DE4208367A1

DE4208367A1 - ELECTROMECHANICAL DOUBLE LIFT MAGNET

Info

Publication number: DE4208367A1
Application number: DE4208367A
Authority: DE
Inventors: Hermann Sanzenbacher; Roland Schempp; Berthold Dipl Ing Pfuhl; Volkmar Dipl Ing Leutner; Friedhelm Dipl Ing Dr Zehner; Frank Dipl Ing Simon; Joachim Dipl Ing Zumbraegel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-09-23
Also published as: JPH0613229A; JP3423343B2; DE59302488D1; EP0564794A1; EP0564794B1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem elektromechanischen Doppelhubmagnet nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention is based on an electromechanical double-stroke magnet according to the genus specified in the preamble of claim 1.

Es ist schon ein solcher elektromechanischer Doppelhubmagnet aus der Druckschrift WO 91/05 957 bekannt, wobei der in nasser Bauweise aus geführte Doppelhubmagnet zum Ansteuern eines Mehrwege-Regelventils verwendet wird. Der proportional arbeitende Doppelhubmagnet weist zwei elektromagnetische Spulen auf, die in Ruhestellung des Ankers jeweils mit einem Vorstrom beaufschlagt werden, der etwa die Hälfte des Maximalstroms beträgt. Dieser Doppelhubmagnet erreicht daher eine hohe Dynamik und kommt mit geringem Ansteuerstrom aus. Er be nötigt keine polarisierten Permanentmagnete und kann zudem ziehende und drückende Kräfte erzeugen. Bei diesem Doppelhubmagnet ist nun von Nachteil, daß bei seiner nassen Bauweise die Abdichtung von mehreren Bauelementen übernommen werden muß und sich daher schwierig gestaltet. Dabei weist der proportional arbeitende Doppelhubmagnet relativ aufwendige Polschuhe mit komplexen Ringgeometrien auf, die zu einer kostspieligen Bauweise führen. Ferner ist an dem Doppelhub magnet kein Wegaufnehmersystem vorgesehen, so daß er für Lageregel kreise nicht unmittelbar verwendbar ist. Ferner baut der Doppel hubmagnet verhältnismäßig lang, wobei seine axiale Länge nahezu dem doppelten Durchmesser der Spulen entspricht. In vielen Einsatzfällen sind solche lang bauenden Magnete nicht verwendbar.It is such an electromechanical double-stroke magnet from the Publication WO 91/05 957 known, the wet construction Guided double solenoid for controlling a multi-way control valve is used. The proportional double solenoid shows two electromagnetic coils on the rest of the armature each with a bias current that is about half of the maximum current. This double solenoid therefore reaches a high dynamic and manages with a low drive current. He be does not require polarized permanent magnets and can also pull and generate oppressive forces. This double solenoid is now disadvantage that in its wet construction, the sealing of several components must be taken over and therefore difficult designed. The proportional double solenoid shows relatively complex pole shoes with complex ring geometries that lead to an expensive construction. Furthermore, the double stroke magnet no displacement transducer system is provided, so that it for position control circles is not immediately usable. The double also builds solenoid relatively long, its axial length almost that corresponds to twice the diameter of the coils. In many applications such long-build magnets cannot be used.

