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Dokumentenidentifikation DE4336208C2 18.06.2003
Titel Hermetisch abgedichteter Magnet und Verfahren zu dessen Herstellung
Anmelder Schultz, Wolfgang E., Dipl.-Ing., 87700 Memmingen, DE
Erfinder Kleinert, Dieter, 87700 Memmingen, DE;
Hasel, Claus Peter, 87700 Memmingen, DE;
Kienle, Gotthard, 87748 Fellheim, DE
Vertreter Pfister, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 87700 Memmingen
DE-Anmeldedatum 23.10.1993
DE-Aktenzeichen 4336208
Offenlegungstag 27.04.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.06.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.06.2003
IPC-Hauptklasse H01F 7/16
IPC-Nebenklasse H01F 5/06   F15B 13/044   F16K 31/06   H01F 7/06   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen hermetisch abgedichteten Magnet, insbesondere zum Betätigen eines aggressive Medien steuernden Ventils, wobei der Magnet eine in einem Gehäuse eingebaute, mit Zuleitungen versehene Erregerspule aufweist und die Erregerspule einen Ankerraum umschließt und dem die Erregerspule aufnehmenden Gehäuse ein weiteres Gehäuse zugeordnet, ist zur Aufnahme der elektrischen Zuleitungen. Die Erfindung betrifft ebenfalls das Verfahren zur Herstellung eines solchen Magneten.

Ein derartiger Magnet ist beispielsweise aus der DE-OS 29 26 549 bekannt. Magnete der oben beschriebenen Art werden z. B. zur Betätigung von Flughydraulikventilen eingesetzt. Dabei bestehen, wegen den verschiedenen Bedingungen, denen Flugzeuge genügen müssen, auch erhöhte Anforderungen an den Elektromagneten. Der Elektromagnet muss z. B. gegen hohe Temperaturschwankungen, Vibrationen und Feuchtigkeitsanfall, was zu Betauungen oder Vereisungen führen kann, beständig sein. Insbesondere wird von im Flugzeugbau eingesetzten Elektromagneten gefordert, daß diese absolut dicht gegen das Flughydraulikfluid sind. Das Hydraulikfluid ist, z. B. auf Phosphorsäurebasis aufgebaut. Das Hydraulikfluid besitzt eine starke kupferzersetzende Wirkung. Der Kupferdraht der Erregerspule weist zwar eine Lackisolierungsschicht auf, die z. B. auch gegen das Hydraulikfluid resistent ist, jedoch weist diese Lackschicht Risse oder Kratzer auf, die die elektrischen Eigenschaften des Magneten nicht beeinträchtigen. Durch diese Defekte dringt aber das Hydraulikfluid ein und zersetzt dann von innen heraus den Spulendraht. Dadurch wird der Magnet unbrauchbar.

Außerdem wird von einem Elektromagneten, wie von jedem anderen im Flugzeugbau verwendeten Bauelement, eine gewichts- und raumsparende Bauweise bei hoher Lebensdauer erwartet. Um die routinemäßigen Inspektionen an dem Fluggerät zu verkürzen und somit auch die Standzeit des Fluggerätes zu verkürzen, wird auch eine einfache und rasche Wartungs- und Überprüfungsmöglichkeit des Magneten gefordert.

Aus der DE-OS 29 26 549 ist ein Elektromagnet bekannt, an den zum Anschluß der elektrischen Kabel ein Gehäuse mittels Schrauben befestigt ist. Zur Befestigung der elektrischen Kabel an den Anschlußklemmen ist es notwendig, den seitlich angeordneten Klemmkastendeckel zu entfernen. Bei einem eingebauten Elektromagneten ist der elektrische Anschluß an den Magneten nicht mehr zugänglich.

