DE102010044812B4

DE102010044812B4 - A method of manufacturing an electromagnetic actuator and an electromagnetic actuator manufactured thereby

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Publication number: DE102010044812B4
Application number: DE201010044812
Authority: DE
Inventors: Thomas Schiepp
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2030-09-10
Also published as: DE102010044812A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer stationäre Permanenaufweisenden elektromagnetischen Stellvorrichtung, gekennzeichnet durch die Schritte: – Herstellen eines einen magnetisierbaren Werkstoff aufweisenden Spulenkörpers (16) der Spuleneinheit, – Aufbringen einer Wicklung (18) auf dem Spulenkörper, – Bestromen der Wicklung (18) mit einem vorbestimmten Magnetisierungs-Spulenstrom zum Bewirken einer Permanent-Magnetisierung des Spulenkörpers und – Vorsehen einer relativ zur Spuleneinheit als Reaktion auf eine Betriebs-Bestromung mit einem vorbestimmten Betriebs- und/oder Aktuatorspulenstrom antreibbaren Ankereinheit (36) an oder in dem Spulenkörper.Method for producing a stationary, permanent electromagnetic adjusting device, characterized by the steps: - producing a coil body (16) of the coil unit, which has a magnetizable material, - applying a winding (18) to the coil body, - energizing the winding (18) with a predetermined magnetization - Coil current for effecting permanent magnetization of the coil body and - providing an armature unit (36) which can be driven relative to the coil unit in response to an operating current supply with a predetermined operating and / or actuator coil current on or in the coil body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Stellvorrichtung sowie eine mit diesem Verfahren hergestellte elektromagnetische Stellvorrichtung.The present invention relates to a method of manufacturing an electromagnetic actuator and to an electromagnetic actuator manufactured by this method.

Elektromagnetische Stellvorrichtungen mit einer relativ zu einer stationären Spuleneinheit und als Reaktion auf eine Bestromung derselben bewegbaren Ankereinheit sind aus dem Stand der Technik seit vielen Jahren bekannt und werden insbesondere auch in Großserien gefertigt. Dabei besteht die Spuleneinheit typischerweise aus einem als Kunststoff-Spritzgießteil gefertigten Spulenkörper, auf welchem die Wicklung gebildet ist. Eine Ankereinheit ist relativ zur stationären Spuleneinheit, etwa typischerweise axial innerhalb eines hohlzylindrischen Spulenkörpers, geführt und wird als Reaktion auf eine Bestromung der Wicklung angetrieben.Electromagnetic actuators with a relative to a stationary coil unit and in response to energizing the same movable armature unit are known from the prior art for many years and are made especially in mass production. In this case, the coil unit typically consists of a bobbin made as a plastic injection-molded part, on which the winding is formed. An armature unit is guided relative to the stationary coil unit, typically axially within a hollow cylindrical bobbin, and is driven in response to energization of the winding.

Es hat sich zur Realisierung verschiedener Funktionalitäten derartiger magnetischer Stellvorrichtungen, etwa zum Erreichen eines (stromlos) bistabilen oder monostabilen Stellverhalten, als vorteilhaft herausgestellt, an der Ankereinheit und/oder stationär Permanentmagnetmittel vorzusehen. Diese können beispielsweise durch ihre Permanentmagnetkraft auch im unbestromten Zustand der Spuleneinheit eine vorbestimmte Stellposition der Ankereinheit sicherstellen. Entsprechend ist es dann notwendig, zur Bewegung der Ankereinheit aus einer solchen, permanentmagnetisch gesicherten Position das Permanentmagnetfeld durch ein durch Bestromung der Spuleneinheit erzeugtes Spulenfeld zu überlagern bzw. zu neutralisieren, um das gewünschte Bewegungsverhalten zu erreichen. Allerdings ist zu diesem Zweck häufig beträchtlicher Aufwand nötig, entweder energetisch zum Erzeugen eines entsprechend starken Kompensations- bzw. Überlagerungsfeldes oder konstruktiv, um einen geeigneten Kompensationsfluss durch einen (typischerweise als separates Bauteil stationär oder an der Ankereinheit verbauten) Permanentmagneten zu erzielen.It has proven to be advantageous to realize various functionalities of such magnetic actuating devices, for example to achieve a (currentless) bistable or monostable control behavior, to provide permanent magnet means to the armature unit and / or stationary. These can ensure, for example, by their permanent magnet force even in the de-energized state of the coil unit a predetermined positioning position of the armature unit. Accordingly, it is necessary for the movement of the armature unit from such a permanently magnetically secured position to superimpose or neutralize the permanent magnetic field by a coil field generated by energizing the coil unit, in order to achieve the desired movement behavior. However, considerable effort is often required for this purpose, either energetically for generating a correspondingly strong compensation or overlay field or constructive in order to achieve a suitable compensation flux through a (typically as a separate component stationary or mounted on the armature unit) permanent magnets.

