CN111043385A - 电磁操纵装置 - Google Patents

Abstract

电磁操纵装置（14）包括整体上基本上呈柱形的极管（18）、在径向上布置在所述极管（18）的内部的电枢（20）以及在径向上布置在所述极管（18）的外部的电磁线圈（16），其中所述极管（18）具有轴向的第一端部区域（21）和轴向的第二端部区域（23）并且在外侧面（40）上在所述轴向的第一端部区域（21）的附近具有沿着周边方向延伸的外凹部（42）。在此提出，所述极管（18）在内侧面（34）上具有沿着周边方向延伸的内凹部（52），所述内凹部的轴向延伸度（54）小于所述外凹部（42）的轴向延伸度（55），并且所述内凹部沿着轴向方向看大致布置在所述外凹部（42）的、背离轴向的第二端部区域（23）的边缘区域（48）的高度上。

Description

电磁操纵装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、以电磁方式操纵的阀装置，该阀装置包括电磁操纵装置。

背景技术

电磁操纵装置尤其用在机动车的变速器技术中的所谓的直接调节器（Direktsteller）中。直接调节器是以电磁方式操纵的液压阀，所述液压阀比如操控变速器的离合器。这样的电磁操纵装置的重要参量是具有负斜率（关于电枢行程的磁力）的大的有用区域和在最大电流情况下获得的高磁力。为了达到这一点，在电磁操纵装置的极管上实现了所谓的接板（Steg），方法是：所述极管在外侧面上在轴向的端部区域的附近具有沿着周边方向延伸的外凹部。接板代表着磁阻，其与电枢并联连接并且因此降低了电枢上的能量输出。这一点比如在DE 10 2006 055 796 A1中得到了描述。

发明内容

通过具有权利要求1的特征的电磁操纵装置来解决本发明的问题。在从属权利要求中提到了本发明的有利的拓展方案。

根据本发明，提出一种电磁操纵装置，其包括在整体上基本上呈柱形的极管。在此不言而喻，“基本上呈柱形”包括这一点，即：所述极管能够包括轮缘、凸肩、槽、壁厚变化等等，但是在整体上看仍然构造为柱状或管状。（磁）电枢在径向上布置在极管的内部并且通过极管直接或间接地在滑动座中得到导引，并且在径向上在极管的外部布置有电磁线圈。这相应于电磁操纵装置的传统的布置。

极管具有轴向的第一端部区域和轴向的第二端部区域并且在外侧面、也就是外罩面上在轴向的第一端部区域的附近具有沿着极管的周边方向延伸的外凹部。这个比如构造为槽状的凹部优选沿着周边方向连续地延伸并且其布置在极管的下述轴向端部的附近，在给线圈通电时电枢被朝所述轴向端部吸引（这个轴向端部就此而言属于极管的轴向的第一端部区域）。通过所述凹部来实现所谓的接板、也就是具有较小的壁厚的柱形的区段，通过所述接板来影响磁场或磁力。

除了外凹部之外，极管在内侧面上、也就是在内罩面上具有沿着周边方向延伸的并且优选同样连续的内凹部。这个内凹部并且例如槽状的凹部比如能够构造为凹口（Einstich）。内凹部的、沿着极管的轴向方向的延伸度小于外凹部的、沿着轴向方向的延伸度。沿着轴向方向看，内凹部大致布置在外凹部的背离极管的轴向的第二端部区域的、轴向的边缘区域的高度上。

“大致在高度上”这个概念倒不如说应该在广义上来理解。一方面，外凹部的边缘区域能够不同地设计并且自身具有一定的轴向延伸度，并且边缘区域的该轴向延伸度能够大于内凹部的轴向延伸度。另一方面，沿着轴向方向看，内凹部也能够紧紧地或紧挨着处于外凹部的所提到的边缘区域的旁边。

如果在极管上在接板的区域中将所提到的内凹部相对于外凹部准确地引入在所描述的位置中，则显著地扩大力-行程曲线的具有负斜率的区域并且扩大电磁体的提升功。极管的通过内凹部所引起的材料变细部在此局限于较小的区域并且仅仅在较小的程度上降低了极管的材料刚度。通过内凹部的径向延伸度的相应的设计尺寸，大致在与被分开的极管中同一个长度上实现具有负斜率的区域的扩大，对于所述被分开的极管来说接板被切开。在此不言而喻，如果接板由软磁材料构成或者包括这样的软磁材料，则所提出的内凹部首先特别有意义。

在另一种拓展方案中规定，内凹部具有大致矩形的或梯形的横截面。这在制造技术上可以非常容易地实现并且就磁力的设计来看特别有效。在此，环绕的棱边能够稍微经过倒圆，以用于降低材料中的应力峰值。然而，原则上也能够考虑，内凹部具有例如三角形的或半圆形的横截面。

