DE102017004082A1

DE102017004082A1 - Actuator with magnetic return via coil made of iron wire

Info

Publication number: DE102017004082A1
Application number: DE102017004082.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-04-30
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-11-02
Also published as: DE202016002750U1

Abstract

Aktuatoren mit elektromagnetischer Hubbetätigung herkömmlicher Bauart (1) weisen einen Anker mit Betätigungsstange, eine Spule, einen Spulenträger, ein Magnet-Rückschlussblech, eine Rückstellfeder und eine Umspritzung mit Kontaktpins zur Stromzufuhr auf. Die elektromagnetischen Aktuatoren haben im Wesentlichen die Aufgabe kurze Verstellwege in kurzer Zeit zu schalten. Die Kraft errechnet sich im wesentlichen aus der Formel Ampere × Windungen und dem zu überbrückenden Luftspalten die den Magnetfluss unterbrechen. Solche Aktuatoren werden in großer Zahl in allen Bereichen der Industrie eingesetzt. Die Aufgaben für zukünftige Aktuatoren ist das Gewicht, und/oder die elektrische Leistung bei gleichbleibender Magnetkraft zu reduzieren. Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Anforderungen durch physikalische Gesetze nicht ohne weiteres durchsetzbar sind. Dieses Problem wird den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Mit der Erfindung wird erreicht, dass der Aktuator mehr mechanische Kraft bei gleichbleibender elektrischer Stromzufuhr und gleichem Aktuator Gewicht erzeugen kann. Dies geschieht durch Reihen oder Parallelschaltung der Wicklungen von Kupfer und Eisenspulen. Elektrische Leitungsverluste werden hierbei durch Anpassung des Eisen-Drahtquerschnittes zur Kupferwicklung angepasst. Die Ausführung der Erfindung wird der 3 dargestellt. 3 Aktuator, ISO Ansicht mit Eisendrahtwicklung (8) und Isoliereinlage (9)Actuators with electromagnetic lifting actuation of conventional design (1) have an armature with actuating rod, a coil, a coil carrier, a magnetic return plate, a return spring and an overmoulding with contact pins for power supply. The electromagnetic actuators essentially have the task of switching short adjustment paths in a short time. The force is essentially calculated from the formula Ampere × turns and the air gaps to be bridged which interrupt the magnetic flux. Such actuators are used in large numbers in all areas of industry. The tasks for future actuators is the weight, and / or to reduce the electrical power at constant magnetic force. The protection specified in claim 1 invention is based on the problem that requirements by physical laws are not readily enforceable. This problem is solved in the protection claim 1 listed features. With the invention it is achieved that the actuator can generate more mechanical force with constant electrical power supply and the same actuator weight. This is done by series or parallel connection of the windings of copper and iron coils. Electrical line losses are adjusted by adjusting the iron wire cross-section to the copper winding. The embodiment of the invention is shown in FIG. 3 actuator, ISO view with iron wire winding (8) and insulating insert (9)

Description

Aktuatoren mit elektromagnetischer Hubbetätigung herkömmlicher Bauart (1) weisen einen Anker mit Betätigungsstange, eine Spule, einen Spulenträger, ein Magnet-Rückschlussblech, eine Rückstellfeder und eine Umspritzung mit Kontaktpins zur Stromzufuhr auf.Actuators with electromagnetic lifting actuation of conventional design ( 1 ) comprise an armature with actuating rod, a coil, a coil carrier, a magnetic return plate, a return spring and an overmolding with contact pins for power supply.

