is made of magnetic material, it results in a relatively low magnetic resistance for a magnetic flux, which radially at points
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sprechend den Abschnitten 54 und 56 nach Fig. 1 durch die Rohrwand geht. Andererseits bewirkt dieselbe dünne Wandstärke eine Beschränkung der Größe des Flusses, der axial an einer dem Abschnitt 58 nach Fig. 1 entsprechenden Stelle · durch das Rohr geht. Auch bewirkt diese dünne Wandstärke, daß der Querschnitt, in dem Wirbelströme im Rohr fließen können, vermindert wird. - Das Rohr besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer geringen maximalen magnetisohen Permeabilität von etwa 200, so daß vorzugsweise das Rohr an der dem Abschnitt 58 nach Fig. 1 entsprechenden Stelle in die Sättigung kommt und dadurch der magnetische Fluß an dieser Stelle weiter vermindert wird. Die Wandstärke des Rohres ist so dünn, daß die verminderte Permeabilität an den den Abschnitten 54 und 56 nach Fig» 1 entsprechenden Stellen den radial verlaufenden magnetischen Fluß nicht wesentlich behindert* Die Verwendung des erfindungsgemäßen dünnen Rohres ermöglicht die Verminderung des Haltestroms des Elektromagneten auf einen Wert, der selbst unter demjenigen liegt, wie er mit einem Rohr erreichbar ist, das aus einem magnetischen und einem nichtmagnetischen Teil besteht, und sie ermöglicht das Erzielen einer höheren Kraft als mit einem einstüekigen nichtmagnetischen Rohr·speaking the sections 54 and 56 of Fig. 1 goes through the pipe wall. On the other hand, it has the same thin wall thickness a restriction on the size of the flow axially at a point corresponding to section 58 of FIG. going through the pipe. This thin wall thickness also has the effect that the cross-section in which eddy currents flow in the pipe can be reduced. - The tube is preferably made of a material with a low maximum magnetisohen Permeability of about 200, so that preferably the tube at the section 58 of FIG. 1 corresponding Place in the saturation and thereby the magnetic flux is further reduced at this point. The wall thickness the pipe is so thin that the reduced permeability at those corresponding to sections 54 and 56 of FIG. 1 Make the radial magnetic flux not significantly hindered * The use of the invention thin tube enables the holding current to be reduced of the electromagnet to a value which itself is below that which can be achieved with a pipe that is made of a magnetic and a non-magnetic part, and it enables a higher force to be obtained than with a one-piece non-magnetic tube
Die Herstellungskosten des dünnwandigen Rohres sind wesentlich geringer als die des zusammengesetzten Rohres, und sie schneiden günstig ab bei einem Vergleich mit den Kosten eines einstüokigen,nichtmagnetischen Rohres.The manufacturing costs of the thin-walled tube are significantly lower than those of the assembled tube, and they compare favorably with the cost of a one-piece, non-magnetic tube.
Es hat sich herausgestellt, daß eine geringfügige Verschlechterung des Wirkungsgrades dadurch, daß einige magnetische Kraftlinien linear durch den mittleren Abschnitt des Rohres (entsprechend dem Abschnitt 58 beim Rohr 20 nach Fig» 1) gehen, mehr als ausgeglichen wird durch den erhöhten Wirkungsgrad infolge der Tatsache, daß der magnetische Widerstand für das die äußeren Abschnitte (entsprechend den Abschnitten 54 und 56 nach Fig. 1) des RohresIt has been found to be a slight deterioration the efficiency by having some magnetic lines of force linearly through the middle section of the tube (corresponding to section 58 in the case of tube 20 according to FIG. 1), more than is compensated for by the increased efficiency due to the fact that the magnetic resistance for the outer sections (corresponding to the sections 54 and 56 of Fig. 1) of the pipe
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durchdringende magnetische Feld sehr klein wird. Die Verwendung des erfindungsgemäßen dünnwandigen, durchgehend magnetischen Rohres ergibt somit einen besseren Wirkungsgrad als die Verwendung eines dicken, durchgehend nichtmagnetischen Rohres nach dem Stand der Technik. penetrating magnetic field becomes very small. The use of the thin-walled according to the invention, continuous Magnetic tube thus gives a better efficiency than the use of a thick, continuously non-magnetic tube according to the prior art.
Zug-Elekt romagnet Hochdruok-Zug-ElektromagnetTrain electromagnet High-pressure pull electromagnet
In den Fig* 5 und 6 ist ein bevorzugter Hochdruck-Zug-Elektromagnet 100 nach der Erfindung dargestellt. Die Fig. 7 und 8 zeigen einen anderen erfindungsgemäßen Hoch- £ruck~Zug-Elektromagneten 150, und Fig. 9 zeigt einen abgewandelten Anker 194. Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß mittels der in den Fig. 5 und 7 dargestellten Konstruktionen der nach dem Stand der Technik erforderliche Anschlag für den Anker entfallen konnte» Dies ist deshalb sehr erwünscht, weil der Anschlag vermutlich die größten elektrischen Verluste im Elektromagneten hervorrief, da er den Druck im hydraulischen System abdichten mußte und deshalb nicht geblecht oder auch nur wirkungsvoll mit Schlitzen versehen werden konnte.In Figures 5 and 6 there is a preferred high pressure pull solenoid 100 shown according to the invention. 7 and 8 show another high- Pull solenoid 150, and Fig. 9 shows one modified armature 194. It should be noted that by means of the one shown in FIGS Constructions, the stop for the armature required according to the state of the art could be omitted »This is why very desirable because the stop probably caused the greatest electrical losses in the electromagnet because it had to seal the pressure in the hydraulic system and therefore not laminated or even only effectively with slots could be provided.
