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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Aktuator für ein Hydraulikventil sowie ein Hydraulikventil, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Um bei großen Getriebeölwechselintervallen, im Extremfall bei so genannten Lebensdauerfüllungen, dennoch ausfallsicher zu sein, muss das Getriebeventil eine hohe Robustheit aufweisen. Hohe Robustheit lässt sich zwar mit einem großen Spiel bei den zu bewegenden Teilen erzielen. Jedoch geht das zu Lasten der Regelgüte sowie der erzeugten Magnetkraft. Des Weiteren führt dieses große Spiel zu Leckagen und einer Erhöhung von auf den Magneten wirkenden Querkräften.
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Aus der
DE 10 2011 053 023 A1 ist ein Hydraulikventil bekannt, das eine hohe Robustheit neben einer hohen Regelgüte aufweist. Die hohe Robustheit wird erreicht, indem Schmutzpartikel im Betriebsmedium nicht zum Verklemmen des Getriebeventils führen können, da der Anker so große Axialkräfte aufbringen kann, dass dieser sich stets frei reißen kann. Gleichzeitig weist das Hydraulikventil eine hohe Regelgüte auf, die mittels mehrerer konstruktiver Maßnahmen erreicht wird. So werden insbesondere die Querkräfte zwischen dem Anker und einem Polrohr minimiert.
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Eine weitere Verbesserung der Regelgüte kann durch die Ausbildung einer im Wesentlichen einteilig ausgebildeten Polgruppe herbeigeführt werden. Dabei sind das Polrohr und der Polkern mit Hilfe eines relativ zum Polrohr und dem Polkern dünnwandigen Verbindungssteges verbunden. So geht aus der
DE 10 2014 013 602 B3 ein Hydraulikventil hervor, dessen Aktuator ein Polrohr und ein über einen Verbindungssteg einteilig mit dem Polrohr verbundenen Polkern aufweist. Dies führt zu einer Minimierung der Querkräfte zwischen dem Polrohr und dem Anker, wobei alle wichtigen Geometrien für die zuverlässige Funktion des Aktuators einzuhalten sind, enthalten sind, wobei eine zentrische Lage des Ankers und zusätzlich ein zentrisches Eintauchen des Ankers in einen Innenraum der Polgruppe ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aktuator bereitzustellen, der eine hohe Kraftdichte aufweist bei einer weiteren Reduzierung einer auf den Anker wirkenden Querkraft. Eine weitere Aufgabe ist die Angabe eines verbesserten Hydraulikventils, das eine möglichst hohe Kraftdichte seines magnetischen Aktuators aufweist und dabei kostengünstig herstellbar ist.
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Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Aktuator für ein Hydraulikventil, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, vorgeschlagen, der ein magnetisierbares Aktuatorgehäuse umfasst, welches eine Magnetspule umschließt. Weiter weist der Aktuator eine in einer Gehäuseaufnahmeöffnung des Aktuatorgehäuses angeordnete Polgruppe auf, wobei die Polgruppe zumindest einen Polkern und ein Polrohr umfasst, wobei der Polkern und das Polrohr durch einen Verbindungssteg einstückig verbunden sind. Der Polkern ist über einen Polkernkonus mit dem Verbindungssteg und/oder das Polrohr ist über einen Polrohrkonus mit dem Verbindungssteg verbunden. In einem Innenraum der Polgruppe ist ein axial bewegbar aufgenommener Anker angeordnet, wobei in axialer Richtung der Anker an seiner ersten Stirnfläche durch einen ihm gegenüberliegend ausgebildeten, bevorzugt einstückig mit der Polgruppe ausgebildeten Abschlussdeckel sowie durch eine an seiner von der ersten Stirnfläche abgewandt angeordnete zweiten Stirnfläche gegenüberliegend angeordneten Lagerscheibe begrenzt ist. Der erfindungsgemäße Aktuator weist zur Reibungsminderung und für eine einwandfreie magnetische Funktion zwischen dem Anker und der Polgruppe einen Luftspalt auf, wobei der Luftspalt vollständig zwischen einer Mantelfläche des Ankers und einer Innenfläche des Innenraums ausgebildet ist, wobei der Luftspalt zur zentrischen Lagerung des Ankers in der Polgruppe über einem Umfang des Ankers einen konstanter Abstand zwischen dem Anker und der Polgruppe herbeiführend ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass der Anker aufgrund des zwischen Anker und Polgruppe über dem Umfang des Ankers konstant ausgebildeten Abstands, welcher als Luftspalt ausgeführt ist, zentrisch in der Polgruppe aufgenommen ist.