在另一种拓展方案中规定，外凹部具有基本上平行于极管的纵轴线伸展的柱区段，外凹部的背离极管的轴向的第二端部区域的边缘区域具有过渡斜面，并且内凹部大致布置在从柱区段到过渡斜面的过渡区的高度上。这就磁力的设计来看特别有利。

在这方面的一种扩展方案中规定，内凹部的背离极管的轴向的第二端部区域的端部大致布置在与外凹部的柱区段的背离极管的轴向的第二端部区域的端部相同的高度上，也就是说，所提到的端部在一定程度上彼此对齐。这就磁力的设计来看是最佳的。“大致在相同的高度上”在此尤其是指+/-0.5mm的位置精度。

在另一种拓展方案中规定，内凹部的轴向延伸度处于外凹部、特别是外凹部的柱区段的、轴向延伸度的大约15％至50％的范围内。这就磁阻来看最佳的。

在另一种拓展方案中规定，内凹部的径向延伸度大约处于0.1至0.4mm的范围内，这就可制造性来看具有优点。

在另一种拓展方案中规定，内凹部的轴向延伸度处于0.4至1.3mm的范围内，这一方面就强度来看具有优点，并且这另一方面由对极管中的电枢进行足够的导引并且防止电枢在极管中歪斜这些方面来看是有利的。

在另一种拓展方案中规定，极管的、在内凹部的区域中的壁厚处于0.15至0.35mm的范围内，由此确保极管的整体上足够的刚度。

在另一种拓展方案中规定，在电枢和极管的内壁之间布置有将内凹部覆盖的膜（支承膜）。虽然原则上能够在电枢安放中考虑内凹部没有额外的支承膜。尤其结合所提出的支承膜而产生功能上的优点，因为通过所述支承膜遮盖了由于内凹部引起的表面干扰，并且因此电枢能够一如既往地低摩擦地并且低干扰地在极管中滑动。所述膜有利地比如由涂有PTFE的玻璃织物所制成。

附图说明

下面参考附图对本发明的一种可能的实施方式进行解释。在附图中：

图1示出了电磁操纵装置的示意性的剖面；

图2示出了图1的电磁操纵装置的放大的细节；

图3示出了图2的放大的细节；并且

图4示出了图表，在该图表中关于电磁操纵装置的电枢的行程描绘出磁力。

具体实施方式

电磁操纵装置在图1中在整体上具有附图标记10。这样的电磁操纵装置14例如用在机动车的变速器技术中，特别是用于控制自动变速器的离合器。为此，通过电磁操纵装置14来比如操纵在图1中仅仅示意性地通过设有附图标记12的方框表示的液压阀。

电磁操纵装置14包括围绕着极管18布置的线圈16。在极管18中以滑动的方式安装有电枢20。在极管18的、在图1中左边的轴向的第一端部区域21上，环形盘状的磁通盘（Flussscheibe）22被安放到极管18上或者与其连接。在极管的、在图1中右边的轴向的第二端部区域23上，在极管18上固定有另一个磁通盘24。

在电枢20上保持着三个力传递元件26、28和30。力传递元件26被压入到电枢20的连续的轴向的凹部32中。构造为罐形套筒的力传递元件28贴靠在力传递元件26上。构造为挺杆的力传递元件30又被压入到力传递元件28中。用于力传递元件30的导环33被压入到磁通盘22中。磁通盘用作力传递元件28的止挡。力传递元件30又作用于液压阀12。

如上面所提到的那样，电枢20以滑动的方式被安装在极管18中。为了改进安装情况，在电枢20与极管18的、通过里面的罩面构成的内侧面34之间安置了由涂有聚四氟乙烯（Teflon）的玻璃纤维织物构成的支承膜36。线圈16由绕组元件构成，绕组元件在此示范性地包括具有一定匝数的铜线，在通电时电流通过所述铜线流动。电流通过在附图中未示出的控制器来控制或调节。线圈16和控制器通过电接触元件38借助于同样未示出的连接线彼此电连接。

电磁操纵装置14工作如下：根据流过线圈16的电流的水平产生电磁力，所述电磁力作用于电枢20并且将其从在图1中右边的原始位置拉到在图1中所绘出的左边的最终位置中。在这个最终位置中，电枢20的行程受到作为止挡元件起作用的、贴靠在导环33上的力传递元件28的限制。如果结束线圈16的通电，那么电枢20就与三个力传递元件26、28和30一起通过比如被夹紧在极管18与电枢20之间的弹簧（未示出）和/或经由液压阀12作用于力传递元件30的液压力来返回到（右边）原始位置中。

在轴向的第一端部区域21的附近，在极管18的、由外罩面形成的外侧面40上存在着沿着周边方向延伸的槽状的外凹部42。所述外凹部在此示范性地具有沿着轴向方向看中间的并且平行于极管的纵轴线44伸展的柱区段46。此外，外凹部42还包括背离极管18的轴向的第二端部区域23的并且由过渡斜面形成的边缘区域48。此外，外凹部42包括指向极管18的轴向的第二端部区域23的并且同样由过渡斜面形成的边缘区域50。就此而言，外凹部42在此示范性地具有大致梯形的横截面。