Der Zug-Elektromagnet 100 nach Fig. 5 weist folgende Teile auf: Ein ein Spulenfenster 104 definierendes Magnetjoch 102, eine in diesem Fenster 104 angeordnete Ringspule 106 von bekannter Konstruktion, und ein hohles, zylindrisches Rohr 108 für den Anker mit einer zentral im Magnetjoch 1-02 und der Spule 106 angeordneten Ausnehmung 110 für den Anker, wobei sich das Rohr 108 außerhalb des Magnetjochs 102 durch eine kreisförmige Öffnung 112 in einer geblechten Seitenplatte 114 des Jochs 102 erstreckt. Die Spule 106 ist in der üblichen Weise mit Anschlußdrahten 116 versehen. Ein massiver, zylindrischer, nichtgeblechter Anker 118 ist in der Ausnehmung 110 im Rohr 108 angeordnetThe pull electromagnet 100 according to FIG. 5 has the following parts: A magnet yoke defining a coil window 104 102, a ring coil 106 of known construction arranged in this window 104, and a hollow, cylindrical one Tube 108 for the armature with a recess 110 arranged centrally in the magnet yoke 1-02 and the coil 106 for the armature, the tube 108 extending outside the magnet yoke 102 through a circular opening 112 in a laminated side plate 114 of the yoke 102 extends. The coil 106 is pigtailed in the usual manner 116 provided. A solid, cylindrical, non-laminated anchor 118 is arranged in recess 110 in tube 108
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und in axialer Richtung von seiner (in Fig. 9 dargestellten) "Normalstellung11 zu seiner erregten Stellung verschiebbar, in der er mit einer Kappe 136 in Brührung steht. - Der Anker 1.18 ist mit einem dünnen Schlitz 120 versehen, der sich mindestens durch denjenigen Teil des Ankers 118 erstreckt, welcher innerhalb des Elektromagneten 100 liegte Der Schlitz 120 ist parallel zur Längsache des Ankers 118 und erstreckt sieh mindestens teilweise durch sie. Er kann· sieh auch durch den außerhalb des Elektromagneten 100 liegenden Teil des Ankers 118 erstrecken, um einen Flüssigkeitsdurchlaß zu schaffen, der den erforderlichen Durchfluß zwischen einem (nicht dargestellten) Ventil, mit dem der Elektromagnet 100 verbunden ist, und einem Arbeitsspalt 122 in der Ausnehmung 110 ermöglicht. Der Anker 118 benötigt für diesen Zweck keine gesonderte Nut. Ein Zugstift 124 ist mit dem Anker 118 verbunden, und wenn der Elektromagnet 100 er.regt wird, bewegt sich der Anker 118 durch den Arbeitsspalt 122 nach oben (bezogen auf Fig. 5) und betätigt so ein (nicht dargestelltes) Druckmittelventil, das mit dem Zugstift 124 verbunden ist.and axially displaceable from its "normal position 11 " (shown in FIG. 9) to its excited position, in which it is in contact with a cap 136. The armature 1.18 is provided with a thin slot 120 which extends at least through the The slot 120 is parallel to the longitudinal axis of the armature 118 and extends at least partially through it To create a fluid passage which allows the required flow between a valve (not shown) to which the electromagnet 100 is connected and a working gap 122 in the recess 110. The armature 118 does not require a separate groove for this purpose connected to the armature 118, and when the electromagnet 100 is energized, the armature 118 moves through the working gap 122 n ach up (based on FIG. 5) and thus actuates a pressure medium valve (not shown) which is connected to the tension pin 124.
Fig. 6 zeigt in auseinandergezogener Darstellungsweise das Magnetgoch 102, welches aus zwei getrennten geblechten Teilen gebildet ist. Der eine Teil ist ein Hauptteil 126, das die Form eines großen E hat, und der andere Teil ist die gerade, längliche Seitenplatte 114. Das Teil 126 und die Seitenplatte 114 sind als vertikaler Stapel aus dünnen flachen Blechzusehnitten 128 bzw, 130 aufgebaut. Nachdem die Spule 106 in der Ausnehmung 104 des Teils 126 angeordnet worden ist, wird die Platte 112 am Teil A4^- befestigt, z.B. durch Verwendung eines Rahmens aus Teilen mit U-förmigem Querschnitt, oder dadurch, daß man auf die gegeneinander anliegenden Oberflächen des Teils 126 und der Platte 114 eine Schicht aus EpoxykleberFig. 6 shows an exploded view of the magnet hole 102, which is formed from two separate sheet metal parts. One part is a main part 126 which is shaped like a capital E and the other part is the straight, elongated side plate 114. The part 126 and the side plate 114 are constructed as a vertical stack of thin flat sheet metal sections 128 and 130, respectively. After the coil 106 has been placed in the recess 104 of the part 126, the plate 112 is attached to the part A4 ^ - , for example by using a frame made of parts with a U-shaped cross-section, or by resting on the mutually abutting surfaces of the Part 126 and plate 114 have a layer of epoxy adhesive
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aufbringt. Im Joch 102 ist - im Gegensatz zum Schlitz 40 im Wickelbandkern 16 nach Fig, 2 - kein Schlitz erforderlich, da die Wirbelstrompfade im Magnet-joch 102 durch eine Isolierschicht auf jedem der Zuschnitte 128 und 130 unterbrochen sind.brings up. In the yoke 102 - in contrast to the slot 40 in the winding tape core 16 according to FIG. 2 - no slot is required, since the eddy current paths in the magnet yoke 102 through an insulating layer on each of the blanks 128 and 130 are interrupted.