Der Elektromagnet nach dem DE-GM 19 06 619 zeigt elektrische Anschlüsse, die anschließend vergossen sind. Ein Winkelelement dient zur Halterung der Stopfbuchverschraubung an dem Magnetgehäuse, wobei anschließend die gesamte Einheit in der Gußmasse eingebettet ist. Auch bei dieser Ausführung eines Elektromagneten ist es nicht möglich, mittels eines einfachen Handgriffes den elektrischen Anschluß zu lösen. Zur Herstellung dieses Anschlußkastens ist eine sehr große Menge an Vergußmasse notwendig. Des Weiteren ist es auch notwendig, zur Herstellung des Anschlußkastens eine Form zu verwenden, unter Umständen sogar eine verlorene Form, so daß der Aufwand zur Herstellung eines derartigen Magneten mit Anschlußkasten sehr groß ist.

Auch der Elektromagnet nach dem DE-GM 17 73 817 zeigt für die elektrischen Anschlüsse des Elektromagneten ein gesondertes Gehäuse. Die elektrischen Anschlüsse sind mittels Schrauben am Elektromagneten befestigt.

Die Elektromagneten nach der DE-OS 37 18 445 und DE-OS 21 20 255 zeigen Elektromagneten mit Steckeranschlüssen, die rechtwinklig zum Elektromagneten angeordnet sind. Dies hat den Nachteil, daß zum Einbau der Elektromagneten die Zugänglichkeit des Steckers eingeschränkt ist. Die Gefahr, daß beim Einbau des Elektromagneten die Anschlußbuchse beschädigt wird oder sogar abreißt, ist gegeben. Diese Elektromagneten sind jedoch nicht hermetisch abgedichtet und wären für den Einsatz von aggressiven Medien nicht geeignet.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, einen hermetisch abgedichteten Magneten zu schaffen, der den Bedingungen der Luftfahrt entspricht, wobei besonderes Augenmerk auf die Dichtheit des Magneten gelegt wird und eine gewichts- und platzsparende Bauweise erreicht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem hermetisch abgedichteten Magneten der oben beschriebenen Art und schlägt vor, daß das die Erregerspule aufnehmende Gehäuse und das die Zuleitungen aufnehmende weitere Gehäuse einstückig ausgebildet sind und gegenüber dem Ankerraum ein hermetisch abgedichtetes Gesamtgehäuse bilden, und daß die beiden Gehäuse je von Zylindern gebildet sind, deren Achsen parallel sind.

Um ein einwandfreies Funktionieren des Elektromagneten sicherzustellen, muß dieser absolut dicht gegenüber dem das aggressive Medium führenden Hydrauliksystem sein.

Es wird erfindungsgemäß ein Gesamtgehäuse vorgeschlagen, das neben der Erregerspule auch den Stecker für die elektrische Versorgung aufnimmt. Dadurch werden mehrere Vorteile erzielt. Der Stecker wird durch Verschweißen mit dem Gehäuse verbunden, wodurch das Gesamtgehäuse hermetisch abdichtbar ist. Wenn das Gesamtgehäuse hierbei erfindungsgemäß einstückig hergestellt ist, z. B. als Gußteil oder als zwei miteinander dicht verschweißte Gehäuse, so ist eine Zerstörung der elektrischen Kabel durch das Hydraulikfluid im Gesamtgehäuse des Magneten unmöglich. Auch wird die Wartungsfreundlichkeit gesteigert, wenn gleich neben dem hydraulischen Anschluß der elektrische bzw. elektronische Anschluß vorgesehen ist.

Durch die Ausführung des Magneten als z. B. einstückiges Gußteil als Gesamtgehäuse wird eine kostengünstige Produktion des Gesamtgehäuses erzielt. Durch die Verwendung der gleichen Materialien in den beiden Gehäusen, insbesondere wenn das Gehäuse als einstückiges Gußteil hergestellt ist, entstehen keine Risse oder Spannungen aufgrund der hohen Temperaturschwankungen im Flugzeugbetrieb. Auch wird durch die Ausgestaltung des Gehäuses eine raumsparende Bauweise realisiert.

Es ist günstig, wenn die beiden Gehäuse von Zylindern gebildet sind, deren Achsen parallel sind, und die Gehäuse durch eine die Zuleitungen umgebende Brücke verbunden sind. Für eine platzsparende Bauweise ist es vorteilhaft, wenn die z. B. zylinderförmige Spule und der zylinderförmige Stecker in einem angepaßten Gehäuse eingebaut werden.

