DE202008003137U1 - Electromagnetic actuator - Google Patents
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Abstract
Elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer stationär in einem Gehäuse (18) vorgesehenen Ankerführung (30)
und einer elektromagnetisch bewegbaren, in der Ankerführung geführten Ankereinheit (14),
dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung auf einer mit einer Wirkfläche der Ankereinheit zusammenwirkenden Führungsfläche eine durch Beschichten mittels eines von einem Material der Führungsfläche verschiedenen Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Gleitlacks, realisierte, eine Reibung zwischen der Führungsfläche in unbeschichtetem Zustand und der Wirkfläche herabsetzende, unlösbar an der Ankerführung haftende und feste Gleitschicht (32) aufweist.Electromagnetic actuator with a stationary in a housing (18) provided anchor guide (30)
and an electromagnetically movable armature unit (14) guided in the armature guide,
characterized in that the armature guide on a cooperating with an active surface of the anchor unit guide surface by coating by means of a different material of the guide surface coating material, in particular a bonded coating realized, a friction between the guide surface in the uncoated state and the active surface herabsetzende, insoluble in the Anchor guide adherent and solid sliding layer (32).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The present invention relates to an electromagnetic actuator according to the preamble of the main claim.
Eine
derartige Vorrichtung ist aus dem Stand der Technik allgemein bekannt
und etwa in der
Im Rahmen einer solchen bekannten elektromagnetischen Stellvorrichtung wird die Ankereinheit in einer typischerweise als Ankerführungsrohr oder dgl. Einheit als Ankerführung bewegt, wobei ein solches Ankerführungsrohr entweder (mittels Tiefziehen oder dgl. Herstellungsvorgängen) aus einem Blech hergestellt ist oder aber eine Ankerführung durch Bohren, Fräsen oder dgl. spanende Bearbeitung aus Material herausgearbeitet wird.in the Frame of such a known electromagnetic actuator The anchor unit is typically used as an armature guide tube or the like. Unit moves as an anchor guide, wherein such Anchor guide tube either (by deep drawing or the like. Manufacturing operations) is made of a metal sheet or an anchor guide by drilling, milling or the like. Machining machining out of material is worked out.
Der mit der Ankerführung zusammenwirkende Anker (Ankereinheit) ist in ansonsten bekannter Weise zum elektromagnetischen Zusammenwirken mit einer Spuleneinheit oder dgl. ausgebildet, welche stationär in einem Gehäuse der elektromagnetischen Stellvorrichtung aufgenommen ist.Of the armature (armature unit) interacting with the armature guide is in an otherwise known manner for electromagnetic interaction with a coil unit or the like, which is stationary in a housing of the electromagnetic actuator is included.
Nicht zuletzt durch die typische Großserienfertigung derartiger gattungsbildender Vorrichtungen und damit verbundenen Kostenaspekten bedingt, werden die mit dem Tiefziehen verbundenen Nachteile einer vergleichsweise hohen Oberflächenrauigkeit in Kauf genommen; typischerweise lässt sich eine solche Oberfläche eines Ankerführungsrohres als Führungsfläche für die Ankereinheit aufgrund des Ziehprozesses und ohne (typischerweise aufwendige und teuere) Nachbearbeitung auf eine Rauheit von bestenfalls 5 μm bis 7 μm realisieren. Damit ist dann jedoch ein solches Ankerführungsrohr im Hinblick auf die Ventillebensdauer (hier betrachtet der tribologische Verschleiß) das kritische, die Lebensdauer begrenzende Element.Not at last by the typical mass production of such generic devices and related cost aspects conditionally, the disadvantages associated with deep drawing a comparatively high surface roughness accepted; Typically, such a surface can be an armature guide tube as a guide surface for the anchor unit due to the drawing process and without (typically expensive and expensive) post-processing on one Roughness of at best 5 microns to 7 microns realize. This is then, however, such an armature guide tube in With regard to the valve life (here the tribological Wear) the critical, life-limiting Element.