Ferner ist aus der Druckschrift EP 02 78 227 A3 ein Proportionalma gnet zur elektrischen Ansteuerung hydraulischer Ventile bekannt, der neben einer Druckrohrbauweise auch ein integriertes Wegmeßsystem aufweist. Bei diesem Proportionalmagnet handelt es sich um eine ein fach wirkende Bauweise mit einer einzigen Spule, bei der auch keine ziehenden und drückenden Kräfte erzeugbar sind. Die Dynamik solcher einfach wirkender Proportionalmagnete reicht daher in bestimmten An wendungsfallen nicht aus, wobei diese Bauform auch höhere Ansteuer ströme erfordert. Hinzu kommt, daß dieser Proportionalmagnet für manche Einsatzfälle in axialer Richtung zu lang baut, da sein Weg aufnehmersystem relativ weit entfernt von der elektromagnetischen Spule angeordnet ist. Durch die unsymmetrischen Kraftverhältnisse beim einfach wirkenden Magneten wird auch die Auslegung einer Lage regelung erschwert.Furthermore, EP 02 78 227 A3 describes a proportional dimension gnet known for the electrical control of hydraulic valves in addition to a pressure pipe design, an integrated position measuring system having. This proportional magnet is a one fold acting design with a single coil, in which also none pulling and pushing forces can be generated. The dynamics of such single-acting proportional magnets are therefore sufficient in certain types application cases do not fail, with this design also higher control currents required. In addition, this proportional magnet for some applications in the axial direction builds too long because its way sensor system relatively far from the electromagnetic Coil is arranged. Due to the asymmetrical force relationships With the single-acting magnet, the design of a layer is regulation difficult.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße elektromechanische Doppelhubmagnet mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er unter Beibehaltung seiner besonderen Eigenschaften wie hohe Dynamik, geringer Ansteuerstrom und symmetrische Kraftver hältnisse eine kostengünstige und in axialer Richtung besonders kom pakte Bauform ermöglicht. Durch die Verwendung eines Druckrohrs las sen sich die Probleme bezüglich Abdichtung und Integration eines Wegmeßsystems leichter beherrschen. Ferner lassen sich im Druckrohr relativ einfache Magnetpolformen verwenden, wobei in Verbindung mit unterschiedlichen Anker-Polringüberdeckungen ein günstiger Verlauf der Kraft-Weg-Kennlinien erzielbar ist. Dabei ist von Vorteil daß der Magnetfluß im wesentlichen über radiale Luftspalte geführt wird. Zudem läßt sich bei diesem Doppelhubmagnet eine kurze Ankerbauform, d. h. seine Länge im Verhältnis zum Durchmesser, realisieren, wodurch dessen Ankermasse bei gleichbleibend hohem Kraftniveau reduziert werden kann. Fernerhin ermöglicht die Bauform des Doppelhubmagneten eine Reduzierung des Magnetstreuflußes, insbesondere im Bereich des Wegmeßsystems. Eine in axialer Richtung besonders kurze Bauform des Doppelhubmagneten ergibt sich, wenn die Befestigungsstelle des Auf nehmerrohrs im Ankerrohr im wesentlichen in der gleichen radialen Ebene liegt, in welcher auch eine den Magnetfluß der innenliegenden Spule leitende Gehäusewand liegt, welche zugleich das Druckrohr im Gehäuse abstützt. Eine genaue Arbeitsweise des Wegmeßsystems in Ver bindung mit einer kurzen Bauweise wird dadurch begünstigt, daß zu sätzlich zur Ummantelung der Aufnehmerspulen zwischen diesen und der den Magnetfluß leitenden Gehäusewand eine zusätzliche Abschirm scheibe angeordnet ist. Zweckmäßig für eine kompakte Bauweise ist ferner, wenn die justierbar angeordneten Aufnehmerspulen sich über Tellerfedern am Druckrohr abstützen.The electromechanical double-stroke magnet according to the invention with the In contrast, characteristic features of the main claim Advantage that it while maintaining its special properties such as high dynamics, low drive current and symmetrical power Ratios an inexpensive and especially in the axial direction compact design enables. By using a pressure pipe read the problems regarding sealing and integration of a Master measuring systems more easily. Furthermore can be in the pressure pipe use relatively simple magnetic pole shapes, in conjunction with different armature pole ring covers a favorable course the force-displacement characteristics can be achieved. It is advantageous that the magnetic flux is essentially guided over radial air gaps. In addition, a short armature design can be d. H. realize its length in relation to the diameter, whereby whose anchor mass is reduced while maintaining a high level of force can be. Furthermore, the design of the double solenoid enables a reduction in the magnetic leakage flux, especially in the area of Position measuring system. A particularly short design of the Double solenoids arise when the attachment point of the up slave tube in the anchor tube essentially in the same radial Level lies in which also the magnetic flux of the inner one Coil conductive housing wall is located, which is also the pressure pipe in the Supports the housing. A precise way of working of the measuring system in Ver Binding with a short design is favored in that in addition to the sheathing of the pickup coils between them and the the magnetic flux conductive housing wall an additional shield disc is arranged. It is useful for a compact design further, when the adjustable arranged pickup coils over Support disc springs on the pressure pipe.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 ange gebenen Doppelhubmagneten möglich. Sie unterstützen vor allem eine einfache und kompakte Bauweise und begünstigen zudem eine leichte Montage des Doppelhubmagneten.The measures listed in the subclaims provide for partial further developments and improvements of claim 1 given double solenoid possible. Above all, you support one simple and compact design and also favor a lightweight Assembly of the double solenoid.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines elektromechanischen Doppelhubmagneten. An embodiment of the invention is shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. The only figure shows a longitudinal section through an inventive Embodiment of an electromechanical double solenoid.