Ein Mittelsohenkel 132 des Teils 126 dient zusammen mit einer Kappe 136 (Pig. 5) des Rohres 108 als Anschlag für den Anker 118, und da der Schenkel 132 geblecht ist, ermöglicht er, daß der Arbeitsspalt 122 des Elektromagnets 100 in der Mitte des Spulenfensters 104 angeordnet wird, ohne daß dabei hohe Wirbelstromverluste auftreten, wie das sonst der Pail wäre, wenn anstelle des Schenkels 132 ein nicht geblechter Anschlag verwendet würde. Der Sehenkel 132 sollte sich so weife wie möglich in das Spulenfenster 104 erstrecken. - Ferner kann bei der Konstruktion nach den Fig. 5 und 6 ein kürzeres Rohr 108 für den Anker verwendet werden. Da das Rohr 108 massiv ist und daher durch die Wirbelströme in ihm relativ viel Wärme erzeugt wird, wird durch ein kürzeres Rohr 108 erreicht, daß die vom Elektromagnet 100 erzeugte Wärmemenge verkleinert wird. Auch widersteht ein kürzeres Rohr 108 leichter dem in ihm herrschenden Druckmitteldruck, und demzufolge kann ein kürzeres Rohr 108 auch eine dünnere Wandstärke haben, wodurch sich ein verbessertes Gesamtverhalten des Elektromagneten ergibt. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Konstruktion ist, daß ein kürzerer Anker verwendet wird, und daß dieser ungeblecht sein kann,,A middle loop 132 of part 126 serves together with a cap 136 (Pig. 5) of the tube 108 as a stop for the armature 118, and since the leg 132 is laminated, it allows the working gap 122 of the electromagnet 100 is placed in the middle of the coil window 104, without high eddy current losses occurring, as would otherwise be the case if instead of the leg 132 a not bleached stop would be used. The loop 132 should be as clear as possible in the coil window 104 extend. - Furthermore, in the construction according to FIGS. 5 and 6, a shorter tube 108 can be used for the anchor will. Since the tube 108 is massive and therefore a relatively large amount of heat is generated in it by the eddy currents, is achieved by a shorter tube 108 that the amount of heat generated by the electromagnet 100 is reduced. A shorter tube 108 also withstands the pressure medium pressure prevailing in it more easily, and consequently a shorter tube 108 also have a thinner wall thickness, which improves the overall behavior of the electromagnet results. An additional advantage of this construction is that a shorter anchor is used and that this can be untidy,
Das Rohr 108 für den Anker weist ein rohrförmiges Element 134 auf, das durch Schweißen oder Löten mit einer magnetischen Stahlkappe 136 (vergl. Fig. 5) verbunden ist. Die Wand des rohrförmigen Elements 134 ist gerade dick genug, um den Arbeitsdruck im Rohr 108 auszuhalten. Die Kappe 136 hat eine Dicke von etwa dem Doppelten derjenigenThe tube 108 for the armature has a tubular member 134 which is welded or soldered to a magnetic steel cap 136 (see. Fig. 5) is connected. The wall of the tubular member 134 is just thick enough to withstand the working pressure in pipe 108. The cap 136 has a thickness about twice that
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des Elements 134, da die Kappe 136 nicht nur den Arbeitsdruck aushalten muß, sondern auch den Aufschlag des Ankers 118. Das rohrfömige Element 134 ist aus halbaustenitischem Werkstoff ausgebildet und hat einen nichtmagnetischen Abschnitt 138 und einen magnetischen Abschnitt 140, und zwar aus denselben Gründen, wie sie oben im einzelnen unter Bezugnahme auf das Rohr 20 des Schub-Elektromagneten 12 nach Pig. 1 erläutert wurden. Das Rohr 108 kann in geeigneter Weise, z.B. durch Schweißen, mit der Seitenplatte 114 verbunden werden.of the element 134, since the cap 136 not only has to withstand the working pressure, but also the impact of the anchor 118. The tubular element 134 is made of semi-austenitic Formed material and has a non-magnetic portion 138 and a magnetic portion 140, namely for the same reasons as detailed above with reference to the tube 20 of the thrust electromagnet 12 after Pig. 1 were explained. The tube 108 may be connected to the side plate 114 in any suitable manner, such as by welding will.
