DE13708209T1 - Kompakter Direktantriebsaktuator mit Erzeugung einer konstanten Kraft - Google Patents

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Guillaume Loussert
Michael Delbaere
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Abstract

Elektromagnetische Betätigungseinheit, die aufgrund eines im wesentlichen konstanten Stroms eine Kraft auf den gesamten Nutzhub Y ausübt, umfassend mindestens eine Statorstruktur (1), mindestens eine elektrische Vorratsspule (3) und ein bewegliches Glied (2), wobei die Statorstruktur (1) einerseits besteht aus einem Mittelpol (4), der senkrecht zur Richtung dieses Hubs Y verläuft und in Richtung des Hubs eine Breite YC1 hat und dessen Endstück eine Breite YC2 hat, die entweder größer oder gleich dem Hub Y des beweglichen Gliedes (2) ist, wobei YC2 größer ist als YC1, und andererseits zwei Seitenpolen (5a, 5b), die in Richtung des Hubs eine Breite YL1 haben und deren Endstück eine Breite YL2 hat, die größer als YL1 ist, den zwei Seitenpolen (5a, 5b) und dem Mittelpol (4), die in einem Abstand YG auseinanderliegen, das bewegliche Glied (2) umfasst in Bezug auf die Statorstruktur (1) eine Armatur (11), die versehen ist mit mindestens zwei schmalen Permanentmagneten (6, 7), die jeweils Breite YA haben, das bewegliche Glied (2) und die Statorstruktur (1) werden durch einen Luftspalt E begrenzt, die Spule (3) hat eine Breite YB, dadurch charakterisiert, dass die Breite YL2 der Seitenpole (8) (2YL1 + 2YB + YC1 – 2YG – YC2)/2 entspricht und geringer als die Breite YC2 des Mittelpols (4) ist, und in der die schmalen Permanentmagnete (6, 7) nebeneinander angeordnet sind.

Claims (12)

  1. Elektromagnetische Betätigungseinheit, die aufgrund eines im wesentlichen konstanten Stroms eine Kraft auf den gesamten Nutzhub Y ausübt, umfassend mindestens eine Statorstruktur (1), mindestens eine elektrische Vorratsspule (3) und ein bewegliches Glied (2), wobei die Statorstruktur (1) einerseits besteht aus einem Mittelpol (4), der senkrecht zur Richtung dieses Hubs Y verläuft und in Richtung des Hubs eine Breite YC1 hat und dessen Endstück eine Breite YC2 hat, die entweder größer oder gleich dem Hub Y des beweglichen Gliedes (2) ist, wobei YC2 größer ist als YC1, und andererseits zwei Seitenpolen (5a, 5b), die in Richtung des Hubs eine Breite YL1 haben und deren Endstück eine Breite YL2 hat, die größer als YL1 ist, den zwei Seitenpolen (5a, 5b) und dem Mittelpol (4), die in einem Abstand YG auseinanderliegen, das bewegliche Glied (2) umfasst in Bezug auf die Statorstruktur (1) eine Armatur (11), die versehen ist mit mindestens zwei schmalen Permanentmagneten (6, 7), die jeweils Breite YA haben, das bewegliche Glied (2) und die Statorstruktur (1) werden durch einen Luftspalt E begrenzt, die Spule (3) hat eine Breite YB, dadurch charakterisiert, dass die Breite YL2 der Seitenpole (8) (2YL1 + 2YB + YC1 – 2YG – YC2)/2 entspricht und geringer als die Breite YC2 des Mittelpols (4) ist, und in der die schmalen Permanentmagnete (6, 7) nebeneinander angeordnet sind.
  2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, wobei Breite YB der Spule (3) der Breite YA der Magnete (6, 7) der Richtung des Hubs Y entspricht.
  3. Betätigungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abstand zwischen dem beweglichen Glied (2) und der Statorstruktur (1) durch ein mechanisches Spiel (j) definiert ist und wobei die Seitenpole (5a, 5b) eine variable Stärke haben, die senkrecht zur Richtung des Hubs Y ausgerichtet ist und wobei diese Stärke an der schmalsten Stelle (EP1) dem mechanischen Spiel (j) entspricht.
  4. Betätigungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Stärke der Seitenpole (5a, 5b), die senkrecht zur Richtung des Hubs Y ausgerichtet ist, an der dicksten Stelle (EP2) maximal gleich der Stärke (EpA) der schmalen Magnete ist.
  5. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schmalen Magnete (6, 7) eine mehrheitlich senkrechte Magnetisierung in Richtung des Hubs Y aufweisen.
  6. Betätigungseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die schmalen Magnete (6, 7) eine senkrechte Magnetisierung in Richtung des Hubs Y im Mittelbereich der schmalen Magnete (6, 7) aufweisen und in dieser Richtung an den Enden einen nicht konstanten Winkel bilden.
  7. Betätigungseinheit nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Armatur (11) mit vier nebeneinander liegenden Magneten (6, 7, 15, 17) versehen ist.
  8. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Hub Y kreisförmig ist.
  9. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Hub linear ist und die Statorstruktur (1) und das bewegliche Glied (2) senkrecht zur Richtung des Hubs Y herausragen.
  10. Betätigungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Hub linear ist und die Statorstruktur (1) und das bewegliche Glied (2) sich um eine kollineare Achse zur Richtung des Hubs Y drehen.
  11. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenpole unterschiedliche Breiten YL1 haben.
  12. Betätigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenpole (5a, 5b) axiale Erhebungen (18a, 18b) aufweisen, die den Verlängerungen der Seitenpole (5a, 5b) gegenüberliegen.
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