Description of the embodiment

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen elektromechanischen Doppelhubmagnet 10, der im wesentlichen aus einem doppelt wirkenden Proportionalmagneten 11 und einem Wegmeßsystem 12 besteht, die in einem gemeinsamen Gehäuse 13 aus magnetisch leitendem Material ange ordnet sind. Das Gehäuse 13 weist eine ventilseitige, erste Stirn fläche 14 auf, an der in an sich bekannter Weise ein nicht näher ge zeichnetes Proportionalventil angebaut werden kann.The figure shows a longitudinal section through an electromechanical double-stroke magnet 10 , which consists essentially of a double-acting proportional magnet 11 and a measuring system 12 , which are arranged in a common housing 13 made of magnetically conductive material. The housing 13 has a valve-side, first end face 14 on which, in a manner known per se, a proportional valve not shown can be attached.

Im Gehäuse 13 verläuft ausgehend von der ventilseitigen Stirnfläche 14 in Längsrichtung eine durchgehende Hohlbohrung 15 zu einer entge gengesetzt liegenden, ventilabgewandten, zweiten Stirnfläche 16. Diese Hohlbohrung 15 ist mehrfach abgesetzt und bildet einen zur ventilseitigen Stirnfläche 14 hin offenen, ersten Abschnitt 17 mit größerem Durchmesser, welcher unter anderem zwei elektromagnetische Spulen 18 bzw. 19 des Proportionalmagneten 11 aufnimmt. An den er sten Abschnitt 17 schließt sich in der Hohlbohrung 15 ein zweiter Abschnitt 20 mit kleinerem Durchmesser an, in dem ein Druckrohr 21 des Doppelhubmagneten 10 geführt und gelagert ist. Der zweite Ab schnitt 20 der Hohlbohrung 15 geht in einen dritten Abschnitt 22 mit größerem Durchmesser über, der zur zweiten Stirnfläche 16 hin offen ist.In the housing 13 , a continuous hollow bore 15 extends from the valve-side end face 14 in the longitudinal direction to a second end face 16 opposite to the valve and facing away from the valve. This hollow bore 15 is offset several times and forms a first section 17 with a larger diameter which is open towards the valve-side end face 14 and which, among other things, receives two electromagnetic coils 18 and 19 of the proportional magnet 11 . At the he most section 17 , a second section 20 with a smaller diameter follows in the hollow bore 15 , in which a pressure tube 21 of the double-stroke magnet 10 is guided and supported. From the second section 20 of the hollow bore 15 goes into a third section 22 with a larger diameter, which is open to the second end face 16 .

Das in die abgesetzte Hohlbohrung 15 eingeführte Druckrohr 21 be steht aus mehreren Einzelteilen, die so zusammengesteckt, miteinan der verlötet und anschließend bearbeitet sind, daß das Druckrohr 21 nach seiner Bearbeitung ein einstückiges Bauelement ergibt. Das ein stückige Druckrohr 21 besteht im wesentlichen aus einem mehrgliedri gen Ankerrohr 23 und einem damit fest verbundenen, eingliedrigen Aufnehmerrohr 24 mit kleinerem Durchmesser. Bei dem Ankerrohr 23 mit gegenüber dem Aufnehmerrohr 24 größeren Durchmesser sind zwischen einem außenliegenden Druckrohrstück 25 und einem innenliegenden Druckrohrteil 26 zwei hülsenförmige Zwischenstücke 27, 28 angeord net, zwischen denen ein hohlzylindrisches Mittelstück 29 liegt. Während die beiden Zwischenstücke 27, 28 aus magnetisch nicht lei tendem Material bestehen, sind das Druckrohrstück 25, das Druckrohr teil 26 sowie das Mittelstück 29 aus magnetisch leitendem Material hergestellt. Das Druckrohrstück 25 kann daher in seinem hohlzylin drischen Bereich als Polschuh 31 arbeiten, während das Druckrohrteil 26 einen entsprechenden Polschuh 32 bildet, die jeweils mit einem im Ankerrohr 23 angeordneten Anker 33 zusammenarbeiten. Das Druckrohr stück 25 weist dabei einen nach außen kragenden Ringflansch 34 auf, mit dem das Druckrohr 21 im ersten Abschnitt 17 der Hohlbohrung 15 geführt ist, während andererseits das Druckrohrteil 26 an seinem Außenumfang im Bereich des zweiten Abschnitts 19 der Hohlbohrung 15 geführt ist. Die Zwischenstücke 27, 28 sowie das Mittelstück 29 weisen dabei einfache, hohlzylindrische Formen mit ebenen, radial verlaufenden Stirnflächen auf, so daß komplizierte Ringgeometrien entfallen.The inserted into the recessed hollow bore 15 pressure tube 21 be made up of several individual parts which are put together, soldered together and then machined so that the pressure tube 21 results in a one-piece component after its processing. The one-piece pressure tube 21 consists essentially of a multi-membered armature tube 23 and a rigidly connected, one-piece sensor tube 24 with a smaller diameter. In the anchor tube 23 with a larger diameter than the transducer tube 24, two sleeve-shaped intermediate pieces 27 , 28 are arranged between an outer pressure tube piece 25 and an inner pressure tube part 26 , between which a hollow cylindrical middle piece 29 is located. While the two intermediate pieces 27 , 28 are made of magnetically non-conductive material, the pressure pipe piece 25 , the pressure pipe part 26 and the middle piece 29 are made of magnetically conductive material. The pressure tube piece 25 can therefore work in its hollow cylindrical area as a pole piece 31 , while the pressure tube part 26 forms a corresponding pole piece 32 , each of which cooperate with an armature 33 arranged in the armature tube 23 . The pressure pipe piece 25 has an outwardly projecting ring flange 34 with which the pressure pipe 21 is guided in the first section 17 of the hollow bore 15 , while on the other hand the pressure pipe part 26 is guided on its outer circumference in the region of the second section 19 of the hollow bore 15 . The intermediate pieces 27 , 28 and the middle piece 29 have simple, hollow cylindrical shapes with flat, radially extending end faces, so that complicated ring geometries are eliminated.

