DE1613452A1 - Electromagnetic reversing actuator - Google Patents

Electromagnetic reversing actuator

Info

Publication number
DE1613452A1
DE1613452A1 DE19671613452 DE1613452A DE1613452A1 DE 1613452 A1 DE1613452 A1 DE 1613452A1 DE 19671613452 DE19671613452 DE 19671613452 DE 1613452 A DE1613452 A DE 1613452A DE 1613452 A1 DE1613452 A1 DE 1613452A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
windings
actuator
armature
axial length
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671613452
Other languages
German (de)
Inventor
Weakly Robert Harvey
Keistmann Arnold Rudolph
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Aircraft Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Aircraft Corp filed Critical United Aircraft Corp
Publication of DE1613452A1 publication Critical patent/DE1613452A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F04B17/04Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
    • F04B17/042Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00Pump parameters
    • F04B2201/02Piston parameters
    • F04B2201/0206Length of piston stroke

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. EWeickmann, Dr. Ing. A.WeickmannPatent attorneys Dipl.-Ing. EWeickmann, Dr. Ing.A.Weickmann

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl^-Phys. Dr. K. Fincke Dipl^-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl ^ -Phys. Dr. K. Fincke Dipl ^ -Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN8 MUNICH 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22

USIIED AIRGlUE[D CORPORATION, 400 Hain Street, Säst Hartford, Connecticut (inj^in Delaware}, U.S.A.USIIED AIRGlUE [D CORPORATION, 400 Hain Street, Sa Hartford, Connecticut (inj ^ in Delaware}, U.S.A.

Slelcbromagne ti seller Uüifcehr aktuator"Slelcbromagne ti seller Uüifcehr actuator "

Die Erfindung "beZieht sicii allgemein auf einen elektromagnet iscnen Aktuator und im "besonderen auf einen Umkehrakt uat or für den Antrieb eines hin- und. hergehenden Teiles, z.B. einer Pumpe oder dergleichen*The invention "relates sicii generally to an electromagnet iscnen actuator and in particular on an act of reversal uat or for driving a back and forth. forward part, e.g. a pump or the like *

Mit."dem Aufkommen des Herzpumpensysteras ergab sieh die Notwendigkeit für einen elektromagnetischen Aktuator, der den Herapümpenkolben hin-* und herbewegt j dabei kommt es darauf an, sowohl die Geschwindigkeit als auch die Hublänge der Pumpe ,in beiden Bewegungsrichtungen genau, zu kontrollieren. Der erfindungsgemäße Aktuator ist nichtWith. "The advent of the heart pump systeria resulted in you There is a need for an electromagnetic actuator that moves the plunger back and forth it depends on both the speed and the Stroke length of the pump, accurate in both directions of movement, to control. The actuator according to the invention is not

beschränkt auf die Verwendung für den xaitrieb doe hin- und hergeilenden Kolbens einer Herapunpe, sondern kann auch in anderen geschlossenen Ilegelochleifensysteuen Verwendung finden, wo es erforderlich ist, den Kolbenhub in derartigen Pumpen genau au kontrollieren. liie Verwendung an einer lierzpumpe ist jedoch ein besonders geeignetes Beispiel.limited to the use for the xaittrieb doe back and hergeilenden piston of a Herapunpe, but can also used in other closed Ilegelochleifensysteuen find where it is necessary to precisely control the piston stroke in such pumps. liie use however, a fluid pump is a particularly suitable example.

Eine Herzpumpe umfaßt einen hin- und hergehenden Kolben, der eine Blutpumpkammer in einem umgebenden Zylinder bildet. Mit der Blutpumpkammer verbundene Katheter werden mit dem Kreislaufsystem des Patienten verbunden, um das Kreislaufsystem zu stützen. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Herzpumpenkolbens variiert während der Durchströaung, um Koinzidenz zwischen einem zyklischen Signal (2KG-3ignul), das einen der physiologischen Parameter des Patienten repräsentiert, und jedem Pumpenzyklus (ein Hin- und Hergang des Pumpenkolbens) zu erlangen. Ferner wird das Blutvolumen, welches pro Zyklus gepumpt wird, kontrolliert durch Veränderung der Hublänge des Kolbens. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen .iktuators zur Betätigung einer Herzpumpe bedient man sich zur Steuerung sowohl der Hubfrequenz wie auch der Hublänge des Pumpenkolbens in Übereinstimmung mit bestimmten Kreislaufvorgängen eines Komputersteuersystems. Es leuchtet ein, daß es hierbei sowohl vom Standpunkt der Vermeidung einer Hämolyse wie auch der Erreichung einer angemessenen Burchströmung wichtig ist,A heart pump includes a reciprocating piston, which forms a blood pumping chamber in a surrounding cylinder. Catheters are connected to the blood pumping chamber connected to the patient's circulatory system to support the circulatory system. The speed of movement of the heart pump piston varies during the flow, for coincidence between a cyclic signal (2KG-3ignul), which represents one of the physiological parameters of the patient, and every pump cycle (a reciprocation of the pump piston). Furthermore, the blood volume, which is pumped per cycle, controlled by changing the stroke length of the piston. When using the .ictuators according to the invention for actuating a heart pump one uses to control both the stroke frequency and the stroke length of the pump piston in accordance with certain circulatory processes of a computer control system. It is clear that here it is both from The point of view of avoiding hemolysis as well as achieving adequate perfusion is important,

8 33 /0474 bad8 33/0474 bad

daß die Bewegung des £umpenkoll>enß genau kontrolliert wird \ιηά entsprechend den. von dem zugehörigen Komputer gegebenen Kbmmandodat en erfolgt, " ...-■that the movement of the umpenkoll> enß is precisely controlled \ ιηά according to the. given by the associated computer Kbmmandodat en takes place, "...- ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe 'zugrunde i einen elektromagnet ie chen: 0nucehraktuator zu schaffen,, der auf eiiaen Mi- und Vergehenden anker eine Kraft ausübt, di;e eine lineare Funktion des Ankerstrümes ist;. Me lielstung soll über den ganzen Hub dee inkers bei konstantem Strom annähernd konstant sein. : ^ .The invention has the object 'based on i a solenoid ie chen: 0nucehraktuator to provide ,, the, di exerts on eiiaen micro and disappearing anchor a force; e is a linear function of the Ankerstrümes ;. The power output should be approximately constant over the entire stroke of the deeinker with a constant current. : ^.

