JP2011512658A - 作動マグネット - Google Patents

Abstract

ここでは非磁性のプレッシャチューブを有するマグネットバルブ用作動マグネットが記載されており、このプレッシャチューブは少なくとも１つのポールコアに接続されており、このプレッシャチューブにはアーマチュアが構成されており、またこのプレッシャチューブには少なくとも２つのリングスリーブと、それらの間にあるリングとが載置されている。これにより、リングスリーブおよび分離リングをプレッシャチューブに嵌め込むことによって作動マグネットを簡単に構成することができる。

Description

本発明は、非磁性のプレッシャチューブを有する電磁バルブ用の作動マグネットに関しており、ここでこのプレッシャチューブは少なくとも１つのポールコアに接続されておりまたこのプレッシャチューブ内でアーマチュアが可動に案内されている。

刊行物DE 10125811 C2からは高速動作バルブが公知であり、この高速動作バルブでは、バルブスライダを作動させるアーマチュアがヨークと円錐部との間に保持される。円錐部とヨークとの間のリング状の空間は、対応するコイルを有するコイル支持体によって半径方向に区切られており、このコイル支持体は、上記の円錐部に接続されたポットに設けられている。円錐部とヨークとの間の設けられている空隙のため、シーリングは困難でありまた組み立ても複雑である。

公開特許公報DE 4343879 A1にはハイドロリックバルブ用の電磁石が記載されており、ここではプレッシャチューブにアーマチュアおよびポールコアが設けられている。このアーマチュアの半径方向の外側には、プレッシャチューブの内壁に隣接するか、またはプレッシャチューブの外壁に隣接して、別のポールコアとして機能するパイプピースが設けられている。プレッシャチューブの半径方向の外側には、コイルを作動させるアーマチュアが配置されている。ここでも複雑な組み立てプロセスは不利である。

実用新案明細書DE 20 2005015358 U1にはプロポーショナル作動マグネットが開示されており、ここではアーマチュアの半径方向の外側において、長手方向に離れた２つのポールチューブ間にシーリングリングが設けられている。マグネットアーマチュアは外側がシーリングリングの円筒部分にわたって案内され、また上記のプロポーショナル作動マグネットは、この刊行物によれば、通しボルトによって一体化されている。

さらに従来技術から公知であるのは、マグネットアーマチュアの軸方向に配置された複数のポールコアを、例えば、溶接部によって磁気的にデカップリングすることである。

本発明の課題は、例えばパイロットバルブ用の構造の簡単な作動マグネットを提供して、この作動マグネットがわずかなコストで作製できるようにすることである。

この課題は、請求項１に記載した作動マグネットによって解決される。

ここに記載されているのは、非磁性のプレッシャチューブを有するマグネット作動式液体バルブ用作動マグネットであり、このプレッシャチューブは、少なくとも１つのポールコアと共に内側空間を包囲し、プレッシャチューブにてアーマチュアが可動に案内され、プレッシャチューブに少なくとも２つの磁化可能なリングスリーブが載置されており、これらのリングスリーブは、その間に配置された非磁性の分離リングを有する。これにより、リングスリーブおよび分離リングをプレッシャチューブに取り付けることにより、作動マグネットを簡単に構成することができる。

上記のプレッシャチューブを深絞りによって作製すると有利である。これによってコスト的に有利な作製プロセスを実現することができる。

有利な１実施形態では、上記の分離リングおよびリングスリーブを直接プレッシャチューブに貼り付けるため、小さな構成サイズを実現することができる。

上記の分離リングおよびリングスリーブがプレッシャチューブを半径方向に支えると有利である。これにより、プレッシャチューブに対して使用する材料が少なくてもプレッシャチューブにおけるインレットプレッシャの準備を行うことができる。さらにこれによって可能になるのは、プレッシャチューブを薄い壁厚で構成することができ、それにもかかわらずアーマチュアを機械的に安定して収容できることある。

別の１実施形態では、上記の分離リングおよびリングスリーブの内径寸法を決定して、プレッシャチューブに半径方向にプレロードがかけられるようにし、これによって長手方向軸に沿ってプレッシャチューブの内径が十分に一定になるようにする。これによってアーマチュアは長手方向軸に沿って均一に運動することが可能である。

上記のプレッシャチューブにより、有利にもリングスリーブとポールコアとの間の磁気的な分離が行われる。これにより、有利な特性曲線を実現可能である。

殊に有利であるのは、上記のプレッシャチューブとポールコアとが液体を通さないように接続されている場合であり、これによってバルブケーシングとバルブスライダとの間にシーリングが不要である。