此外，极管18在其内侧面34上具有同样沿着周边方向延伸的内凹部52。从图1中已经可以很容易地看出，但是尤其也可以从图2和3的放大图中看出，内凹部52的沿着纵轴线44的方向、也就是沿着极管18的轴向方向看的轴向延伸度54比外凹部42的轴向延伸度小得多、特别是比外凹部42的柱区段46的轴向延伸度55小得多。

此外，内凹部52沿着所提到的轴向方向看大致布置在外凹部42的、背离轴向的第二端部区域23的边缘区域48的高度上、也就是紧挨着布置在其旁边，使得内凹部52的、背离极管18的轴向的第二端部区域23的端部（在图3中的附图标记56）大致布置在与外凹部42的柱区段46的、背离轴向的第二端部区域23的端部58相同的高度上。因此，也可以说，内凹部52的在附图中左面的端部56与柱区段46的在附图中左面的端部58或者过渡斜面48的在那里的起点对齐。实际上，在此能够以大约+/-0.5mm的精度进行定位，以便实现内凹部42优点以及对磁力的影响。

例如，从图2可以容易地看出，内凹部52的轴向延伸度54处于外凹部42、特别是外凹部42的柱区段46的轴向延伸度（无附图标记）的大约15％至50％的范围内并且优选处于0.4-1.3mm的范围内。下极限确保可制造性，上极限防止电枢20的歪斜。内凹部52的径向延伸度60大约处于大约0.1至0.4mm的范围内。极管18的的壁厚62在内凹部52的区域中处于大约0.15至0.35mm的范围内。但是，沿着极管18的轴向方向看在内凹部52的旁边、但是仍在外凹部的柱区段46的区域中，壁厚应该仍然至多为0.45mm，这也同样是由于磁阻原因。

如同样比如可以从图3中看出的那样，内凹部52被膜36完全覆盖。内凹部52和处于其下面的膜36的非常短地保持的轴向延伸度防止电枢20的歪斜。

在图4中，关于行程H绘示了磁力F的变化曲线，并且更确切地说一次为通电水平较低的线圈16（下变化曲线）而绘示并且一次为通电水平较高的线圈16（上变化曲线）而绘示。用虚线为极管18没有内凹部52这种情况示出了磁力F的变化曲线，并且通过实线为以下情况示出了磁力F的变化曲线，所述情况在图1-3中示出并且在所述情况中极管18在所绘示的位置上具有内凹部52。可以清楚地看出，磁力F的变化曲线的、在此示范性地具有较小的负斜率并且较弱地弯曲的区域（“有用区域”）由于内凹部52而在两种情况下都明显地得到了扩大。在所述两种情况下，具有负斜率的区域在行程x1处就已经开始。

Claims (9)

1.电磁操纵装置（14），其包括整体上基本上呈柱形的极管（18）、在径向上布置在所述极管（18）的内部的电枢（20）以及在径向上布置在所述极管（18）的外部的电磁线圈（16），其中所述极管（18）具有轴向的第一端部区域（21）和轴向的第二端部区域（23）并且在外侧面（40）上在所述轴向的第一端部区域（21）的附近具有沿着周边方向延伸的外凹部（42），其特征在于，所述极管（18）在内侧面（34）上具有沿着周边方向延伸的内凹部（52），所述内凹部的轴向延伸度（54）小于所述外凹部（42）的轴向延伸度（55），并且所述内凹部沿着轴向方向看大致布置在所述外凹部（42）的、背离轴向的第二端部区域（23）的边缘区域（48）的高度上。

2.根据权利要求1所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述内凹部（52）具有大致矩形的或梯形的横截面。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述外凹部（42）具有基本上平行于所述极管（18）的纵轴线（44）伸展的柱区段（46），所述外凹部（42）的背离所述极管（18）的轴向的第二端部区域（23）的边缘区域（48）具有过渡斜面，并且所述内凹部（52）大致布置在从所述柱区段（46）到所述过渡斜面的过渡区的高度上。

4.根据权利要求3所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述内凹部（52）的背离所述轴向的第二端部区域（23）的端部（56）大致布置在与所述外凹部（42）的柱区段（46）的、背离所述轴向的第二端部区域（23）的端部（58）相同的高度上（特别是+/-0.5mm）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述内凹部的轴向延伸度（54）在所述外凹部（42）、特别是所述外凹部（42）的柱区段（46）的轴向延伸度（55）的15％至50％的范围内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述内凹部（52）的径向延伸度（60）大约在0.1至0.4mm的范围内。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述内凹部（52）的轴向延伸度（54）在0.4至1.3mm的范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，所述极管（18）的壁厚在所述内凹部（52）的区域中在0.15至0.35mm的范围内。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电磁操纵装置（14），其特征在于，在所述电枢（20）与所述极管（18）的内侧面（34）之间布置有将内凹部（52）覆盖的膜（36）。

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