Eine Oberseite 142 des Ankers 118 sollte wie in Pig.A top 142 of the anchor 118 should as in Pig.
5 dargestellt in dessen Normalstellung angeordnet sein.5 shown to be arranged in its normal position.
In dieser Stellung fluchtet die Oberseite 142 mit der Innenfläche 144 der Platte 112.In this position, the top 142 is flush with the inner surface 144 of the plate 112.
Die Erfindung geht ferner von der Erkenntnis aus, daß die Breite W (Pig· 5) der Spule 106 vorzugsweise in einem bestimmten Verhältnis zur Länge L (Pig. 5) des Arbeitsspalts 122 des Elektromagneten 100 stehen sollte. Das bevorzugte Verhältnis liegt im BereichThe invention is also based on the knowledge that the width W (Pig x 5) of the coil 106 preferably in one certain ratio to the length L (Pig. 5) of the working gap 122 of the electromagnet 100 should be. The preferred one Ratio is in the range
3 H Ϊ i61 ,3 H Ϊ i61,
d.h. mit anderen Worten, das Terhältnis W/L sollte zwischen 3 und 6 liegen. Eine bevorzugte Dimensionierung ist W Λ* 6,35 mm und L ^1,59 mm.i.e., in other words, the ratio W / L should be between 3 and 6 lie. A preferred dimensioning is W Λ * 6.35 mm and L ^ 1.59 mm.
Figo 7 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochdruck-Zug-Elektromagneten 150, der in vielerlei Hinsichten dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschriebenen Elektromagneten 100 ähnlich ist.Fig. 7 shows another embodiment of one according to the invention High pressure pull solenoid 150 similar in many respects to that described above with reference to FIG described electromagnet 100 is similar.
Der Zug-Elektromagnet 150 nach Pig. 7 weist ein Magnetjoch 152 auf, das ein Spulenfenster 154 definiert, ferner eine übliche Ringspule 156 (an welche Anschlußleitungen 158 angeschlossen sind), welche im Spulenfenster 154 angeordnet ist, und ein hohles, zylindrisches Rohr 160The pull electromagnet 150 according to Pig. 7 has a magnet yoke 152 defining a coil window 154, also a conventional toroidal coil 156 (to which connecting lines 158 are connected), which is located in the coil window 154 is arranged, and a hollow, cylindrical tube 160
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" - 19 -"- 19 -
für ilen Anker, das ein rohrförmiges Element 161 und eine Kappe 163 aufweist und mittig im Magnet j och 152 und der Spule 156 angeordnet ist und sich durch eine kreisförmige Öffnung 162 in einer Seitenwand 164 des Magnetjoohs 152 aus diesem heraus erstreckt. Ebenso wie beim-Elektromagneten 100 nach Fig. 5 ist die Kappe oder Deckel 163 etwa doppelt so dick wie das rohrförmige Element 161 und ist an diesem festgeschweißt oder festgelötet. Ein massiver zylindrischer Anker 166 ist mit einem Zugstift 168 verbunden und axial verschiebbar an einer zylindrischen Ausnehmung 170 des Rohres 160 angeordnet. Der Elektromagnet 150 ist in seiner nicht erregten oder "normalen" Stellung dargestellt,, Bei Erregung bewegt sich der Anker 166 durch einen Arbeitsspalt 172 nach oben (bezogen auf Fig. 7), um ein (nioht dargestelltes) Druckmittelventil zu betätigen, z.B. das Ventil 10 nach Fig. 1.for ilen anchor, which has a tubular element 161 and a Has cap 163 and centered in the magnet yoke 152 and the Coil 156 is arranged and extends through a circular opening 162 in a side wall 164 of the magnetic jooh 152 extends out of this. Just like with the electromagnet 100 of FIG. 5, the cap or lid 163 is approximately twice as thick as the tubular element 161 and is welded or soldered to this. A solid cylindrical anchor 166 is connected to a pull pin 168 and arranged axially displaceably on a cylindrical recess 170 of the tube 160. The electromagnet 150 is in its unexcited or "normal" position shown, When energized, the armature 166 moves through a working gap 172 upwards (based on FIG. 7) in order to actuate a pressure medium valve (not shown), e.g. the valve 10 of Fig. 1.
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ankers 166. Dieser weist einen Stapel 174 aus einzelnen Blechzuschnitten 176 auf; dieser Stapel 174 ist zur Zylinderform abgedreht oder geschliffen worden, und eine magnetische Hülse 178 ist über die gesamte Länge des Stapels 174 auf diesen aufgepreßt worden. Diese Hülse 178 hält die Blechzuschnitte 176 in ihrer zylindrischen Konfiguration zusammen. Ein dünner Längsabschnitt 180 der Hülse 178 ist abgedreht worden, um eine extrem dünne Wandstärke, z.Be von 0,18 bis 0,23 mm, zu erhalten.8 shows an enlarged illustration of the armature 166. This has a stack 174 of individual sheet metal blanks 176 on; this stack 174 has been turned or ground to a cylindrical shape, and a magnetic one Sleeve 178 has been pressed onto the stack 174 over the entire length thereof. This sleeve 178 holds the sheet metal blanks 176 in their cylindrical configuration. A thin longitudinal section 180 of the sleeve 178 is turned off in order to obtain an extremely thin wall thickness, e.g. from 0.18 to 0.23 mm.
