CN101946292A - 电磁调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁调整装置(1)，具有可纵向运动的、可在三个卡位位置上止动的调整机构(15)以及两个线圈(3、4)，通过所述线圈(3、4)，调整机构(15)可以切换到第一卡位位置或者第二卡位位置—即端位置上。提出：调整机构(15)包括调整杆(7)和设置在调整杆(7)上的永磁体(8)并且可以在第三卡位位置上通过永磁体(8)磁性地止动。

Description

电磁调整装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的电磁调整装置。
背景技术
也被称为作动器或者促动器、调整马达或者提升磁体的电磁调整装置在调节技术中有所公知。所述电磁调整装置例如用于对阀门或活门进行驱动或者调整，用以对气态或者液态介质进行通流调节。大多数的电磁促动器是双稳态的，也就是说，它们仅具有两个稳定的位置，例如开或者关。
通过DE 103 10 448 A1公开了一种双稳态的促动器，其具有两个线圈和一个构造为永磁体的、设置在衔铁杆上的衔铁。永磁体具有在衔铁的推移方向上取向的极性并且由线圈要么保持在一个端位置上，要么保持在另一个端位置上。在此，线圈布置形成两极，由此，永磁体受到一个线圈吸引和同时受到另一个线圈排斥并且反之亦然。由此，缩短了切换时间。
通过DE 102 07 828 A1公开了一种具有永磁体的双稳态电磁提升磁体，该永磁体的极性在径向上取向，也就是横向于衔铁运动方向地取向。
除了双稳态的促动器外，还公开了三稳态的促动器：通过DE 1 892313 U公开了一种电动提升磁体，具有三个卡位位置、两个外部端位置和一个中部位置。电动提升磁体具有总计四个线圈、两个固定永磁体、两个外部的壳体-对极、两个内部的壳体-对极以及两个以可沿推杆
Figure BPA00001201213100011
运动的方式布置的衔铁。端位置分别通过对外部线圈的馈电达到，方法是：衔铁受到被馈电的线圈吸引。与之相对地，推杆的中部位置通过受永磁体保持的衔铁来达到，方法是：该衔铁在两侧贴靠在内部的壳体-对极(分隔壁)上。所公开的电动提升磁体方面的缺点是大量的部件，例如四个线圈、两个永磁体和两个衔铁以及与此相关的超重。
发明内容
本发明的任务在于，以很少的结构性开支和减少的零件数目成本低廉地制造一种开头所称类型的电磁调整装置。
本发明的任务通过权利要求1的特征得以解决。依据本发明设置为，调整机构包括调整杆和设置在调整杆上的永磁体并且调整机构可以通过永磁体的磁通在其第三卡位位置上止动。因此在低部件开支的情况下，实现无电流中部位置的优点。
在具有优点的构造方案中，两个线圈分别设置在极管的末端上，也就是设置在磁性材料管的末端上并且具有各一个优选由铁磁材料制成的磁轭。因此，磁通通过磁轭和极管引导，从而根据对线圈的馈电可以形成不同的极性。
在另外的具有优点的构造方案中，调整杆与极管同轴地设置并且滑动式地支承在磁轭的开口内部。为永磁体分配优选呈环形构成的保持极，该保持极优选设置在极管的内部并且大致在两个线圈之间的中部。保持极由磁性材料制造并且在第三卡位位置上，也就是衔铁的中部位置上，由永磁体的磁通通流。通过保持极与永磁体之间的磁锁合(Magnetschluss)，在线圈无电流的情况下，获得对调整机构的磁性止动。
为了强化永磁体的磁通，可以在永磁体的端侧上设置磁通板(Flussbleche)。具有优点的是，在磁通板上附加地设置抗粘片，该抗粘片防止永磁体吸附在线圈磁轭上。
在另外的具有优点的构造方案中，在永磁体的端侧上设置有优选呈锥形构成的沉入式衔铁，该沉入式衔铁沉入线圈磁轭内的相应开口内。因此，线圈作用于调整机构的磁性吸引力得以提高。
在另外的具有优点的构造方案中，永磁体的极性在调整机构和调整杆的推移方向上取向。由此，在永磁体的一个端侧上形成北极并在相反的端侧上形成南极。根据对线圈的馈电，因此可以向永磁体施加吸引力和/或者排斥力，从而将永磁体推移到一个端位置或者另一个端位置内。