Zur
Reduzierung der (für den Einsatz der Stellvorrichtung im
Rahmen eines Pneumatik- oder Hydraulikventils entscheidenden) Reibung
bzw. des tribologischen Verschleißes ist es aus dem Stand
der Technik bekannt, den Anker spanend zu bearbeiten und nachfolgend
zu beschichten, wie etwa die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Reibung sowie einen reibungsbedingten Verschleiß zwischen einer Ankerführung und einer Ankereinheit einer gattungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung zu vermindern, mit dem Zweck, etwa die Stellvorrichtung aufweisende Ventile oder dgl. Schaltvorrichtungen in ihrer Lebensdauer signifikant zu erhöhen. Dabei soll der zum Herstellen einer reibungsmindernden Oberfläche der Reibungspartner notwendige Herstellungs- bzw. Fertigungsaufwand reduziert und/oder eine Alternative zur Ankerbeschichtung geschaffen werden.task The present invention is therefore a friction and a friction wear between an anchor guide and an anchor unit of a generic electromagnetic To reduce adjusting device, with the purpose, such as the adjusting device having valves or the like. Switching devices in their life significantly to increase. This is intended to produce a friction-reducing Surface of the friction partners necessary manufacturing or manufacturing costs reduced and / or an alternative to the anchor coating be created.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie das Ventil nach dem unabhängigen Anspruch 14 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The The object is achieved by the device having the features of the main claim as well as the valve according to independent claim 14 solved; advantageous developments of the invention are in the dependent claims described.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Ankerführung auf ihrer Führungsfläche eine Beschichtung in Form einer Gleitschicht aufweist, welche ein Beschichtungsmaterial aufweist, das sich vom Material der Ankerfüh rung unterscheidet und insbesondere im Hinblick auf günstige Reibungs- bzw. Verschleißeigenschaften im Zusammenwirken mit der Ankereinheit optimiert ist. Eine solche Gleitschicht ist im aufgebrachten und betriebsbereiten Fertigungszustand fest (also nicht flüssig, pastös oder dgl.) und haftet unlösbar an der Ankerführung und es spielt die Oberflächenrauigkeit des unbeschichteten Ankerführungsrohr nur noch eine untergeordnete Rolle.In Advantageously according to the invention, that the anchor guide on its guide surface a coating in the form of a sliding layer which comprises Coating material, the tion of the material of the Ankerfüh distinguishes and in particular with regard to favorable Friction or wear properties in interaction is optimized with the anchor unit. Such a sliding layer is in the applied and ready for production state (ie not liquid, pasty or the like) and sticks indissolubly at the anchor guide and it plays the surface roughness of the uncoated armature guide tube only a subordinate Role.
Vorteilhaft lässt sich als Beschichtungsmaterial ein Kunststoff (oder ein kunststoffhaltiges Material) anwenden, wobei sich PTFE bzw. PTFE-haltige Werkstoffe als günstig erwiesen haben. Auch ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass, je nach verwendetem Herstellungsverfahren, die erfindungsgemäße Gleitschicht in der Art eines Gleitlacks flüssig aufgetragen wird, um eine weiterbildungsgemäß günstige dünne Gleitschicht (bevorzugt sind Dicken im Bereich zwischen 5 μm und 50 μm auf einer unterliegenden Auftragsfläche der Ankerführung) zu bewirken, vorteilhaft sind weiterbildungsgemäß Bereiche zwischen 15 μm und 35 μm. Alternative Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Gleitschicht aufzubringen, können das Auftragen des Beschichtungsmaterials in pastösem oder gasförmigem Zustand vorsehen. Günstig ist es zudem, die erfindungsgemäße Gleitschicht aufzutragen, nachdem die Ankerführung im Rahmen des Herstellungsprozesses in ihrer Endform (also z. B. nach einem Tiefziehen aus einem Blechrohling) vorliegt.Advantageous can be used as a coating material, a plastic (or a plastic-containing material), wherein PTFE or PTFE-containing materials have proven to be favorable. Also it is further education provided that, ever according to the manufacturing process used, the inventive Slip layer applied in the manner of a lubricating varnish liquid is going to be a favorable education thin sliding layer (thicknesses are preferred in the range between 5 μm and 50 μm on an underlying application surface the armature guide), advantageous are further education areas between 15 μm and 35 μm. Alternative ways to apply the sliding layer according to the invention, can apply the coating material in pasty or gaseous state. Cheap is it also to apply the sliding layer according to the invention, after the anchor guide as part of the manufacturing process in its final form (that is, for example, after deep drawing from a sheet metal blank) is present.