Am Außenumfang des Druckrohres 21 sind in dem ringförmigen Raum, der zwischen dem ersten Abschnitt 17 der Hohlbohrung 15 und dem Anker rohr 23 liegt, die beiden elektromagnetischen Spulen 18, 19 angeord net. Die Spulen 18, 19 sind untereinander gleich ausgebildet, liegen konzentrisch zueinander und sind hintereinander auf dem Ankerrohr 23 angeordnet, wobei sie voneinander durch eine Polscheibe 35 aus magnetflußleitendem Material getrennt sind, die sich radial zwischen der Innenwand des Gehäuses 13 und dem Außendurchmesser des Mittel stücks 29 erstreckt. Die untereinander gleichen Spulen 18, 19 weisen in axialer Richtung eine besonders kurze Baulänge auf, so daß ihre gemeinsame axiale Länge ungefähr dem Außendurchmesser der Spulen 18, 19 entspricht.On the outer circumference of the pressure tube 21 , the two electromagnetic coils 18 , 19 are in the annular space which lies between the first section 17 of the hollow bore 15 and the armature tube 23 , net angeord. The coils 18 , 19 are identical to each other, are concentric with each other and are arranged one behind the other on the armature tube 23 , being separated from each other by a pole disk 35 made of magnetic flux-conducting material, which is radially between the inner wall of the housing 13 and the outer diameter of the middle piece 29 extends. The coils 18 , 19, which are identical to one another, have a particularly short overall length in the axial direction, so that their common axial length corresponds approximately to the outer diameter of the coils 18 , 19 .

Der Anker 33 ist mit Hilfe eines Stößels 36 zweifach gelagert. Der durch das Druckrohrstück 25 nach außen ragende Teil des Stößels 36 bildet eine erste Lagerstelle 37 in einem Magnetkern 38, der in das Druckrohrstück 25 von der ersten Stirnfläche 14 her eingesetzt ist. Ein entgegengesetzt liegendes Ende 39 des Stößels 36 ist in einer zweiten Lagerstelle 41 geführt, die im Druckrohrteil 26 ausgebildet ist. Unmittelbar angrenzend an die zweite Lagerstelle 41 befindet sich im Druckrohrteil 26 eine Befestigungsstelle 42, in der das becherförmige Aufnehmerrohr 24 mit seinem offenen Ende, an dem ein verdickter Außenbund angeordnet ist, in dem Ankerrohr 23 dicht be festigt ist. Das Aufnehmerrohr 24, das aus magnetisch nicht leiten dem Material besteht, wird in der Befestigungsstelle 42 in der Regel hart verlötet. Die Befestigungsstelle 42 liegt auf diese Weise in der gleichen radialen Ebene wie der zweite Abschnitt 20 der Hohl bohrung 15 und somit auch im Bereich des als Polschuh 32 dienenden Druckrohrteils 26. Eine dem zweiten Abschnitt 20 der Hohlbohrung 15 zugeordnete Gehäusewand 43, welche von dem Magnetfluß der innen liegenden Spule 19 durchströmt wird, ist relativ dünn ausgebildet. Auf diese Weise kann das im dritten Abschnitt 22 der Hohlbohrung 15 angeordnete Wegmeßsystem 12 verhältnismäßig nahe an die innen liegende Spule 19 herangebaut werden, so daß sich in axialer Rich tung eine besonders kurze Bauweise ergibt.The armature 33 is mounted twice with the aid of a plunger 36 . The part of the plunger 36 projecting outward through the pressure pipe piece 25 forms a first bearing point 37 in a magnetic core 38 , which is inserted into the pressure pipe piece 25 from the first end face 14 . An opposite end 39 of the plunger 36 is guided in a second bearing 41 which is formed in the pressure tube part 26 . Immediately adjacent to the second bearing point 41 is in the pressure tube part 26 a fastening point 42 in which the cup-shaped pickup tube 24 with its open end, on which a thickened outer collar is arranged, is tightly fastened in the anchor tube 23 . The pickup tube 24 , which is made of magnetically non-conductive material, is usually brazed in the fastening point 42 . The attachment point 42 is in this way in the same radial plane as the second portion 20 of the hollow bore 15 and thus also in the region of the pressure tube part 26 serving as a pole shoe 32nd A housing wall 43 assigned to the second section 20 of the hollow bore 15 and through which the magnetic flux of the inner coil 19 flows is relatively thin. In this way, the distance measuring system 12 arranged in the third section 22 of the hollow bore 15 can be built relatively close to the inner coil 19 , so that there is a particularly short construction in the axial direction.