在另外的具有优点的构造方案中，在保持极的区域内设置有另一个线圈—所谓的中部线圈，该中部线圈在相应馈电的情况下解除永磁体在其中部位置内的止动作用并因此可以使调整机构快速移位到一个或者另一个端位置内。因此，改善了促动器的动态性能。
附图说明
在图中示出本发明的实施例并在下面进行详细说明。其中：
图1以剖面图示出依据本发明的电磁调整装置；
图2示出在切换到中部位置内时磁通的示意图；以及
图3示出在切换到端位置内时磁通的示意图。
具体实施方式
图1示出也称为电动促动器或者作动器的电磁调整装置1。促动器1具有圆柱形的磁性极管2，在极管2内在极管2的末端上设置有带有各一个磁轭5、6的两个线圈3、4。线圈3、4与未示出的供电装置连接并且可以被以不同的电流方向馈电，从而可以构成相反的极性。与极管同轴设置有也称为衔铁杆的调整杆7并且该调整杆7滑动式地并且可纵向推移地支承在两个磁轭5、6内。大致在调整杆7的中部设置有呈盘形构成的永磁体8并且永磁体8与调整杆固定连接。在永磁体8的端侧上设置强化永磁体磁通的导磁板(Flussleitbleche)9、10。在导磁板9、10的外侧上分别设置有抗粘片11、12或者防止吸附在磁轭5、6上的涂层。此外，分别在永磁体8的端侧上及在衔铁杆7上设置和固定有呈锥形构成的沉入式衔铁13、14。调整杆或者衔铁杆7、永磁体8在与导磁板9、10、抗粘片11、12和沉入式衔铁13、14的结合下形成调整装置或促动器1的调整机构15。在该图中，所示的调整机构15处于其中部位置上，也就是处于两个线圈3、4之间的中部。与永磁体8同轴地，在极管2的内部设置有围绕永磁体8外周的环形保持极16。正如从该附图中所看到的那样，环形保持极16具有比极管2更小的内径，也就是说，保持极16形成极管2的径向缩窄部。永磁体8通过导磁板9、10与由磁性材料组成的保持极16一起形成磁锁合，也就是说，永磁体8及，与永磁体8一起，调整杆7通过永磁体8的磁力保持在所示的位置上。永磁体8具有沿衔铁杆7的方向构建的极性，也就是说，处于其一个端侧上的是北极而处于另一个端侧上的是南极。在径向上在保持极16的外部设置有另一个线圈，即所谓的中部线圈17，该中部线圈17的功能在于：在馈电时产生抵销永磁体8磁场的磁场。由此，解除或者至少减小基于磁性锁合的止动作用，从而调整机构15可以更轻易地并更快速地从中部位置调整到一个或者另一个端位置内。这样提高调整装置1的动态性能。永磁体8或调整机构15从所示的中部位置的调整通过对一个或者两个线圈3、4的馈电进行，从而要么吸引力作用于永磁体，要么一个线圈的吸引力和另一个线圈的排斥力作用于永磁体。在永磁体8止挡到磁轭5或者磁轭6上时，各沉入式衔铁13或者沉入式衔铁14沉入磁轭5或者磁轭6的同样呈锥形构成的相应开口5a或者6a内。由此，提高磁性吸引力或者排斥力。抗粘片11、12防止永磁体8牢固粘附在一个或者两个端位置上。在所示的中部位置上，两个线圈3、4是无电流的。由此，所示的促动器1具有三个卡位位置，即：两个端位置和一个中部位置并因此是三稳态的。在两个端位置内，永磁体8将调整机构15磁性地牢固保持在磁轭5或者6上并因此产生两个稳定的端位置，其中，线圈3、4是无电流的。
图2示出图1中两个线圈3、4以及设置在衔铁杆7上的永磁体8的磁通示意图。磁通及其方向在线圈3、4中通过采用箭头标示的椭圆形线条3a、3b、4a、4b来标示。两个线圈3、4内的电流方向通过符号点(·)和叉(×)来表示。具有北极N和南极S的永磁体8的磁通通过线条8a来标示。馈电和磁通的图示相应于如下切换过程，在该切换过程中，永磁体8运动到其中部位置(参照图1)内。正如电流符号所示，两个线圈3、4在同一方向上被电流通流，也就是说，这两个线圈3、4形成相同的磁场3a、3b、4a、4b。由此，线圈3在朝向永磁体8的侧上形成南极并且线圈4在朝向永磁体8的侧上形成北极，结果：在永磁体8的北极N和南极S上分别作用有排斥力。因此，永磁体8推移到其在两个线圈3、4之间的中部位置内。在那里，永磁体8通过保持极16(参照图1)如上所述地磁性地止动。在永磁体8达到其稳定的中部位置后，线圈3、4切换为无电流。
