DE102022131050A1

DE102022131050A1 - Magnetanker, elektromagnetischer Aktor und Verfahren zu einer Herstellung des Magnetankers

Info

Publication number: DE102022131050A1
Application number: DE102022131050.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bechler; Frank Maier
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2024-05-23
Also published as: WO2024110481A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Magnetanker (10a-j) für einen elektromagnetischen Aktor (12a-j), aufweisend eine Außenoberfläche (14a-j) und eine an der Außenoberfläche (14a-j) angeordnete Gleiteinheit (16a-j) zu einer Optimierung eines tribologischen Verhaltens, wie einer Reduzierung einer Reibung und/oder eines Verschleißes, mit einer Magnetankerführungseinheit (18a-j), wie beispielsweise einem Ankerführungsrohr oder Polrohr des elektromagnetischen Aktors (12a-j).Es wird vorgeschlagen, dass die Gleiteinheit (16a-j) lediglich einen Teil einer Gesamtmantelfläche (20a-j) des Magnetankers (10a-j), insbesondere einer Ankerlauffläche des Magnetankers (10a-j), bedeckt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Magnetanker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen elektromagnetischen Aktor nach dem Anspruch 16 und ein Verfahren zu einer Herstellung des Magnetankers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, dass Magnetanker für elektromagnetische Aktoren eine an einer Außenoberfläche angeordnete Gleiteinheit zu einer Reduzierung einer Reibung in einem Polrohr des elektromagnetischen Aktors aufweisen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz, insbesondere hinsichtlich eines tribologischen Verhaltens und/oder eines Herstellungsaufwands, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 16 und 17 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Magnetanker für einen elektromagnetischen Aktor, aufweisend eine Außenoberfläche und eine an der Außenoberfläche des Magnetankers angeordnete Gleiteinheit zu einer Optimierung eines tribologischen Verhaltens des Magnetankers, wie einer Reduzierung eines Verschleißes des Magnetankers und/oder einer Reibung des Magnetankers mit einer Magnetankerführungseinheit des elektromagnetischen Aktors, wie beispielsweise einem Ankerführungsrohr oder Polrohr.
Es wird vorgeschlagen, dass die Gleiteinheit lediglich einen Teil einer Gesamtmantelfläche des Magnetankers, insbesondere einer Ankerlauffläche des Magnetankers, bedeckt. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich des tribologischen Verhaltens des Magnetankers erreicht werden. Vorteilhaft können eine Reibung und/oder ein Verschließ des Magnetankers infolge einer Bewegung in der Magnetankerführungseinheit möglichst gering gehalten werden. Dadurch kann vorteilhaft eine Schaltspielzahl eines elektromagnetischen Aktors mit dem erfindungsgemäßen Magnetanker erhöht werden. Vorteilhaft kann die Beschichtung auf Bereiche der Außenfläche des Magnetankers, insbesondere der Gesamtmantelfläche des Magnetankers, beschränkt werden, welche bei der Bewegung in der Magnetankerführungseinheit und/oder in einem Neutralzustand des Magnetankers in der Magnetankerführungseinheit (d.h. insbesondere bei unbewegter Lagerung des Magnetankers in der Magnetankerführungseinheit) einen berührenden Kontakt mit Innenwänden der Magnetankerführungseinheit aufweisen. Beispielsweise kann es bei der Bewegung des Magnetankers in der Magnetankerführungseinheit oder bei dem Vorliegen des Neutralzustands des Magnetankers in der Magnetführungseinheit zu einer minimalen Verkippung des Magnetankers in der Magnetankerführungseinheit, insbesondere durch ein minimales Spiel von z.B. wenigen Hundertstel Millimetern, kommen, so dass ein ebenoberflächiger Magnetanker die Innenwänden der Magnetankerführungseinheit nur diametral („oben links und unten rechts“ oder umgekehrt) berührt und ein Rest einer Außenoberfläche des ebenoberflächigen Magnetankers, insbesondere der Gesamtmantelfläche des ebenoberflächigen Magnetankers, berührungsfrei mit den Innenwänden der Magnetankerführungseinheit bleibt. Im Regelfall ist ein mit minimalem Spiel in der Magnetankerführungseinheit gelagerter Magnetanker zumindest in einem Neuzustand des Magnetankers nie in axial durchgehendem oder vollflächigem Kontakt mit den Innenwänden der Magnetankerführungseinheit, sondern leicht verkippt. Zumindest bei einem Start einer Bewegung oder bei einem Stopp einer Bewegung kann daher eine erhöhte tribologische Belastung auf die Kantenbereiche der Außenoberfläche des Magnetankers, insbesondere der Gesamtmantelfläche des Magnetankers, einwirken. Die vorgeschlagene Erfindung reduziert oder verhindert diesen Effekt vorteilhaft.
Der Magnetanker ist insbesondere als ein linearbeweglicher Anker ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch eine Ausbildung des Magnetankers als rotierender Anker denkbar. Insbesondere ist der Anker dazu vorgesehen, mit einem elektromagnetischen Feld einer Magnetspule des elektromagnetischen Aktors wechselzuwirken. Insbesondere ist der Anker dazu vorgesehen, in Folge der Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld der Magnetspule eine Kraft, insbesondere eine Bewegungskraft, zu erfahren. Vorzugsweise bewegt die in Folge der Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld der Magnetspule auf den Magnetanker wirkende Kraft den Magnetanker zumindest linear entlang der Magnetführungseinheit des elektromagnetischen Aktors. Der Magnetanker bildet insbesondere einen beweglichen magnetischen Kern, insbesondere Eisenkern, des elektromagnetischen Aktors aus. Der Magnetaktor kann dabei zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil, aus einem Weicheisen (Blech oder Vollmaterial) ausgebildet sein. Alternative Magnetankermaterialien, wie Silizium-Eisen-Legierungen (Elektroblech), Nickel-Eisen-Legierungen, Cobalt-Eisen-Legierungen, Aluminium-Eisen-Legierungen oder Ferritmaterialien, sind ebenfalls denkbar. Insbesondere bildet der elektromagnetische Aktor einen Elektromagnet aus. Der Magnetanker kann eine zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Außenform aufweisen. Vorzugsweise ist der Magnetanker in Axialrichtung der zylindrischen Außenform bewegbar gelagert. Vorzugsweise bildet die Gesamtmantelfläche des Magnetankers die Mantelfläche der zylindrischen Außenform des Magnetankers aus. Insbesondere bildet die Gesamtmantelfläche des Magnetankers die sogenannte Lauffläche oder Mantelfläche des Magnetankers aus. Die Gleiteinheit ist vorzugsweise als eine Komponente des Magnetankers ausgebildet, die einen, insbesondere im Vergleich zu einem Reibungskoeffizienten eines „nackten“ Magnetankers (d.h. insbesondere des magnetisch aktiven Materials des Magnetankers), wesentlich