Längsgeblechter Jochkörper für einen Elektromagneten

Beschreibung

[0001] Insbesondere zur Betätigung von Gaswechselventilen werden elektromagnetische Aktuatoren verwendet, deren Jochkörper einen E-Querschnitt aufweisen. Die zugehörige Spule ist dann als rechteckförmige Ringspule in die beiden parallel verlaufenden Nuten eingelegt, wobei die freien Enden des Jochkörpers die Polfläche des Elektromagneten bilden.

[0002] Da zur Vermeidung von Wirbelströmen derartige Jochkörper aus einer Vielzahl übereinander liegender Kernbleche aufgebaut sind, war es bisher üblich, für einen Jochkörper mit E-Querschnitt eine Vielzahl E-förmig gestanzter Kernbleche zu einem Paket zusammenzufassen. Der Jochkörper wird hierbei an seinen beiden Enden, d. h. auf der Fläche des vorderen und des hinteren E-förmigen Bleches zusammengehalten. Durch die im Betrieb auftretenden Magnetkräfte, die über das Joch übertragen werden, entstehen im Jochkörper selbst Biegemomente. Da die einzelnen E-förmig gestanzten Bleche im wesentlichen nur über randseitige Schweißnähte miteinander verbunden sind, treten im Dauerbetrieb Verschiebungen der einzelnen Bleche relativ zueinander auf, die zu Beschädigungen der Isolierung der eingelegten Spule und damit zu Masseschlüssen führen können.

[0003] Aus US-A- 3,815,067, Fig. 3d, ist ein geblechter Jochkörper mit E-Querschnitt bekannt, der aus zwei parallelen, miteinander verbundenen Teilkörpern besteht, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen und die jeweils durch eine Mehrzahl U-Förming gebogenen paketartig ineinander gesteckter Bleckstreifen gebildet sind. Die die Stirnflächen der vorspringenden freien Enden des Querschnitts bildenden Blechstreifen sind bei dieser Ausführungsform nicht als Polflächen ausgebildet und können daher nicht als Anlagefläche für einen Anker eines elektromagnetischen Aktuators dienen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Die beiden Teilkörper erhalten damit eine in Längsrichtung verlaufende Schalenform mit U-Querschnitt, so daß durch die Parallelanordnung von zwei Teilkörpern der gewünschte Jochkörper mit E-Querschnitt hergestellt werden kann. Die Schalenform des innersten Blechs ergibt zugleich glatte Wandflächen für die Nuten zur Aufnahme der Magnetspulen, die in der innersten Schale optimal geführt sind. Ein weiterer Vorteil der Schalenform besteht darin, daß die im Betrieb auftretenden Biegemomente ideal übertragen werden. Da bei einer Magnetisierung die Magnetlinien immer entlang eines Bleches verlaufen, werden hierdurch ferner die magnetischen Eigenschaften des Elektromagneten optimiert. Die gewünschte Minimierung der Wirbelströme bleibt hierbei erhalten.

[0006] In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die U-förmig gebogenen Blechstreifen der Teilkörper durch Verklebung fest miteinander verbunden sind. Alternativ ist es aber auch möglich, die Bleche durch Verlötung, durch Verschweißen an den Stirnseiten oder auch durch einen Formschluß mittels Stanzen fest miteinander zu verbinden.

[0007] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Teilkörper durch ein Gehäuse des Elektromagneten miteinander verbunden sind. Dies kann bei einem entsprechend gestalteten Gehäuse durch einen reinen Formschluß erfolgen.

[0008] In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Teilkörper durch wenigstens ein U-förmig gebogenes übergreifendes Halteblech miteinander verbunden sind. Durch dieses U-förmig gebogene Halteblech werden die beiden Teilkörper auf dem Außenumfang umfaßt und zusammengehalten, wobei auch hier die Verbindung über Verklebung oder Lötung oder auch Verschweißen möglich ist.

[0009] Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen naher erläutert: Es zeigen:

Fig. 1

einen Jochkörper nach dem Stand der Technik,

Fig. 2

eine erste Ausführungsform für einen Jochkörper gemäß der Erfindung,

Fig. 3

eine zweite Ausführungsform für einen Jochkörper gemäß der Erfindung,

Fig. 4

als Ausführungsbeispiel einen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils.