Das Wegmeßsystem 12 weist einen die Meßspulen 44 tragenden Spulen körper 45 auf, der axial verschiebbar auf dem Aufnehmerrohr 24 ange ordnet ist. Der Spulenkörper 45 ist allseitig von einer eisenme tallischen Ummantelung 46 umgeben, aus der lediglich nach oben durch eine Öffnung in nicht näher gezeichneter Weise ein zugeordnetes An schlußkabel herausgeführt wird. Die Ummantelung 46 stützt sich auf der dem Ankerrohr 23 zugewandten Seite über eine nicht magnetische Abstandsscheibe 47, eine Abschirmscheibe 48 aus geglühtem, weich magnetischem Material und Tellerfedern 49 am Ankerrohr 23 ab, so daß der Spulenkörper 45 zusammen mit seiner Ummantelung 46 mit Hilfe einer selbstsichernden Mutter 51 axial justierbar ist. Zum Schutz gegen Verdrehen ist außen an der Ummantelung 46 eine Verdreh sicherung 52 angeordnet. Der Außendurchmesser der Abschirmscheibe 48 wird möglichst groß gewählt und nutzt den Durchmesser des dritten Abschnitts 22 voll aus. Der Außendurchmesser der Abschirmscheibe 48 ist auf diese Weise wesentlich größer als der Durchmesser der Um mantelung 46 und auch größer als der Innendurchmesser der Spule 17. Der dritte Abschnitt 22 der Hohlbohrung 15 ist nach außen hin durch eine Abschlußkappe 53 verschlossen.The position measuring system 12 has a coil body 45 carrying the measuring coils 44 , which is arranged axially displaceably on the sensor tube 24 . The bobbin 45 is surrounded on all sides by a Eisenisen metallic sheathing 46 , from which only an associated connection cable is led out upwards through an opening in a manner not shown. The sheathing 46 is supported on the side facing the armature tube 23 via a non-magnetic spacer 47 , a shielding disk 48 made of annealed, soft magnetic material and disc springs 49 on the armature tube 23 , so that the bobbin 45 together with its sheathing 46 with the aid of a self-locking device Nut 51 is axially adjustable. To protect against rotation, an anti-rotation device 52 is arranged on the outside of the casing 46 . The outer diameter of the shielding disk 48 is chosen to be as large as possible and makes full use of the diameter of the third section 22 . The outer diameter of the shield 48 is in this way much larger than the diameter of the sheath 46 and also larger than the inner diameter of the coil 17th The third section 22 of the hollow bore 15 is closed to the outside by an end cap 53 .

Im Inneren des Aufnehmerrohrs 24 ist als Teil des Wegmeßsystems 12 ein Ferritkern 54 angeordnet, der mit Hilfe einer Druckfeder 55 kraftschlüssig auf einem Kernträger 56 fixiert ist. Der Kernträger 56 seinerseits ist im Ende 39 des Stößels 36 befestigt, wobei dessen axiale Festlegung mit Hilfe einer Verstemmung 57 leicht durchführbar ist. Die Verstemmung 57 liegt dabei zweckmäßig im Bereich zwischen der Befestigungsstelle 42 und der zweiten Lagerstelle 41.A ferrite core 54 is arranged in the interior of the pick-up tube 24 as part of the position measuring system 12 and is fixed non-positively on a core carrier 56 with the aid of a compression spring 55 . The core carrier 56, in turn, is fastened in the end 39 of the plunger 36 , the axial fixing thereof being easy to carry out with the aid of a caulking 57 . The caulking 57 is expediently in the area between the fastening point 42 and the second bearing point 41 .