Der erfindangsgemäße elektromagnetisclie; Omkehrau&er kennzeichnet sich -durch; zwei Sätse von rin^fSraig'- angeordneten. Wicklungen, welche konstanten Strom in entgegengesetzter Richtung fuhren,' Lamelleii^ welche die viickluticen trennen und gegeneinander Spalte-aufweisen, «ad durcli einen innerhalb der Wicklungen hin-und he ν bewegliehe n, konstant magnetisch; erregten Jöiicer mit Endstücken', deren-.Jedes ^innerhalb der axialen iaiige der Wicklungen und Lamellen liegt und relativ sur axialen Lilnge der Vielzahl vöjl Wicklungen und der iaaeliea ßine !deine-., Jedoch relativ au Jeder iamelle und jedeiä Spalt eine groSe^ axiale Länge besitzt^ so daß ein die ^iclcluiigeia is. einer SiGlitpng durchflieüenlör Stros eine1 im v/eseirrlielien iConstante . ■■ Terschiebglifaft in einer Eiebtung und, bei Umkehr des Stromes, eine.konstante Schiebekraft "in entgegengesetsT ter Eichtung auf den ^iker ausübt, ; ; ' : The according to the invention electromagnetic; Omkehrau & he is characterized by -by; two sows of rin ^ fSraig'- arranged. , Drove windings which constant current in the opposite direction, '^ Lamelleii separating the viickluticen and against each column having, "ad durcli within the windings a back and he bewegliehe ν n is constant magnetic; Jöiicer excited with end pieces' whose .Each-^ lies within the axial iaiige of the windings and laminations and relatively sur axial Lilnge the plurality vöjl windings and the iaaeliea ßine! deine-., However, relatively au Each iamelle and jedeiä a gap Grose ^ axial Length possesses ^ so that one is the ^ iclcluiigeia. a SiGlitpng through flieüenlör Stros a 1 in the v / eseirrlielien iConstante. ■■ Terschiebglifaft in a Eiebtung and, upon reversal of the current eine.konstante pushing force "in entgegengesetsT ter calibration Tung on the ^ iker exerts;; ':

BADGRK3JNALBADGRK3JNAL

Wie erwähnt, dient der erfindungsgemäße Umkehranker im ■ besonderen zum Betrieb einer Herzpumpe, die einen hin- und hergehenden, doppelt* wirkenden Kolben aufweist, dessen eine Zylinderkammer an in das Kreislaufsystem des Patienten einzuführende Katheter angeschlossen ist, dessen andere Zylinderkammer mit einer Kammer eines Zylinders in Verbindung steht, in welcher ein von der Aktuatorwelle angetriebener "Kolben geführt ist, wobei die beiden Kammern durch eine flüssigkeitskupplung verbunden sind, so daß sich die Bewegungen des Kolbens des Actuators auf den Kolben der "Herzpumpe übertragen*As mentioned, the reversing anchor according to the invention is used in the ■ special for operating a heart pump that has a reciprocating, double * acting piston, one cylinder chamber of which is connected to a catheter to be introduced into the circulatory system of the patient other cylinder chamber communicates with a chamber of a cylinder in which one of the actuator shaft driven "piston is guided, the two chambers connected by a fluid coupling are so that the movements of the piston of the actuator transferred to the piston of the "heart pump *

Die Figuren erläutern die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Es stellen dar: The figures explain the invention using an exemplary embodiment. They represent:

Fig. 1 das Gerät im Aufriß, teilweise geschnitten, wobei der elektromagnetische Aktuator eine hin- und hergehende Herzpumpe antreibt,
Fig. 2 bis 4 den erfindungegemäßen elektromagnetischen
1 shows the device in elevation, partially in section, the electromagnetic actuator driving a reciprocating heart pump,
Fig. 2 to 4 the inventive electromagnetic

Aktuator, wobei der Anker in verschiedenen • Stellungen seines Hubes gezeigt ist, Fig., 5 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem Anker-' strom und der Ankerkraft über die Länge des Ankerhubes» Actuator, with the armature shown in different • positions of its stroke, Fig. 5 is a diagram of the relationship between the armature 'current and the armature force over the length of the armature stroke »

Der erfindungsgemäße Aktuator kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden und für verschiedene Zv/ecke verwendet werden. Xm gezeichneten Beispiel ist die AnwendungThe actuator according to the invention can be embodied in different forms and used for different Zv / corners will. The example shown is the application

zum Betrieb einer hin- und hergehenden Herzpumpe dargestellt. ■"■·■"■ ■■■■-■■·"'■■*■■■for operating a reciprocating heart pump. ■ "■ · ■" ■ ■■■■ - ■■ · "'■■ * ■■■