Hinzu kommt als potentiell nachteilig ein gerade im Zusammenhang einer Großserienfertigung nicht unbeträchtlicher Montageaufwand in der Handhabung und Fixierung des (mindestens einen) Permanentelements.In addition, as a potentially disadvantageous in the context of mass production not inconsiderable assembly costs in the handling and fixing of the (at least one) permanent element.

Aus der DE 101 39 446 A1 ist ein magnetischer bzw. magnetisierbarer Spulenkörper für Magnetspulen zur Ventilsteuerung bekannt, welchem eine bestrombare Wicklung zugeordnet ist. Zum weiteren Stand der Technik wird verwiesen auf die EP 0 732 708 A2 sowie die DE 694 02 326 T2 .From the DE 101 39 446 A1 is a magnetic or magnetizable bobbin for solenoid coils for valve control is known, which is associated with a bestrombare winding. For further prior art, reference is made to the EP 0 732 708 A2 as well as the DE 694 02 326 T2 ,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Permanentmagnetmittel aufweisenden elektromagnetischen Stellvorrichtung zu schaffen.The object of the present invention is to provide a method for producing a permanent magnet means having electromagnetic actuator.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie die durch das hauptanspruchsgemäße Verfahren hergestellte Vorrichtung nach dem Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the method having the features of the main claim and the device produced by the main claim according to the method according to claim 4. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, die Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 sowie das Herstellungsverfahren nach dem unabhängigen Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben, wobei die auf den Hauptanspruch rückbezogenen abhängigen Patentansprüche 2 bis 9 in analoger Weise als rückbezogene Ansprüche auf den unabhängigen Vorrichtungsanspruch 10 gelten sollen und entsprechend als zur Erfindung gehörig offenbart sind.The object is achieved by the device having the features of the main claim, the device having the features of independent claim 10 and the manufacturing method according to independent claim 12. Advantageous developments of the invention are described in the dependent claims, wherein the dependent on the main claim dependent claims 2 to 9 shall apply analogously as a back-related claims to the independent device claim 10 and are accordingly disclosed as belonging to the invention.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist der Spulenträger der Spuleneinheit selbst aus einem magnetisierbaren Werkstoff realisiert, mit dem Ergebnis, dass nach dem Durchführen einer Erstmagnetisierung durch den Magnetisierungs-Spulenstrom in Form des Spulenträgers ein permanentmagnetischer stationärer Körper vorliegt, welcher dann im Rahmen der elektromagnetischen Stellvorrichtung nicht nur konstruktiv einfach und ohne zusätzlichen Bauteileaufwand permanentmagnetisch wirken kann und entsprechend die gewünschten Beiträge zum Stellverhalten leistet, auch ermöglicht es ohne zusätzlichen Spulenaufwand die ohnehin im Rahmen der elektromagnetischen Stellvorrichtung bzw. einer Elektromagnet-Spulenvorrichtung notwendige Wicklung (als Bewicklung des Spulenkörpers), bei geeigneter Beschaltung zur Bestromung mit dem Magnetisierungs-Spulenstrom zunächst die beschriebene Aufmagnetisierung des Spulenkörpers zum Herstellen des Permanentmagneten vorzunehmen, woraufhin dann dieselbe Wicklung benutzt werden kann, um bei Ansteuerung mit einem Betriebs-Spulenstrom einen regulären Betrieb der elektromagnetischen Stellvorrichtung, nämlich eine als Reaktion auf die Bestromung der Spuleneinheit hervorgerufene Bewegung der Ankereinheit, vorzunehmen (und wobei als „Betriebs-Bestromung” im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine solche Bestromung verstanden werden soll, welche die permanentmagnetische Magnetisierung des Spulenkörpers unbeeinträchtigt lässt bzw. diese Magnetisierung zumindest nicht dauerhaft aufhebt, damit typischerweise eine geringere Stromstärke als der Magnetisierungs-Spulenstrom benötigt, gleichwohl, in nachfolgend noch zu erläuternder Weise Einfluss auf den Permanentmagnetfluss des Spulenträgers im Betrieb nehmen kann).In accordance with the invention advantageously, the coil support of the coil unit itself is made of a magnetizable material, with the result that after performing a Erstmagnetisierung by the magnetization coil current in the form of the bobbin a permanent magnetic stationary body is present, which then not only in the context of the electromagnetic actuator structurally simple and without additional component expenditure can act permanently magnetic and accordingly makes the desired contributions to the control behavior, it also allows without additional coil expenditure anyway necessary in the context of the electromagnetic actuator or an electromagnetic coil winding (as winding of the bobbin), with appropriate wiring to Applying current to the magnetizing coil current first to carry out the described magnetization of the bobbin for producing the permanent magnet, whereupon the same Wi can be used to control when operating with an operating coil current, a regular operation of the electromagnetic actuator, namely, in response to the energization of the coil unit caused movement of the armature unit to make (and being referred to as "operating energization" in the present invention Such energization is to be understood, which leaves the permanent magnetization of the bobbin unimpaired or at least does not suspend this magnetization permanently, so typically requires a lower current than the magnetization coil current, nevertheless, in the manner yet to be explained influence on the permanent magnet flux of the bobbin in Can operate).

