WO2017211787A1 - Electromagnetic actuating device having an armature-guiding assembly - Google Patents

Electromagnetic actuating device having an armature-guiding assembly Download PDF

Info

Publication number
WO2017211787A1
WO2017211787A1 PCT/EP2017/063661 EP2017063661W WO2017211787A1 WO 2017211787 A1 WO2017211787 A1 WO 2017211787A1 EP 2017063661 W EP2017063661 W EP 2017063661W WO 2017211787 A1 WO2017211787 A1 WO 2017211787A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
armature
guide
guide segment
actuating device
electromagnetic actuating
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/063661
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Herrig
Alexander Steck
Holger Warner
Original Assignee
Festo Ag & Co. Kg
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 Festo Ag & Co. Kg filed Critical Festo Ag & Co. Kg
Priority to DE112017001425.5T priority Critical patent/DE112017001425A5/en
Publication of WO2017211787A1 publication Critical patent/WO2017211787A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607Armatures entering the winding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081Magnetic constructions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607Armatures entering the winding
    • H01F2007/163Armatures entering the winding with axial bearing

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic actuator, comprising a coil, a yoke having a core part and a return part, an armature movable relative to the core part, a working air gap formed between the core part and the armature and an armature guide arrangement for guiding the armature, wherein the return part, the armature guide arrangement in that the armature, the air gap and the core part form a magnetic circuit for a magnetic flux generated by the coil.
  • the armature guide arrangement comprises different guide segments and a first guide segment located in the region of the working air gap has a lower magnetic conductivity than a second guide segment not located in the region of the working air gap.
  • the second guide segment has a higher magnetic conductivity than the first guide segment has, the magnetic flux can be coupled via the second guide segment particularly low loss in the armature, whereby a larger magnetic flux is achieved in the anchor.
  • the larger magnetic flux causes the drive force acting on the armature to be increased.
  • the first guide segment has a lower magnetic conductivity, achieved that in the area of the working air gap as little or no share of the magnetic flux over the first guide segment flows from the armature to the core part. This ensures that as much of the magnetic flux as possible actually passes through the working air gap. This in turn favors the provision of a possibly very large driving force and thus enables the solution of the aforementioned object.
  • the guide segments are each formed as individual parts, the guide arrangement for forming the anchor preferably by joining, pressing, soldering, welding, and / or flanging are composed.
  • the guide segments are made of materials with different magnetic conductivity. In this way it can be achieved, in particular, that the two guide segments differ greatly in their magnetic conductivity from each other.
  • the armature guide assembly and / or de anchor is configured such that the armature bears against the first guide segment and is guided by this, and that the armature is spaced from the second guide segment.
  • This can be achieved, for example, by way of a corresponding dimensioning of the respective diameters of the guide segments or of the armature. In this way, transverse forces acting on the armature can be prevented or reduced.
  • the distance between the armature and the second guide segment is selected to be correspondingly small, so that the second guide segment, in spite of the spacing, continues to provide a certain guidance for the armature and stabilizes the armature, for example, against tilting.
  • the first and the second guide segment can also have the same diameter, so that the armature bears against both guide segments and is guided by both guide segments.
  • the armature guide arrangement and / or the armature has a coating, preferably a coating, and / or a separating element whose magnetic conductivity is preferably lower than the magnetic conductivity of the second guide segment.
  • the coating or the separating element has a layer thickness of greater than 20 ⁇ m, the coating preferably comprising a sliding layer and / or a separating layer. In this way, a spacing between magnetically conductive elements and thus a reduction of transverse forces can be achieved.
  • the second guide segment is arranged in the magnetic circuit between the return part and the armature, so that the second guide segment carries at least part of the magnetic flux between the return part and the armature.
  • the second guide segment is thus located in a region in which the magnetic flux via the armature guide assembly is coupled from the remindtikteil in the anchor. Since, according to the invention, the second guide segment has a higher magnetic conductivity than the first guide segment, the magnetic flux can be coupled into the armature via the second guide segment in a particularly low-loss manner.