Der dünne Abschnitt 180 der Hülse 178 ist derjenige Abschnitt, welcher innerhalb des magnetischen Kreises des Elektromagneten I50 liegen soll. Der dünnwandige Abschnitt 180 ergibt ein Minimum von elektrischen Verlusten im Kern und hält die Blechzuschnitte 176 in ihrer zylindrischen Konfiguration oder Anordnung, ohne daß irgendeine zusätzliche Verbindung zwischen ihnen notwendig wäre, wie z.B.The thin section 180 of the sleeve 178 is that section which is within the magnetic circuit of the Electromagnet I50 should be. The thin-walled section 180 results in a minimum of electrical losses in the core and holds the sheet metal blanks 176 in their cylindrical shape Configuration or arrangement without the need for any additional connection between them, e.g.
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ein Epoxykleber, um die Blechzuschnitte zusammenzuhalten. Bin dickerer Abschnitt 182 der Hülse 178, der sich außerhalb des magnetischen Kreises befindet, wird dick belassen, damit sich die gewünschte GesamtStabilität ergibt. Der Abschnitt 182 ist genügend lang, um Platz für zwei- Nieten 184 zu bieten, welche sich durch die Hülse 178 und alle Blechzuschnitte 176 erstrecken. Alle Nieten (z.B. 184) liegen außerhalb des magnetischen Kreises und tragen deshalb nicht zu den elektrischen Verlusten im Kern bei. Der Abschnitt 182 erstreckt sich ferner mit Vorteil über das eine Ende 186 des Stapels 174 hinaus, um eine gute Verbindung mit dem Zugstift 168 zu erhalten, z.B. dadurch, daß man diesen mit dem Boden 188 der Hülse 178 verbindet. Vorzugsweise ist ein kleiner Abstand (von etwa 0,025 mm pro Seite bei einem Elektromagneten für 400 Hz) zwischen dem Anker 166 und der Innenseite des Rohres 160 vorgesehen. Eine Längsnut 190 (vergl. Fig. 8) an der Außenseite 192 des Ankers 166 ermöglicht das erforderliche Durchströmen von Druckmittel zwischen einem (nicht dargestellten) Ventil und dem Arbeitsspalt 172. Die Nut 190 kann alternativ auch als Schlitz ausgebildet sein, der sich durch die gesamte Wandstärke des Hülsenabschnitts 180 erstreckt.an epoxy glue to hold the sheet metal blanks together. A thicker portion 182 of the sleeve 178 that is outside the magnetic circuit is left thick, so that the desired overall stability results. The section 182 is long enough to accommodate two rivets 184 going through sleeve 178 and all Sheet metal blanks 176 extend. All rivets (e.g. 184) lie outside the magnetic circuit and therefore do not contribute to the electrical losses in the core. Of the Section 182 also advantageously extends beyond one end 186 of the stack 174 for a good connection with the pull pin 168, for example by connecting it to the bottom 188 of the sleeve 178. Preferably there is a small distance (of about 0.025 mm per side for an electromagnet for 400 Hz) between the anchor 166 and the inside of the tube 160 is provided. A longitudinal groove 190 (see FIG. 8) on the outside 192 of the armature 166 enables the necessary flow of pressure medium between a valve (not shown) and the working gap 172. The groove 190 can alternatively can also be designed as a slot which extends through the entire wall thickness of the sleeve section 180.
Der Elektromagnet 150 nach Pig. 7 ist ähnlich aufgebaut wie der Elektromagnet 100 nach Fig. 5, mit der Ausnahme, daß das Magnetj och 152 nach Fig. 7 einen einzigen Stapel von rechteckförmigen Blechzuschnitten aufweist, welche ein einfaches, rechteckförmiges Fenster 152 für die Spule 156 bilden. Das Magnetjoch 152 weist keinen Mittelschenkel 132 auf wie das Magnetjoch 102 nach Figo Es kann preiswerter hergestellt werden als das Magnetj och 102 nach Fig. 5, u.a. deshalb, weil es einstückig hergestellt werden kanu.Sowohl für den Elektromagnet 100 nach Fig«. 5 wie für den Elektromagnet 150 nach Figo 7 kannThe electromagnet 150 according to Pig. 7 has a similar structure like the electromagnet 100 according to FIG. 5, with the exception that the magnet yoke 152 according to FIG. 7 is a single one Has stack of rectangular sheet metal blanks, which have a simple, rectangular window 152 for form coil 156. The magnet yoke 152 has none Middle leg 132 like the magnet yoke 102 according to FIG It can be manufactured more cheaply than the magnet yoke 102 according to Fig. 5, inter alia because it can be manufactured in one piece. Both for the electromagnet 100 according to Fig «. 5 as for the electromagnet 150 according to FIG
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einer der drei Anker 118, 166 und 194 nach, den fig. 5 bzw, 7 bzw. 9 verwendet werden.one of the three anchors 118, 166 and 194 according to fig. 5 or, 7 or 9 can be used.