[0010] Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, wird nach dem bisherigen Stand der Technik für einen elektromagnetischen Aktuator ein Jochkörper 1 mit E-Querschnitt durch ein Paket aus einer Vielzahl übereinandergelegter, E-förmig gestanzter Einzelbleche gebildet. Die vorspringenden freien Enden 3.1, 3.2 und 3.3 des Jochkörpers bilden hierbei die Polflächen. In die beiden parallel zueinander verlaufenden Nuten 4 ist eine hier nur angedeutete Ringspule in Rechteckform eingelegt. Das mittlere Ende 3.2 weist einen Bohrung 11 auf, durch die ein sogenannter Ankerbolzen hindurchgeführt werden kann.

[0011] Der in Fig. 2 dargestellte Jochkörper in der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird im wesentlichen aus zwei parallelen, miteinander verbundenen Teilkörpern 6 und 7 gebildet, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen. Jeder Teilkörper 6, 7 ist durch eine Mehrzahl U-förmig gebogener Blechstreifen 8 gebildet, die paketartig ineinander angeordnet sind. Die einzelnen U-förmig gebogenen Blechstreifen sind durch Verklebung, Schweißung oder auch durch Lötung fest miteinander verbunden. Die beiden Teilkörper 6, 7 können ebenfalls zu einem festen Körper durch Verkleben oder Löten miteinander verbunden sein oder aber durch ein Gehäuse formschlüssig zusammengehalten werden.

[0012] Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform entspricht in ihrem Grundaufbau der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die beiden Teilkörper 6 und 7 durch ein U-förmig gebogenes Halteblech 9, das beide Teilkörper umfaßt und daß eine größere Blechstärke aufweisen kann, fest miteinander verbunden. Je nach der verwendeten Blechstärke kann es zweckmäßig sein, auch das Halteblech 9 mehrlagig vorzusehen. Das Halteblech 9 kann, wie die Verbindung der einzelnen Blechstreifen untereinander, durch Verklebung über die Gesamtoberfläche verbunden sein.

[0013] Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Verbindung der Einzelbleche 8 ebenso wie die Verbindung der beiden Teilkörper 6 und 7 und die Verbindung mit dem Halteblech 9 über stirnseitig angebrachte Schweißnähte 10 vorgenommen.

[0014] Auch bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 ist ebenfalls die Bohrung 11 zur Führung des Ankerbolzens im mittleren Teil 3.2 des Jochkörpers 1 vorgesehen. In die Bohrung 11 ist eine Führungshülse fest eingesetzt.

[0015] In Fig. 4 ist als praktisches Ausührungsbeispiel ein elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils dargestellt. Dieser elektromagnetische Aktuator besteht im wesentlichen aus zwei Elektromagneten 13, 14, die jeweils einen Jochkörper 15, 16 aufweisen, der entsprechend der anhand von Fig. 2 bzw. Fig. 3 beschriebenen Ausführungsformen geblecht ist. In den beiden Jochkörpern ist jeweils eine Spule 17, 18 angeordnet, die jeweils mit einer hier nicht näher dargestellten steuerbaren Stromversorgung in Verbindung steht. In den durch die Jochkörper 15, 16 hindurchgeführten Bohrungen 11 ist jeweils eine Führungshülse 19 befestigt.

[0016] Die beiden Elektromagneten 13, 14 sind im Abstand zueinander angeordnet, so daß ihre Polflächen 21.1 und 21.2 jeweils einander zugekehrt sind. Im Zwischenraum zwischen den beiden Polflächen 21 der beiden Elektromagneten 13, 14 ist ein plattenförmiger Anker 22 angeordnet, der mit einem Führungsbolzen 23 fest verbunden ist. Der Führungsbolzen 23 ist in der Führungshülse 20 des Elektromagneten 14 geführt. Dem Elektromagneten 13 ist ein gesonderter Führungsbolzen 24 vorgesehen, der sich mit einem Ende auf dem ankerseitigen Führungsbolzen 23 abstützt und mit seinem anderen Ende über einen Federteller 25 auf einer Rückstellfeder 26 abgestützt ist.

[0017] Das freie Ende 27 des mit dem Anker 22 verbundenen Führungsbolzens 23 stützt sich auf einem Stellglied 28, beispielsweise dem Schaft eines Gaswechselventils, dem eine Rückstellfeder 29 zugeordnet ist. Die beiden Rückstellfedern 26 und 28 sind so ausgelegt, daß sich bei stromlos gesetztem Elektromagneten 13, 14 der Anker 22 in der Mittellage zwischen den beiden Polflächen 21 befindet.