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Eine einteilig ausgebildete Polgruppe, zumindest bestehend aus dem Polkern und dem Polrohr weist den Vorteil auf, dass bei der Fertigung der Polgruppe, insbesondere des den Anker aufnehmenden Bauteils der Polgruppe bestehend aus Polrohr und Polkern sowie des Verbindungsstegs, eine mechanische Achse der gesamten Polgruppe festgelegt werden kann, und so eine Mantelfläche des Ankers günstig definiert ist, da die beiden Achsen von Polgruppe und Anker in Übereinstimmung koaxial gebracht werden können, oder mit anderen Worten, vollständig koaxial ausgebildet werden können, um so günstige Laufeigenschaften des Ankers zu gewährleisten. Um die Querkräfte zu minimieren, muss der Anker sich zentrisch bewegend in der Polgruppe, insbesondere im Polrohr angeordnet sein, und ebenso zentrisch in einen Konusbereich des Polkerns hineinfahren können. Bei zentrischer Lage des Ankers sind die Querkräfte ausgeglichen, somit ihre Summe ist Null. Je größer eine Abweichung aus der zentrischen Lager, desto größer sind daraus resultierende Querkräfte. Aufgrund der minimierten Querkräfte geht aus der Gesamtsumme der Kräfte eine höhere Axialkraft, und somit eine höhere Magnetkraft hervor.
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Dadurch, dass der Anker die Innenfläche nicht berührt, übt der Anker auch keine Kräfte auf den Polkern aus und die bei der Fertigung definierte Längsachse der Polgruppe wird nicht durch den relativ dünnen Verbindungssteg zwischen Polkern und Polrohr auf Grund von Kräften des Ankers auf den Polkern deformiert. Ein wesentlicher Vorteil ist die Reduzierung der Reibung und einer damit einhergehenden Steigerung der Kraftdichte des Aktuators. Ein weiterer Vorteil ist in der Nichtnotwendigkeit einer zwischen dem Anker und der Polgruppe ausgebildeten magnetischen Trennschicht zu sehen, wie es im Stand der Technik notwendig ist, da der Anker aufgrund des Luftspaltes keine Berührung mit der Polgruppe aufweist. Dies erspart einen Beschichtungsaufwand und eine sich daran anschließende Schleifbearbeitung.
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Die hohe Kraftdichte wird dadurch erzielt, dass die Bauteile, welche den metallischen Kreis zur Realisierung eines magnetischen Flusses bilden, miteinander verbunden und/oder verpresst sind, so dass zwischen diesen kein Luftspalt den möglichen magnetischen Fluss behindert und/oder schwächt. Diese Bauteile sind die Polgruppe, bestehend aus dem Polrohr, dem Polkern und dem Verbindungssteg, sowie das Aktuatorgehäuse und eine Polscheibe.
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Dieses zentrale Bauteil, die Polgruppe, weist geringstmögliche Rundlaufabweichungen an den verschiedenen Durchmessern auf, da es in einer Spannung auf einer Maschine bearbeitet wird. Das zentrale Bauteil, die Polgruppe, enthält alle wichtigen Geometrien um die hohen funktionalen Anforderungen des Aktuators zu erfüllen. Die hierzu notwendigen exakten Durchmesser können in einer so genannten Aufspannung gefertigt werden, so dass sie exakt zueinander ausgebildet sind. Somit ist eine bestmögliche zentrische Lage der Bauteile, im zusammengesetzten Zustand, gegeben. Des Weiteren ist die Polgruppe das einzig präzise auszubildende Bauteil im so genannten magnetischen Kreis. Alle anderen Bauteile stellen an die Fertigung keine hohen Ansprüche und können auf kostengünstige Weise hergestellt werden.