Eine in dem Magnetkern 38 angeordnete Durchgangsbohrung 58, eine im Anker 33 angeordnete Längsbohrung 59 sowie eine im Druckrohrteil 26 verlaufende Sacklochbohrung 61 sorgen dafür, daß bei einem an einem Ventil angebauten Doppelhubmagneten 10 Druckmittel innerhalb des Druckrohrs 21 bis in den Innenraum des Aufnehmerrohrs 24 gelangen und ein Druckausgleich zwischen den einzelnen Räumen stattfinden kann. Die Längsbohrung 59 ist radial möglichst weit nach außen ge legt um die im Magnetkreis auftretenden elektrischen Wirbelströme zu reduzieren.A through hole 58 arranged in the magnetic core 38 , a longitudinal hole 59 arranged in the armature 33 and a blind hole 61 running in the pressure tube part 26 ensure that, in the case of a double-stroke magnet attached to a valve, 10 pressure medium inside the pressure tube 21 reach into the interior of the sensor tube 24 and pressure equalization between the individual rooms can take place. The longitudinal bore 59 is placed radially as far out as possible to reduce the electrical eddy currents occurring in the magnetic circuit.

Der Anker 33 des Doppelhubmagneten 10 weist eine kurze Bauform auf, bezogen auf seine axiale Länge im Verhältnis zu seinem Durchmesser, wodurch sich bei gleichbleibend hohem Kraftniveau eine Reduzierung der Ankermasse erzielen läßt. Eine Beeinflussung der Magnetkraft kennlinien läßt sich dabei durch die geometrische Überdeckung er reichen, mit welcher die Ankerstirnflächen die zugeordneten Zwischen stücke 27 bzw. 28 überragen und dabei im Bereich der Polschuhe 31 bzw. 32 radial verlaufende Arbeitsluftspalte 62 bzw. 63 bilden.The armature 33 of the double-stroke magnet 10 has a short design, based on its axial length in relation to its diameter, as a result of which a reduction in the armature mass can be achieved with a constant high level of force. Influencing the magnetic force characteristics can be achieved by the geometric overlap with which the armature end faces protrude from the associated intermediate pieces 27 and 28, thereby forming radially extending working air gaps 62 and 63 in the region of the pole shoes 31 and 32 .

Die Wirkungsweise des Doppelhubmagneten 10 entspricht grundsätzlich der Funktion vorbekannter Doppelhubmagneten, so daß nur kurz darauf eingeganen wird. Beim Doppelhubmagnet 10 wird der Anker 33 mit Hilfe der beiden Spulen 18, 19 mit zwei voneinander getrennten magne tischen Kreisen beaufschlagt, die jeweils eine Kraft in den Arbeits luftspalten 62 bzw. 63 erzeugen. Diese beiden Kräfte sind gegenein ander gerichtet, so daß der Doppelhubmagnet 10 im Gegensatz zu ein fach wirkenden Proportionalmagneten ziehende und drückende Kräfte erzeugen kann. Zweckmäßigerweise werden die beiden Spulen 18, 19 in Ruhestellung des Ankers 33 jeweils mit einem Vorstrom beaufschlagt, der etwa die Hälfte des Maximalstroms beträgt. Die entgegengesetzt dabei auf den Anker 33 wirkenden Kräfte halten ihn in Ruhestellung. Durch Änderung der Bestromung in einer oder in beiden Spulen 18, 19 wird das Kräftegleichgewicht am Anker 33 gestört und er kann eine resultierende Kraft in der einen oder anderen Richtung erzeugen. Durch diese Vormagnetisierung wird die Dynamik des Doppelhubmagneten 10 verbessert, da die zur Verfügung stehende Kraft voll in Dynamik umgesetzt werden kann. Zudem ist der von der elektrischen Ansteue rung zur Verfügung zu stellende Maximalstrom wegen der beiden Spulen 18, 19 bei gleicher Maximalkraftdifferenz nur ca. halb so groß wie bei üblichen Proportionalmagneten, so daß der Doppelhubmagnet 10 mit einem geringen Ansteuerstrom auskommt. Durch die symmetrische Ausge staltung der Kraftverhältnisse wird die Auslegung einer Lageregelung mit Hilfe des Wegmeßsystems 12 erheblich vereinfacht.The mode of operation of the double-stroke magnet 10 basically corresponds to the function of previously known double-stroke magnets, so that only shortly thereafter is it dealt with. When double solenoid 10 , the armature 33 is acted upon with the aid of the two coils 18 , 19 with two separate magnetic circles, each of which generates a force in the working air gaps 62 and 63 , respectively. These two forces are directed against each other, so that the double-stroke magnet 10 can generate pulling and pushing forces in contrast to a professional acting proportional magnet. Advantageously, the two coils 18 , 19 are each supplied with a bias current in the rest position of the armature 33 , which is approximately half the maximum current. The opposing forces acting on the armature 33 keep it in the rest position. By changing the energization in one or both coils 18 , 19 , the balance of forces at armature 33 is disturbed and it can generate a resultant force in one direction or the other. This premagnetization improves the dynamics of the double-stroke magnet 10 , since the force available can be fully converted into dynamics. In addition, because of the two coils 18 , 19, the maximum current to be provided by the electrical control is only approximately half the size of conventional proportional magnets, with the same maximum force difference, so that the double-stroke magnet 10 manages with a low control current. Due to the symmetrical configuration of the force relationships, the design of a position control with the aid of the position measuring system 12 is considerably simplified.