アーマチュアの外形は、有利には円筒形である。したがってアーマチュアとポールピースとの間には空間はなく、この空間からオイルが押し出されることはない。

殊に有利な１実施形態において上記の分離リングの半径方向の外側には、アーマチュアを動かすマグネットコイル用のコイル支持体が嵌め込みによって設けられている。これによってわずかな取り付けコストで作動マグネットを組み立てることができる。

作動マグネットには、上記のコイル支持体に隣接するポールプレートを設けることが可能であり、このポールプレートは、コップ状に成形されたアウタスリーブと共に作動マグネットのケーシングを構成する。これにより、作動マグネットの機械的な組み立てがさらに簡単になる。

別の１実施形態では、上記の複数のリングスリーブのうちの１つは曲げカラー（Biegekragen）を有しており、この曲げカラーは、ポールプレートの円い凹部に突き出ている。これによって上記のリングスリーブと、上記のケーシングを構成する構成部分との間の長さの許容差を調整することができる。さらにリングスリーブと分離リングとの間で軸方向に力を加えることができる。

択一的には端部セクションにおいて複数のリングスリーブのうちの１つのリングスリーブ（４０）をポールプレート５８の凹みに圧入することができる。これによってリングスリーブをポールプレートに確実に保持することができ、またリングスリーブおよび分離リングの長さの公差を許容し、これらに静的に力を加えることも可能である。

分離リングとリングスリーブとの間の分離面は有利には、プレッシャチューブの長手軸に対して垂直方向を向いたリング面である。このような作製は殊に簡単に行われ、またこのようにして得られたポール形状により、所定のケースではすでに十分に線形な力−経路特性（Kraft-Weg-Kennlinie）が得られる。

上記の分離リングとリングスリーブとの間の分離面は、プレッシャチューブの長手方向軸に対して円錐形をしたリング面とすることが可能であるため、所望のポール形状を簡単に作製可能である。

作動マグネットはダブルリフトマグネット（Doppelhubmagnet）として構成することができ、ここでは第３の磁化可能なリングスリーブと、このリングスリーブを別のリングスリーブから分離することの可能な非磁性の別の分離リングとが設けられている。したがって溶接作業を行うことなく、わずかな作製コストで、確実な作動を行うための作動マグネットを設けることができるのである。

本発明の発展形態は、従属請求項に記載されている。

第１実施例に基づく本発明の作動マグネットの断面図である。 第２実施例に基づく本発明の作動マグネットの断面図である。

以下では添付の図面に基づいて本発明を説明する。

ただ１つの図には作動マグネット１が示されており、この作動マグネットは、ケーシング４にポールチューブ２を有し、またバルブケーシング６に配置されたバルブスライダ８を駆動制御する。バルブケーシング６には、円筒形に構成されかつポールチューブ２の部分を形成するプレッシャチューブ１２が載置されており、またこれはシーリングリング１０によってシールされている。

プレッシャチューブ１２は、壁厚の薄い非磁性材料から構成されており、またバルブケーシング６の方を向いた端部セクションが拡がっており、これによってバルブケーシング６へのプレッシャチューブ１２の載置が容易になっている。端部セクション１４とは反対側のプレッシャチューブのエンドフェースには凹部が設けられており、実質的に円筒形に構成されているポールコア１８がこの凹部に挿入されるため、このポールコアと、プレッシャチューブ１２のエンドフェース１６とをつらいちにすることができる。ポールコア１８は、プレッシャチューブ１２に対してシーリングリングによってシールされている。バルブケーシング６の方を向いているポールコア１８のエンドフェース２２は、リング状に構成されかつ突出部２４を有している。またエンドフェース２２には接着防止機能を有するリングプレート２６が設けられている。

アーマチュア２８は、バルブケーシング６とポールコア１８との間でプレッシャチューブ１２の内面を滑走するように案内され、また階段状になったセクション３２を備えた貫通形凹部３０を有する。このセクションではポールコア１８の突出部２４に載置されたばね３４が支えられているため、ばね３４によってアーマチュア２８はバルブケーシング６の方へ力が加えられる。バルブケーシングの方を向いたアーマチュア２８のエンドフェースにはプレート３６が載置されており、その中央でバルブスライダ８が保持される。ばね３４により、アーマチュア２８およびプレート３６を介してプリテンション力がバルブスライダ８に加わるため、このバルブスライダは図において左側に運動する。

この図には示されていないが、バルブスライダ８は、プレート３６との接触面とは反対側にある端部セクションにおいて、バルブケーシング６とは逆方向に、すなわちこの図では右側にプレテンションが加えられている。この結果、アーマチュアは移動した後、元のようにこの図の中央位置に戻るのである。