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In einer Ausgestaltung ist der Anker mit Hilfe eines ihn zumindest teilweise durchdringenden Stützelementes in der Polgruppe bewegbar aufgenommen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben den Anker vollkommen berührungsfrei in der Polgruppe, somit ohne Kontakt mit der Polgruppe, bewegbar in dieser aufzunehmen. Das Stützelement kann sich entlang einer Symmetrie des Ankers erstrecken, es kann jedoch auch quer zu dieser angeordnet sein. Ebenso kann es sich über einen Außenumfang des Ankers erstrecken.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Stützelement sich in Richtung der Längsachse des Aktuators erstreckend und koaxial mit dieser ausgebildet ist. Somit ist der Vorteil, dass, da sich der Anker in Richtung der Längsachse des Aktuators bewegt, bei einer Bewegung des Stützelementes keine Querkräfte auf den Anker wirken. Dieser Vorteil wird durch eine Lagerung des Stützelementes in der Polgruppe unterstützt. Es können Reibungsverluste minimiert werden, insbesondere, sofern das Stützelement einen möglichst geringen Querschnitt und/oder in der Polgruppe mit einer geringen axialen Ausdehnung gelagert ist. Das heißt mit anderen Worten, dass ein in der Polgruppe ausgebildetes Lager insbesondere in seiner axialen Ausdehnung möglichst kurz ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators ist im Abschlussdeckel eine Lageröffnung zur Lagerung des Stützelementes ausgebildet. Der Abschlussdeckel bildet in axialer Richtung ein Ende der Polgruppe, so dass vorteilhaft eine Öffnung zur Lagerung des Stützelementes in den in die Polgruppe integrierten Abschlussdeckel auf kostengünstige Weise, bspw. durch eine Bohrung eingebracht werden kann. Auch eine weitere Bearbeitung der Öffnung, bspw. Honen, Läppen und/oder Polieren zur Ausbildung eines reibungsarmen Gleitlagers ist kostengünstig vorzunehmen, da die Öffnung zur Bearbeitung einfach, da direkt, zu erreichen ist. Der Abschlussdeckel könnte auch als separates Bauteil ausgebildet sein.
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Eine weitere Lagerstelle des Stützelementes ist vorteilhaft, da ebenfalls kostengünstig, in der Lagerscheibe auszubilden. Die Lagerscheibe wird üblicherweise unabhängig von dem Polrohr und dem Polkern hergestellt und nach Einbringen des Ankers in den Innenraum der Polgruppe in diese üblicherweise mit Hilfe einer Presspassung gefügt. Es handelt sich somit bei der Lagerscheibe um ein einfaches scheiben- oder zylinderförmiges Bauteil, in das eine weitere Öffnung zur Realisierung der Lagerstelle einzubringen ist. Diese lässt sich ebenfalls, wie auch beim Abschlussdeckel einfach und kostengünstig herstellen. Die Lagerscheibe könnte auch ein Teil einer Buchse oder eines Polstopfens sein.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Abschlussdeckel auch nach Herstellung des einstückig ausgebildeten Polgruppenabschnitts bestehend aus Polrohr, Polkern und Verbindungssteg in das Polrohr gefügt werden kann, wodurch die Herstellung der im Abschlussdeckel liegenden Lagerstelle weiter vereinfacht ist.
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Im Innenraum vor und hinter dem Anker ausgebildete freie Flächen sind vorteilhaft gleich groß auszuführen, damit bei Bewegungen des Ankers im Innenraum vorliegendes Hydraulikfluid in diesem bewegt werden kann und nicht aus dem Innenraum zur Herbeiführung einer schnellen Bewegung des Ankers abgeführt werden muss. Der mit Hilfe der gleich großen Flächen erwirkte Druck bei Bewegung des Ankers aufgrund der notwendigen Verdrängung im Volumen vor oder hinter dem Anker, ist hinreichend zur Realisierung einer schnellen Reaktionszeit des Hydraulikventils bei gleichzeitiger vorteilhafter Dämpfung des Ankers und demgemäß einer Dämpfung des mit Hilfe des Ankers bewegten Kolbens des Hydraulikventils.