reduzierten Gleitreibungskoeffizienten und/oder Haftreibungskoeffizienten aufweist. Vorzugsweise ist der Gleitreibungskoeffizient und/oder der Haftreibungskoeffizient durch die Gleiteinheit im Vergleich zu dem unbedeckten / „nackten“ Magnetanker wenigstens um 20 %, vorzugsweise wenigstens um 50 % reduziert. Die Gleiteinheit kann durch ein Beschichten, Bemalen, Bekleben oder durch eine weitere dem Fachmann bekannte Oberflächenauftragsmethode auf die Außenoberfläche des Magnetankers, insbesondere des magnetisch aktiven Materialteils des Magnetankers, aufgebracht sein. Die Magnetankerführungseinheit ist insbesondere durch ein Ankerführungsrohr des elektromagnetischen Aktors, ein Polrohr des elektromagnetischen Aktors, ein Kernrohr des elektromagnetischen Aktors oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist die Magnetspule / sind die Magnetspulen des elektromagnetischen Aktors rund um wenigstens einen Teil der Magnetankerführungseinheit oder rund um die komplette Magnetankerführungseinheit angeordnet / gewickelt. Vorzugsweise ist die Magnetankerführungseinheit zu einer Führung, insbesondere Linearführung, des durch die in Folge der Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld der Magnetspule erzeugte Kraft bewegten Magnetankers vorgesehen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gleiteinheit durch eine Gleitlackschicht ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Haltbarkeit und/oder Lebensdauer erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine effiziente, z.B. kostengünstige und schnelle, Auftragung der Gleiteinheit ermöglicht werden. Die Gleitlackschicht kann als eine Gleitlackbeschichtung oder als eine Gleitlackbemalung ausgebildet sein. Es ist dabei denkbar, dass die Gleitlackschicht als eine Polytetrafluorethylen (PTFE) basierte Gleitlackschicht, insbesondere eine Schicht aus PTFE-Gleitlack, ausgebildet ist. Alternative Gleitlacke sind jedoch ebenfalls denkbar. Insbesondere ist der Magnetanker an der Außenoberfläche, insbesondere an der Gesamtmantelfläche, vorzugsweise zumindest an der Lauffläche oder der Mantelfläche, partiell durch die Gleiteinheit bedeckt, vorzugsweise partiell durch die Gleitlackschicht beschichtet. Die Gleiteinheit ist relativ zu einer gleiteinheitenfreien Außenoberfläche des Magnetankers (minimal, z.B. 1 mm oder weniger) erhaben ausgebildet. Alternativ könnte die Gleiteinheit jedoch auch zumindest im Wesentlichen bündig mit der gleiteinheitenfreien Außenoberfläche des Magnetankers ausgebildet sein.
Wenn die Gleiteinheit weniger als 75 %, vorzugsweise weniger als 50 %, bevorzugt weniger als 40 % und besonders bevorzugt weniger als 30 % der Gesamtmantelfläche bedeckt, kann vorteilhaft eine hohe Effizienz, insbesondere hinsichtlich eines Herstellungsaufwands, wie Kosten, Materialverbrauch und Zeitaufwand, erreicht werden. Vorteilhaft kann durch eine lediglich partielle Bedeckung der Gesamtmantelfläche durch die Gleiteinheit ein Materialbedarf, insbesondere ein Gleitlackbedarf wesentlich reduziert werden. Dadurch kann zusätzlich zu einer Kostenreduzierung vorteilhaft eine Erhöhung der Arbeitssicherheit und/oder der Umweltverträglichkeit erhöht werden, insbesondere dann wenn die Gleiteinheit gesundheitlich oder umwelttechnisch kritische Materialien beinhaltet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Gleiteinheit lediglich in jeweiligen Nahbereichen beider axialer Enden der Gesamtmantelfläche des Magnetankers oder lediglich in einem Nahbereich eines einzelnen der beiden axialen Enden der Gesamtmantelfläche des Magnetankers angeordnet ist. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders effizienter und hinsichtlich der Umweltverträglichkeit und/oder der Arbeitsschutzverträglichkeit vorteilhafter Schutz gegen tribologische Belastungen erreicht werden, insbesondere da in vielen Fällen die Nahebereiche der axialen Enden des Magnetankers besonders stark tribologisch belastet sind. Der Nahbereich umfasst vorzugsweise die jeweiligen Kanten der jeweiligen axialen Enden der Gesamtmantelfläche. Unter einem „Nahbereich eines axialen Endes der Gesamtmantelfläche“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Bereich der Gesamtmantelfläche verstanden werden, welcher aus Punkten der Gesamtmantelfläche gebildet ist, die höchstens 25 % einer gesamten Axialerstreckung der Gesamtmantelfläche, vorzugsweise höchstens 15 % der gesamten Axialerstreckung der Gesamtmantelfläche, bevorzugt höchstens 10 % der gesamten Axialerstreckung der Gesamtmantelfläche und besonders bevorzugt höchstens 5 % der gesamten Axialerstreckung der Gesamtmantelfläche von der Kante des axialen Endes der Gesamtmantelfläche beabstandet sind. Das axiale Ende der Gesamtmantelfläche ist insbesondere durch den / die in Axialrichtung des zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Magnetankers liegende/n Zylinderdeckel / Zylindergrundfläche gebildet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass ein, insbesondere axialer, Zentralbereich der Gesamtmantelfläche, welcher wenigstens 40 %, vorzugsweise wenigstens 50 % und bevorzugt wenigstens 60 % einer gesamten Längserstreckung des Magnetankers, insbesondere in Axialrichtung des Magnetankers, umfasst, auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche frei von der Gleiteinheit ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders effizienter Schutz gegen tribologische Belastungen in Kombination mit einer hohen Kostenreduzierung und/oder einer guten Umwelt- und/oder Arbeitsschutzverträglichkeit erreicht werden. Insbesondere erstreckt sich der Zentralbereich der Gesamtmantelfläche ausgehend von einer axialen Mitte, insbesondere einer halben Längserstreckung des Magnetankers, aus in beide axialen Richtungen der Gesamtmantelfläche gleich weit.
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass der Zentralbereich der Gesamtmantelfläche, welcher wenigstens 40 %, vorzugsweise wenigstens 50 % und bevorzugt wenigstens 60 % einer gesamten Längserstreckung des Magnetankers umfasst, teilweise / partiell von der Gleiteinheit bedeckt ist. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders sicherer Schutz gegen tribologische Belastungen erreicht werden, bei dem in möglichst vielen denkbaren Situationen, insbesondere Lagen des Magnetankers in der Magnetankerführungseinheit eine zuverlässige Reibungs- und/oder Verschleißreduzierung erreicht werden kann. Insbesondere kann sich in Abhängigkeit von einer Anzahl an Schaltspielen eine Berührfläche des Magnetankers zu der Magnetankerführungseinheit zu dem Zentralbereich hin verbreitern, so dass eine partielle Bedeckung der Gesamtmantelfläche, insbesondere auch innerhalb des Zentralbereichs, vorteilhaft sein kann.