Zusätzlich vorteilhaft im Rahmen der Erfindung ist der Umstand, dass ohne zusätzlichen Platzbedarf für einen (separaten) Permanentmagneten und zum unmittelbaren magnetischen Zusammenwirken mit der Wicklung im Stell- bzw. Aktorenbetrieb eine optimierte Geometrie einer Stellvorrichtung geschaffen werden kann, welche Bauteileersparnis mit geringem Betriebsenergieeinsatz in optimaler Weise kombiniert. In addition, advantageous in the context of the invention is the fact that without additional space for a (separate) permanent magnet and for direct magnetic interaction with the winding in the actuator or Aktorenbetrieb an optimized geometry of an actuator can be created, which component savings with low operating energy use in optimal Way combined.

Dabei ist zunächst im Rahmen bevorzugter Weiterbildungen vorgesehen, den Spulenträger (günstig für Großserienfertigung) aus einem polymerhaltigen Werkstoff vorzusehen, wobei etwa sogenannte magnetisierbare Kunststoffe bekannt sind, bei welchen magnetisierbare Partikel in spritzfähiges Kunststoffmaterial eingebettet sind, so dass nach wie vor die bestehenden Spritzgießfertigungstechnologien für das Fertigen des Spulenträgers zugänglich bleiben.It is initially provided in the context of preferred developments to provide the coil carrier (favorable for mass production) of a polymer-containing material, such as so-called magnetizable plastics are known in which magnetizable particles are embedded in plastic material sprayable, so that still existing Spritzgießfertigungstechnologien for Make the coil carrier accessible.

Vorteilhaft im Rahmen bevorzugter Ausführungsformen ist es zudem, den Spulenträger (bezogen auf eine Symmetrie- sowie Bewegungslängsachse der Ankereinheit) achsen- bzw. rotationssymmetrisch auszugestalten, wobei in ansonsten bekannter Weise dann die Wicklung auf den Spulenträger aufgebracht werden kann. Dabei ist es einerseits günstig und bevorzugt, im Rahmen einfacher Realisierungsformen den Spulenträger einstückig und mit sämtlichen Abschnitten magnetisierbar auszugestalten. Alternativ und im Rahmen besonderer Ausführungsformen ist es gleichwohl möglich und von der Erfindung umfasst, lediglich einzelne Abschnitte des Spulenkörpers, etwa einen mittleren, zum Führen der Ankereinheit vorgesehenen Körperabschnitt, magnetisierbar auszugestalten, während daran ansitzende endseitige Flanschabschnitte selbst unmagnetisierbar sind; dies kann etwa durch geeignete Auswahl bzw. Zusammensetzung der jeweils verwendeten Werkstoffe geschehen. Entsprechendes gilt für eine umgekehrte Variante, bei welcher der Körperabschnitt selbst unmagnetisierbar ist, während daran ansitzende endseitige Flanschabschnitte aus dem erfindungsgemäßen magnetisierbaren Material hergestellt sind. Etwa zum Zweck der Nutzung bestehender Kunststoffkörper könnte es zudem weiterbildungsgemäß günstig sein, im Rahmen einer mehrlagigen bzw. mehrschichtigen Struktur jeweilige Abschnitte des Spulenträgers aus nicht magnetisierbaren und magnetisierbaren Lagen zusammenzusetzen.Advantageous in the context of preferred embodiments, it is also, the coil carrier (based on a symmetry and movement axis of the armature unit) axis or rotationally symmetrical design, in otherwise known manner, then the winding can be applied to the bobbin. It is on the one hand cheap and preferred to design the coil carrier in one piece and magnetizable with all sections in the context of simple implementation forms. Alternatively, and within the scope of particular embodiments, it is nevertheless possible and encompassed by the invention to design magnetizable only individual sections of the coil body, for example a central body section provided for guiding the armature unit, while end-side flange sections sitting on it are themselves non-magnetizable; This can be done for example by suitable selection or composition of the materials used in each case. The same applies to a reverse variant, in which the body portion itself is unmagnetizable, while it ansitzende end flange portions are made of the magnetizable material according to the invention. For the purpose of using existing plastic bodies, for example, it could also be beneficial for further development to assemble respective sections of the coil carrier from non-magnetizable and magnetizable layers within the framework of a multi-layered or multi-layered structure.

