DE3605216C2 - Tauchanker-Elektromagnet - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Tauchanker-Elektromagne­ ten nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derar­ tigen aus der DE-OS 20 19 345 bekannten Tauchanker-Elektromagneten ist das Geber­ element im Innern des Druckrohrs angeordnet. Dies hat den Nachteil, daß der Einbau des Geberelements relativ kompli­ ziert ist. Er ist fast nur durch Handarbeit möglich. Ferner ist das Herausführen und das Abdichten der sehr dünnen An­ schlußdrähte des Geberelementes sehr zeitaufwendig. Am Durchgang der Anschlußdrähte durch das Druckrohr entstehen Undichtigkeitsstellen, die zusätzlich abgedichtet werden müssen und Schwachstellen bei Betrieb darstellen. Das Ge­ berelement ist im Druckrohr eingeklebt, so daß die Klebe­ stelle zugleich hohen Temperaturen als auch dem Druckmedium ausgesetzt ist. Dadurch sind teuere Kleber notwendig.

Außerdem ist keine zusätzliche Beeinflussung der Flußdich­ te des magnetischen Feldes durch eine spezielle Form der Leitteile möglich. Ein starker magnetischer Fluß durch ei­ ne besonders ausgebildete Form der Polenden (sog. Polform) würde ein im Druckraum angeordnetes Geberelement negativ be­ einflussen und kann so zu Fehlmessungen führen.

Aus den Schriften DE-OS 31 23 525 und DE-OS 29 30 995 sind Hubmagneten mit Hublageerkennung bekannt. Hierbei wird die durch die Positionsänderung des Ankers hervorgerufene Veränderung des induktiven Widerstands der Meßspule des Geberelements als Meßsignal ausgewertet. Der Magnetfluß des Elektromagneten wird mit Hilfe von Kunststoffscheiben von der Meßspule des Geberelements abgetrennt. Dadurch wird ein Übergreifen des Magnetflusses der Arbeitswicklung des Elektromagneten auf die Meßspule des Meßelements vermieden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Tauchanker-Elektromagnet mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er besonders einfach und preisgünstig baut. Das Geberelement kann besonders einfach im Spulenträger an­ geordnet werden. Die Montage des Geberelements und des ge­ samten Elektromagneten ist automatisierbar. Alle oben auf­ geführten Nachteile können vermieden werden.

Ferner ist es möglich, die Stärke des magnetischen Feldes durch Kombination der Polform und einer Flußregelung zu be­ einflussen. Es kann eine durch Polform hervorgerufene waag­ rechte Kennlinie durch eine Flußregelung in eine fallende Kennlinie geändert werden. Dadurch kann insbesondere die Kraft im Zeitpunkt des Öffnens des Magnetankers verstärkt ausgenutzt werden. Stellungsfehler des Magnetankers sind bei fallenden Kennlinien gering. Ferner ergibt sich durch eine Kombination der Polform mit einer Flußregelung eine Anhebung der Kennlinie an den geforderten Kraftbedarf. Die Kraft des Tauchankers kann somit voll ausgenutzt und optimal angepaßt werden; die Kraftverluste sind relativ gering. Durch eine Strombegrenzung der Flußregelung kann eine Überlastung des Tauchankers vermieden werden.

Als weiterer Vorteil verkürzt die Flußregelung die Stell­ zeiten des Tauchankers. Es kann so lange eine überhöhte Stromänderung erzeugt werden, bis der gewünschte Magnet­ fluß erreicht ist. Besonders bei Magneten mit Wirbelstrom­ ausbildung ist dies vorteilhaft, da so die durch die Wir­ belstromerzeugung verlorene Kraft ausgleichbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch abgegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch einen Elektromagneten.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Im Gehäuse 10 eines Elektromagneten 11 ist eine mittige, ab­ gesetzte Längsbohrung 12 mit den Abschnitten 12a, 12b ausge­ bildet. Auf der Stirnseite mit dem Abschnitt 12b, der den größeren Öffnungsdurchmesser aufweist, ist das Gehäuse 10 durch eine Abschlußplatte 13 druckfest verschlossen. Die Ab­ schlußplatte 13 weist eine Ausnehmung 14 auf, die mit dem Abschnitt 12b fluchtet. Ferner ist im Abschnitt 12b ein Druckrohr mit den beiden Teilen 15, 16 angeordnet, dessen längeres Teil 16 in die Ausnehmung 14 ragt und dort mit Hil­ fe eines Dichtrings 17 abgedichtet ist. Das kürzere Teil 15 des Druckrohrs besteht aus unmagnetischem Werkstoff, das längere Teil 16 aus magnetischem Werkstoff. Im Bereich des Teils 15 weist das Gehäuse 10 einen Fortsatz 10a auf, mit dem der magnetische Fluß konzentriert werden kann. In der Bohrung 18 des Druckrohrs ist mit Spiel ein Anker 21 geführt. Dieser hat zwei einander diametral gegenüberliegende Längs­ nuten 22, 23, die über dessen gesamte Länge verlaufen. Die Längsnuten 22, 23 dienen während des Arbeitsvorgangs als Druckausgleichsspalten. Im Abschnitt 12a der Längsbohrung 12 ist ein im Anker 21 befestigter Stößel 24 angeordnet.