Wenn ein axialer Kantenbereich der Außenoberfläche oder beide axiale Kantenbereiche der Außenoberfläche teilweise oder komplett von der Gleiteinheit bedeckt ist/sind, kann vorteilhaft ein besonders effizienter Schutz gegen tribologische Belastungen erreicht werden, insbesondere da in vielen Fällen die axialen Kantenbereiche des Magnetankers besonders stark tribologisch belastet sind. Insbesondere umfasst der axiale Kantenbereich zumindest die Kante des jeweiligen axialen Endes des Magnetankers. Insbesondere kann sich die Gleiteinheit in beide axiale Richtungen ausgehend von der Kante aus gesehen über die Kante hinaus erstrecken. Dabei kann sich die Gleiteinheit von der Mantelfläche des zylinderförmigen Magnetankers über die Kante hinein in zumindest einen Teil der Grundfläche des zylinderförmigen Magnetankers erstrecken.
Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass ein axialer Kantenbereich der Außenoberfläche oder beide axiale Kantenbereiche der Außenoberfläche frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit ist/sind. Dadurch kann vorteilhaft ein sicherer Sitz der Gleiteinheit auf dem Magnetanker gewährleistet werden. Vorteilhaft können potentielle Schwächungen der Anhaftung der Gleiteinheit an der Kante vermieden werden. Zudem kann vorteilhaft eine Herstellungseffizienz verbessert werden, insbesondere indem der deutlich aufwändiger mit einer ebenen Gleiteinheit zu versehende Kantenbereich bei dem Aufbringen der Gleiteinheit ausgespart wird. Vorteilhaft kann dadurch ein Produktionsausschuss gering gehalten werden.
Wenn die Gleiteinheit eine Vielzahl an voneinander getrennt auf der Außenoberfläche angeordnete Gleitelemente aufweist, kann vorteilhaft eine hohe Effizienz, insbesondere Materialeffizienz und/oder Kosteneffizienz, erreicht werden. Vorteilhaft kann eine pro Magnetanker notwendige Gesamtmaterialmenge zur Herstellung der Gleiteinheit wesentlich reduziert werden. Die Gleitelemente können dabei zumindest zum Teil gleichförmige und/oder zumindest zum Teil verschiedenförmige Umrisse aufweisen. Beispielsweise ist denkbar, dass die Gleiteinheit zumindest zwei oder mehr gleichförmige (mit gleichen Umrissen und Maßen versehene) Gleitelemente aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Gleiteinheit zumindest zwei oder mehr verschiedenförmige (mit unterschiedlichen Umrissen und/oder Maßen versehene) Gleitelemente aufweisen.
In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass zumindest eins der Gleitelemente, vorzugsweise mehrere der Gleitelemente und bevorzugt alle Gleitelemente, einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Umriss oder einen zumindest im Wesentlichen ovalen Umriss aufweisen. Dadurch kann vorteilhaft ein möglichst geringes Verhältnis aus Umfang zu Fläche der einzelnen Gleitelemente erreicht werden. Unter einem „im Wesentlichen kreisförmigen Umriss“ kann insbesondere auch ein Umriss, der nur in einem Teilbereich eine Teilkreisform aufweist, wie z.B. ein Halbkreis, verstanden werden. Unter einem „im Wesentlichen ovalen Umriss“ kann insbesondere auch ein Umriss, der nur in einem Teilbereich eine Teilovalform aufweist, wie z.B. ein Halboval, verstanden werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass zumindest eins der Gleitelemente, vorzugsweise mehrere der Gleitelemente und bevorzugt alle Gleitelemente, streifenförmig oder bandförmig erstreckt ist/sind. Dadurch kann vorteilhaft eine Ausrichtung der Gleitelemente auf der Gesamtmantelfläche, z.B. relativ zu der Axialrichtung des Magnetankers erreicht werden. Vorteilhaft können dadurch besonders gute tribologische Eigenschaften erreicht werden. Unter einer Streifenform und/oder unter einer Bandform soll insbesondere eine länglich erstreckte Form mit einer nicht verschwindenden Quererstreckung verstanden werden. Vorzugsweise ist die Erstreckung eines streifenförmigen und/oder bandförmigen Gleitelements in eine Flächenrichtung (auf der Gesamtmantelfläche verlaufende Richtung) wenigstens dreimal so lang wie dessen Erstreckung in eine dazu zumindest im Wesentlichen senkrechte Flächenrichtung (eine Oberflächenkrümmung der Gesamtmantelfläche soll dabei außer Betracht bleiben).
Wenn dann eine Haupterstreckungsrichtung zumindest eines der streifenförmig oder bandförmig erstreckten Gleitelemente zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Axialrichtung des, insbesondere zylinderförmigen, Magnetankers verläuft, kann vorteilhaft eine zusätzliche Bewegungsführungsfunktion durch die Gleiteinheit erreicht werden.
Wenn alternativ oder zusätzlich eine Haupterstreckungsrichtung zumindest eines streifenförmig oder bandförmig erstreckten Gleitelements schräg zu einer Axialrichtung des Magnetankers verläuft und/oder wenn zumindest eins der bandförmig erstreckten Gleitelemente zumindest im Wesentlichen spiralförmig um die Außenoberfläche umläuft, kann vorteilhaft eine besonders gute Abdeckung eines großen Teils der Gesamtmantelfläche, bei gleichzeitiger Reduzierung der für die Gleiteinheit notwendigen Materialmenge erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft ein Risiko eines Verkantens des Magnetankers bei einer Bewegung in der Magnetankerführungseinheit verringert werden. Insbesondere verläuft eine Längsrichtung des streifenförmig oder bandförmig erstreckten Gleitelements um wenigstens ±10°, vorzugsweise um wenigstens ±20°, bevorzugt um wenigstens ± 30° und besonders bevorzugt um weniger als ±80° schräg zu der Axialrichtung. Insbesondere bildet das spiralförmig um die Außenoberfläche umlaufende Gleitelement eine Rechtsspirale oder eine Linksspirale aus. Das spiralförmig um die Außenoberfläche umlaufende Gleitelement kann über eine gesamte Axialerstreckung der Gesamtmantelfläche erstreckt sein oder nur über einen Teil der gesamten Axialerstreckung der Gesamtmantelfläche. Zudem kann die Gesamtmantelfläche mehrere spiralförmige Gleitelemente umfassen. Das spiralförmige Gleitelement kann auch einen Teil einer aus mehreren Gleitelementen gebildeten unterbrochenen Spirale ausbilden. Insbesondere erstreckt sich das spiralförmig um die Außenoberfläche umlaufende Gleitelement über zumindest einen halben, vorzugsweise über zumindest einen vollständigen Umlauf um den Umfang der Gesamtmantelfläche des Magnetankers. Die Gleitelemente sind relativ zu einer gleitelementfreien Außenoberfläche des Magnetankers (minimal, z.B. 1 mm oder weniger) erhaben ausgebildet. Alternativ könnten die Gleitelemente jedoch auch zumindest im Wesentlichen bündig mit der gleitelementfreien Außenoberfläche des Magnetankers ausgebildet sein.