Es ist von Vorteil, wenn die beiden Gehäuse mehrfach miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäuse sind z. B. als Zylinder ausgebildet. Werden diese beiden Zylinder, oder Gehäuse, nicht auf der ganzen Höhe miteinander verbunden, so wird Material gespart. Die daraus erzielte Gewichtsersparnis wird bei unter Umständen mehrere hundertfache Verwendung des Magneten im Flugzeug nach erhöht.

Es ist gefunden worden, daß es günstig ist, wenn die Deckflächen der beiden Zylinder in einer Ebene liegen. Durch eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung ist eine einfache Bearbeitung, z. B. Fräsen oder Polieren, möglich.

Vorteilhafterweise sind die beiden Zylinder am Kopf- und am Fußbereich miteinander verbunden. Dadurch erreicht die Erfindung bei hoher Festigkeit der beiden Gehäuse miteinander ein geringes Gewicht des Gesamtmagneten.

Es ist günstig, wenn das die Erregerspule aufnehmende Gehäuse einen Befestigungsflansch aufweist. Der Befestigungsflansch weist z. B. mehrere Bohrungen auf, wodurch der Magnet mit z. B. durchgestreckten Bolzen oder Schrauben an dem entsprechenden Flansch des Hydrauliksystems oder eines Halters befestigbar ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der elektrische und hydraulische Anschluß des Magneten auf einer Seite des Gesamtgehäuses ist. Durch diese einfache Ausgestaltung erzielt die Erfindung einen großen Vorteil, da es möglich ist, einen entsprechenden, mit den Anschlüssen des Magneten zusammenwirkenden Anschluss des Hydraulik- und Elektroniksystems vorzusehen. Dadurch wird z. B. der Montageaufwand des Magneten verringert.

Es ist von Vorteil, wenn das Gesamtgehäuse als magnetische Flußführung dient. Das Gehäuse, das den Stecker aufnimmt, bewirkt einen magnetischen Schluß. Dadurch wird die magnetische Flußführung des Magneten verbessert.

Es ist vorteilhaft, wenn das die Zuleitung aufnehmende Gehäuse eine aus elektrischen oder elektronischen Bauelementen bestehende Schaltung aufnimmt. Die Abmessung des die Zuleitungen aufnehmenden Gehäuses wird so gewählt, daß das Gehäuse eine Schaltung aufnimmt.

Hierbei ist es von Vorteil, wenn eine Überspannungsschutzschaltung vorgesehen ist. Wird das Flugzeug z. B. von einem Blitz getroffen, so soll die dabei unter Umständen auftretende Überspannung nicht zu einer Zerstörung des Magneten führen. Hierzu ist eine Überspannungsschutzschaltung, die z. B. eine Zenerdiode aufweist, vorgesehen.

Es ist günstig, wenn die Achse der Erregerspule parallel zur Achse des die Erregerspule aufnehmenden Zylinders angeordnet ist.

In Versuchen hat es sich herausgestellt, daß eine besonders einfache Herstellung erzielt wird, wenn der die Zuleitungen aufnehmende Zylinder von dem in die Zylinderdeckfläche eingeführten Stecker verschlossen ist und an dem Stecker die Schaltung angeformt ist. Der Stecker weist an seinem in das Gehäuse einzuführenden Ende die Schaltung auf. Die Schaltung ist hier z. B. auf einer Platine ausgeführt, wobei die Verbindung zwischen der Platine und den Steckkontakten des Steckers durch einen relativ steifen Draht gebildet ist. Somit wird bei der Montage des Steckers in das Gehäuse auch gleichzeitig die Platine eingebaut, wobei diese dann bereits befestigt ist.

Sehr gute Ergebnisse werden erzielt, wenn mindestens ein Teilverguß in dem Gesamtgehäuse vorgesehen ist. Der Teilverguß nimmt zum Beispiel das untere Ende der Schaltungsplatine an dem Stecker auf. Dadurch wird eine zweite Lagerung der Platine bewirkt, und die Vibrationen im Flugzeug führen nicht zu einem Ablösen der Platine von den Steckkontakten. Daraus resultiert ein sicheres Funktionieren des Magneten.