".9-833/(K?4".9-833 / (K? 4

Bei Eig. 1 handelt es sich um eine im Takt des"Pulses druckerzeugende Pumpe 10. Diese "besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1Ϊ. mit einem Zylinder 12, in welchem sich, ein doppeltwirkender Eolben 14 hin-- und her-"bewegt» Der Korben 14 "bestimmt eine Blutpumpkammer 16 am forderen Ende des Zylinders 12 und eine Betätigungskammer 36 am anderen Ende. WLt der Blutpumpkammer 16 ist eine KatheteranOrdnung 20-Verbunden zur Erzeugung einer arterio-arterieilen Pumpwirkung (d.h. einer den Kreislauf technisch stützenden Zirkulation). Die Katheter 22 und 23 werden in die ffemoralärterien (Qberschenkelarterien) des Patienten eingeführt und naoh oben in die nach unten gehende Aorta gestoßen. Wenn der Kolben 14 in. dem Zylinder 12 hin- und hergeht, wird Blut oder andere flüssigkeit durch die Katheteranordnung 20 in der Aorta des Patienten gedrängt und "bewirkt eine Erhöhung des intrs-aortischen Druckes im Zeittakt mit der EXi&- Wellenform des Patienten* Dies bewirkt eine Stüirstmg der periphere?! Durchströmung (Perf uslon)« Wircü ü®v Kolben 14 Ton seinem linkes Satpunkt in dem gylijuier IZ m~ wird. Blut Ton äem 3£a-theter in die JDamsiOT 16 · wobei der arterielle Widerstand, geg<m veleliea das a@s?s puiEpsn iauSf verriugert viird. Die At Eig. 1 is a pump 10 that generates pressure in time with the pulse. This pump consists of a cylindrical housing 1Ϊ. with a cylinder 12 in which a double-acting piston 14 moves back and forth "The basket 14" defines a blood pumping chamber 16 at the front end of the cylinder 12 and an actuating chamber 36 at the other end. A catheter arrangement 20 is connected to the blood pumping chamber 16 to generate an arterio-arterial pumping action (ie a circulation that technically supports the circulation). Catheters 22 and 23 are inserted into the patient's ffemoral arteries and pushed close up into the descending aorta. As the piston 14 reciprocates in the cylinder 12, blood or other fluid is forced through the catheter assembly 20 in the patient's aorta and "causes the intric-aortic pressure to increase in time with the patient's EXi &" waveform * This Stüirstmg causes the peripheral ?! flow (Perf USLON) "Wircü ü®v piston 14 sound his left Satpunkt in the gylijuier IZ ~ m is. blood tone äem 3 £ a-theter in the JDamsiOT 16 · wherein the arterial resistance, geg <m veleliea the a @ s? s puiEpsn iOFF f verriugert viird. the

; t Sin xuLphtgeaeiobnator Soilwater, äa$ in Abfe^a^igfeeit rcn ■ $er HesiS3yi^lU0pe3*iode ties BatieÄfeafö o&ex? tux)Mo ! .der PElsfrs^ueixs arbeitst-s ©rr©©5öi9t »qwöSü, die ;; t Sin xuLphtgeaeiobnator Soilwater, äa $ in Abfe ^ a ^ igfeeit rcn ■ $ er HesiS3yi ^ lU0pe3 * iode ties BatieÄfeafö o & ex? tux) Mo ! .the PElsfrs ^ ueixs work- s © rr © Clipart 5öi9t »qwöSü, die;

l· digkelt dfl"» Ein,·» PX^ SestittviigissjK de^ Kolbejsi» 14· *-?4e suohl · digkelt dfl "» Ein, · »PX ^ SestittviigissjK de ^ Kolbejsi» 14 · * -? 4e suoh

die Hublänge des Kolbens zur Aufrechterhaltung einer maximalen Durchströmung, ohne daß Hämolyse eintritt. Gemäß vorliegender Erfindung dient für die Betätigung des hin- und hergehenden Kolbens der Herzpumpe ein elektromagnetischer Aktuator 25, der den Kolben 14 Über eine Flüssigkeit skupplung antreibt, derart, daß die Pumpe 14 entfernt von dem Aktuator 25 aufgestellt werden kann.the stroke length of the piston to maintain a maximum Flow without causing hemolysis. According to the present invention is used for the actuation of the back and the reciprocating piston of the heart pump, an electromagnetic actuator 25, which controls the piston 14 via a liquid clutch drives in such a way that the pump 14 can be set up away from the actuator 25.

Die flüssigkeitskupplung 27 besteht aus einem Zylinder 29, der an dem elektromagnetischen Aktuator 25 befestigt ist und einen Zylinder 30 für einen Kolben 32 bildet. Der Kolben 32 definiert in dem Zylinder 30 eine flüssigkeit ekammer 35, welche mit der Kammer 36 in der Pumpe 10 durch einen flexiblen Schlauch 38 kommuniziert. Die Pumpe 27 ist eine "starre11 !Flüssigkeitskupplung in dem Sinne, daß der Kolben 14 exakt der Bewegung des Kolbens 32 folgt. Bin Rückkopplungspotentiometer 40 ist mit dem Kolben 32 verbunden und gibt an eine geschlossene Regelschleife in der Reohensobaltung ein Signal, welohes die augenblickliche Stellung des Kolbens 14 in jedem Augenblick während des Hubes desselben anzeigt.The fluid coupling 27 consists of a cylinder 29 which is attached to the electromagnetic actuator 25 and forms a cylinder 30 for a piston 32. The piston 32 defines a fluid chamber 35 in the cylinder 30 which communicates with the chamber 36 in the pump 10 through a flexible hose 38. The pump 27 is a "rigid 11 ! Fluid coupling in the sense that the piston 14 exactly follows the movement of the piston 32. A feedback potentiometer 40 is connected to the piston 32 and gives a signal to a closed control loop in the Reohensobaltung, which is the instantaneous Indicates position of the piston 14 at any moment during the stroke of the same.