Wenn außerdem zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente zumindest im Wesentlichen regelmäßig, insbesondere mit einem oder mehreren wiederkehrenden Abstandsintervallen, zueinander auf der Gesamtmantelfläche beabstandet angeordnet sind, können vorteilhafte Gleiteigenschaften des Magnetankers in der Magnetankerführungseinheit erreicht werden. Zudem kann eine weitere, z.B. ebenfalls die Zahl zwei übersteigende, Teilmenge der Gleitelemente unregelmäßig zueinander auf der Gesamtmantelfläche beabstandet angeordnet sein.
Zusätzlich wird ein elektromagnetischer Aktor, insbesondere ein Pneumatikventil, mit dem Magnetanker vorgeschlagen. Vorteilhaft kann dadurch eine hohe Langlebigkeit des elektromagnetischen Aktors, insbesondere verknüpft mit reduzierten Kosten und einer hohen Umwelt- und/oder Arbeitsschutzverträglichkeit, erreicht werden. Insbesondere weist der elektromagnetische Aktor eine hohe Schaltspielzahl auf.
Ferner wird ein Verfahren zu einer Herstellung des Magnetankers vorgeschlagen, wobei in zumindest einem Herstellungsschritt die Gleiteinheit zu einer Optimierung eines tribologischen Verhaltens des Magnetankers, wie einer Reduzierung eines Verschleißes und/oder einer Reibung mit der Magnetankerführungseinheit, auf die Außenoberfläche des Magnetankers, insbesondere durch ein Beschichten, Bekleben oder Bemalen, aufgebracht wird, und wobei in dem Herstellungsschritt lediglich ein Teil einer Gesamtmantelfläche des Magnetankers, insbesondere einer Ankerlauffläche des Magnetankers, mit der Gleiteinheit bedeckt wird. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich des tribologischen Verhaltens des Magnetankers, insbesondere verknüpft mit reduzierten Kosten und einer hohen Umwelt- und/oder Arbeitsschutzverträglichkeit, erreicht werden. Unter einem Beschichten soll insbesondere ein Fertigungsverfahren verstanden werden, bei welchem eine Schicht aus einem formlosen Stoff auf eine Oberfläche eines Objekts aufgebracht wird. Insbesondere umfasst das Beschichten eine Vielzahl an verschiedenen Fertigungsverfahren. Beispielsweise umfasst die Norm nach DIN 8580:2003-09 unter der Hauptgruppe „Beschichten“ eine Aufzählung von denkbaren Fertigungsverfahren zu einem Auftragen der Gleiteinheit.
Der erfindungsgemäße Magnetanker, der erfindungsgemäße elektromagnetische Aktor und das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Magnetanker, der erfindungsgemäße elektromagnetische Aktor und das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zehn Ausführungsbeispiele 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.
Es zeigen:

1 schematisch einen elektromagnetischen Aktor mit einem Magnetanker in einer seitlichen Schnittansicht,
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Herstellung des Magnetankers,
3 eine schematische Seitenansicht eines ersten alternativen Magnetankers,
4 eine schematische Seitenansicht eines zweiten alternativen Magnetankers,
5 eine schematische Seitenansicht eines dritten alternativen Magnetankers,
6 eine schematische Seitenansicht eines vierten alternativen Magnetankers,
7 eine schematische Seitenansicht eines fünften alternativen Magnetankers,
8 eine schematische Seitenansicht eines sechsten alternativen Magnetankers,
9 eine schematische Seitenansicht eines siebten alternativen Magnetankers,
10 eine schematische Seitenansicht eines achten alternativen Magnetankers und
11 eine schematische Seitenansicht eines neunten alternativen Magnetankers.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 zeigt schematisch einen elektromagnetischen Aktor 12a in einer seitlichen Schnittansicht. Der elektromagnetische Aktor 12a kann als ein Pneumatikventil ausgebildet sein. Der elektromagnetische Aktor 12a ist für hohe Schaltspielzahlen vorgesehen und ausgelegt. Der elektromagnetische Aktor 12a ist als ein Elektromagnet ausgebildet. Der elektromagnetische Aktor 12a weist eine Magnetspule 48a auf. Die Magnetspule 48a ist zu einer Erzeugung eines elektromagnetischen Felds vorgesehen. Der elektromagnetische Aktor 12a weist einen Magnetanker 10a auf. Das elektromagnetische Feld der Magnetspule 48a ist dazu vorgesehen, den Magnetanker 10a in eine Linearbewegung zu versetzen. Der elektromagnetische Aktor 12a umfasst eine Magnetankerführungseinheit 18a. Die Magnetankerführungseinheit 18a ist als ein Polrohr ausgebildet. Die Magnetankerführungseinheit 18a ist zu einer längsbeweglichen Führung einer Bewegung des Magnetankers 10a vorgesehen.
Der Magnetanker 10a ist in der 1 zur Veranschaulichung mit einem übergroßen Spiel in der Magnetankerführungseinheit 18a gelagert. Das in der Regel tatsächlich vorhandene Spiel ist deutlich kleiner. In dieser Veranschaulichung kann jedoch ein häufiger Verschleißhotspot illustriert werden. Durch das Spiel kann der Magnetanker 10a leicht in der Magnetankerführungseinheit 18a verkippen und dadurch Vorzugsberührungspunkte aufweisen, welche häufig erhöhter Reibung und damit erhöhtem Verschleiß unterworfen sind. Der Magnetanker 10a weist eine zylindrische Außenform auf. Der Magnetanker 10a weist eine Axialrichtung 46a auf. Der Magnetanker 10a weist in Axialrichtung 46a eine Längserstreckung 34a auf. Der Magnetanker 10a weist eine Außenoberfläche 14a auf. Der (zylindrische) Magnetanker 10a weist eine Gesamtmantelfläche 20a auf. Der (zylindrische) Magnetanker 10a weist Grundflächen 50a, 52a auf.