Hierbei ist gefunden worden, daß es von Vorteil ist, wenn das die Zuleitungen aufnehmende Gehäuse einen Teilverguß aufweist und dessen Oberflächennormale mit der Zylinderachse einen spitzen Winkel bildet. Durch eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung befindet sich ein Großteil des Teilvergusses nur in dem die Zuleitungen aufnehmenden Gehäuse. Der Teilverguß bewirkt eine Fixierung der Zuleitungen und der Schaltungsplatine. Neben der sicheren Fixierung der Zuleitungen erreicht der erfindungsgemäße Teilverguß auch einen weiteren überraschenden Effekt, da durch die schräge Stellung der Oberflächennormale nur ein Teil des Gehäuses vergossen ist und dadurch Material und Gewicht gespart wird.

Der Magnet wird in Bereichen eingesetzt, die erhöhte Umgebungsanforderungen stellen. Das Gesamtgehäuse ist zum Beispiel stark reaktiven oder ätzenden Flüssigkeiten ausgesetzt. Um eine Beschädigung des Magneten zu verhindern, wird deswegen vorgesehen, daß vorzugsweise die Oberfläche des Gesamtgehäuses einen Korrosionsschutz aufweist.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn eine Glasdurchführung als Durchführung der elektrischen Kontakte durch das Gehäuse verwendet wird, da eine Glasdurchführung eine zuverlässige und sicher dichtende Durchführung darstellt.

In Versuchen hat es sich als günstig herausgestellt, wenn als Gießmasse Silikonkautschuk dient. Werkstoffe, die als Gießmasse zum Ausgießen eines erfindungsgemäßen Magneten verwendet werden, müssen mehrere Kriterien erfüllen.

In kostspieligen und zeitaufwendigen Versuchen ist ein Verfahren zur Herstellung eines hermetisch abgedichteten Magneten entwickelt worden, das durch die Abfolge von mehreren Schritten gekennzeichnet ist.

Am Anfang der Herstellung des abgedichteten Magneten steht die Herstellung des Gesamtgehäuses. Erfindungsgemäß wird hierbei vorgeschlagen, daß das Gesamtgehäuse zum Beispiel als ein Gußteil ausgestaltet ist. Es ist aber auch möglich, daß das Gesamtgehäuse aus zwei zusammengeschweißten Einzelgehäusen besteht.

Nach der Herstellung des Gesamtgehäuses erfolgt der Einbau der Erregerspule in das die Erregerspule aufnehmende Gehäuse und das Verbinden der Zuleitungen der Erregerspule mit dem Stecker bzw. der an dem Stecker vorgesehenen elektrischen Schaltung.

Nach dem Einbau der Erregerspule erfolgt ein hermetisches Verschweißen des Tubus der Erregerspule mit dem die Erregerspule aufnehmenden Gehäuse. Zum Verschweißen wird hierbei ein Verfahren angewendet, das eine gasdichte Verbindung zwischen der Erregerspule und dem Gehäuse ergibt. Als gasdichte Verschweißungen bieten sich hierbei beispielsweise Verschweißmethoden mit Lichtbogen, mit Elektronenstrahl oder mit Laserstrahlen an.

Nach dem Verschweißen erfolgt das Austempern des Gesamtgehäuses. Hierbei ist es möglich, daß der Stecker bereits in das Gehäuse eingesetzt ist oder sich auch außerhalb des Gehäuses befindet. Es ist von Vorteil, wenn der Stecker bereits mit den Zuleitungen der Erregerspule verbunden ist, um zum einen das Bauteil bereits mit allen seinen wichtigen Komponenten zu verbinden, und um zum anderen sicherzustellen, daß auch die Metallkappe des Steckers ausgetempert wird. Der Magnet wird bei Temperaturen von über 100°C, bevorzugt bei 120°C, über mehrere Stunden ausgetempert. Durch diese Temperungen werden flüchtige Bestandteile der Isolierstoffe wie Kleber, Lösungsmittel aber auch Gasbestandteile ausgedampft.