图3示出如下切换过程中线圈3、4的示意图，通过该切换过程，永磁体8或调整机构15(参照图1)运动到端位置内。在该切换过程中，线圈3、4在相反的方向上被电流通流，其中，下部线圈3如图2中的线圈3那样被接通。因此磁通同样采用3a、3b来标示。与之相对地，上部线圈4具有通过椭圆形线条4c、4d示出的与图2中的图示相反的磁通。因此，在线圈3、4的朝向永磁体8的侧上分别构成南极，结果：在永磁体8的南极S上作用有推力F1并且在北极N上作用有拉力F2。由此，两个线圈3、4在调整机构15推移时(图1)共同朝相同的方向起作用，从而形成更短的切换时间和改善的动态性能。正如上面对于图1所提及的那样，永磁体8通过其永磁力保持在线圈磁轭5或者6上，从而线圈3、4在达到稳定的端位置后可以切换为无电流。
附图标记
1    电动促动器
2    极管
3     线圈
3a    磁通
3b    磁通
4     线圈
4a    磁通
4b    磁通
4c    磁通
4d    磁通
5     磁轭
5a    开口
6     磁轭
6a    开口
7     调整杆
8     永磁体
8a    磁通
9     导磁板
10    导磁板
11    抗粘片
12    抗粘片
13    沉入式衔铁
14    沉入式衔铁
15    调整机构
16    保持极
17    中部线圈
N     北极
S     南极
F     磁力
F1    推力
F2    拉力

Claims (12)

1.电磁的调整装置(1)，具有能纵向运动的、能在三个卡位位置上止动的调整机构(15)以及两个线圈(3、4)，通过所述线圈(3、4)，所述调整机构(15)能够切换到第一卡位位置或者第二卡位位置上，即端位置上，其特征在于，所述调整机构(15)包括调整杆(7)和设置在所述调整杆(7)上的永磁体(8)并且能够在第三卡位位置上通过所述永磁体(8)磁性地止动。
2.按权利要求1所述的调整装置，其特征在于，所述线圈(3、4)在端侧地设置在极管(2)内。
3.按权利要求1或2所述的调整装置，其特征在于，所述调整杆(7)与所述极管(2)同轴地设置。
4.按权利要求1、2或3所述的调整装置，其特征在于，在轴向上看，所述永磁体(8)设置在所述线圈(3、4)之间。
5.按前述权利要求之一所述的调整装置，其特征在于，在所述线圈(3、4)之间设置有保持极(16)。
6.按权利要求5所述的调整装置，其特征在于，所述保持极(16)呈环形地构成并且与所述永磁体(8)在所述第三卡位位置上形成闭合的磁回路。
7.按前述权利要求之一所述的调整装置，其特征在于，所述永磁体(8)具有轴向取向的极性(N、S)。
8.按前述权利要求之一所述的调整装置，其特征在于，在所述永磁体(8)的端侧上设置有导磁板(9、10)。
9.按权利要求8所述的调整装置，其特征在于，在所述导磁板(9、10)上设置有抗粘件，特别是抗粘片(11、12)。
10.按前述权利要求之一所述的调整装置，其特征在于，所述线圈(3、4)具有各一个带有同轴的开口(5a、6a)的磁轭(5、6)。
11.按权利要求10所述的调整装置，其特征在于，在所述调整杆(7)上，在所述永磁体(8)的两侧设置有能够沉入所述开口(5a、6a)中的沉入式衔铁(13、14)。
12.按权利要求5至11之一所述的调整装置，其特征在于，在所述保持极(16)的区域内设置有另外的线圈，即中部线圈(17)。
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