Der Magnetanker 10a weist eine Gleiteinheit 16a auf. Die Gleiteinheit 16a ist durch eine oder mehrere Gleitlackschichten ausgebildet. Die Gleiteinheit 16a ist an der Außenoberfläche 14a des Magnetankers 10a angeordnet. Die Gleiteinheit 16a ist an der Gesamtmantelfläche 20a des Magnetankers 10a angeordnet. Die Gleiteinheit 16a ist zu einer Optimierung eines tribologischen Verhaltens des Magnetankers 10a vorgesehen. Die Gleiteinheit 16a ist zu einer Reduzierung einer Reibung des Magnetankers 10a mit der Magnetankerführungseinheit 18a vorgesehen. Die Gleiteinheit 16a ist zu einer Reduzierung eines Verschleißes des Magnetankers 10a vorgesehen. Die Gleiteinheit 16a bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20a des Magnetankers 10a. Die Gleiteinheit 16a bedeckt lediglich einen Teil einer Ankerlauffläche des Magnetankers 10a. Die Gleiteinheit 16a bedeckt lediglich die Teile der Gesamtmantelfläche 20a des Magnetankers 10a, die die höchste Berührungswahrscheinlichkeit für eine Berührung der Magnetankerführungseinheit 18a aufweisen. Die Gleiteinheit 16a bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20a des Magnetankers 10a. Die Gleiteinheit 16a ist lediglich in einem einzelnen Nahbereich 24a eines einzelnen von zwei axialen Enden 26a, 28a der Gesamtmantelfläche 20a des Magnetankers 10a angeordnet. Ein Zentralbereich 32a der Gesamtmantelfläche 20a, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34a des Magnetankers 10a umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14a frei von der Gleiteinheit 16a ausgebildet. Lediglich ein axialer Kantenbereich 36a der Außenoberfläche 14a des Magnetankers 10a ist komplett von der Gleiteinheit 16a bedeckt. Ein weiterer axialer Kantenbereich 38a der Außenoberfläche 14a ist frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16a. Die Gleiteinheit 16a bedeckt einen der axialen Kantenbereiche 36a der Außenoberfläche 14a des Magnetankers 10a vollflächig.
Die 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zu einer Herstellung des Magnetankers 10a. In zumindest einem Herstellungsschritt 54a wird der Magnetanker 10a mit unbeschichteter Oberfläche hergestellt und bereitgestellt. In zumindest einem Herstellungsschritt 22a wird die Gleiteinheit 16a auf die Außenoberfläche 14a des Magnetankers 10a aufgebracht. Dabei wird in dem Herstellungsschritt 22a lediglich ein Teil der Gesamtmantelfläche 20a des Magnetankers 10a mit der Gleiteinheit 16a bedeckt. Anschließend kann der Magnetanker 10a in die Magnetankerführungseinheit 18a des elektromagnetischen Aktors 12a eingebaut werden.
In den 3 bis 11 sind neun weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 3 bis 11 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis j ersetzt.
Die 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines ersten alternativen Magnetankers 10b. Der erste alternative Magnetanker 10b weist eine Längserstreckung 34b auf. Der erste alternative Magnetanker 10b weist eine Gleiteinheit 16b auf. Die Gleiteinheit 16b ist an einer Außenoberfläche 14b des ersten alternativen Magnetankers 10b angeordnet. Die Gleiteinheit 16b ist an einer Gesamtmantelfläche 20b des ersten alternativen Magnetankers 10b angeordnet. Die Gleiteinheit 16b bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20b des ersten alternativen Magnetankers 10b. Die Gleiteinheit 16b bedeckt weniger als 60 % der Gesamtmantelfläche 20b des ersten alternativen Magnetankers 10b. Die Gleiteinheit 16b ist lediglich in einem einzelnen Nahbereich 24b eines einzelnen von zwei axialen Enden 26b, 28b der Gesamtmantelfläche 20b des ersten alternativen Magnetankers 10b angeordnet. Ein Zentralbereich 32b der Gesamtmantelfläche 20b, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34b des ersten alternativen Magnetankers 10b umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14b frei von der Gleiteinheit 16b ausgebildet. Beide axialen Kantenbereiche 36b, 38b der Außenoberfläche 14b sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16b. Die Gleiteinheit 16b weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40b, 42b auf. Die Gleitelemente 40b, 42b sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14b angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40b, 42b, im in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40b, 42b weisen einen kreisförmigen Umriss auf. Alternativ sind auch ovale Umrisse denkbar. Zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40b, 42b sind in Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen zueinander auf der Gesamtmantelfläche 20b beabstandet angeordnet. Die Gleitelemente 40b, 42b des Ausführungsbeispiels der 3 sind einmal in Umfangsrichtung rund um die Außenoberfläche 14b des Magnetankers 10b in nahezu gleichen Abständen zu einer Kante 56b des ersten alternativen Magnetankers 10b angeordnet. Die Gleitelemente 40b, 42b sind relativ zu einer gleitelementfreien Außenoberfläche 14b des ersten alternativen Magnetankers 10b erhaben ausgebildet.
Die 4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines zweiten alternativen Magnetankers 10c. Der zweite alternative Magnetanker 10c weist eine Längserstreckung 34c auf. Der zweite alternative Magnetanker 10c weist eine Gleiteinheit 16c auf. Die Gleiteinheit 16c ist an einer Außenoberfläche 14c des zweiten alternativen Magnetankers 10c angeordnet. Die Gleiteinheit 16c ist an einer Gesamtmantelfläche 20c des zweiten alternativen Magnetankers 10c angeordnet. Die Gleiteinheit 16c bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20c des zweiten alternativen Magnetankers 10c. Die Gleiteinheit 16c bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20c des zweiten alternativen Magnetankers 10c. Ein Zentralbereich 32c der Gesamtmantelfläche 20c, welcher wenigstens 40 % der gesamten Längserstreckung 34c des zweiten alternativen Magnetankers 10c umfasst, ist teilweise von der Gleiteinheit 16c bedeckt. Beide axialen Kantenbereiche 36c, 38c der Außenoberfläche 14c sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16c. Die Gleiteinheit 16c weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40c, 42c auf. Die Gleitelemente 40c, 42c sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14c angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40c, 42c, im in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40c, 42c weisen einen kreisförmigen Umriss auf. Alternativ sind auch ovale Umrisse denkbar. Zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40c, 42c sind in Umfangsrichtung und in Längsrichtung in regelmäßigen Intervallen zueinander auf der Gesamtmantelfläche 20c beabstandet angeordnet. Die Gleitelemente 40c, 42c des Ausführungsbeispiels der 4 sind über nahezu die gesamte Außenoberfläche 14c in einem regelmäßigen Muster verteilt angeordnet.