Der Magnetfluß der innenliegenden Spule 19 durchströmt im Betrieb die Gehäusewand 43 und fließt in dem Druckrohrteil 26 vorbei an der Befestigungsstelle 42 zu dem Polschuh 32. Trotz der relativ nahen axialen Lage der Meßspulen 44 zur Gehäusewand 43 verhindert hierbei die Ummantelung 46 sowie die zusätzliche Abschirmscheibe 48 einen störenden Streufluß aus dem Gehäuse 13 in die Meßspulen 44, so daß das Meßsystem 12 trotz der kompakten Bauweise des Doppelhubmagneten 10 genau und einwandfrei arbeiten kann.The magnetic flux of the inner coil 19 flows through the housing wall 43 during operation and flows in the pressure tube part 26 past the fastening point 42 to the pole shoe 32 . Despite the relatively close axial position of the measuring coils 44 to the housing wall 43 , the sheathing 46 and the additional shielding disk 48 prevent an interfering leakage flow from the housing 13 into the measuring coils 44 , so that the measuring system 12 works precisely and flawlessly despite the compact design of the double solenoid 10 can.

Selbstverständlich sind an der gezeigten Ausführungsform Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann an stelle des gezeigten Wegmeßsystems mit drei Meßspulen für eine Transformatorenbauweise auch ein Spulenkörper mit zwei Drosselspulen verwendet werden. Auch ist es möglich, die Befestigungsstelle 42 im Druckrohrteil 26 in Richtung zum Anker 33 hin zu verlegen, ohne die Vorteile der kompakten Bauweise zu verlassen. Fernerhin wäre es möglich, die Verstemmung 57 für eine weitere Baulängenreduzierung auf die andere Seite der zweiten Lagerstelle 41 zu verlegen, wobei sie auch innerhalb des Ankers 33 angeordnet werden könnte. Auch wäre es denkbar, anstelle des gezeigten Aufnehmerrohrs 24 an dessem offenen Ende einen radialen Flansch vorzusehen und es damit an der radialen Stirnseite des Druckrohrteils 26 zu befestigen, so daß hierbei wenig axialer Bauraum verloren geht. Obwohl die gezeigte Bauweise des Doppelhubmagneten 10 besonders vorteilhaft ist, kann bei Bedarf auch auf eines der Abschirmelemente, insbesondere die Ab schirmscheibe 48, verzichtet werden.Of course, changes can be made to the embodiment shown without departing from the spirit of the invention. So can be used in place of the displacement measuring system shown with three measuring coils for a transformer design, a bobbin with two choke coils. It is also possible to move the fastening point 42 in the pressure tube part 26 in the direction of the armature 33 without leaving the advantages of the compact design. Furthermore, it would be possible to move the caulking 57 to the other side of the second bearing 41 for a further reduction in overall length, whereby it could also be arranged within the armature 33 . It would also be conceivable to provide a radial flange at its open end instead of the pick-up tube 24 shown, and thus to secure it to the radial end face of the pressure tube part 26 , so that little axial installation space is lost. Although the design of the double-stroke magnet 10 shown is particularly advantageous, one of the shielding elements, in particular the shielding disk 48 , can also be dispensed with if required.