Um den Effekt des Austemperns zu erhöhen, kann vorgesehen werden, daß das Austempern bei einem gewissen Unterdruck erfolgt.

Nach dem Austempern des Gesamtgehäuses erfolgt ein Teilverguß des Gesamtgehäuses in Schräglage. Dadurch erfolgt eine mechanische, vibrationsbeständige Befestigung der Anschlüsse und Elektronikteile im Gehäuse. Durch die Schräglage des Magneten bzw. des Gesamtgehäuses wird erreicht, daß kaum Gießmasse in den Spulenraum gelangt, aber auf der anderen Seite noch ein Luftpolster über der Gießmasse zum Stecker hin übrig bleibt. Durch einen solchen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wird nicht nur Gießmasse, sondern auch Gewicht eingespart.

Nach dem Teilverguß erfolgt das Aushärten der Gießmasse. Hierzu kann vorgesehen werden, daß das Aushärten bei einer für die Gießmasse bevorzugten Temperatur erfolgt.

Nach dem Aushärten der Gießmasse erfolgt das gasdichte Verschweißen des Steckers mit dem die Zuleitungen aufnehmenden Gehäuse.

Abschließend, also nach dem gasdichten Verschweißen, erfolgt eine Korrosionsschutzbehandlung, wodurch die Schweißnähte zusätzlich geschützt werden.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn als Korrosionsschutz Vernickeln ausgewählt wird. Neben Vernickeln ist es auch möglich, andere Verfahren zur Erzeugung eines Korrosionsschutzes zu verwenden.

In Versuchen ist gefunden worden, daß das Aushärten der Gießmasse bei erhöhten Temperaturen zu einer verkürzten Aushärtedauer führt.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer hermetisch abgedichteter Magnet schematisch gezeigt. Es zeigen:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Magneten entlang der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Unteransicht der Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht der Fig. 1.

Ein hermetisch abgedichteter Magnet 1 besteht aus einem Gesamtgehäuse 2.

Das Gesamtgehäuse 2 weist zwei Gehäuse auf, zum einen das Gehäuse 3, welches die Spule 11 aufnimmt, und das Gehäuse 4, das den Stecker 5 aufnimmt.

Die beiden Gehäuse 3 und 4 sind im wesentlichen als gerade Zylinder ausgebildet, so wie es in Fig. 2 ersichtlich ist. Die beiden Achsen 33 und 34 der beiden Gehäuse 3 und 4 sind parallel und rechtwinklig zu einer gemeinsamen Grundfläche 26 des Gesamtgehäuses ausgerichtet.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, daß die beiden Gehäuse 3 und 4 als nicht gerade Zylinder ausgebildet sind. Auch ist es möglich, daß die beiden Achsen 33 und 34 nicht parallel sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Magneten derart, daß sowohl der elektrische Anschluß 19 wie auch der hydraulische Anschluß 20 auf einer Seite des Magneten bzw. des Gesamtgehäuses 2 vorgesehen ist, wird eine einfache, wartungs- und inspektionserleichternde Anordnung des Magneten getroffen.

Die beiden Gehäuse 3 und 4 sind als Zylinder mit zum Beispiel unterschiedlichen Durchmessern ausgestaltet. Hierbei ist der Durchmesser des Gehäuses 4, das den Stecker aufnimmt, kleiner als der Durchmesser Gehäuses 3 für die Spule 11.

Der Stecker 5 weist einen hervorstehenden Flansch 28 auf, wodurch eine Nut 29 auf dem Umfang des zylinderförmigen Steckers geformt wird. Diese Nut 29 kann z. B. eine O-Ring- Dichtung aufnehmen.