Der eletromagnetisch« Aktuator 25 hat ein niohtmagnetiecheß zylindrisches Gehäueeglied 42 mit daran befestig- . ten» ebenfalls nichtiaagnetiiiohen Stirnplatten 43 und 44.The electromagnetic actuator 25 has a non-magnetic check cylindrical housing member 42 with fastened thereon. end plates 43 and 44, which are also non-magnetic.

In dem Oti&äi?tfe 4^ Ijeiir.äet» eich ein Asker 47» 4er vergrößerte sylißdrlaohe Bndetüofce 49 and 50, verbundenIn the Oti & äi? Tfe 4 ^ Ijeiir.äet »eich an Asker 47» 4er enlarged sylißdrlaohe Bndetüofce 49 and 50, connected

duroh einen Seil 51 3cle.iKi.eren Xüurehmeeser·, aufwliet.duroh a rope 51 3cle.iKi.eren Xüurehmeeser ·, wliet.

009833/0474009833/0474

Der Anker 47 ist starr verbunden mit einer Welle 53, die x ihrerseits mit dem Kolben 32 starr verbunden ist, so daß der Anker den Kolben hin- und herbewegt. Der Anker 47 trägt keinerlei Windungen, so daß er von geringer Trägheit ist und rasch anspricht»The armature 47 is rigidly connected, so that the armature reciprocates the piston having a shaft 53 which is in turn x rigidly connected to the piston 32 back and forth. The armature 47 does not have any turns, so that it has little inertia and responds quickly »

Bin ringförmiger permanenter ISagnet 55 ist in dem Gehäuse 42 zentral angeordnet und liefert das Erregerfeld für den Anker 47. Alternativ kann auch ein Elektromagnet Ver- * wendung finden entweder anstelle des Magneten 55 oder zusätzlich zu diesem. Indessen hat 4er permanente Magnet 55 gegenüber der elektrischen felderregung zwei Vorteile: er bedarf nicht einer zugeführten Leistung und er hält die 3?eidintensität in dem magnetischen Kreis konstant infolge weniger reversiblen Permeabilität. Zu beiden Seiten des Ilagneten 55 ist eine Vielzahl von ringförmigen Ankerwicklungen 53 vorgesehen. Die Ankerwicklungen 53 sind In zwei Sätzen 65A und 65B auf gegenüberliegenden Seiten des Magneten 55 angeordnet; sie sind so miteinander verbunden, daß, wenn der Strom in einer RichtungAn annular permanent I-magnet 55 is in the housing 42 is arranged centrally and provides the excitation field for the armature 47. Alternatively, an electromagnet can also are used either instead of the magnet 55 or in addition to this. However, the 4 permanent magnet 55 has two advantages over electric field excitation: he does not need a supplied service and he holds the 3? eid intensity in the magnetic circuit constant due to less reversible permeability. On both sides des Ilagneten 55 is a plurality of annular Armature windings 53 are provided. The armature windings 53 are in two sets 65A and 65B on opposite one another Sides of the magnet 55 arranged; they are so with each other connected that when the current is in one direction

".";.. in dem Satz 65A fließt, die Eichtung in dem Sata 65B in der anderen Richtung verläuft. Die Stromversorgung der Ankerwicklung erfolgt durch einen Ereis, welcher die"."; .. flows in the set 65A, runs the calibration Tung in the Sata 65B in the other direction. The armature winding is powered by an Ereis, which the

: StroÄrichtung in jedem Satz von Vicltlungen umkehrt, um: Direction of movement in each set of turns reverses to

ί ■ den Anker 47 hin- und herzubevegen, und die Steuerdatenί ■ to move the armature 47 back and forth, and the control data

(;, des Komputers in eine vorbestimate Stromhöhe umeetzt.-(;, of the computer converted into a predetermined current level.

: ' ■ ORIGINALINSPECTED : '■ ORIGINALINSPECTED

;3λΤΑ ~m :h ?:>;H;-i 009 8 3 3.. ""; 3λΤΑ ~ m: h ?:>;H; -i 009 8 3 3 .. ""

Ringförmige Lamellen 60 trennen die einzelnen Wicklungen 58 und bilden Strömungewege mit den Entstücken 49 und Diese Lamellen haben erweiterte innere Teile 61, die den Spalt 62 zwischen den Lamellen verkleinern und dadurch zur Erhöhung der Linearität des Aktuators beitragen.Annular lamellae 60 separate the individual windings 58 and form flow paths with the pieces 49 and These lamellae have enlarged inner parts 61 which reduce the gap 62 between the lamellae and thereby contribute to increasing the linearity of the actuator.