Fig. 9 zeigt eine alternative Ausbildung eines Ankers 194 zur Verwendung in dem Elektromagneten 150 (fig. 7), Beim Anker 194 wird eine Hülse 196 (die nicht, wie die Hülse 178 nach Fig. 8, magnetisch zu sein braucht) nur teilweise über die längserstreckung eines Stapels 198 von einzelnen Blechzuschnitten 200 gepreßt, welche zur Zylinderform abgedreht oder abgeschliffen worden sind» Die Blechzuschnitte 200 können auch durch Kleben od.dgl. miteinander verbunden werden, aber wegen der Hülse 196 ist die erforderliche Festigkeit einer solchen Verbindung, z.B. einer Klebeverbindung, sehr klein. Das Rohr 160 nach Fig. 7 umgibt die einzelnen Bleohzusohnitte 200 und trägt dazu bei, sie in der richtigen Lage beieinander zusammenzuhalten.Fig. 9 shows an alternative embodiment of an armature 194 for use in the electromagnet 150 (Fig. 7), In the armature 194, a sleeve 196 (which does not need to be magnetic, like the sleeve 178 according to FIG. 8) is only partially pressed over the longitudinal extension of a stack 198 of individual sheet metal blanks 200, which are cylindrical in shape have been turned off or ground down »The sheet metal blanks 200 can also be glued or the like. together but because of the sleeve 196 the required strength of such a connection, e.g. Glued connection, very small. The tube 160 of FIG. 7 surrounds the individual Bleohzusohnitte 200 and helps them to stick together in the right position.
Im Betrieb befindet sich der Teil des Ankers 194, der nicht in der Hülse 196 ist, stets innerhalb des Rohres 160 nach Fig. 7. Falls die Blechzuschnitte 200 genügend dick und daher starr sind, wird kein Klebstoff oder eine sonstige Verbindung benötigt. Eine bevorzugte Konstruktion geht davon aus, im Mittelbereich des Stapels 198 dünne Blechzuschnitte 200 zu verwenden, um gute elektrische Eigenschaften zu erreichen, und an der Außenseite des Stapels 198 dicke Blechzuschnitte 200 zu verwenden, um die erforderliche Festigkeit zu erhalten. Zwei Nieten 202, von denen nur eine dargestellt ist, erstrecken sich durch die Hülse 196 und alle Blechzuschnitte 200, um eine einzige, monolithische Einheit zu erhalten. Die Kraft vom Anker 194 wird (beispielsweise auf ein Ventil ähnlich dem Ventil 10 nach Fig. 1) über die Hülse 196 übertragen und nicht direkt durch die Blechzuschnitte 200. Ein (nicht dargestellter) Zugstift kann beispielsweise mit einem zur Kraftübertragung dienenden Niet 204 verbunden sein, daß sich quer zum Innendurchmesser derIn operation, that part of the armature 194 that is not in the sleeve 196 is always within the tube 160 7. If the sheet metal blanks 200 are sufficiently thick and therefore rigid, no glue or other Connection required. A preferred construction assumes thin sheet metal blanks in the middle area of the stack 198 200 to achieve good electrical properties and on the outside of the stack 198 thick sheet metal blanks 200 should be used to obtain the required strength. Two rivets 202, only one of which is shown extend through the sleeve 196 and all sheet metal blanks 200 to form a single, monolithic unit obtain. The force from the armature 194 is (for example, on a valve similar to the valve 10 of FIG. 1) via the Transfer sleeve 196 and not directly through the sheet metal blanks 200. A pull pin (not shown) can for example be connected to a power transmission rivet 204 that is transverse to the inner diameter of the
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Hülse 196 erstreckt. Die Hülse 196 und alle Nieten 202 liegen außerhalb des magnetischen Kreises und tragen somit nicht zu den Kernverlusten des Elektromagneten 150 bei.Sleeve 196 extends. The sleeve 196 and all rivets 202 are outside the magnetic circuit and thus do not contribute to the core losses of the electromagnet 150.