[0018] Aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 2 oder 3 ist zu erkennen, daß ein derartiger längsgeblechter Jochkörper eine wesentlich höhere Biegesteifigkeit aufweist gegenüber den bei der Betätigung des Aktuators auftretenden mechanischen Kräften, aber auch den Reaktionskräften aus den Magnetkräften. Die beiden Jochkörper 15 und 16 sind jeweils in einem seitlich offenen Gehäuse 13.1 und 14.1 angeordnet, das jedoch jeweils endseitig, die Stirnseite des Jochkörpers und der Spule umgreifend, geschlossen ist. Die beiden Gehäuseteile 13.1 und 14.1 sind über einen Distanzrahmen 30 miteinander verbunden, auf dem sich die durchlaufenden Längsränder der beiden Jochkörper 15 und 16 durchgehend abstützen. In Verbindung mit der Abstützung auf den stirnseitigen Enden des Distanzrahmens 30 ergibt die hohlträgerartige Profilform eine hohe Formsteifigkeit.

Ansprüche

1. Geblechter Jochkörper mit E-Querschnitt für einen Elektromagneten an einem elektromagnetischen Aktuator mit Anker und einem damit verbundenen, ein Gaswechselventil betätigenden Ankerbolzen, wobei der Jochkörper aus zwei parallelen, miteinander verbundenen Teilkörpern (6, 7) besteht, die jeweils einen U-Querschnitt aufweisen und die jeweils durch eine Mehrzahl U-förmig gebogener paketartig ineinander gesteckter Blechstreifen (8) gebildet sind, wobei die durch die freien Enden der Blechstreifen gebildeten Stirnflächen der vorspringenden freien Enden (3.1, 3.2, 3.3) des E-Querschnittes als Polflächen (21) für den Anker dienen und bei dem der mittlere Teil (3.2) des E-Querschnitts eine mit einer Führungshülse versehene Bohrung (11) zur Führung des Ankerbolzens aufweist.

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

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

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

Claims

1. Laminated yoke body with an E-shaped cross-sectional form, for an electromagnet on an electromagnetic actuator with an armature and a tie bolt connected to said armature which operates a reversing gas valve, where the yoke body consists of two parallel part-bodies (6, 7) which are joined to each other, each of which is U-shaped and is formed by a number of sheet strips (8), bent into a U shape and placed inside one another as in a stack; where the faces of the projecting free ends (3.1, 3.2, 3.3) of the E shape, formed by the free ends of the strips, act as pole faces (21) for the armature, and in which the centre part (3.2) of the E shape has a hole (11) fitted with a guide sleeve to take the armature bolt.

2. Yoke body as in Claim 1, characterised by the fact that the U-shaped sheet strips (8) of the part-body (6, 7) are joined to each other by adhesion or soldering or welding or press-forming.

3. Yoke body as in Claim 1 or 2, characterised by the fact that the two part-bodies (6, 7) are joined to each other by means of a casing.

4. Yoke body as in Claim 1 or 2, characterised by the fact that the two part-bodies (6, 7) are joined to each other by at least one surrounding cover sheet (9) bent into a U shape.

Revendications

1. Corps d'inducteur feuilleté avec une section en E destiné à un électroaimant monté sur un actionneur électromagnétique muni d'un induit et d'un boulon d'induit assemblé avec celui-ci et commandant une soupape d'échange de gaz, le corps d'inducteur étant formé par deux corps partiels (6, 7) assemblés l'un avec l'autre, qui comportent chacun une section en U et qui sont construits chacun au moyen d'une pluralité de bandes métalliques (8) coudées en U et imbriquées l'une dans l'autre en forme de paquet, dans lequel les faces frontales formées par les extrémités libres des bandes métalliques sur les extrémités libres en saillie (3.1, 3.2, 3.3) de la section en E sont destinées à former les faces polaires (21) pour l'induit et dans lequel la partie centrale (3.2) de la section en E comporte un perçage (11) muni d'une gaine de guidage pour le guidage du boulon d'induit.

2. Corps d'inducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes métalliques (8) coudées en U des corps partiels (6, 7) sont assemblées les unes aux autres par collage ou brasage ou soudage ou par une technique d'assemblage par crabot.

3. Corps d'inducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux corps partiels (6, 7) sont assemblés l'un avec l'autre par un boîtier.

4. Corps d'inducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux corps partiels (6, 7) sont assemblés l'un avec l'autre par au moins une tôle de retenue (9) coudée en U et engagée sur lesdits corps partiels.

Zeichnung