Während es weiterbildungsgemäß besonders bevorzugt und günstig ist, den mit der Ankerführung zusammenwirkenden Partner Ankereinheit selbst nicht mit einem Gleitlack zu versehen, ist dies in der Realisierung der Erfindung nicht ausgeschlossen; vorteilhaft ist es, die Ankereinheit zu rollieren und so eine Oberflächenrauigheit der Ankereinheit im Bereich der Eingriffs- bzw. Wirkfläche von typischerweise 2 μm oder besser zu realisieren. Diesem liegt die Erkenntnis gemäß der Erfindung zugrunde, dass die Oberflächengüte der nicht beschichteten Reibpartner mit entscheidend für eine Lebensdauersteigerung ist und die Oberfläche eines rollierten Ankers erheblich besser ist als die Oberfläche etwa eines lediglich tiefgezogenen Ankerführungsrohres.While it is further preferred according to training and favorable, not to provide the co-operating with the armature guide armature unit itself with a lubricating varnish, this is not excluded in the realization of the invention; It is advantageous to roll the armature unit and thus to realize a surface roughness of the armature unit in the area of the engagement or effective area of typically 2 μm or better. This is based on the finding according to the invention that the surface quality of the uncoated friction partners is decisive for an increase in service life and the surface of a rolled armature is considerably better than the surface of about only a deep-drawn armature guide tube.
Im Ergebnis lässt sich mit der Optimierung der Oberflächen der Reibpartner die Lebensdauer von mittels der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung realisierten Aggregaten deutlich erhöhen, wobei in überraschend einfacher und eleganter Weise das erfindungsgemäße Vorgehen überragende Reibungsverminderungs- und Verschleißminderungseigenschaften mit einfacher, großserientauglicher Fertigbarkeit kombiniert.in the Result can be achieved with the optimization of the surfaces the friction partner the life of means of the invention electromagnetic actuator realized aggregates clearly increase, being surprisingly simpler and more elegant Way the approach of the invention outstanding Friction reduction and wear reduction properties combined with simple, large-series-ready manufacturability.
Damit eignet sich die vorliegende Erfindung prinzipiell für beliebige elektromagnetische Stellvorrichtungen, gleichwohl hat sich im Hinblick auf die Einsatz- und Umgebungsbedingungen eine Verwendung der Erfindung zum Schalten bzw. Stellen eines Ventils, insbesondere Hydraulik- oder Pneumatikventils, weiter bevorzugt in einem Kraftfahrzeugumfeld, als besonders bevorzugt herausgestellt.In order to The present invention is suitable in principle for any electromagnetic actuators, however, has in terms on use and environmental conditions, a use of the invention for switching or setting a valve, in particular hydraulic or pneumatic valve, more preferably in a motor vehicle environment, as particularly preferred.
Weitere Vorteile und Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further Advantages and features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments as well as from the drawings; these show in:
Die
Längsschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels
der
Weiterhin
im Gehäuse
Dem
Jochring
Im
Bereich zwischen der Ankereinheit
Die
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es insbesondere
günstig und im Rahmen weiterer Ausführungsbeispiele
vorgesehen, die Materialien PTFE und/oder MoS2 als
Materialen zur Realisierung der Beschichtung
Zur Herstellung wird etwa mit einer Sprühlanze das Ankerführungsrohr durchfahren und dabei der Gleitlack gleichmäßig auf die Führungsfläche des Ankerführungsrohrs aufgebracht. Bereiche, die für nachgeschaltete Prozesse (wie beispielsweise Schweißen) metallisch blank bleiben müssen, können während der Lackierung in geeigneter Weise abgedeckt werden.to Production is about with a spray lance the anchor guide tube drive through and evenly with the lubricating varnish on the guide surface of the armature guide tube applied. Areas responsible for downstream processes (such as welding) remain metallic bare may need during the paint job be covered in a suitable manner.
Die
Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 19848919 A1 [0006, 0024] - DE 19848919 A1 [0006, 0024]
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R071 | Expiry of right |