Entsprechend bedeutet das erfindungsgemäße Merkmal „aus einem ein magnetisierbares Material aufweisenden Werkstoff realisiert” im Hinblick auf den Spulenträger nicht, dass dieser ausschließlich magnetisierbar realisiert sein muss, vielmehr ist es zum Erreichen der erfindungsgemäßen Vorteile möglich, dass lediglich einzelne Abschnitte des Spulenträgers in der erfindungsgemäßen Weise die permanentmagnetische Magnetisierung erhalten können.Accordingly, the inventive feature "realized from a material having magnetizable material material" in terms of the bobbin does not mean that this must be realized exclusively magnetizable, but it is possible to achieve the advantages of the invention that only individual portions of the bobbin in the inventive manner can receive the permanent magnetic magnetization.

Besonders bevorzugt ist es, der elektromagnetischen Stellvorrichtung weiterbildungsgemäß Ansteuermittel für die Wicklung zuzuordnen, welche sowohl zum Erzeugen und Anlegen des Magnetisierungs-Spulenstroms ausgebildet sind (in einem Magnetisierungs- bzw. Konfigurationsmodus als erstem Betriebsmodus), als auch zum Erzeugen und Anlegen eines Betriebs-Spulenstroms, welcher in der jeweils gewünschten Weise, ggf. mit verschiedenen Polaritäten, ein Spulenfeld der Wicklung erzeugt, welches geeignet ein Permanentmagnetfeld des permanentmagnetischen Spulenkörpers überlagert (also entweder verstärkt oder neutralisiert bzw. kompensiert), so dass in einem Dauer-Betrieb des zweiten Betriebsmodus temporäre Flussmodulationen eines in der elektromagnetischen Stellvorrichtung fließenden Magnetflusses zum Erreichen des gewünschten Anker-Bewegungsverhaltens erfolgen können, ohne dass jedoch der Betriebs-Spulenstrom stark genug ist, die Permanentmagnetisierung des Spulenkörpers zu zerstören.It is particularly preferable to associate, according to the development of the electromagnetic actuating device, drive means for the winding which are designed to generate and apply the magnetizing coil current (in a magnetization or configuration mode as the first operating mode), as well as to generate and apply an operating coil current which in the desired manner, possibly with different polarities, generates a coil field of the winding which superimposes a permanent magnetic field of the permanent magnetic coil body (ie either amplified or neutralized or compensated), so that in a continuous operation of the second operating mode temporary Flow modulation of a magnetic flux flowing in the electromagnetic actuator to achieve the desired armature movement behavior can be carried out, but without the operating coil current is strong enough to destroy the permanent magnetization of the bobbin.

Zusätzlich weiterbildungsgemäß ist es im Rahmen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung auch möglich, Federmittel oder dergleichen Kraftspeicher zusätzlich einzusetzen, um das Bewegungsverhalten der Ankereinheit zu beeinflussen. So kann etwa eine Feder die Ankereinheit in einer ersten vorbestimmten Stellposition halten, bei welcher ein Permanentmagnetfluss des Spulenkörpers für ein Kräftegleichgewicht sorgt. Wird dann etwa durch Bestromung der Spuleneinheit im zweiten Betriebsmodus durch Feldüberlagerung das Permanentmagnetfeld geschwächt oder neutralisiert, treibt die Feder die Ankereinheit in eine zweite Stellposition.In addition, according to further developments, it is also possible within the scope of preferred embodiments of the invention to additionally use spring means or similar force accumulators in order to influence the movement behavior of the armature unit. For example, a spring can hold the armature unit in a first predetermined actuating position, in which a permanent magnet flux of the coil body ensures an equilibrium of forces. If, for example, the current field is weakened or neutralized by field superimposition by energizing the coil unit in the second operating mode, the spring drives the armature unit into a second setting position.

Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, elektromagnetische Stellvorrichtungen, welche im Magnetkreis Permanentmagnetmittel aufweisen, in ihrer Funktionalität zu flexibilisieren und zusätzlich konstruktiv drastisch zu vereinfachen. Damit sind nicht nur neue Anwendungsgebiete für derartige vorteilhafte elektromagnetische Stellvorrichtungen denkbar, auch steht zu erwarten, dass durch die evidenten Kostenvorteile in der Herstellung neue Einsatzgebiete erschlossen werden können.As a result, the present invention makes it possible to flexibilize electromagnetic actuators which have permanent magnet means in the magnetic circuit, and in addition to simplify their design dramatically. This not only new applications for such advantageous electromagnetic actuators are conceivable, it is also expected that new areas of application can be developed by the obvious cost advantages in the production.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings; these show in:

1 einen Längsschnitt durch einen Spulenträger gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ohne Wicklung; 1 a longitudinal section through a bobbin according to a first preferred embodiment without winding;