Die 5 zeigt eine schematische Seitenansicht eines dritten alternativen Magnetankers 10d. Der dritte alternative Magnetanker 10d weist eine Längserstreckung 34d auf. Der dritte alternative Magnetanker 10d weist eine Gleiteinheit 16d auf. Die Gleiteinheit 16d ist an einer Außenoberfläche 14d des dritten alternativen Magnetankers 10d angeordnet. Die Gleiteinheit 16d ist an einer Gesamtmantelfläche 20d des dritten alternativen Magnetankers 10d angeordnet. Die Gleiteinheit 16d bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20d des dritten alternativen Magnetankers 10d. Die Gleiteinheit 16d bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20d des dritten alternativen Magnetankers 10d. Ein Zentralbereich 32d der Gesamtmantelfläche 20d, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34d des dritten alternativen Magnetankers 10d umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14d frei von der Gleiteinheit 16d ausgebildet. Beide axialen Kantenbereiche 36d, 38d der Außenoberfläche 14d sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16d. Die Gleiteinheit 16d weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40d, 42d auf. Die Gleitelemente 40d, 42d sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14d angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40d, 42d, im in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40d, 42d weisen einen kreisförmigen Umriss auf. Alternativ sind auch ovale Umrisse denkbar. Zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40d, 42d sind in Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen zueinander auf der Gesamtmantelfläche 20d beabstandet in mehreren entlang der Längsrichtung verteilten Ringen aus Gleitelementen 40d, 42d angeordnet. Die Gleiteinheit 16d ist lediglich in jeweiligen Nahbereichen 24d, 30d beider axialer Enden 26d, 28d der Gesamtmantelfläche 20d angeordnet.
Die 6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines vierten alternativen Magnetankers 10e. Der vierte alternative Magnetanker 10e weist eine Längserstreckung 34e auf. Der vierte alternative Magnetanker 10e weist eine Gleiteinheit 16e auf. Die Gleiteinheit 16e ist an einer Außenoberfläche 14e des vierten alternativen Magnetankers 10e angeordnet. Die Gleiteinheit 16e ist an einer Gesamtmantelfläche 20e des vierten alternativen Magnetankers 10e angeordnet. Die Gleiteinheit 16e bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20e des vierten alternativen Magnetankers 10e. Die Gleiteinheit 16e bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20e des vierten alternativen Magnetankers 10e. Ein Zentralbereich 32e der Gesamtmantelfläche 20e, welcher wenigstens 40 % der gesamten Längserstreckung 34e des zweiten alternativen Magnetankers 10e umfasst, ist teilweise von der Gleiteinheit 16e bedeckt. Beide axialen Kantenbereiche 36e, 38e der Außenoberfläche 14e sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16e. Die Gleiteinheit 16e weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40e, 42e auf. Die Gleitelemente 40e, 42e sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14e angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40e, 42e, im in der 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40e, 42e sind streifenförmig und/oder bandförmig erstreckt. Eine Haupterstreckungsrichtung 44e der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40e, 42e verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Axialrichtung 46e des vierten alternativen Magnetankers 10e. Die zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40e, 42e sind in Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen zueinander auf der Gesamtmantelfläche 20e beabstandet in einem Ring aus Gleitelementen 40e, 42e angeordnet. Jedes der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40e, 42e erstreckt sich über einen Großteil, insbesondere über mehr als 80 %, der Längserstreckung 34e der Gesamtmantelfläche 20e.
Die 7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines fünften alternativen Magnetankers 10f. Der fünfte alternative Magnetanker 10f weist eine Längserstreckung 34f auf. Der fünfte alternative Magnetanker 10f weist eine Gleiteinheit 16f auf. Die Gleiteinheit 16f ist an einer Außenoberfläche 14f des fünften alternativen Magnetankers 10f angeordnet. Die Gleiteinheit 16f ist an einer Gesamtmantelfläche 20f des fünften alternativen Magnetankers 10f angeordnet. Die Gleiteinheit 16f bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20f des fünften alternativen Magnetankers 10f. Die Gleiteinheit 16f bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20f des fünften alternativen Magnetankers 10f. Ein Zentralbereich 32f der Gesamtmantelfläche 20f, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34f des fünften alternativen Magnetankers 10f umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14f frei von der Gleiteinheit 16f ausgebildet. Beide axialen Kantenbereiche 36f, 38f der Außenoberfläche 14f sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16f. Die Gleiteinheit 16f weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40f, 42f auf. Die Gleitelemente 40f, 42f sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14f angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40f, 42f, im in der 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40f, 42f sind streifenförmig und/oder bandförmig erstreckt. Eine Haupterstreckungsrichtung 44f der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40f, 42f verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Axialrichtung 46f des fünften alternativen Magnetankers 10f. Die zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40f, 42f sind in Umfangsrichtung auf der Gesamtmantelfläche 20f beabstandet in mehreren Ringen aus Gleitelementen 40f, 42f angeordnet. Jedes der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40f, 42f erstreckt sich dabei höchstens über ein Sechstel der Längserstreckung 34f der Gesamtmantelfläche 20f. Die Gleiteinheit 16f ist lediglich in jeweiligen Nahbereichen 24f, 30f axialer Enden 26f, 28f der Gesamtmantelfläche 20f angeordnet. An jedem der axialen Enden 26f, 28f der Gesamtmantelfläche 20f ist jeweils ein Ring aus streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelementen 40f, 42f angeordnet.
Die 8 zeigt eine schematische Seitenansicht eines sechsten alternativen Magnetankers 10g. Der sechste alternative Magnetanker 10g weist eine Längserstreckung 34g auf. Der sechste alternative Magnetanker 10g weist eine Gleiteinheit 16g auf. Die Gleiteinheit 16g ist an einer Außenoberfläche 14g des sechsten alternativen Magnetankers 10g angeordnet. Die Gleiteinheit 16g ist an einer Gesamtmantelfläche 20g des sechsten alternativen Magnetankers 10g angeordnet. Die Gleiteinheit 16g bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20g des sechsten alternativen Magnetankers 10g. Die Gleiteinheit 16g bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20g des sechsten alternativen Magnetankers 10g. Ein Zentralbereich 32g der Gesamtmantelfläche 20g, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34g des sechsten alternativen Magnetankers 10g umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14g frei von der Gleiteinheit 16g ausgebildet. Beide axiale Kantenbereiche 36g, 38g der Außenoberfläche 14g sind komplett von der Gleiteinheit 16g bedeckt. Die Gleiteinheit 16g bedeckt die beiden axialen Kantenbereiche 36g, 38g der Außenoberfläche 14g des sechsten alternativen Magnetankers 10g vollflächig.