Claims

1. Electromechanical double-stroke magnet, in particular for actuating a valve spool, with two electrical coils lying concentrically to one another, which are arranged in a housing next to one another on an essentially tubular body and are separated from one another by a magnetic flux-conducting pole disc, the body having an armature in its interior takes up, which is mounted with its associated plunger on both sides of the armature in pole shoes fixed to the housing and guided longitudinally and in which the pole shoes form working air gaps associated with the armature, characterized in that the tubular body is designed as an essentially sleeve-shaped pressure tube ( 21 ) which consists of an armature tube ( 23 ) carrying the two coils ( 18 , 19 ) and a sensor tube ( 24 ) arranged tightly and firmly in the latter, which is connected in one piece to the armature tube ( 23 ) with its open end in a fastening point ( 42 ) and on that cantilevered, free end a displacement measuring system ( 12 ) for the stroke of the armature ( 33 ) is arranged and that the fastening point ( 42 ) lies in the axial direction in a region of the armature tube ( 23 ) which is dependent on the magnetic flux of the inner coil ( 19 ) is penetrated.

2. Double stroke magnet according to claim 1, characterized in that the armature tube ( 23 ) has two external, as pole shoes ( 31 , 32 ) serving sections, as a pressure pipe piece ( 25 ) and as a fastening point ( 42 ) receiving pressure pipe part ( 26 ) are formed and between which there are two non-magnetic intermediate pieces ( 27 , 28 ) which are separated from one another by a magnetic flux-conducting middle piece ( 29 ) and that the fastening point ( 42 ) lies in the pressure tube part ( 26 ) through which the magnetic flux flows.

3. Double stroke magnet according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening point ( 42 ) lies essentially in a radial plane in which a housing wall ( 43 ) conducting the magnetic flux of the inner coil ( 19 ), the armature tube ( 23 ) in the housing ( 13 ) supports.

4. Double stroke magnet according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two intermediate pieces ( 27 , 28 ) and the central piece ( 29 ) are each designed as a hollow cylindrical body with flat end faces.

5. Double stroke magnet according to one of claims 1 to 4, characterized in that the armature ( 33 ) with the pole pieces ( 31 , 32 ) on the pressure pipe section ( 25 ) and on the pressure pipe part ( 26 ) forms working air gaps ( 62 , 63 ) in which the magnetic flux is transferred essentially radially.

6. Double stroke magnet according to claim 4 or 5, characterized in that the axial length of the armature ( 33 ) substantially corresponds to the length of a coil ( 18 , 19 ) and in particular both coils ( 18 , 19 ) are equal in size to one another.

7. Double solenoid according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the outside on the pick-up tube ( 24 ) on the orderly measuring coils ( 44 ) of the displacement measuring system ( 12 ) are surrounded by a magnetic shielding sheath ( 46 ).

8. Double-stroke magnet according to claim 7, characterized in that an additional shielding body ( 48 ) is arranged between the casing ( 46 ) and the components ( 43 , 26 ) through which the magnetic flux of the inside coil ( 19 ) flows.

9. Double stroke magnet according to claim 8, characterized in that the shielding body as a disk ( 48 ) made of soft magnetic material be, the outer diameter of which is greater than that of the casing ( 46 ) and as the inner diameter of the coil ( 19 ).

10. Double stroke magnet according to one of claims 7 to 9, characterized in that the measuring coils ( 44 ) with casing ( 46 ) and the shielding body ( 48 ) are arranged axially adjustable on the transducer tube ( 24 ) and on disc springs ( 49 ) Support on the pressure pipe ( 21 ).

11. Double solenoid according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that on the plunger ( 36 ) of the armature ( 33 ) in the pick-up tube ( 24 ) protruding core carrier ( 56 ) is fixed made of non-magnetic material on which a ferrite core ( 54 ) of the displacement measuring system ( 12 ) is guided in a sliding manner and is held in an end position by a spring ( 55 ).

12. Double stroke magnet according to claim 11, characterized in that in the pressure tube part ( 26 ) between the fastening point ( 42 ) and the armature ( 33 ) a bearing point ( 41 ) for the plunger ( 36 ) is arranged and the core carrier ( 56 ) in the area between the fastening point ( 42 ) and the bearing point ( 41 ) with the plunger ( 36 ) is positively connected, in particular caulked.

13. Double stroke magnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the axial length of the two coils ( 18 , 19 ) together speaks essentially the outer diameter ent.

14. Double-stroke magnet according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the housing ( 13 ) receives the sleeve-shaped pressure tube ( 21 ) in a continuous, multiply offset hollow bore ( 15 ), the portion ( 20 ) of smaller diameter two sections (17, 22) of larger diameter from each other, wherein said pressure tube (21) with an annular flange (34) in which the coils (18, 19) receiving portion (17) of larger diameter and with its armature tube (23) is mounted in the section ( 20 ) with a small diameter, while in the other section ( 22 ) with a large diameter the pick-up coils ( 44 ) with sheathing ( 46 ) and the shielding disk ( 48 ) are arranged.