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Der Anker ist bevorzugt fest mit dem Stützelement zu verbinden, damit eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen, welche zu einer Fehlfunktion des Hydraulikventils führen könnte, vermieden ist.
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Vorteilhaft ist das Stützelement in Form einer Stange, insbesondere einer massiven oder dickwandigen Stange ausgebildet. Die Stange ist geeignet zur Herbeiführung einer Linearbewegung mit dem Anker.
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Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein Hydraulikventil, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, mit einem Steuerventil und einen das Steuerventil bewegenden Aktuator, wobei der Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
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Zur Sicherstellung der Funktion von hydraulischen Ventilen in einer mechatronischen Getriebesteuerung ist es grundsätzlich notwendig, die Lagerungen von Ankern gegen das Einwirken externer Einflüsse so robust wie möglich auszuführen. So ist neben der Erzielung einer mechanischen Robustheit die Robustheit gegen kontaminierte Betriebsmedien, wie sie bspw. in Form von Spänen durch Reibung zwischen der Polgruppe und dem Anker entstehen können, vermieden, da der Anker keinen Kontakt mit der Polgruppe besitzt.
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Das erfindungsgemäße Hydraulikventil kann als Getriebeventil eingesetzt werden für komfortabel reibschlüssig zu koppelnde Getriebekupplungen - insbesondere Anfahr-/Schaltkupplungen oder Synchronisierungen -, das den Einsatz bei nur wenig bis gar keinen Getriebeölwechseln ermöglicht. Überdies kann ein solches Getriebeventil auch in Staaten mit schlechter Getriebeölqualität eingesetzt werden.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Aktuator eines erfindungsgemäßen Hydraulikventils; und
- 2 einen Längsschnitt durch eine einen Anker aufweisende Polgruppe des Aktuators gem. 1.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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In 1 ist in einem Längsschnitt ein erfindungsgemäßer Aktuator 10 eines erfindungsgemäßen Hydraulikventils 12 illustriert. Das Hydraulikventil 12, welches ausgehend von dem Aktuator 10 in seinen zur hydraulischen Funktion ausgebildeten Bauteilen nicht näher dargestellt ist, umfasst weiter ein Steuerventil mit einem hydraulische Anschlüsse aufweisenden Gehäuse mit einem axial bewegbaren, hydraulisch durchströmbaren Kolben, welcher zur Freigabe und Verschließung von im Gehäuse ausgebildete Durchströmöffnungen axial verschiebbar aufgenommen ist. Der Kolben wird mit Hilfe des Aktuators 10 axial positioniert.
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Der Aktuator 10 umfasst ein magnetisierbares Aktuatorgehäuse 14, welches eine Magnetspule 16 an deren Außenumfang 18 und an wenigstens einer ihrer Stirnseiten 20 umschließt. Die Magnetspule 16 ist in einen Trägerkörper 22, vorzugsweise aus Kunststoff, aus Gründen der elektrischen Isolation, eingebettet oder eingegossen. Der mit der Magnetspule 16 bestückte Trägerkörper 22 ist in einer Gehäuseaufnahmeöffnung 23 des Aktuatorgehäuses 14 aufgenommen.
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Der Trägerkörper 22 ist zwischen der Magnetspule 16 und einer Polgruppe 24 angeordnet, wobei er die Polgruppe 24 über deren Mantelfläche 26, diese zumindest teilweise umfassend ausgebildet ist.