Die 9 zeigt eine schematische Seitenansicht eines siebten alternativen Magnetankers 10h. Der siebte alternative Magnetanker 10h weist eine Längserstreckung 34h auf. Der siebte alternative Magnetanker 10h weist eine Gleiteinheit 16h auf. Die Gleiteinheit 16h ist an einer Außenoberfläche 14h des siebten alternativen Magnetankers 10h angeordnet. Die Gleiteinheit 16h ist an einer Gesamtmantelfläche 20h des siebten alternativen Magnetankers 10h angeordnet. Die Gleiteinheit 16h bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20h des siebten alternativen Magnetankers 10h. Die Gleiteinheit 16h bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20h des siebten alternativen Magnetankers 10h. Ein Zentralbereich 32h der Gesamtmantelfläche 20h, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34h des fünften alternativen Magnetankers 10h umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14h frei von der Gleiteinheit 16h ausgebildet. Beide axialen Kantenbereiche 36h, 38h der Außenoberfläche 14h sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16h. Die Gleiteinheit 16h weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40h, 42h auf. Die Gleitelemente 40h, 42h sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14h angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40h, 42h, im in der 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40h, 42h sind streifenförmig und/oder bandförmig erstreckt. Eine Haupterstreckungsrichtung 44h der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40f, 42h verläuft schräg zu einer Axialrichtung 46h des siebten alternativen Magnetankers 10h. Die zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40h, 42h sind in Umfangsrichtung auf der Gesamtmantelfläche 20h beabstandet in mehreren Ringen aus Gleitelementen 40h, 42h angeordnet. Die Gleiteinheit 16h ist lediglich in jeweiligen Nahbereichen 24h, 30h axialer Enden 26h, 28h der Gesamtmantelfläche 20h angeordnet. An jedem der axialen Enden 26h, 28h der Gesamtmantelfläche 20h ist jeweils ein Ring aus schräg ausgerichteten streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelementen 40h, 42h angeordnet. Die streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40h, 42h der Ringe sind dabei identisch zu der Axialrichtung 46h angewinkelt. Eine unterschiedliche oder sogar entgegengesetzte Anwinklung der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40h, 42h der Ringe relativ zu der Axialrichtung 46h ist jedoch ebenfalls denkbar.
Die 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines achten alternativen Magnetankers 10i. Der achte alternative Magnetanker 10i weist eine Längserstreckung 34i auf. Der achte alternative Magnetanker 10i weist eine Gleiteinheit 16i auf. Die Gleiteinheit 16i ist an einer Außenoberfläche 14i des achten alternativen Magnetankers 10i angeordnet. Die Gleiteinheit 16i ist an einer Gesamtmantelfläche 20i des achten alternativen Magnetankers 10i angeordnet. Die Gleiteinheit 16i bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20i des achten alternativen Magnetankers 10i. Die Gleiteinheit 16i bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20i des fünften alternativen Magnetankers 10i. Ein Zentralbereich 32i der Gesamtmantelfläche 20i, welcher wenigstens 50 % der gesamten Längserstreckung 34i des achten alternativen Magnetankers 10i umfasst, ist auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche 14i frei von der Gleiteinheit 16i ausgebildet. Beide axialen Kantenbereiche 36i, 38i der Außenoberfläche 14i sind frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit 16i. Die Gleiteinheit 16i weist eine Vielzahl an Gleitelementen 40i, 42i auf. Die Gleitelemente 40i, 42i sind voneinander getrennt auf der Außenoberfläche 14i angeordnet. Mehrere der Gleitelemente 40i, 42i, im in der 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sogar alle der Gleitelemente 40i, 42i sind streifenförmig und/oder bandförmig erstreckt. Eine Haupterstreckungsrichtung 44i der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40i, 42i verläuft zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Axialrichtung 46i des fünften alternativen Magnetankers 10i. Die zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente 40i, 42i sind in Umfangsrichtung auf der Gesamtmantelfläche 20i beabstandet in mehreren Ringen aus Gleitelementen 40i, 42i angeordnet. Jedes der streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelemente 40i, 42i erstreckt sich dabei höchstens über ein Viertel und mindestens über mehr als ein Sechstel der Längserstreckung 34i der Gesamtmantelfläche 20i. Die Gleiteinheit 16i ist lediglich in jeweiligen Nahbereichen 24i, 30i axialer Enden 26i, 28i der Gesamtmantelfläche 20i angeordnet. An jedem der axialen Enden 26i, 28i der Gesamtmantelfläche 20i ist jeweils ein Ring aus streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelementen 40i, 42i angeordnet.
Die 11 zeigt eine schematische Seitenansicht eines neunten alternativen Magnetankers 10j. Der neunte alternative Magnetanker 10j weist eine Längserstreckung 34j auf. Der neunte alternative Magnetanker 10j weist eine Gleiteinheit 16j auf. Die Gleiteinheit 16j ist an einer Außenoberfläche 14j des neunten alternativen Magnetankers 10j angeordnet. Die Gleiteinheit 16j ist an einer Gesamtmantelfläche 20j des neunten alternativen Magnetankers 10j angeordnet. Die Gleiteinheit 16j bedeckt lediglich einen Teil der Gesamtmantelfläche 20j des neunten alternativen Magnetankers 10j. Die Gleiteinheit 16j bedeckt weniger als 50 % der Gesamtmantelfläche 20j des neunten alternativen Magnetankers 10j. Ein Zentralbereich 32j der Gesamtmantelfläche 20j, welcher wenigstens 60 % der gesamten Längserstreckung 34j des neunten alternativen Magnetankers 10j umfasst, ist teilweise von der Gleiteinheit 16j bedeckt. Beide axialen Kantenbereiche 36j, 38j der Außenoberfläche 14j sind teilweise von der Gleiteinheit 16j bedeckt. Die Gleiteinheit 16j bedeckt die beiden axialen Kantenbereiche 36j, 38j der Außenoberfläche 14j des neunten alternativen Magnetankers 10j dabei nicht vollflächig. Die Gleiteinheit 16j weist genau ein Gleitelement 40j auf. Das Gleitelement 40j ist streifenförmig und/oder bandförmig erstreckt. Eine Haupterstreckungsrichtung 44j des streifenförmig und/oder bandförmig erstreckten Gleitelements 40j verläuft schräg zu einer Axialrichtung 46j des neunten alternativen Magnetankers 10j. Das bandförmig und/oder streifenförmig erstreckte Gleitelement 40j läuft spiralförmig um die Außenoberfläche 14j um. Das bandförmig und/oder streifenförmig erstreckte Gleitelement 40j erstreckt sich dabei über die gesamte Längserstreckung 34j des neunten alternativen Magnetankers 10j.
Bezugszeichen

10: Magnetanker
12: Elektromagnetischer Aktor
14: Außenoberfläche
16: Gleiteinheit
18: Magnetankerführungseinheit
20: Gesamtmantelfläche
22: Herstellungsschritt
24: Nahbereich
26: Axiales Ende
28: Axiales Ende
30: Nahbereich
32: Zentralbereich
34: Längserstreckung
36: Axialer Kantenbereich
38: Axialer Kantenbereich
40: Gleitelement
42: Gleitelement
44: Haupterstreckungsrichtung
46: Axialrichtung
48: Magnetspule
50: Grundfläche
52: Grundfläche
54: Herstellungsschritt
56: Kante

Claims

Magnetanker (10a-j) für einen elektromagnetischen Aktor (12a-j), aufweisend eine Außenoberfläche (14a-j) und eine an der Außenoberfläche (14a-j) angeordnete Gleiteinheit (16a-j) zu einer Optimierung eines tribologischen Verhaltens des Magnetankers (10a-j), wie einer Reduzierung eines Verschleißes des Magnetankers (10a-j) und/oder einer Reibung mit einer Magnetankerführungseinheit (18a-j) des elektromagnetischen Aktors (12a-j), wie beispielsweise einem Ankerführungsrohr oder Polrohr, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinheit (16a-j) lediglich einen Teil einer Gesamtmantelfläche (20a-j) des Magnetankers (10a-j), insbesondere einer Ankerlauffläche des Magnetankers (10a-j), bedeckt.