バルブスライダ８は圧力のバランスが取れており、ここではシステムプレッシャ（Systemdruck）がプレッシャチューブにおいて、すなわち、バルブケーシング６とアーマチュア２８との間にも、ポールコア１８とアーマチュア２８との間にも存在する。プレート３６とバルブケーシング６との間の境界面ならびにプレート２６とアーマチュア２８との間の境界面は平面として構成されているため、これらは互いに噛み合うことがなく、付着が阻止される。さらにこれにより、作動マグネットは、オイルが冷たく粘った場合でも作動することが可能である。アーマチュアの貫通形凹部３０の直径は、この貫通形凹部を介してハイドロリックオイルの交換を確実に行うことができるように選択される。したがってアーマチュア２８と、ポールコア１８と、バルブケーシング６との間には、ハイドロリックオイルが大きく遅延して押し出され得る空間は存在しないのである。

プレッシャチューブ１２の外周にはアーマチュア２８の長手方向に３つのリングスリーブ４４が離隔して取り付けられており、これらのリングスリーブの間に２つの分離リング４６，４８が設けられている。分離リング４６，４８は強磁性ではないのに対し、上記のリングスリーブは強磁性材料から構成されている。分離リング４６，４８の断面は矩形であり、分離リング４６，４８の半径方向に延びるエンドフェースは、隣接するリングスリーブ４０，４２，４４のエンドフェースと当接している。バルブケーシング６に隣接するリングスリーブ４０は、曲げカラー５０を有しており、この曲げカラーは、フランジセクション５２を介してバルブケーシング６に当接しており、また内側に曲がることができるため、リングスリーブ４０をバルブケーシング６に確実に保持することができる。さらに曲げカラー５２は、プレッシャチューブ１２の端部セクション１４をサポートする。プレッシャチューブ１２のエンドフェース１６に隣接するリングスリーブ４４は、フランジセクション５３を有しており、このフランジセクションを介してリングスリーブ４４をケーシング４に保持することができる。

中間に配置された分離リング４６および４８を有するリングスリーブ４０，４２，４４は、プレッシャチューブ１２にはめ込まれるため、これらの分離リングおよびリングスリーブにより、比較的弱く設計されたプレッシャチューブ１２が半径方向に支えられる。プレッシャチューブは非磁性であるため、ポールの形態はリングスリーブ４０，４２，４４および分離リング４６，４８の互いに接しているエンドフェースの形によって決定される。

リングスリーブ４０，４２，４４および分離リング４６，４８の半径方向の外側にはコイル支持体５４，５６が設けられており、これらは中央のポールプレート５８’によって分離されており、これに対して図において左側に配置されているコイル支持体５４の左側は、ケーシング４の一部分を構成するポールプレート５８によって区切られている。ここで上記のポールプレート５８’は、アーマチュア２８の図に示した中央位置において、アーマチュア２８に対してほぼ中央に設けられている。

ポールプレート５８は、フランジセクション５２を介してカラーの曲げを形成するため、また曲げカラー５０を収容するために円いリング状凹部６０を有する。ポールプレート５８の外周面には、ポット状に形成されたアウタスリーブ６４を止めるためのリング状キャッチ６２を有する。ここでアウタスリーブ６４は、力が加えられてリング状キャッチ６２に入れられるため、これらは機械的に安定して接続される。これによってコイル支持体５４，ポールプレート５８’，コイル支持体５６およびフランジセクション５３は、アウタスリーブ６４の底面６６とポールプレート５８との間で保持される。

リングスリーブ１４の曲げカラー５０は、ポールプレート５８のリング状凹部６０に突き出ている。リングスリーブ４０，４２，４４および分離リング４６，４８はつぎのようにサイズが決められる。すなわち、ポールプレート５８にアウタスリーブ６４を取り付けた際、これらが互いに当接し、また同時にプレッシャチューブ１２がアウタスリーブ６４の底面セクション６６に隣接して保持されるようにサイズが決められるのである。内側に曲がることの可能な薄い曲げカラー５０は、軸方向のロックに使用される。

プレッシャチューブ１２は有利には深絞り部として構成されるため、製作条件によって材料強度が長手方向に変化する。しかしながらプレッシャチューブ１２の円錐状の内径は望ましくない。プレッシャチューブを深絞り部として構成することに起因する円錐度は、リングスリーブ４０，４２，４４および分離リング４６，４８の内径を適当に選択することによって調整することができる。このために分離リングおよびリングスリーブをプレッシャチューブ１２に圧着する。この際にプレス嵌めを選択して、プレッシャチューブが円筒の方向に変形するようにする。この結果、実質的にプレッシャチューブ１２の円筒形の内径が得られ、この内径によってアーマチュア２８の安定した回転が可能になる。