Der Stecker 5 weist vier Steckstifte 25 auf, wobei die Steckstifte 25 hier parallel zur Achse 34 angeordnet sind und bündig mit dem Flansch 28 abschließen. In Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Stifte 25 in einem Abstand von 90° zueinander angeordnet sind. Hierbei dient ein Kontakt beispielsweise als Sicherheitserdung, ein zweiter Kontakt als Stromzuleitung, ein dritter Kontakt als Stromableitung und der vierte Kontakt als Anschluß an die Überspannungsschutzschaltung.

Die Überspannungsschutzschaltung ist zum Beispiel auf einer Schaltungsplatine 6 aufgebaut. Sie besteht aus einem elektronischen Bauelement 21, beispielsweise einer Diode, einer Zenerdiode oder einem Varistor. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stifte 25 des Steckers 5 direkt mit der Schaltungsplatine 6 verbunden, derart, daß die Stifte 25 an ihrem inneren Ende rechtwinklig abgewinkelt sind und auf der Schaltungsplatine 6 angelötet sind. Die Längsachse der Schaltungsplatine 6 ist hierbei parallel zur Achse 34 des Gehäuses 4.

Es ist aber auch möglich, daß die Verbindung zwischen den Stiften und der Schaltungsplatine mit einem biegsamen Draht hergestellt wird und/oder die Schaltung mehrere Bauelemente aufweist.

Zur Durchführung der Stifte 25 von dem Gehäuseinneren zu dem Gehäuseäußeren ist eine Glasdurchführung 8 vorgesehen. Dadurch wird eine dichte Verbindung von der Außen- zur Innenseite bewirkt und die Stifte 25 sind elektrisch isoliert.

In Fig. 1 ist in dem Gehäuse 4 für den Stecker im unteren Bereich punktiert die Gießmasse 7 angedeutet. Die Oberflächennormale der Gießmasse 7 ist mit 23 bezeichnet. Der Winkel zwischen der Oberflächennormale 23 und der Achse 34 des Gehäuses 4 ist mit 22 bezeichnet. Dieser Winkel ist erfindungsgemäß spitz. Er beträgt zum Beispiel zwischen einem und 90°. Durch diesen Schrägverguß der Gießmasse 7 werden mehrere Vorteile erzielt. Die Schaltungsplatine 6 taucht teilweise in die Gießmasse 7 ein, bei einem horizontalen Verguß würde entsprechend der Eintauchtiefe der Schaltungsplatine 6 auch die Spule 11 von der Gießmasse umgeben sein. Durch einen Schrägverguß erreicht die Erfindung nun, daß die Schaltungsplatine befestigt ist und somit vor Vibrationen gut geschützt ist. Der Teilverguß erfolgt hierbei so, daß über dem Gußmaterial noch ein Luftpolster verbleibt. In die noch nicht ausgehärtete Gießmasse, zum Beispiel Silikonkautschuk, wird die Platine, die beispielsweise an dem Stecker befestigt ist, in die Gießmasse eingedrückt. Dadurch umgibt die Gießmasse die Platine und fixiert diese. Es ist auch möglich, eine von dem Stecker 5 unabhängige Platine in der Gießmasse zu befestigen. Desweiteren erzielt man durch einen Teilverguß in Schräglage eine Gewichtseinsparung.

Der Winkel 22 kann geometrisch aus den Abmessungen der Schaltungsplatine und dem Durchmesser des Gehäuses 4 bestimmt werden, wobei berücksichtigt wird, daß die Gießmasse das auf der Platine 6 aufgebaute elektronische Bauteil 21 zum Beispiel vollständig umschließt, jedoch den unteren Rand der Erregerspule nicht mehr umgibt. Wie in der Zeichnung ausgeführt, kann dieser Winkel 22 beispielsweise 30° betragen.

Der Stecker 5, bzw. die an dem Stecker 5 vorgesehene Schaltungsplatine 6 ist mit einer oder mehreren Zuleitungen 14 mit der Erregerspule 11 verbunden. Die Erregerspule 11 ist in einem Gehäuse 3 eingebaut.