Die Linearität des Aktuators 25 ist hauptsächlich bedingt durch das Verhältnis zwischen der axialen Länge der Endstücke 49 und 50 in Bezug auf die erweiterten inneren Teile 61 der Lamellen, den Spalten 62 und der Länge der Wicklungssätze 65A und 65B. Ein konstanter Antreibstrom in den Wicklungen 58 bewirkt eine gleichförmige Kraft für die Verschiebung des Ankers 47 dank der konstanten Zahl von Flugverbindungen mit dem Anker· D.h. die Reluktanz des magnetischen Kreises ist im wesentlichen konstant über die Hublänge des Ankers 47» da die Endstücke 49 und 50 in Bezug auf die Endteile 61 der Lamellen 60 eine solche axiale Länge haben, daß ein im wesentlichen konstanter Lamellenbereich in allen Stellungen des Ankers 47 nächst den Endstücken vorhanden ist.. Bei der Ausführungsform der fig. 1 hat jedes Endstück eine axiale Länge, die im wesentlichen gleich ist der Summe der axialen Längen von zwei Lamellenteilen 61 und zwei Spalten 62. ferner ist die Länge eines jeden Wicklungssatzes 65A und 65B (einechlieSlich der Lamellen) wesentlich-größer als die axiale Länge jedes der Endstücke 49 und 50, um die Unlinearität, verursacht durch Kanteneinwirkung, zu reduzieren. Die Länge 65 ist im AusführungsbeiepielThe linearity of the actuator 25 is mainly due by the ratio between the axial length of the end pieces 49 and 50 in relation to the enlarged inner parts 61 of the laminations, the gaps 62 and the length of the winding sets 65A and 65B. A constant Driving current in the windings 58 causes a uniform Kraft for the displacement of the anchor 47 thanks the constant number of flight connections with the armature, i.e. the reluctance of the magnetic circuit is essentially constant over the stroke length of the armature 47 »since the end pieces 49 and 50 in relation to the end parts 61 of the Lamellae 60 have such an axial length that a substantially constant lamellae area in all positions of the armature 47 next to the end pieces is present .. In the Embodiment of fig. 1 each end piece has an axial Length which is substantially equal to the sum of the axial lengths of two lamella parts 61 and two columns 62. Furthermore, the length of each set of windings 65A and 65B (including the laminations) is considerably greater than the axial length of each of the end pieces 49 and 50 to reduce the non-linearity caused by edge impact to reduce. The length 65 is in the example

·* zweimal so groß als die axiale Länge jedes der Endstücke·* Twice as large as the axial length of each of the end pieces

009833/0474009833/0474

Zusätzlich, sind die Endstücke 4-9 und 50 gegenüber den Spalten 62 zwischen den Lamellen verhältnismäßig breit, um die Einwirkung dieser Spalten auf die Linearität zu •verringern.Additionally, the end pieces 4-9 and 50 are opposite the Gaps 62 between the slats relatively wide, to reduce the impact of these gaps on linearity.

Eine ringförmige Kompensationswicklung 70 kann vorgesehen sein zur Überwindung der Ankerreaktion durch Erzeugung einer magnetomotorischen Kraft in einer Richtung entgegengesetzt der entmagnetisierenden magnetomotorischen Kraft der Ankerreaktion. Die Stromversorgung der Wicklung 70 soll mit dem Hub oder der Verschiebung variieren, um die Ankerreaktion, die mit dem. Hub variiert, zu kompensieren. An annular compensation winding 70 can be provided be to overcome the anchor reaction by generating a magnetomotive force in a direction opposite to the demagnetizing magnetomotive force Force of anchor reaction. The power supply to winding 70 is intended to vary with stroke or displacement the anchor reaction associated with the. Stroke varies, to compensate.

Die Wirkungsweise wird anhand der Fig· 2 bis Φ beschrieben, in denen ein elektromagnetischer Aktuator gezeigt isti der von jenem der Fig. 1 insofern etwas abweicht, als eine Kompensationswicklung 70 nicht vorhanden ist und die felderregung sowohl durch einen permanenten Magneten 55 als auch durch einen Elektromagneten 75 erzeugt wird. Der feldmagnet 75 wird mit Strom versorgt, der kontinuierlich in der gleichen Richtung flie.ßt unabhängig von der Hubrichtung des Ankers 47. Der Stromfluß ist in den Pig. 2 bis 4· durch schwarze Punkte angedeutet. Die Feldmagneten 55 und 75 arbeiten zusammen zur Erzeugung eines magnetischen Feldes oder Flusses B. Wenn in den Wicklungen .58 kein Strom fließt (Fig. 2), dann wird keine Bewegung des Ankers 4-7 erzeugt ν The mode of operation is described with reference to FIGS. 2 to Φ, in which an electromagnetic actuator is shown i which differs somewhat from that of FIG an electromagnet 75 is generated. The field magnet 75 is supplied with current which flows continuously in the same direction regardless of the stroke direction of the armature 47. The current flow is in the Pig. 2 to 4 · indicated by black dots. The field magnets 55 and 75 work together to generate a magnetic field or flux B. If no current flows in the windings .58 (Fig. 2), then no movement of the armature 4-7 is generated ν

009 83 3/0474 / 009 83 3/0474 /

fließt der Strom in den schwarz angelegten Wicklungen der Jig. 3, dann bewegt sich der Anker 4-7 nach links. Die Bewegung des Ankers erklärt sich vereinfacht wie folgt: Die konstante felderregung durch den permanenten Magneten und den Elektromagneten 75 bewirkt, daß das Endstück 49 Südpol und das Endstück 50 Nordpol wird. Die Polarität der Endstücke 49 und 50 ändert sich nicht mit der Bewegungsrichtung des Ankers. Fließt der Strom in die Wicklungen 58 in der Eichtung, die in Fig. 3 durch schwarz angelegte £unkte angedeutet ist, dann können die Wicklungen einfach als stromführende Leiter in einem magnetischen ZeId, das durch Felderregung erzeugt ist, aufgefaßt werden. Auf diese ¥eise wird an d.en Ankerwicklungen eine Kraft erzeugt. In Fig. 3 würde diese Kraft nach rechts gerichtet sein. Resultierend aus dieser Kraft an den Leitern der Wicklungen ist eine Reaktionskraft, die nach links gerichtet ist, auf die Geldquelle, das ist der Anker 47· Da der Anker 47 frei beweglich ist und die Leiter stationär sind, ergibt sich die Bewegung des Ankers nach links.the current flows in the black windings of the jig. 3, then the anchor moves 4-7 to the left. The movement of the armature can be explained in simplified form as follows: The constant field excitation by the permanent magnet and the electromagnet 75 has the effect that the end piece 49 becomes the south pole and the end piece 50 becomes the north pole. The polarity of the end pieces 49 and 50 does not change with the direction of movement of the armature. If the current flows into the windings 58 in the direction indicated in FIG. 3 by black dots, then the windings can simply be regarded as current-carrying conductors in a magnetic field which is generated by field excitation. In this ¥ else a force is generated at d.en armature windings. In Fig. 3 this force would be directed to the right. As a result of this force on the conductors of the windings, there is a reaction force directed to the left on the source of money, that is the armature 47.Since the armature 47 is freely movable and the conductors are stationary, the armature moves to the left .