2 eine Darstellung analog 1 mit auf dem Spulenträger der 1 vorgesehenen Wicklung; 2 a representation analog 1 with on the coil carrier the 1 provided winding;

3 eine Darstellung analog 2 einer zum Aufbringen einer permanentmagnetischen Magnetisierung vorgesehenen Beschaltung mit einem geeigneten Magnetisierungs-Spulenstrom; 3 a representation analog 2 a circuit provided with a suitable magnetizing coil current for application of a permanent magnetic magnetization;

4 eine Darstellung der Vorrichtung der 2 zum Verdeutlichen eines Permanentmagnetflusses der permanentmagnetischen Magnetisierung nach einer Beaufschlagung mit einem Magnetisierungs-Spulenstrom (und in unbestromtem Zustand der Wicklung); 4 a representation of the device of 2 for illustrating a permanent magnet flux of the permanent magnetization after being subjected to a magnetizing coil current (and in the currentless condition of the winding);

5 eine Darstellung analog 3, 4 mit einander überlagertem Permanentmagnetfluss sowie Spulenmagnetfluss bei Magnetisierung im Betrieb (d. h. anliegendem Betriebs-Spulenstrom an der Wicklung); 5 a representation analog 3 . 4 with superimposed permanent magnet flux and coil magnet flux when magnetized in operation (ie, adjacent operating coil current at the winding);

6, 7 eine symbolische Darstellung einer in einem Gehäuse vorgesehenen Spulenvorrichtung gemäß 2 mit relativ zu dieser Spuleneinheit vorgesehener Ankereinheit im ausgefahrenen (6) und eingeführtem Zustand (7); 6 . 7 a symbolic representation of a housing provided in a coil device according to 2 with armature unit provided relative to this coil unit in the extended ( 6 ) and imported state ( 7 );

8 eine Darstellung analog 7 mit anliegendem Betriebs-Spulenstrom und 8th a representation analog 7 with adjacent operating coil current and

9 bis 11 Varianten zum Realisieren eines Spulenträgers, der lediglich abschnittsweise aus einem das magnetisierbare Material aufweisenden Werkstoff realisiert ist. 9 to 11 Variants for realizing a bobbin, which is realized only partially from a material having the magnetizable material.

Die 1 verdeutlicht einen in ansonsten bekannter Weise mit einem hohlzylindrischen Körperabschnitt 10 und daran beidseits endseitig ansitzenden Ringflanschen 12, 14 realisierten Spulenträger 16. Dieser ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem spritzfähigen Kunststoff gebildet, welcher ein permanentmagnetisierbares Material (etwa in Pulverform geeignet eingebettet) aufweist. Ein derartiges Produkt wird beispielsweise unter dem Namen Kolmag von der Firma Kollektor vertrieben.The 1 illustrates an otherwise known manner with a hollow cylindrical body portion 10 and on both sides endseitig ansitzenden annular flanges 12 . 14 realized coil carrier 16 , This is formed in the illustrated embodiment of a sprayable plastic, which has a permanent magnetizable material (embedded in powder form suitable). Such a product is marketed, for example, under the name Kolmag by the company Kollektor.

Dieser Spulenträger eignet sich in ansonsten bekannter Weise, wie die 2 verdeutlicht, zum Tragen einer Wicklung 18, wobei die endseitigen Ringflansche 12, 14 in axialer Richtung eine Begrenzung der Wicklung bilden. Im Inneren des hohlzylindrischen Körperabschnitts 10 kann dann in ansonsten bekannter Weise eine Ankereinheit axial beweglich geführt werden, welche dann als Reaktion auf eine Bestromung der Wicklung 18 bewegbar ist.This coil carrier is suitable in otherwise known manner, such as 2 clarifies, to carry a winding 18 , wherein the end-side annular flanges 12 . 14 form a limitation of the winding in the axial direction. Inside the hollow cylindrical body section 10 can then be guided in an otherwise known manner, an armature unit axially movable, which then in response to energization of the winding 18 is movable.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird jedoch zunächst nach dem Vorsehen der Wicklung 18 und vor einem regulären Stellbetrieb in der in 3 symbolisch gezeigten Weise die Wicklung 18 mit einem Magnetisierungs-Spulenstrom versehen. Dieser Spulenstrom, gezeichnet ist eine zugehörige Spannungsquelle 20, ist so eingerichtet, dass durch das Spulen-Magnetfeld der Wicklung 18 das magnetisierbare Material in den Abschnitten 10, 12, 14 des Spulenträgers 16 eine Permanentmagnetisierung erfährt. Dabei ist als „Permanentmagnetisierung” eine solche Magnetisierung zu verstehen, die nach einem Deaktivieren eines Spulenstroms verbleibt, dem Spulenträger 16 den Charakter eines Permanentmagneten verleiht und entsprechend in unbestromtem Zustand der Spule, wie in 4 mit Pfeilen 23 dargestellt, einen Permanentmagnetfluss gestattet. Wie diesbezüglich in die Darstellung der 4 schematisch eingezeichnet ist, erfährt durch die in 3 gezeigte Behandlung der mittlere Körperabschnitt 10 des Spulenträgers eine axial verlaufende (d. h. in der Richtung des Hohlzylinders verlaufende) Magnetisierung, während die jeweiligen Ringflansche in der angegebenen exemplarischen Polarität der 4 radial magnetisiert sind.In the context of the present invention, however, first after the provision of the winding 18 and before a regular control operation in the in 3 symbolically shown the winding 18 provided with a magnetizing coil current. This coil current, drawn is an associated voltage source 20 , is set up by the coil magnetic field of the winding 18 the magnetizable material in the sections 10 . 12 . 14 of the bobbin 16 undergoes a permanent magnetization. Here, "permanent magnetization" is to be understood as meaning a magnetization which remains after a deactivation of a coil current, the coil carrier 16 gives the character of a permanent magnet and accordingly in the de-energized state of the coil, as in 4 with arrows 23 represented, permitting a permanent magnet flux. As in this regard in the presentation of 4 is shown schematically by the in 3 shown treatment of the middle body section 10 of the bobbin an axially extending (ie running in the direction of the hollow cylinder) magnetization, while the respective annular flanges in the specified exemplary polarity of 4 are radially magnetized.