Das Gehäuse 3 ist hier zum Beispiel als ein gerader Zylinder ausgeführt, wobei die Achse 33 des Gehäuses 3 parallel der Achse 34 des Gehäuses 4 des Steckers ist. Das Gesamtgehäuse 2 besteht also aus zwei Gehäusen 3 und 4 für die Spule 11 und den Stecker 5. Die beiden Gehäuse 3 und 4 sind erfindungsgemäß an einer oder mehreren Stellen miteinander verbunden. In Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine Verbindung 27 im oberen Kopfbereich der beiden zylinderförmigen Gehäuse 3, 4 vorgesehen ist. Diese Kopfverbindung 27 beispielsweise massiv, also nicht ausgehöhlt, ausgeführt. Am Fußbereich ist eine weitere Verbindung vorgesehen, die z. B. als Brücke 15 ausgestaltet ist und die die elektrischen Zuleitungen 14 aufnimmt. Dadurch bildet sich zwischen den beiden Verbindungen 15 und 27 eine Aussparung 30. Dadurch erreicht die Erfindung mit einfachen Mitteln, daß bei einer ausreichenden mechanischen Stabilität des Gesamtgehäuses 2 eine Gewichtsersparnis erzielt wird.

Das Gehäuse 3 nimmt die Erregerspule 11 auf. Die Erregerspule 11 ist hierbei auf einen Spulenkörper 13 aufgewickelt. Der Spulenkörper 13 weist eine zur Achse 33 koaxiale Ausnehmung 31 auf, die als Ankerraum 12 bezeichnet ist. Dieser Ankerraum 12 ist hermetisch abgedichtet vom dem Magnetinneren, insbesondere von den elektrischen Zuleitungen 14 und der Spule 11. Als Transportschutz ist gestrichelt auf dem Ankerraum 12 eine Abdeckkappe 37 aufgesetzt.

Der Ankerraum 12 nimmt den Anker 32 auf, der steuernd aufgrund magnetischer Wirkung zum Beispiel auf ein Hydraulikventil einwirkt.

Im Fußbereich des Gehäuses 4 ist eine Erhebung 24 vorgesehen. Die Erregerspule 11 ist durch das Zusammenwirken des Spulenkörpers 13 bzw. der Erregerspule 11 mit der Innenseite des die Erregerspule 11 aufnehmenden Gehäuses geführt. Es ist möglich, daß zwischen der Erhebung 24 und dem Spulenkörper 13 ein Spalt besteht.

Die kopfseitigen Deckflächen 16, 17 der beiden Gehäuse 3 und 4 bilden eine Ebene. Dadurch wird die Herstellung des Gesamtgehäuses erleichtert, da die beiden Deckflächen 16 und 17 in einem gemeinsamen Bearbeitungsschritt beispielsweise poliert oder geschliffen werden können.

Zur Befestigung des Magneten 1 ist ein Befestigungsflansch 18 am Gehäuse 3 vorgesehen. Der Befestigungsflansch 18 weist hierzu mehrere Bohrungen 38 auf, durch welche der Magnet 1 mit zum Beispiel Bolzen oder Schrauben an einem Halter, beispielsweise der Hydraulikleitungen, befestigbar ist.

Um die Anschlußstelle zwischen dem Magnet und dem Hydrauliksystem abzudichten, ist eine O-Ring-Dichtung vorgesehen, die in eine koaxiale Nut 35 des Gehäuses 3 eingelegt wird.

Durch die exzentrisch angeordnete Bohrung 36 ist es möglich, daß Flüssigkeit in den unteren Bereich des Ankerraumes 12 eindringen kann.

Für ein einfaches Einbauen des Steckers 5 ist vorgesehen, daß das den Stecker 5 aufnehmende Gehäuse 4 für den Stecker 5 im oberen Bereich (Kopfbereich 26) einen zylindrischen Sitz aufweist.