Wenn der Strom durch die Wicklungssätze 65A und 65B umgekehrt wird, wie in Fig. 4 gezeigt, ist die von den Wicklungen 58 ausgeübte Kraft nach links gerichtet und hieraus resultiert eine Reaktionskraft auf den imker 47 nach rechts.When the current through winding sets 65A and 65B is reversed is, as shown in Fig. 4, the force exerted by the windings 58 is directed to the left and this results in a reaction force on the beekeeper 47 to the right.

009833/OA7A009833 / OA7A

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, "besteht eine lineare Beziehung zwischen dem Strom I, der durch die Wicklungen 58 fließt, und der auf den Anker 47 ausgeübten Krafjfc, so daß, wenn der Strom konstant gehalten wird, die auf den Anker ausgeübte Kraft über die ganze Länge des Hubes konstant bleibt.As can be seen from Fig. 5, "there is a linear relationship between the current I flowing through the windings 58 flows, and the force exerted on the armature 47, so that if the current is held constant, the force exerted on the armature over the entire length of the stroke remains constant.

om6mAL WSPECTEDom6mAL WSPECTED

Claims (9)

PatentansprücheClaims \ 1.J Elektromagnetischer Umkehraktuator, gekennzeichnet durch zwei Sätze (65A, 65B) von ringförmig angeordneten Wicklungen (58), welche konstanten Strom in entgegengesetzter Richtung führen» Laraellen (60), welche · die Wicklungen (58) trennen und gegeneinander Spalte (62) aufweisen, und einen innerhalb der Wicklungen (58) hin- und herbeweglichen, konstant magnetisch erregten Anker (4-7) mit Endstücken (49» 5Q), deren jedes innerhalb der axialen Länge der Wicklungen (58) und Lamellen (60) liegt und relativ zur axialen Länge'der Vielzahl von Wicklungen (58) und der Lamellen (60) eine kleine, jedoch relativ zu jeder Lamelle (60) und jedem Spalt (62) eine große axiale Länge besitzt, so daß ein die Wicklungen (58) in einer Richtung durchfließender Strom eine im wesentlichen konstante Yerschiebekraft in einer Richtung und, bei Umkehr des Stromes, eine konstante Schiebekraft in entgegengesetzter Richtung auf den Anker ausübt.\ 1.J Electromagnetic reversing actuator, marked by two sets (65A, 65B) of annularly arranged windings (58) which provide constant current in opposite directions Direction lead »Laraellen (60), which · separate the windings (58) and against each other gaps (62), and one within the windings (58) movable back and forth, constantly magnetically excited Anchors (4-7) with end pieces (49 »5Q), each of which within the axial length of the windings (58) and lamellae (60) and relative to the axial length of the plurality of the windings (58) and the lamellae (60) a small one, but relative to each lamellae (60) and each gap (62) has a large axial length, so that a current flowing through the windings (58) in one direction an essentially constant pushing force in one direction and, if the current is reversed, a constant one Pushing force exerts on the anchor in the opposite direction. 2. Umkehraktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den äußeren Enden der Endstücke (49» 50) kleiner ist als die axiale Länge der Wicklungen (58) und Lamellen (60).2. Reversing actuator according to claim 1, characterized in that that the distance between the outer ends of the end pieces (49 »50) is smaller than the axial length of the Windings (58) and lamellas (60). 0098 3 3/(H 7 Λ0098 3 3 / (H 7 Λ 3« Umkehraktuatornachden Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ringförmigen permanenten Magneten (55) zur Erzeugung eines konstanten Srregerfeldes für ö.en Anker (47) > wobei dieser permanente Magnet im wesentlichen zentral zu den Wicklungen angeordnet 1st und diese in zwei Gruppen (65A,. 65B) trennt»3 «Umkehraktuatornachden claims 1 or 2, characterized by an annular permanent magnet (55) said permanent magnet disposed centrally to the windings for generating a constant Srregerfeldes for ö.en armature (47)> substantially 1st and this in two groups (65A ,. 65B) separates » 4-· Ümkehraktuator nach Anspruch 1,--vorzugsweise· in Iferbindung mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und/oder. 3j dadurch.gekennzeichnet-, daß die axiale Lange 3edes Endstückes (49, 50)..-mindestens gleich ist der- Summe der axialen Länge einer Lamelle (60) und eines Lamel- : leiispaltes (62). .'■'.. ; : /4- · Reversing actuator according to claim 1, - preferably · in connection with the features of claims 2 and / or. 3j characterized in that the axial length 3 of the end piece (49, 50) ..