Eine so vorbereitete bzw. konfigurierte Anordnung ermöglicht es dann, neben einem durch Bestromung der Wicklung (mit einem niedrigeren Betriebs-Spulenstrom verglichen mit dem Magnetisierungs-Spulenstrom) zusätzlich zum Spulen-Magnetfeld das in 4 gezeigte Permanentmagnetfeld des Spulenträgers zu benutzen, dergestalt, dass gezielt etwa eine Überlagerung beider Magnetfelder eine jeweilige Verstärkung oder eine Schwächung bzw. Auslöschung eines resultierenden Magnetfeldes bewirkt und entsprechend genutzt werden kann, um eine Bewegung eines im Abschnitt 10 laufenden Ankers zu beeinflussen. So zeigt etwa die Darstellung der 5 bei einem durch die schematische Spannungsquelle 22 gezeigten Betriebs-Spulenstrom ein erzeugtes Spulen-Magnetfeld, Pfeilschar 24, welches dem Permanentfeld, Pfeilschar 23, entgegengesetzt verläuft und insoweit eine Kompensations- bzw. Schwächungswirkung ausübt. Würde dagegen die Polarität des Betriebs-Spulenstroms umgekehrt, würden sich die durch die Felder erzeugten magnetischen Flüsse addieren.Such a prepared or configured arrangement then makes it possible, in addition to a by energizing the winding (with a lower operating coil current compared to the magnetization coil current) in addition to the coil magnetic field in 4 shown permanent magnet field of the bobbin to use, such that specifically about a superposition of both magnetic fields causes a respective gain or weakening or extinction of a resulting magnetic field and can be used accordingly to a movement of a section 10 to influence the current anchor. For example, the illustration of the 5 at one by the schematic voltage source 22 shown operating coil current a generated coil magnetic field, arrow 24 , which is the permanent field, Arrowschar 23 , runs opposite and thus exerts a compensatory or weakening effect. On the other hand, if the polarity of the operating coil current were reversed, the magnetic fluxes generated by the fields would add up.

Anhand der 6 bis 8 wird verdeutlicht, wie eine Spuleneinheit der 1 bis 5 Komponente einer elektromagnetischen Stellvorrichtung sein kann. Gezeigt ist eine Spuleneinheit, die entsprechend dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel realisiert ist, mit dem vorbestimmten Magnetisierungs-Spulenstrom permanentmagnetisch vormagnetisiert ist sowie von einem Gehäuse umgeben ist, welches durch einen stirnseitigen Bodenabschnitt 30 sowie einem umlaufenden Zylinderabschnitt 32 gebildet ist. Mit dem hohlzylindrischen Körperbereich 10 des Spulenkörpers 16 wirkt zusammen ein axialer Ankerabschnitt 34 einer Ankereinheit 36, welche endseitig einen radialen Scheibenabschnitt 38 aufweist. Die Ankereinheit 36 ist aus einem magnetisch leitenden Material hergestellt und kann fakultativ eine Permanentmagneteinheit aufweisen.Based on 6 to 8th is clarified how a coil unit of 1 to 5 Component of an electromagnetic actuator may be. Shown is a coil unit, which is realized according to the above-described embodiment, is permanently magnetically pre-magnetized with the predetermined magnetization coil current and is surrounded by a housing, which by an end-side bottom portion 30 and a circumferential cylinder section 32 is formed. With the hollow cylindrical body area 10 of the bobbin 16 acts together an axial anchor section 34 an anchor unit 36 , which end a radial disc section 38 having. The anchor unit 36 is made of a magnetically conductive material and may optionally have a permanent magnet unit.