分離リング４６，４７はコイル支持体５４，５６の長手方向においてつぎのように構成される。すなわち、組み込み状態においてリングスリーブ４０が、作動マグネットの長手方向においてバルブケーシング６を越えてアーマチュアの方向に突き出し、またリングスリーブ４４がポールコア１８を越えて長手方向にアーマチュア２８に向かって突き出すように構成されるのである。中間に配置されるプレッシャチューブ１２は、リングスリーブ４０，４４と、相応するポールコア１８ないしはポールコアとして使用されるバルブケーシング６のセクションとの間の磁気的に分離する。これによって磁束は、ポールコア１８ないしはポールコアとして作用するバルブケーシング６の部分を介して進む内側の成分と、リングスリーブ４０，４４を介して進む外側の成分とに分かれる。これによってこの実施例では、力−経路特性曲線が線形化される。

コイル支持体５４に対する磁束は、アーマチュア２８から、リングスリーブ４２と、中央のポールプレート５８’と、アウタスリーブ６４と、ポールプレート５８を介して進み、つぎに分かれてバルブケーシング６を介して、また対応するギャップを有するリングスリーブ４０を介してアーマチュア２８に戻る。同様にコイル支持体５６に対する磁束もアーマチュア２８から、リングスリーブ４２と、中央のポールプレート５８’と、アウタスリーブ６４とを介し、つぎに分かれてリングスリーブ４４およびポールコア１８を介してアーマチュアに戻る。

この図に示した作動マグネットでは、ダブルリフトマグネットが示されている。ここでは嵌め込み方式（Steckprinzip）が殊に有利に使用される。殊にポールチューブにおける溶接個所の形成が省略される。

しかしながら本発明はダブルリフトマグネットに限定されるわけではない。択一的には中間に配置される分離リングを有する１つのコイル支持体と、２つのリングスリーブとだけを設けることも可能である。この場合にはアーマチュアに力を及ぼすただ１つのばねを設けると有利である。

本発明は有利には可動装置のリフト機構制御に対するパイロットバルブに使用される。

図２には第２の実施例が示されている。この実施例は以下に説明する変形を除いて、図１に基づいて説明した第１の実施例と同じである。これらの変形は、もっぱら作製および取り付けをさらに簡略化することならびに使用分野を拡げるのに役立つ。

バルブケーシング６にはポールプレート５８がプレス嵌めによって取り付けられている。ポールプレート５８は、リング状の内側の凹部６０およびリング溝状の溝６２’をその外周の近くに有する。さらにバルブケーシング６にはプレッシャチューブ１２が貼り付けられている。プレッシャチューブ１２にはすでに説明したようにリングスリーブ４０，４２および４４と、その間の分離リング４６および４８とが配置されている。リングスリーブ４０は端部セクション５０’を有しており、これは凹部６０とプレス嵌めされる。

リングスリーブ４０，４２および４４の半径方向の外側にはコイル支持体５４，５６および中央のポールプレート５８’が配置されている。リングスリーブ４０，４２および４４と、プレッシャチューブ１２と、コイル支持体５４，５６などからなる装置を包囲するアウタスリーブ６４は、リング溝状の溝６２’にはめこまれて個々の点においてその中でかしめられる。

アーマチュア２８は円筒形の外形を有する。ここには２つの貫通孔３０’が設けられており、これらの貫通孔によって圧力媒質（Druckmittel）の通り抜けることができる。

ポールプレート５８における凹部６０は十分な深さを有しており、ポールプレート５８およびアウタスリーブ６４によって形成されるケーシングの内寸に対し、リングスリーブ４０，４２および４４ならびに分離リング４６および４８の長さの許容差を調整することができる。

ここでは非磁性のプレッシャチューブを有するマグネットバルブ用作動マグネットが設けられ、このプレッシャチューブは少なくとも１つのポールコアに接続されており、このプレッシャチューブにはアーマチュアが構成されている。上記のアーマチュアとポールコアとの間に形成されるギャップの領域に配置されている。これにより、リングスリーブおよび分離リングをプレッシャチューブに取り付けることによって作動マグネットを簡単に構成することができる。