- is at least equal to the sum of the axial length of a lamella (60) and a lamella gap (62). . '■' .. ; : / 5. TJmkehraktuator nach Anspruch !,yorzugsweise in Yer-Mndung mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und/oder 3 j dadurch gekennzeichnet jdaJß die axiale^ Länge eines5. Reversing actuator according to claim!, Preferably in Yer mouth with the features of claims 2 and / or 3 j characterized jdaJß the axial ^ length of a ijeden ükidstückes (49» 50) mindestens gleich ist der .i every ükidstückes (49 »50) is at least the same. Summe der axialen Länge von zwei Lamellen-,(6O) und i Spalten (62). \ :Sum of the axial length of two lamellas -, (6O) and i columns (62). \: 6. TJiiücehralrfcuator nach Anspruch 1} vorzugsweise in Ter— "bindung mit einem, mehreren-ode^.allen Herlanalen. det1 Ansprüche 2 Ms 5, dadurch ,gekennzeichnet., \daß eine ringförmige: Eompensäd:it)23.9iviicklurig; (,TO). Vörge}sehen,-ist, welche die ErregerwiciI^u^gen^XßS^^Ii&'Äwei v^ruppen. (65A, 65B) trennt und zur Yerbesserung der Linearität des Aktuators einen mit dem Hub des Ankers (47) va- riablen Strom führt. /00 8 833/04 7 4 ■6. TJiiücehralrfcuator according to claim 1 } preferably in ter- "connection with one, several-ode ^ .all Herlanalen. Det 1 claims 2 Ms 5 , characterized., That \ that an annular: Eompensäd: it) 23.9iviicklurig; (, TO). Vörge } see, -is, which the ErregerwiciI ^ u ^ gen ^ XßS ^^ Ii &'Äwei v ^ ruppen. (65A, 65B) and to improve the linearity of the actuator one with the stroke of the armature (47) carries variable current. / 00 8 833/04 7 4 ■ 7. Umkehraktuator nach Anspruch 1, vorzugsweise in Verbindung mit einem, mehreren oder allen Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (58), die Lamellen (60) und der Anker (4-7) yon einem nichtmagnetischen Gehäuse (4-2-) umschlossen sind und daß die aus dem Gehäuse herausgeführte Welle (53) des Ankers (47) sii^ einem hin- und herzübewegenden Teil verbunden ist. .7. reversing actuator according to claim 1, preferably in conjunction with one, more or all of the features of claims 2 to 6, characterized in that the Windings (58), the fins (60) and the armature (4-7) enclosed by a non-magnetic housing (4-2-) are and that the lead out of the housing shaft (53) of the armature (47) sii ^ a reciprocating Part is connected. . 3. ümlcehralctuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, ".. daß' er zum Betrieb einer Herzpumpe (10) dient, die einen hin- und hergehenden, doppelt wirkenden Kolben (14) aufweist, dessen eine Zylinderkaamer (16) an in das Kreislaufsystem des Patienten einzuführende Katheder (22, 23) angeschlossen ist, dessen andere Zylinder— kammer (36) alt einer lanmer (35) eines Zylinders (29) in Verbindung steht, in welcher ein von der Aktuatorwelle (53) angetriebener Kolben (32) geführt ist, wobei die beiden Sammern (35» 36) durch eine IPlüssigkeitskupplung (27) verbunden sind, so daß sich die Bewegungen des Kolbens (32) des Aktuators auf den Kolben (14) der Herzpumpe (10) übertragen.3. ümlcehralctuator according to claim 7, characterized in that ".. that 'it serves to operate a heart pump (10) which has a reciprocating, double-acting piston (14), one of which is a cylinder camera (16) at in Catheter to be inserted into the patient's circulatory system (22, 23) is connected, the other cylinder chamber (36) of which is a long (35) of a cylinder (29) is in communication in which one of the actuator shaft (53) driven piston (32) is guided, the two collectors (35 »36) through a liquid coupling (27) are connected so that the movements of the piston (32) of the actuator on the piston (14) of the Heart pump (10). 9. Umfcehralcbuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeiclinet, daß die zweitgenannte Kammer (36) der ilerapujiipe und die Kammer (35) des Actuators durch:eine Schlauchleitung (38) verbunden sind, so daß der Aktuator und die Herzpumpe an auseinanderliegenden Orten aufgv.---ter.it9. Umfcehralcbuator according to claim 3, characterized gekennzeiclinet, that the second-named chamber (36) of ilerapujiipe and the chamber (35) of the actuator through: a hose line (38) are connected so that the actuator and the Heart pump in places apart from --- ter.it 0098 33/047Λ0098 33 / 047Λ BADBATH
DE19671613452 1966-11-14 1967-11-13 Electromagnetic reversing actuator Pending DE1613452A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59408166A 1966-11-14 1966-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1613452A1 true DE1613452A1 (en) 1970-08-13

Family

ID=24377446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671613452 Pending DE1613452A1 (en) 1966-11-14 1967-11-13 Electromagnetic reversing actuator