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Die Polgruppe 24, welche hutförmig ausgeführt ist, ist gebildet aus einem Polkern 28 und einem Polrohr 30, welche in axialer Richtung miteinander mit Hilfe eines Verbindungssteges 32 verbunden sind. Der Polkern 28, das Polrohr 30 und der Verbindungssteg 32 sind einteilig ausgebildet. Der Polkern 28 ist dem Kolben zugewandt angeordnet, wohingegen das hutförmig ausgeführte Polrohr 30, welches an der vom Kolben abgewandt ausgebildeten Stirnseite der Polgruppe 24, diese mit Hilfe eines Abschlussdeckels 31 nahezu verschließend ausgeführt ist, vom Kolben abgewandt angeordnet ist.
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Der Verbindungssteg 32 ist hohlzylinderförmig ausgestaltet und ist an seiner dem Polkern 28 zugewandt ausgebildeten Seite mit einem Polkernkonus 34 verbunden. Ebenso könnte der Verbindungssteg 32 an seiner dem Polrohr 30 zugewandt ausgebildeten Seite mit einem Polrohrkonus des Polrohrs 30 verbunden sein. Auch könnten Polkern 28 und Polrohr 30 jeweils einen Konus aufweisen zwischen denen der Verbindungssteg 32 angeordnet ist. In einem Innenraum 36 der Polgruppe 24, welche eine Längsachse 38 aufweist, ist ein Anker 40 in Richtung der Längsachse 38 bewegbar aufgenommen.
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Zur vereinfachten Montage ist das Aktuatorgehäuse 14 hohlzylinderförmig ausgebildet und weist im Bereich seines dem Kolben zugewandt ausgebildeten Endes eine den Polkern 28 umfassende Polscheibe 42 auf, welche sich in axialer Richtung an den Trägerkörper 22 und dem Aktuatorgehäuse 14 abstützend angeordnet ist. Ebenso könnte die Polscheibe 42 auch in das Aktuatorgehäuse 14 eingepresst werden. Der Vorteil ist, dass das Aktuatorgehäuse 14 hutförmig, oder mit anderen Worten topfförmig ausgebildet werden kann, und wobei der die Magnetspule 16 tragende Trägerkörper 22 einfach in das Aktuatorgehäuse 14 eingelegt werden kann und dieses mit der Polscheibe 42, die zur Aufnahme der Polgruppe 24 ausgestaltet ist, bedeckt werden kann.
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Die im Aktuatorgehäuse 14 angeordnete Magnetspule 16, die Polgruppe 24 mit dem Anker 40 und die Polscheibe 42 bilden den wesentlichen Teil des Aktuators 10 des Hydraulikventils 12.
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Wie insbesondere der 2, einer vergrößerten Darstellung der Polgruppe 24 in einem Längsschnitt, entnommen werden kann, ist im Bereich des Polrohrs 30 und des Verbindungsstegs 32 ein Absatz 44 an einer Innenfläche 45 der Polgruppe 24 vorgesehen, wobei der Absatz 44 mit Hilfe zweier unterschiedlicher Innendurchmesser 11, 12 des Innenraums 36 gebildet ist. Der erste Innendurchmesser 11, welcher im Polrohr 30 sowie in einem Abschnitt des Verbindungsstegs 32 vorliegt, ist kleiner als der zweite Innendurchmesser 12, welcher im übrigen Innenraum 36 ausgebildet ist. Mit Hilfe des Absatzes 44 sind mögliche Querkräfte auf den Anker 40 weiter zu reduzieren.
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Der Absatz 44 ist in einer Arbeitsposition des Ankers 40, in welcher er an dem Abschlussdeckel 31 anliegt, in Richtung des Abschlussdeckels 31 den Anker 40 überdeckend, jedoch noch im Verbindungssteg 32 ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass der Anker 40 in dieser Arbeitsposition, ausgehend vom Polrohr 28 betrachtet, zumindest bis zum Absatz 44 von der Innenfläche 45 mit dem größeren Innendurchmesser 12 umfasst ist. Der Absatz 44 dient zum Abstreifen von Schmutzpartikeln beispielsweise auf Grund von mechanischem Abrieb oder von Zerspanungsrückständen in dem hydraulischen Fluid, mit dem das Hydraulikventil 12 betrieben wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass solche Schmutzpartikel auf eine Mantelfläche 50 des Ankers 40 gelangen und/oder sich dort festsetzen können. Der Absatz 44 könnte zusätzlich noch mit einer Abstreifkante ausgebildet sein, wobei die Abstreifkante in Form einer Fase ausgebildet wäre.