１ 作動マグネット、 ２ ポールチューブ、 ４ ケーシング、 ６ バルブケーシング、 ８ バルブスライダ、 １０ シーリングリング、 １２ プレッシャチューブ、 １４ 端部セクション、 １６ エンドフェース、 １８ ポールコア、 ２０ シーリングリング、 ２２ エンドフェース、 ２４ 力、 ２６ リングプレート、 ２８ アーマチュア、 ３０ 貫通形凹部、 ３２ 階段状セクション、 ３４ ばね、 ３６ プレート、 ４０ リングスリーブ、 ４２ リングスリーブ、 ４４ リングスリーブ、 ４６ 分離リング、 ４８ 分離リング、 ５０ 曲げカラー、 ５０’ 端部セクション、 ５２ フランジセクション、 ５３ フランジセクション、 ５４ コイル支持体、 ５６ コイル支持体、 ５８ ポールプレート、 ５８’ ポールプレート、 ６０ リング状凹部、 ６２ リング状キャッチ、 ６２ 溝、 ６４ アウタスリーブ、 ６６ 底部

Claims (16)

1. 非磁性のプレッシャチューブ（１２）を有するマグネット作動式液体バルブ用作動マグネット（１）において、
   前記のプレッシャチューブは、少なくとも１つのポールコア（１８）と内側空間を包囲し、
   前記のプレッシャチューブにてアーマチュア（２８）が可動に案内され、プレッシャチューブに少なくとも２つの磁化可能なリングスリーブ（４０，４２，４４）が載置されており、
   当該のリングスリーブは、その間に配置された非磁性の分離リング（４６，４８）を有することを特徴とする
   作動マグネット。
2. 前記のプレッシャチューブ（１２）は深絞りによって作製されている、
   請求項１に記載の作動マグネット。
3. 前記の分離リング（４６，４８）およびリングスリーブ（４０，４２，４４）は、プレッシャチューブ（１２）に直接貼り付けられている、
   請求項１または２に記載の作動マグネット。
4. 前記の分離リング（４６，４８）およびリングスリーブ（４０，４２，４４）は、プレッシャチューブ（１２）を半径方向に支える、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
5. 前記の分離リング（４６，４８）およびリングスリーブ（４０，４２，４４）の内径寸法を決定して、前記のプレッシャチューブ（１２）に半径方向にプレロードが加えられて、長手方向軸に沿って当該のプレッシャチューブ（１２）の内径が十分に一定になるようにした、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
6. 前記のプレッシャチューブ（１２）により、リングスリーブ（４０，４２，４４）とポールコア（１８）との間で磁気的な分離が行われるようにした、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
7. 前記のプレッシャチューブ（１２）と、ポールコア（１８）とは液体を通さないように接続されている、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
8. 前記のアーマチュア（２８）の外形は円筒形である、
   請求項１から７までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
9. 前記の分離リング（４６）の半径方向の外側には、アーマチュア（２８）を動かすマグネットコイル用のコイル支持体（５４）が嵌め込みによって設けられている、
   請求項１から８までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
10. コップ状に成形されたアウタスリーブ（６４）と共に前記の作動マグネットのケーシングを構成しかつ前記のコイル支持体（５４）に隣接するポールプレート（５８）を有する、
    請求項９に記載の作動マグネット。
11. 前記の複数のリングスリーブのうちの１つのリングスリーブ（４０）は、曲げカラー（５０）を有しており、
    該曲げカラーは、前記のポールプレート（５８）の円い凹部に突き出ている、
    請求項１０に記載の作動マグネット。
12. 前記のリングスリーブ（４０，４２，４４）および分離リング（４６）の全長は、前記のアウタスリーブ（６４）とポールプレート（５８）とによって定まるケーシング内側空間よりも大きくなっており、前記のアウタスリーブ（６４）がポールプレート（５８）の方向に嵌め込まれた場合に前記の曲げカラー（５０）が前記のポールプレート（５８）の円い凹部にて変形する、
    請求項１１に記載の作動マグネット。
13. 前記の複数のリングスリーブのうちの１つのリングスリーブ（４０）は、端部セクションにてポールプレート（５８）の凹みに圧入される、
    請求項１０に記載の作動マグネット。
14. 前記の分離リング（４６）とリングスリーブ（４０）との間の分離面は、前記のプレッシャチューブ（１２）の長手軸に対して垂直方向を向いたリング状面である、
    請求項１から１３までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
15. 前記の分離リング（４６）とリングスリーブ（４０）との間の分離面は、前記のプレッシャチューブ（１２）の長手軸に対して円錐形をしたリング状面である、
    請求項１から１３までのいずれか１項に記載の作動マグネット。
16. 前記の作動マグネットはダブルリフトマグネットとして構成されており、
    第３の磁化可能なリングスリーブ（４４）と、当該のリングスリーブを別のリングスリーブから分離することの可能な非磁性の別の分離リング（４８）とが設けられている、
    請求項１から１５までのいずれか１項に記載の作動マグネット。

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