Durch Bestromen der Wicklung 18 in der in 5 gezeigten Art (oder gegenpolig) ist es nunmehr möglich, gezielt die Permanentwirkung des Spulenkörpers 16 wirken zu lassen, aufzuheben oder zu verstärken, so dass in der im Vergleich zwischen den 6 und 7 gezeigten Weise dann durch entsprechendes Zusammenwirken der flussleitenden Komponenten (zusätzlich wirken hier die Gehäuseabschnitte 30, 32 flussleitend) die Ankereinheit 36 zum Realisieren einer Stellvorrichtung zwischen verschiedenen Stellpositionen betrieben werden kann (wobei lediglich zur schematischen Illustration das Beispiel der 6 einen ausgefahrenen Extremzustand verdeutlicht). In ansonsten bekannter Weise würde dann mit der Ankereinheit ein Stellpartner zusammenwirken, welcher in der notwendigen Weise axial angetrieben werden kann.By energizing the winding 18 in the in 5 shown type (or opposite pole), it is now possible to specifically the permanent action of the bobbin 16 to let act, to lift or to reinforce, so that in comparison between the 6 and 7 shown way then by appropriate interaction of the flux-conducting components (in addition here the housing sections 30 . 32 flux-conducting) the anchor unit 36 can be operated to realize an actuator between different positions (with the example of the 6 illustrates an extended extreme condition). In otherwise known manner would then cooperate with the anchor unit an actuator, which can be driven axially in the necessary manner.

Anhand der 9 bis 11 ist eine Variante der vorliegenden Erfindung erkennbar. Hier ist, abweichend gegenüber dem einstückigen und vollständig permanentmagnetisierbaren Spülenkörper der 1, eine lediglich partielle bzw. abschnittsweise Magnetisierbarkeit vorgesehen, angedeutet durch die geschwärzten Abschnitte. Etwa realisierbar durch das Kombinieren verschiedener (Spritz-)Werkstoffe für die zu magnetisierenden und die nicht-permanentmagnetischen Teile eines Spulenkörpers ist es so dann möglich, etwa, wie in 9 gezeigt, einen Körperabschnitt 10' zu realisieren, welcher durch seine Ausbildung aus das magnetisierbare Material aufweisendem Werkstoff in der in 3 gezeigten Weise durch Beaufschlagung mit dem Feld des Magnetisierungs-Spulenstroms permanent-magnetisierbar ist, während die aus nicht-magnetischem Kunststoff realisierten Ringflansche 12' bzw. 14' keine (Permanent-)Magnetisierung erfahren. Umgekehrt ermöglicht es die Konfiguration der 10, 11 lediglich im Bereich der Ringflansche die gewünschte Permanentmagnetisierung herbeizuführen, während durch entsprechende nicht-magnetisierbare Materialwahl der Abschnitt 10'' unmagnetisiert bleibt. Dabei ist die Anordnung der 10 nach wie vor einstückig realisierbar, wobei die Ringflanschabschnitte 12'' bzw. 14'' durch geeignete Materialzusammenfügung während des Herstellungsprozesses in den nicht-magnetischen Mittelteil 10'' übergehen. Dagegen sieht das Ausführungsbeispiel der 11 vor, einen nicht magnetischen Spulenkörper 40, wie er als Kunststoff-Spritzgießteil ansonsten bekannt ist und wiederum einen zylindrischen Mittelabschnitt 42 sowie zwei Ringflansche 44, 46 aufweist, im äußeren axialen Stirnflächenbereich mit einer scheibenförmigen Beschichtung 48 zu versehen, so dass die (selbst nicht magnetisierbaren) Ringflanschabschnitte 44, 46 als Träger für ein aufgebrachtes magnetisierbares Material dienen, welches dann etwa in der Konfiguration der 3 einen Permanentmagnetisierung durch einen Magnetisierungs-Spulenstrom erfährt. Eine Anordnung der 11 dürfte sich dabei insbesondere eignen für das Verwenden bzw. Nachrüsten schon existierender bzw. bereits gefertigter Spulenkörper 40 aus nicht-magnetisierbarem Material, indem dann dieses magnetisierbare Material nachträglich aufgebracht werden kann.Based on 9 to 11 a variant of the present invention can be seen. Here is, deviating from the one-piece and completely permanent magnetizable sink body of 1 , provided only a partial or partial magnetization, indicated by the blackened sections. For example, it can be realized by combining different (injection) materials for the parts to be magnetized and the non-permanent magnetic parts of a bobbin, as in FIG 9 shown a body section 10 ' to realize which by his training from the magnetizable material exhibiting material in the in 3 shown manner is permanently magnetisable by acting on the field of the magnetizing coil current, while realized from non-magnetic plastic annular flanges 12 ' respectively. 14 ' experience no (permanent) magnetization. Conversely, the configuration of the 10 . 11 only in the area of the annular flanges bring about the desired permanent magnetization, while by appropriate non-magnetizable material choice of the section 10 '' remains unmagnetized. Here is the arrangement of 10 still integrally feasible, the annular flange sections 12 '' respectively. 14 '' by suitable material assembly during the manufacturing process in the non-magnetic center part 10 '' pass. In contrast, the embodiment sees the 11 before, a non-magnetic bobbin 40 as otherwise known as a plastic injection molded part and in turn a cylindrical central portion 42 as well as two ring flanges 44 . 46 has, in the outer axial end face region with a disc-shaped coating 48 to be provided so that the (even non-magnetizable) annular flange sections 44 . 46 serve as a carrier for an applied magnetizable material, which then approximately in the configuration of 3 undergoes a permanent magnetization by a magnetizing coil current. An arrangement of 11 should be particularly suitable for the use or retrofitting already existing or already manufactured bobbin 40 made of non-magnetizable material by then this magnetizable material can be applied later.