Der erfindungsgemäße Niederdruck-Zug-Elektromagnet ist identisch mit den oben beschriebenen Hochdruck-Zug-Elektromagneten 100 und 150 nach Fig. 5 bzw. 7,mit der Ausnahme, daß beim Niederdruck-Elektromagneten das Rohr für die Aufnahme des Ankers als sehr dünnes, vollständig magnetisches Rohr hoher Festigkeit ausgebildet ist, wie es oben beim Niederdruck-Schub-Elektromagneten beschrieben wurde. - -The low-pressure pull-up electromagnet according to the invention is identical to the high-pressure pull-up electromagnets described above 100 and 150 of Fig. 5 and 7, with the exception that the tube for the low-pressure electromagnet the inclusion of the armature is designed as a very thin, completely magnetic tube of high strength, as is was described above for the low-pressure thrust solenoid. - -
Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung bezogen sich auf die Verwendung von erfindungsgemäßen Elektromagneten zur Betätigung von Hydroventilen. Es ist jedoch ausdrücklich darauf hinzuweisen, daß die Verwendung in keiner Weise auf solche Hydroventile beschränkt ist, sondern daß eine Verwendung auch bei jedem anderen Ventil möglich ist, z.B. bei pneumatischen Ventilen, Gasventilen, Ventilen für die elektronisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzung, ferner auch für jede beliebige andere Art von Steuerung oder Regelung, auch ohne Verwendung von Ventilen. - Die erfindungsgemäßen Ventile können völlig von einer Schicht von Epoxyharz od.dgl. umgeben sein. Die Anker und die Ausnehmungen für die Anker haben bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt, doch sind auch andere Formen möglich, z.B. quadratische, rechteckförmige und elliptische. Auch kann unter Verwendung der in den Figo und 7 für Zug-Elektromagnete dargestellten Konstruktion ein Schub-Elektromagnet gebaut werden. Hierzu würden einThe preferred embodiments of the invention described above related to the use of Electromagnet according to the invention for actuating hydraulic valves. However, it should be expressly pointed out that that the use is in no way limited to such hydraulic valves, but that one use is also possible with any other valve, e.g. with pneumatic valves, gas valves, valves for the electronically controlled fuel injection, also for any other type of control or regulation, even without the use of valves. - The valves according to the invention can be made entirely of a layer of epoxy resin or the like. be surrounded. The anchor and the recesses for the anchor preferably have in the present invention a circular cross-section, but other shapes are possible such as square, rectangular, and elliptical. It is also possible to use the construction shown in FIGS a thrust electromagnet can be built. To do this, a
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gebleohter Anschlag und ein nichtmagnetischer Schubstift verwendeteblown stop and a non-magnetic push pin used
Weitere Ausgestaltungen und Abwandlungen der Erfindung im Rahmen des ihr zugrundeliegenden allgemeinen Erfindungsgedankens sind möglich.Further refinements and modifications of the invention within the scope of the general on which it is based Ideas of the invention are possible.
Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst R öse Dipl.-Ing. PeterKosel Patent attorneys Dipl.-Ing. Horst R öse Dipl.-Ing. Peter Kosel
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Claims (8)
Patentgesuch, vom 8. April 1971GW Lisk Co., Inc.
Patent application dated April 8, 1971
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2502733A1 (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-01 | Kugelfischer G Schaefer & Co | VALVE WITH ELECTROMAGNETIC CONTROL |
| WO1987004850A1 (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-13 | Jakob Rothenberger | Multi-chamber magnetic distributing valve |
| DE102006003987A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Prettl, Rolf | Electromagnet actuator and actuator assembly for actuating a valve assembly |
| CN110678944A (en) * | 2017-05-22 | 2020-01-10 | 日立金属株式会社 | Proportional solenoid, method for manufacturing the same, and method for controlling characteristics of proportional solenoid |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915051Y2 (en) * | 1978-10-26 | 1984-05-04 | 株式会社不二越 | AC/DC solenoid |
| JPS5558507A (en) * | 1978-10-26 | 1980-05-01 | Nachi Fujikoshi Corp | Oil-immersed solenoid |
| JPS6127137Y2 (en) * | 1981-01-08 | 1986-08-13 | ||
| US4480208A (en) * | 1981-10-23 | 1984-10-30 | Lucas Industries Public Limited Company | Stator structure for an electromagnetic device |
| DE3314900A1 (en) * | 1983-04-25 | 1984-10-25 | Gerhard Dipl.-Ing. 4630 Bochum Mesenich | ELECTROMAGNET FOR VALVES |
| DE3329734A1 (en) * | 1983-08-17 | 1985-03-07 | Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr | PROPORTIONAL MAGNET |
| US4539542A (en) * | 1983-12-23 | 1985-09-03 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
| US4604600A (en) * | 1983-12-23 | 1986-08-05 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
| USRE32860E (en) * | 1983-12-23 | 1989-02-07 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
| USRE32783E (en) * | 1983-12-23 | 1988-11-15 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
| JPS61164456A (en) * | 1985-01-11 | 1986-07-25 | Diesel Kiki Co Ltd | Electromagnetic actuator |
| DE3704579A1 (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-25 | Bosch Gmbh Robert | SOLENOID VALVE FOR FUEL INJECTION PUMPS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