Magnetanker (10a-j) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinheit (16a-j) durch eine Gleitlackschicht ausgebildet ist.
Magnetanker (10a-j) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinheit (16a-j) weniger als 75 %, vorzugsweise weniger als 50 %, bevorzugt weniger als 40 % und besonders bevorzugt weniger als 30 % der Gesamtmantelfläche (20a-j) bedeckt.
Magnetanker (10a; 10b; 10d; 10f-i) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinheit (16a; 16b; 16d; 16f-i) lediglich in jeweiligen Nahbereichen (24a, 30a; 24b, 30b; 24d 30d; 24f-i, 30f-i) beider axialer Enden (26a, 28a; 26b, 28b; 26d, 28d; 26f-i, 28f-i) der Gesamtmantelfläche (20a; 20b; 20d; 20f-i) oder lediglich in einem Nahbereich (24a, 30a; 24b, 30b; 24d 30d; 24f-i, 30f-i) eines einzelnen der beiden axialen Enden (26a, 28a; 26b, 28b; 26d, 28d; 26f-i, 28f-i) der Gesamtmantelfläche (20a; 20b; 20d; 20f-i) angeordnet ist.
Magnetanker (10a; 10b; 10d; 10f-i) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentralbereich (32a; 32b; 32d; 32f-i) der Gesamtmantelfläche (20a; 20b; 20d; 20f-i), welcher wenigstens 40 %, vorzugsweise wenigstens 50 % und bevorzugt wenigstens 60 % einer gesamten Längserstreckung (34a; 34b; 34d; 34f-i) des Magnetankers (10a; 10b; 10d; 10f-i) umfasst, auf einem gesamten Umfang der Außenoberfläche (14a; 14b; 14d; 14f-i) frei von der Gleiteinheit (16a; 16b; 16d; 16f-i) ausgebildet ist.
Magnetanker (10c; 10e; 10j) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentralbereich (32c; 32e; 32j) der Gesamtmantelfläche (20c; 20e; 20j), welcher wenigstens 40 %, vorzugsweise wenigstens 50 % und bevorzugt wenigstens 60 % einer gesamten Längserstreckung (34c; 34e; 34j) des Magnetankers (10c; 10e; 10j) umfasst, teilweise von der Gleiteinheit (16c; 16e; 16j) bedeckt ist.
Magnetanker (10a; 10g; 10j) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Kantenbereich (36a; 36g; 36j) der Außenoberfläche (14a; 14g; 14j) oder beide axiale Kantenbereiche (36a, 38a; 36g, 38g; 36j, 38j) der Außenoberfläche (14a; 14g; 14j) teilweise oder komplett von der Gleiteinheit (16a; 16g; 16j) bedeckt ist/sind.
Magnetanker (10a-f; 10h-i) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Kantenbereich (38a-f; 38h-i) der Außenoberfläche (14a-f; 14h-i) oder beide axiale Kantenbereiche (36b-f, 38b-f; 36h-i, 38h-i) der Außenoberfläche (14b-f; 14h-i) frei von einer Bedeckung durch die Gleiteinheit (16a-f; 16h-i) ist/sind.
Magnetanker (10b-f; 10h-i) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleiteinheit (16b-f; 16h-i) eine Vielzahl an voneinander getrennt auf der Außenoberfläche (14b-f; 14h-i) angeordnete Gleitelemente (40b-f, 42b-f; 40h-i, 42h-i) aufweist.
Magnetanker (10b-d) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der Gleitelemente (40b-d, 42b-d), vorzugsweise mehrere der Gleitelemente (40b-d, 42b-d) und bevorzugt alle Gleitelemente (40b-d, 42b-d), einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Umriss oder einen zumindest im Wesentlichen ovalen Umriss aufweisen.
Magnetanker (10e-f; 10h-j) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der Gleitelemente (40e-f, 42e-f; 40h-j, 42h-j), vorzugsweise mehrere der Gleitelemente (40e-f, 42e-f; 40h-j, 42h-j) und bevorzugt alle Gleitelemente (40e-f, 42e-f; 40h-j, 42h-j), streifenförmig oder bandförmig erstreckt ist/sind.
Magnetanker (10e-f; 10i) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haupterstreckungsrichtung (44e-f; 44i) zumindest eines streifenförmig oder bandförmig erstreckten Gleitelements (40e-f, 42e-f; 40i, 42i) zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Axialrichtung (46e-f; 46i) des Magnetankers (10e-f; 10i) verläuft.
Magnetanker (10h; 10j) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haupterstreckungsrichtung (44h; 44j) zumindest eines streifenförmig oder bandförmig erstreckten Gleitelements (40h, 42h; 40j) schräg zu einer Axialrichtung (46h; 46j) des Magnetankers (10h; 10j) verläuft.
Magnetanker (10j) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der bandförmig oder streifenförmig erstreckten Gleitelemente (40j) zumindest im Wesentlichen spiralförmig um die Außenoberfläche (14j) umläuft.
Magnetanker (10b-f; 10h-i) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine die Zahl zwei übersteigende Teilmenge der Gleitelemente (40b-f, 42b-f; 40h-i, 42h-i) zumindest im Wesentlichen regelmäßig zueinander auf der Gesamtmantelfläche (20b-f; 20h-i) beabstandet angeordnet sind.
Elektromagnetischer Aktor (12a-j), insbesondere Pneumatikventil, mit einem Magnetanker (10a-j) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Verfahren zu einer Herstellung eines Magnetankers (10a-j), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei in zumindest einem Herstellungsschritt (22a-j) eine Gleiteinheit (16a-j) zu einer Optimierung eines tribologischen Verhaltens des Magnetankers (10a-j), wie einer Reduzierung eines Verschleißes des Magnetankers (10a-j) und/oder einer Reibung mit einer Magnetankerführungseinheit (18a-j) des elektromagnetischen Aktors (12a-j), wie beispielsweise einem Ankerführungsrohr oder Polrohr, auf eine Außenoberfläche (14a-j) des Magnetankers (10a-j) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Herstellungsschritt (22a-j) lediglich ein Teil einer Gesamtmantelfläche (20a-j) des Magnetankers (10a-j), insbesondere einer Ankerlauffläche des Magnetankers (10a-j), mit der Gleiteinheit (16a-j) bedeckt wird.