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3433983A (en)
DE (1) DE1613452A1 (en)
FR (1) FR1548723A (en)
GB (1) GB1206156A (en)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3573513A (en) * 1968-08-14 1971-04-06 Speedring Corp Electromechanical transducer
US3604959A (en) * 1969-12-15 1971-09-14 Fema Corp Linear motion electromechanical device utilizing nonlinear elements
AU505062B2 (en) * 1975-11-03 1979-11-08 International Combustion Australia Ltd. Electromagnetic vibratory motor
US4046137A (en) * 1976-08-11 1977-09-06 Avco Corporation Solenoid operated blood pump drive system
US4215283A (en) * 1978-05-03 1980-07-29 Hinds Walter E Linear stepping motor
CA1122638A (en) * 1979-03-13 1982-04-27 Cts Corporation Linear electromagnetic actuator with permanent magnet armature
US4277706A (en) * 1979-04-16 1981-07-07 Nu-Tech Industries, Inc. Actuator for heart pump
US4349757A (en) * 1980-05-08 1982-09-14 Mechanical Technology Incorporated Linear oscillating electric machine with permanent magnet excitation
US4870306A (en) * 1981-10-08 1989-09-26 Polaroid Corporation Method and apparatus for precisely moving a motor armature
US4692673A (en) * 1982-02-22 1987-09-08 Sanford D. DeLong Electromagnetic reciprocating pump and motor means
DE3207912A1 (en) * 1982-03-05 1983-09-15 Bosch Gmbh Robert MAGNETIC LINEAR DRIVE
US4561431A (en) * 1982-12-01 1985-12-31 Snyder Laboratories, Inc. Lavage system with linear motor
US4655197A (en) * 1982-12-01 1987-04-07 Snyder Laboratories, Inc. Lavage system with variable frequency, flow rate and pressure
NL8602719A (en) * 1986-10-29 1988-05-16 Philips Nv VIBRATION MOTOR.
US4833351A (en) * 1988-04-04 1989-05-23 Mcdonnell Douglas Corporation Muliple axis actuator
DE3910331A1 (en) * 1989-03-30 1990-10-04 Infus Hospitalbedarf Gmbh & Co ELECTROMAGNETICALLY CONTROLLABLE DIAPHRAGM PUMP AND THEIR USE
US5147281A (en) * 1990-04-23 1992-09-15 Advanced Medical Systems, Inc. Biological fluid pumping means and method
US5628719A (en) * 1992-11-25 1997-05-13 Scimed Life Systems, Inc. In vivo mechanical energy source and perfusion pump
US5395218A (en) * 1994-01-19 1995-03-07 Thompson; Lee H. Fluid pump apparatus
US6123724A (en) * 1999-04-14 2000-09-26 Denker; Stephen Heart assist method and apparatus employing magnetic repulsion force
US6051897A (en) * 1999-05-05 2000-04-18 Synchro-Start Products, Inc. Solenoid actuator with positional feedback
JP2007281192A (en) * 2006-04-06 2007-10-25 Shinano Kenshi Co Ltd Solenoid and pump using this
DE102013218060A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Linear drive and piston pump arrangement

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1181923A (en) * 1957-09-03 1959-06-19 Prod Ind Soc D Expl De Linear electric motor
US3024374A (en) * 1957-10-07 1962-03-06 Bendix Corp Linear rate generator
US2944160A (en) * 1958-05-16 1960-07-05 Charles B Dickinson Oscillatory motor-generator
US3022450A (en) * 1958-09-15 1962-02-20 Bendix Corp Dual position latching solenoid
US3135880A (en) * 1958-11-10 1964-06-02 Tronics Corp Linear motion electromagnetic machines
US3039399A (en) * 1959-12-07 1962-06-19 Foregger Company Inc Pump
US3099260A (en) * 1960-02-09 1963-07-30 Davol Rubber Co Heart pump apparatus
US3119940A (en) * 1961-05-16 1964-01-28 Sperry Rand Corp Magnetomotive actuators of the rectilinear output type
US3233607A (en) * 1962-06-20 1966-02-08 Iowa State University Of Scien Automatic heart massage device
US3259769A (en) * 1964-01-30 1966-07-05 Albert M Stott Electrical pulse generator

Also Published As

Publication number Publication date
FR1548723A (en) 1968-12-06
US3433983A (en) 1969-03-18
GB1206156A (en) 1970-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1613452A1 (en) Electromagnetic reversing actuator
DE60133283T2 (en) FLOW CONTROL VALVE AND SPHYGMOMANOMETER
DE3132820C2 (en)
DE69830916T2 (en) ELECTROMAGNETIC DEVICE FOR GENERATING A LINEAR MOTION
EP0450288B1 (en) Electrical linear motor
DE102007001187A1 (en) solenoid valve
DE202007017894U1 (en) Hydraulic control valve system
DE1962069A1 (en) Locking device for a control slide
DE10206757B4 (en) Electromagnetically driven linear piston compressor
DE1489088A1 (en) Polarized electromagnetic propulsion system
DE2853472A1 (en) ELECTROMECHANICAL VIBRATOR
DE10249182A1 (en) Electromagnetic valve apparatus for controlling flow rate in IC engine, has movable core placed inside stationary core in face to face with attracting unit and valve unit controlling flow rate of passage
DE1563610A1 (en) Electromagnetic actuator
DE2217958A1 (en) MAGNETIC SYSTEM FOR ROCKER MOTORS
DE2613038A1 (en) Stepping motor with inner and outer stators - has rotor magnetised with opposite polarity alternately along periphery
DE19839580A1 (en) Electromagnet for a fuel injector
DE102016214629A1 (en) Actuator for changing the compression ratio of an internal combustion engine and drive unit with an internal combustion engine and such an actuator
DE3132897A1 (en) Feed pump
DE3114045A1 (en) FLOATING ELECTROMAGNETIC LIQUID PUMP WITH A MAGNETIC SWITCH, IN PARTICULAR A HALL EFFECT SWITCH
DE2216408A1 (en) DYNAMOELECTRIC STEP ARRANGEMENT
DE102018122619A1 (en) Canned motor with partially ferromagnetic can
DE2853232B1 (en) Photographic camera shutter with electromagnetically driven aperture and / or shutter slats
DE3607976C2 (en)
DE3317968A1 (en) ELECTROMAGNETIC PUMP
DE3132896A1 (en) Electromagnetic drive, for example for a valve, a feed pump or the like