| DE3706400A1 (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Brinkmann Ernst Ind Verwalt | ELECTROMAGNET BRAKE OR CLUTCH |
| DE3814156A1 (en) * | 1988-04-27 | 1989-11-09 | Mesenich Gerhard | PULSE-MODULATED HYDRAULIC VALVE |
| DE4237405C3 (en) * | 1991-12-17 | 2003-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | Fuel injection device for an internal combustion engine and method for producing a solid core for this injection device |
| US5918635A (en) * | 1997-10-08 | 1999-07-06 | Vickers, Incorporated | Low pressure solenoid valve |
| US6168135B1 (en) * | 1998-05-15 | 2001-01-02 | Siemens Automotive Corporation | Slotted housing for fuel injector |
| US6012700A (en) * | 1998-10-22 | 2000-01-11 | Snap-Tite Technolgoies, Inc. | Overmolded solenoid valve |
| AU2583201A (en) | 1999-12-21 | 2001-07-03 | Gary E. Bergstrom | Flat lamination solenoid |
| US6761290B2 (en) * | 2000-05-16 | 2004-07-13 | Nordson Corporation | Device for applying fluid material on a substrate, and application valve |
| JP4096029B2 (en) * | 2002-11-06 | 2008-06-04 | Smc株式会社 | solenoid valve |
| DE102004023905B4 (en) * | 2004-05-13 | 2013-09-19 | Bürkert Werke GmbH | Electromagnetic actuator |
| US7414504B2 (en) * | 2006-06-14 | 2008-08-19 | Datacard Corporation | Laminated solenoid plunger for solenoid assembly |
| DE102007027149B4 (en) * | 2007-06-13 | 2011-05-05 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Plunger armature made of metals of different magnetic permeability |
| DE102008040545A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Robert Bosch Gmbh | Metallic composite component, in particular for an electromagnetic valve |
| DE102008040549A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing a metal composite component, in particular for an electromagnetic valve |
| US9677523B2 (en) | 2014-05-30 | 2017-06-13 | Cummins Inc. | Fuel injector including an injection control valve having an improved stator core |
| WO2016133974A1 (en) | 2015-02-17 | 2016-08-25 | Enfield Technologies, Inc. | Solenoid apparatus |
| JP2020004848A (en) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | 日本電産トーソク株式会社 | Solenoid device |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2899609A (en) * | 1959-08-11 | andrews | ||
| US2924685A (en) * | 1957-09-26 | 1960-02-09 | Gen Electric | Magnetic switch |
| DE1295085B (en) * | 1961-06-08 | 1969-05-14 | Elektro App Werke Veb | E-shaped magnetic core for highly stressed switchgear |
| US3166692A (en) * | 1961-09-25 | 1965-01-19 | Aero Flow Dynamics Inc | Alternating current solenoid |
| US3221191A (en) * | 1962-09-12 | 1965-11-30 | Daco Instr Company Inc | Angular displacement solenoid |
| US3206656A (en) * | 1963-09-24 | 1965-09-14 | Daniel D Musgrave | Safety solenoid having a permanent magnet latching means |
| DE1204485B (en) * | 1963-10-05 | 1965-11-04 | Danfoss As | Solenoid valve with sealing of the valve parts against the magnet parts by a hose |
| DE1252319B (en) * | 1963-11-08 | |||
| GB1152498A (en) * | 1965-09-27 | 1969-05-21 | Helmut Weinzierl | Improvements in and relating to Electro-Magnets |
| US3381181A (en) * | 1966-06-27 | 1968-04-30 | Sperry Rand Corp | Electromagnetic device |
| DE1614193B2 (en) * | 1967-10-13 | 1976-12-30 | Magnetschultz Spezialfabrik für elektromagnetische Apparate GmbH - Verpächterin, 8940 Memmingen | AC MAGNET |
| US3519967A (en) * | 1967-11-30 | 1970-07-07 | Westinghouse Electric Corp | Relay with modular contact assembly |
-
1970
- 1970-04-20 US US30170A patent/US3633139A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-11-17 ES ES1970196123U patent/ES196123Y/en not_active Expired
-
1971
- 1971-03-23 CA CA108502A patent/CA937969A/en not_active Expired
- 1971-04-10 DE DE19712166649 patent/DE2166649A1/en active Pending
- 1971-04-10 DE DE2166608A patent/DE2166608C3/en not_active Expired
- 1971-04-10 DE DE19712117579 patent/DE2117579A1/en active Pending
- 1971-04-19 GB GB2469571*A patent/GB1347551A/en not_active Expired
- 1971-04-19 GB GB207973A patent/GB1347553A/en not_active Expired
- 1971-04-20 JP JP2505071A patent/JPS5318701B1/ja active Pending
- 1971-04-30 GB GB12473A patent/GB1347552A/en not_active Expired
-
1976
- 1976-08-20 JP JP51098796A patent/JPS5256356A/en active Pending
- 1976-08-20 JP JP51098795A patent/JPS5256355A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2502733A1 (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-01 | Kugelfischer G Schaefer & Co | VALVE WITH ELECTROMAGNETIC CONTROL |
| DE3112307A1 (en) * | 1981-03-28 | 1982-10-14 | FAG Kugelfischer Georg Schäfer & Co, 8720 Schweinfurt | ELECTROMAGNETICALLY ACTUATED VALVE |
| WO1987004850A1 (en) * | 1986-01-31 | 1987-08-13 | Jakob Rothenberger | Multi-chamber magnetic distributing valve |
| DE102006003987A1 (en) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Prettl, Rolf | Electromagnet actuator and actuator assembly for actuating a valve assembly |
| US7740226B2 (en) | 2006-01-23 | 2010-06-22 | Rolf Prettl | Electromagnetic actuator and operating arrangement for operation of a valve arrangement |
| CN110678944A (en) * | 2017-05-22 | 2020-01-10 | 日立金属株式会社 | Proportional solenoid, method for manufacturing the same, and method for controlling characteristics of proportional solenoid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1347552A (en) | 1974-02-27 |
| GB1347551A (en) | 1974-02-27 |
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| GB1347553A (en) | 1974-02-27 |
| ES196123Y (en) | 1975-07-01 |
| DE2166608C3 (en) | 1986-10-23 |
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Legal Events
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| OHW | Rejection |