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Alternativ zur vorstehend genannten Ausführung kann der Absatz 44 auch am Anker 40 angeordnet sein. In dieser Ausführung weist der Innenraum 36 einen konstanten Innendurchmesser auf, jedoch besitzt der Anker 40 zwei unterschiedliche Außendurchmesser, wobei der Bereich des Ankers 40 mit dem größeren Außendurchmesser dem Abschlussdeckel 31 zugewandt angeordnet ist. Ebenso möglich ist auch eine Ausführung des erfindungsgemäßen Aktuators 10 in einer weiteren alternative ohne einen Ansatz 44. Das heißt, dass weder der Anker 40 noch die Polgruppe 24 einen Absatz 44 aufweist.
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Der Innenraum 36 ist gegenüber dem Kolben mit Hilfe einer Lagerscheibe 46 im Wesentlichen geschlossen. Die Lagerscheibe 46 ist neben der Begrenzung der axialen Bewegung des Ankers 40 zur Vermeidung eines übermäßigen Austritts von im Innenraum 36 aufgenommenen Hydraulikfluids angeordnet. So kann das Hydraulikfluid, welches zur reibungsarmen Bewegung und zur Dämpfung des Ankers 40 vorgesehen ist, zwar über entsprechende Bewegungsspalte den hydraulischen Kolben und/oder dessen Gehäuse übertreten, jedoch ist mit Hilfe der Lagerscheibe 46 eine übermäßige oder vollständige Entleerung verhindert.
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Zur Reibungsminderung ist zwischen dem Anker 40 und der Polgruppe 24 des Aktuators 10 ein Luftspalt 48 ausgebildet, wobei der Luftspalt 48 vollständig zwischen der Mantelfläche 50 des Ankers 40 und der Innenfläche 45 ausgebildet ist. Der Luftspalt 48 ist so gestaltet, dass zur zentrischen Lagerung des Ankers 40 in der Polgruppe 24 über einem Umfang des Ankers 40 zwischen dem Anker 40 und der Polgruppe 24, d.h. und der Innenfläche 45, eine konstanter Abstand A ausgebildet ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist hierzu der Anker 40 mit Hilfe eines ihn zumindest teilweise durchdringenden Stützelementes 54 in der Polgruppe 24 bewegbar aufgenommen. Das Stützelement 54 ist in einer den Anker 40 vollständig in axialer Richtung durchdringenden Aufnahmeöffnung 56 angeordnet, wobei es fest mit dem Anker 40 stoffschlüssig verbunden ist. Ebenso könnte es kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Anker 40 verbunden sein. Bspw. könnte die Aufnahmeöffnung 56 mit einem Innengewinde versehen sein, wobei das Stützelement 54 komplementär dazu ein Außengewinde aufweist. Damit im Betrieb des Aktuators 10 keine Lösung der Schraubverbindung stattfindet, könnten das Stützelement 54 und der Anker 40 an einer ersten Stirnfläche 58 des Ankers 40 zur Verhinderung einer Relativbewegung der beiden Bauteile bspw. stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
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Die Aufnahmeöffnung 56 ist koaxial zu einer sich in axialer Richtung erstreckenden Symmetrieachse 60 des Ankers 40 ausgebildet. Das Stützelement 54, welches in der Aufnahmeöffnung 56 aufgenommen ist, ist sich über die erste Stirnfläche 58 und einer von der ersten Stirnfläche 58 abgewandt ausgebildeten zweiten Stirnfläche 59 hinaus erstreckend ausgebildet. Das heißt mit anderen Worten, dass das Stützelement 54 eine größere axiale Erstreckung aufweist als der Anker 40. Dies ist vorteilhaft, denn so können über den Anker 40 hinausragende Elementabschnitte 62 des Stützelementes 54 in der Polgruppe 24 gelagert sein. Dabei ist das Stützelement 54, welches eine Elementlängsachse 64 aufweist und vorteilhaft in Form einer Stange ausgestaltet ist, koaxial mit dem Anker 40 ausgebildet. Somit entspricht die Elementlängsachse 64 der Symmetrieachse 60.