Als Montagehilfe für den Magneten an schlecht zugänglichen Montagestellen ist vorgesehen, daß in der Erhebung 24 auf der Unterseite 26 des Gesamtgehäuses 2 eine Ausnehmung, zum Beispiel eine Bohrung, mit Gewinde ist. Durch das Eindrehen beispielsweise eines Gewindestabes in diese Bohrung kann der Magnet geführt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Hermetisch abgedichteter Magnet, insbesondere zum Betätigen eines aggressive Medien steuernden Ventils, wobei der Magnet eine in einem Gehäuse eingebaute, mit Zuleitungen versehene Erregerspule aufweist und die Erregerspule einen Ankerraum umschließt und dem die Erregerspule aufnehmenden Gehäuse ein weiteres Gehäuse zugeordnet ist, zur Aufnahme der elektrischen Zuleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Erregerspule (11) aufnehmende Gehäuse (3) und das die Zuleitungen (14) aufnehmende weitere Gehäuse (4) einstückig ausgebildet sind und gegenüber dem Ankerraum (12) ein hermetisch abgedichtetes Gesamtgehäuse (2) bilden und daß die beiden Gehäuse (3, 4) je von Zylindern gebildet sind, deren Achsen (33, 34) parallel sind.
  2. 2. Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (3, 4) durch eine die Zuleitungen (14) umgebende Brücke (15) verbunden sind.
  3. 3. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse (3, 4) mehrfach miteinander verbunden sind.
  4. 4. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckflächen (16, 17) der beiden Gehäuse (3, 4) in einer Ebene liegen.
  5. 5. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse (3, 4) am Kopf- und am Fußbereich miteinander verbunden sind.
  6. 6. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Erregerspule (11) aufnehmende Gehäuse (3) einen Befestigungsflansch (28) aufweist.
  7. 7. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische (19) und hydraulische Anschluß (20) des Magneten (1) auf einer Seite des Gesamtgehäuses (2) ist.
  8. 8. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtgehäuse (2) als magnetische Flußführung dient.
  9. 9. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zuleitung (14) aufnehmende Gehäuse (4) eine aus elektrischen oder elektronischen Bauelementen (21) bestehende Schaltung (6) aufnimmt.
  10. 10. Magnet nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überspannungsschutzschaltung vorgesehen ist.
  11. 11. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Erregerspule (11) parallel zur Achse (33) des die Erregerspule (11) aufnehmenden Gehäuses (3) angeordnet ist.
  12. 12. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zuleitungen (14) aufnehmende Gehäuse (4) von dem in eine Deckfläche (17) eingeführten Stecker (5) verschlossen ist und an dem Stecker (5) die Schaltung (6) angeformt ist.
  13. 13. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilverguß in dem Gesamtgehäuse vorgesehen ist.
  14. 14. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zuleitungen (14) aufnehmende Gehäuse (4) einen Teilverguß aufweist und dessen Oberflächennormale (23) mit der Achse (34) einen spitzen Winkel (22) bildet.
  15. 15. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Gesamtgehäuses einen Korrosionsschutz aufweist.
  16. 16. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Glasdurchführung (8) zwischen Steckkontakten (25) und den Zuleitungen (14) im Bereich des Steckers (5).
  17. 17. Magnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Gießmasse (7) Silikonkautschuk dient.
  18. 18. Verfahren zur Herstellung eines hermetisch abgedichteten Magneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Abfolge folgender Schritte:
    1. a) Herstellung des Gesamtgehäuses
    2. b) Einbau der Erregerspule in das die Erregerspule aufnehmende Gehäuse und Verbinden der Zuleitungen der Erregerspule mit dem Stecker oder der an dem Stecker vorgesehenen elektrischen Schaltung
    3. c) hermetisches Verschweißen des Tubus der Erregerspule mit dem die Erregerspule aufnehmenden Gehäuse
    4. d) Austempern des Gesamtgehäuses
    5. e) Teilverguß des Gesamtgehäuses in Schräglage
    6. f) Aushärten der Gießmasse
    7. g) gasdichtes Verschweißen des Steckers mit dem die Zuleitungen aufnehmenden Gehäuse
    8. h) Korrosionsschutzbehandlung des Magneten
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtgehäuse als einstückiges Gußteil hergestellt wird.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrosionsschutz Vernickeln vorgesehen ist.
  21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten der Gießmasse bei erhöhten Temperaturen erfolgt.






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