Über diesen ist z. B. ein Ventilschieber 25 eines Wegeventils vom Anker 21 des Elektromagneten 11 betätigbar. Der Elektro­ magnet 11 wird vorzugsweise als nasser Magnet verwendet.

Außerhalb des Druckrohrs ist im Gehäuse 10 ein Ringraum 26 ausgebildet, in dem sich ein Spulenkörper 27 und eine Spule 28 befinden. Der Spulenkörper 27 weist einen ringförmigen Fortsatz 31 auf. In diesem ist in einer kleinen Aussparung 32 ein Geberelement 33 angeordnet, dessen Zuführleitungen 34 über eine Bohrung 35 im Spulenkörper 27 nach außen zu ei­ ner nicht dargestellten Schalteinrichtung führen.

Als Geberelement 33 ist ein flußmessendes Element, insbe­ sondere ein Hall-Element zu verwenden.

Die Wirkungsweise eines Elektromagneten ist herkömmlich be­ kannt und deshalb hier nicht näher erläutert. Über das Ge­ berelement 33 wird der Istwert des Induktionsflusses in den Anker 21 stets mit dem in der Schalteinrichtung eingespeis­ ten Lagesollwert solange verglichen und der Anker 21 über die Spule 28 entsprechend angesteuert, bis die beiden Werte übereinstimmen. Über die Flußdichte ist die notwendige Kraft regelbar.

Selbstverständlich ist es möglich, das Geberelement nicht nur in der Aussparung 32 anzuordnen, sondern an einer be­ liebigen Stelle außerhalb des Druckraums im Magnetfluß des Elektromagneten 11. Wichtig ist dabei, daß sich das Geber­ element 33 außerhalb des Druckrohrs befindet und die Magnet­ linien in repräsentativer Form auftreten, so daß eine genaue Regelung des Magnetflusses möglich ist.

Claims (6)

1. Tauchanker-Elektromagnet (11), in dessen Gehäuse (10) ein einen Anker (21) des Elektromagneten (11) aufnehmendes Druckrohr (15, 16) angeordnet ist, der beispielsweise den Steuerschieber (25) eines Wegeventils betätigt und wobei der Elektromagnet (11) mit einer Schaltung zur Veränderung bzw. Regelung des Erregerstroms der Spulen (28) für verschiedene Anzugskräfte und Ankerstellungen versehen und ferner mit einem in Abhängigkeit von der magnetischen Flußdichte des Elektromagneten (11) eine elektrische Steuergröße erzeugenden Geberelement (33) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberelement (33) außerhalb des druckbeaufschlagten Druckrohrs (15, 16) und innerhalb des magnetischen Flusses des Elektromagneten (11) im Bereich der Flußleitteile angeordnet ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberelement (33) zwischen dem Außendurchmesser des Druckrohrs (15, 16) und dem Innendurchmesser eines Flußleit­ teils angeordnet ist.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spulenkörper (27) einen Fortsatz (31) aufweist, in dem das Geberelement (33) angeordnet ist.

4. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberelement (33) ein magnetfeld­ abhängiger Widerstand ist.

5. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Geberelement (33) ein Hall-Genera­ tor ist.

6. Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polenden (10a) der den magnetischen Fluß leitenden Teile (10) eine den magnetischen Fluß konzen­ trierende Form aufweisen, um den Kraftverlauf über dem Ma­ gnethub beeinflußbar zu machen.