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Die Lagerung in der Polgruppe 24 ist mit Hilfe einer ersten Lageröffnung 66 in dem Abschlussdeckel 31 und einer zweiten Lageröffnung 68, welche in der Lagerscheibe 46 ausgestaltet ist, ausgeführt. Zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Stützelement 54 und den die Lageröffnungen 66, 68 aufweisenden Bauteilen 31, 46 sind die in Form eines Gleitlagers ausgebildeten Lageröffnungen 66, 68 der Bauteile 31, 46 in ihrer axialer Erstreckung so kurz wie möglich gehalten. Wie in 2, der vergrößerten Abbildung der Polgruppe 24 erkennbar ist, weist die zweite Lageröffnung 68, welche in der Lagerscheibe 46 ausgestaltet ist, zwei unterschiedliche Öffnungsdurchmesser D1, D2 auf, wobei der dem Anker 40 zugewandt ausgebildete Öffnungsabschnitt der zweiten Lageröffnung 68 den ersten Öffnungsdurchmesser D1 aufweist, welcher größer ist als der zweite Öffnungsdurchmesser D2, der dem Kolben zugewandt positionierte Öffnungsabschnitt der zweiten Lageröffnung 68.
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Die durch die Lageröffnungen 66, 68 gebildeten Lagerstellen weisen einen maximal möglichen großen Abstand zueinander auf. Durch den großen Abstand der Lagerstellen des Stützelementes 54 wirkt sich ein Versatz der Lagerstellen in einem zwischen dem Anker 40 und der Innenfläche 45 vorliegenden Wirkbereich geringer aus als es bei kürzeren Abständen zwischen den Lagerstellen wäre. Dies hat den Vorteil, dass der Anker 40 bei seiner axialen Bewegung zentrisch im Innenraum 36 bewegt wird, wodurch resultierende Querkräfte reduziert werden.
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Die Lageröffnungen 66, 68, die bevorzugt einen kreisförmigen Durchmesser besitzen, sind zur Reibungsreduzierung so klein wie möglich gehalten. Ein absoluter Wert des Durchmessers ist abhängig vom Anker 40 und seines möglichen Hubs, und ist somit nicht absolut zu nennen.
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Des Weiteren sind im Innenraum 36 freie Flächen vor bzw. hinter dem Anker 40 gleich groß, so dass bei Bewegungen des Ankers 40 das Hydraulikfluid im Polkern 24 bewegt wird und, ausgenommen an den Lagerstellen, kein Ausströmen des Hydraulikfluids aus dem Innenraum 36 stattfinden muss. Das im Innenraum 36 vorliegende Hydraulikfluid dient einer gezielten Dämpfung des Ankers 40, die dadurch gewährleistet ist.
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Die Lagerscheibe 46 ist ebenfalls magnetisch oder magnetisierbar ausgebildet, so dass zur Vermeidung eines Anhaftens des Ankers 40 an der Lagerscheibe 46 eine Antihaftscheibe 70 am Anker 40 der Lagerscheibe 46 zugewandt angeordnet ist. Ebenso könnte auch die Lagerscheibe 46 die Antihaftscheibe 70 dem Anker 40 zugewandt angeordnet aufweisen.
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Durch diese beschriebene Ausführung der Polgruppe 24 ist gewährleistet, dass der Anker 40 in jeder Hublage nahezu ideal auf der Längsachse 38 liegt und verfährt, da die geometrischen Toleranzen, durch die Bearbeitung der Polgruppe 24 in einer Aufspannung, minimiert sind und der Aktuator 10 so Querkraft- und reibungsarm und damit energieeffizient arbeiten kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011053023 A1 [0003]
- DE 102014013602 B3 [0004]