Die elektromagnetischen Aktuatoren haben im Wesentlichen die Aufgabe kurze Verstellwege in kurzer Zeit zu schalten. Die Kraft errechnet sich im wesentlichen aus der Formel Ampere × Windungen und dem zu überbrückenden Luftspalten die den Magnetfluss unterbrechen. Solche Aktuatoren werden in großer Zahl in allen Bereichen der Industrie eingesetzt. Die Aufgaben für zukünftige Aktuatoren ist das Gewicht, und/oder die elektrische Leistung bei gleichbleibender Magnetkraft zu reduzieren.The electromagnetic actuators essentially have the task of switching short adjustment paths in a short time. The force is essentially calculated from the formula Ampere × turns and the air gaps to be bridged which interrupt the magnetic flux. Such actuators are used in large numbers in all areas of industry. The tasks for future actuators is the weight, and / or to reduce the electrical power at constant magnetic force.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Anforderungen durch physikalische Gesetze nicht ohne weiteres durchsetzbar sind.The protection specified in claim 1 invention is based on the problem that requirements by physical laws are not readily enforceable.

Dieses Problem wird den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved in the protection claim 1 listed features.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass der Aktuator mehr mechanische Kraft bei gleichbleibender elektrischer Stromzufuhr und gleichem Aktuator Gewicht erzeugen kann. Dies geschieht durch Reihen oder Parallelschaltung der Wicklungen von Kupfer und Eisenspulen. Elektrische Leitungsverluste werden hierbei durch Anpassung des Eisen-Drahtquerschnittes zur Kupferwicklung angepasst.With the invention it is achieved that the actuator can generate more mechanical force with constant electrical power supply and the same actuator weight. This is done by series or parallel connection of the windings of copper and iron coils. Electrical line losses are adjusted by adjusting the iron wire cross-section to the copper winding.

Eine weiterer vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist, das bei einer elektrischen Taktung des Aktuators erzeugten Wirbelstrome im elektrisch isolierten Eisendraht (statt eines vollen Eisenkörpers) die mechanische Leistung des Aktuators über einen weiten Bereich konstanter ist.Another advantageous feature of the invention is that the eddy currents generated in an electrical timing of the actuator in the electrically insulated iron wire (instead of a full iron body), the mechanical performance of the actuator over a wide range is more constant.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 & 3 dargestellt. Die Isoliereinlage zwischen Kupfer und Eisendraht verhindert einen unzulässigen Stromfluss zwischen beiden Wicklungen. Die Thermisch unterschiedlichen Ausdehnungsparameter beider Werkstoffe werden durch die Isoliereinlage kompensiert.An advantageous embodiment of the invention is shown in the protection claim 2 & 3. The insulating insert between copper and iron wire prevents an impermissible current flow between the two windings. The thermally different expansion parameters of both materials are compensated by the insulating insert.

Eine Ausführung der Erfindung wird mit Anhand der 1 bis 3 erläutert.An embodiment of the invention will be with reference to the 1 to 3 explained.

1 Aktuator, Stand der Technik 1 Actuator, state of the art

2 & 3 Aktuator mit Magnetrückschluss über Spule aus Eisendraht ausgeführt 2 & 3 Actuator with magnetic return via coil made of iron wire

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kupferspulecopper coil
22: RückführblechFeedback sheet
33: Anker mit BetätigungsstangeAnchor with operating rod
44: RückstellfederReturn spring
55: Elektrischen AnschlusskontakteElectrical connection contacts
66: Polplattepole plate
77: Aktuator-UmspritzungActuator encapsulation
88th: EisendrahtwicklungIron wire
99: Isoliereinlageinsulating insert
1010: Sammelblechcollection plate
1111: Polkernpole core
1212: Betätigungsstangeactuating rod
1313: Ankeranchor

Claims

Actuator with magnetic return via coil of iron wire Characterized in that the return plate 2 ( 8th ) of the actuator is made of an electrically insulated iron wire winding and the magnetic field lines extend over the iron wire.

Insulating insert characterized in that an electrically isolated and mechanically deformable insert between the copper coil ( 1 ) and iron wire winding ( 8th ) 2 ( 9 ), for example plastics such as Teflon, PA, or elastomers such as EPDM. This can, if executed in EPDM material also z. B. tubular (closed). This is advantageous for the assembly, since the material is mounted with undersize and thus is captive.