Die vorliegende Erfindung eignet sich für eine Vielzahl von Einsatz- und Anwendungsbereichen. So ist es zudem zusätzlich möglich (in den Figuren nicht gezeigt), die Ankereinheit etwa gegen die Kraft von Federmitteln oder dergleichen Kraftspeicher zu bewegen, um insoweit, über die Permanent-Magnetwirkung des Spulenträgers selbst hinaus, weitere Beeinflussungsmöglichkeiten der Ankerbewegung zu haben.The present invention is suitable for a variety of applications and applications. Thus, it is also additionally possible (not shown in the figures) to move the armature unit approximately against the force of spring means or the like force accumulator so far, beyond the permanent magnetic effect of the bobbin itself out to have further influencing possibilities of the armature movement.

Claims

Method for producing a stationary permanent magnet means and an electromagnetic actuating device having a stationary coil unit, characterized by the steps: - producing a coil body having a magnetizable material ( 16 ) of the coil unit, - applying a winding ( 18 ) on the bobbin, - energizing the winding ( 18 ) having a predetermined magnetizing coil current for effecting permanent magnetization of the bobbin, and providing an armature unit drivable relative to the coil unit in response to an operation energization with a predetermined operating and / or actuator coil current ( 36 ) on or in the bobbin.

Method according to Claim 1, characterized by carrying out the energization of the winding ( 18 ) with the magnetizing coil current in a first operating module of the adjusting device and for carrying out the operating energization of the winding ( 18 ) with a preferably reversible operating coil current, which is smaller than the magnetization coil current, as an armature coil current in a second operating mode of the adjusting device.

A method according to claim 2, characterized in that the operating coil current is generated so that a magnetic field of the winding ( 18 ) in the second operating mode, the permanent magnetization of the bobbin ( 16 ?) At least partially compensating superimposed.

Electromagnetic actuator manufactured by the method according to one of claims 1 to 3, with a relative to a stationary coil unit and in response to an energization of the same movable anchor unit ( 36 ), wherein the coil unit at least one on a stationary bobbin ( 16 ) provided winding ( 18 ), the bobbin ( 16 ) is realized from a material having a magnetizable material, which receives a permanent magnetization in response to an energization of the winding with a predetermined magnetization coil current, characterized in that the material for the bobbin is sprayable and / or thermally deformable and polymeric components having. is formed so that in response to an energization of the winding ( 18 ) with a predetermined magnetizing coil current of the coil carrier ( 16 ) receives a permanent magnetic magnetization.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the bobbin ( 16 ) rotationally and / or axially symmetrically to a direction of movement of the anchor unit ( 36 ) is formed corresponding axis.

Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the bobbin ( 16 ) has a receptacle for the anchor unit ( 36 ) and coat side with the winding ( 18 ) body portion ( 10 ) having.

Apparatus according to claim 6, characterized in that at least one end axially on the body portion ( 10 ) a circumferential flange portion, in particular annular flange portion ( 12 . 14 ), ansitzt and / or molded, which serves as a limitation of the winding ( 18 ) acts.

Apparatus according to claim 7, characterized in that only the body portion ( 10 ' ) is realized from the magnetizable material having material.

Apparatus according to claim 7, characterized in that only the at least one flange portion ( 12 '' . 14 '' ) is realized from the magnetizable material having material.

Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the body portion ( 10 ) and / or the at least one flange section ( 44 . 46 . 48 ) has a multilayered structure, wherein at least one layer of the structure does not comprise a magnetizable material.