  • the second guide segment comprises a particular ferromagnetic plate member formed, which is preferably disc-shaped and is designed in particular for attachment of the electromagnetic actuator to a tubular element.
  • the plate member in a direction parallel to the magnetic flux overlaps with a portion of the reflux part so as to form, at least in sections, a magnetic parallel circuit for guiding the magnetic flux together with the portion of the reflux part. In this way, the coupling of the magnetic flux from the return part into the armature can be further improved.
  • the first guide segment is connected via a weld to the core part, wherein the weld extends at an edge of the core part facing the armature.
  • the Anker Installations- arrangement comprises a plate-shaped third guide segment, which is expediently not magnetic.
  • the armature guide arrangement and / or the armature is designed such that the armature bears against the third guide segment and is guided by the latter.
  • the inner diameter of the second guide segment is greater than the inner diameter of the first guide segment and larger than the inner diameter of the third guide segment, so that the armature is spaced from the second guide segment.
  • the core part has a pipe section which adjoins the armature guide arrangement in the axial direction of the armature guide arrangement and whose inner diameter is at least as large as the inner diameter of the first guide segment, so that the armature can be partially positioned in the pipe section.
  • the inner diameter of the pipe section is greater than the inner diameter of the first guide segment and / or larger than the inner diameter of the third guide segment, so that the armature is spaced from the lateral inner wall of the pipe section.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an electromagnetic actuator, which is attached via a disc-shaped plate member to a tubular element, according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a on a
  • Pipe element attached electromagnetic actuator according to a second embodiment.
  • 1 shows a schematic sectional view of an electromagnetic actuator 10 according to a first embodiment.
  • the electric actuator 10 is used in particular to cause a displacement of an armature 5 along a displacement path 15 by means of electromagnetic actuation.
  • the electromagnetic actuator 10 is attached to a tubular element 13 and functions, for example, as a valve device to selectively influence a fluid flow flowing through the tubular element 13.
  • the armature 5 has for this purpose at its lower end a sealing element 19 which, depending on the position of the armature 5, opens or closes a connection opening between different sections of the tubular element.
  • the direction of the displacement path 15 of the armature 5 is also referred to below as the z-direction or axial direction. Further, the direction perpendicular to the displacement path 15 is referred to as x-direction or radial direction.
  • the electromagnetic actuator 10 includes a coil 1, a yoke 2, the armature 5 and an armature guide assembly 7. With appropriate energization of the coil 1, the elements listed above lead the magnetic flux 8 schematically indicated in FIG.
  • the yoke 2 has a core part 3 and a return part 4.
  • the core part 3 preferably represents the portion of the yoke 2 which is located inside the coil 1.
  • the return part 4 preferably comprises the portion of the yoke 2 located outside the coil 1.
  • the core part 3 and the return part 4 are magnetically connected to one another.
  • a cover part 17 is provided between the core part 3 and the return part 4, over which the magnetic flux 8 can flow from the core part 3 to the return part 4.
  • the core part 3 is rotationally symmetrical
  • the return part 4 is rotationally symmetrical cup-shaped
  • the cover part 17 has a rotationally symmetrical annular shape.
  • the core part 3, the return part 4 and the cover part are preferably designed as individual parts attached to one another or fastened to one another.
  • the coil 1 preferably has a number of windings which are arranged along the z-direction concentric with the displacement path 15.
  • the coil 1 is in the form of a prism or cylinder extending along the z-direction.
  • the electromagnet formed by the coil 1 is formed for example neutral or polarized.
  • the armature guide arrangement 7 is arranged at least in sections inside the coil 1 and provides an armature chamber 5, preferably in the form of a prism or cylinder extending along the z-direction, cross-sections of the armature guide arrangement 7 and the armature 5 are preferably adapted to one another such that a low-friction and low-play linear guide of the armature 5 along the displacement path 15 is ensured.
  • the armature guide arrangement 7 is in particular aligned concentrically with the displacement path 15 and / or the coil 1.
  • the inner contour of the armature guide arrangement 7 limits the degree of freedom of the armature 5 in particular to the displacement path 15
  • Anchor 5 is mounted relative to the Ankerbowungsan angel 7 and the core part 3 movable.
  • the coil 1 When providing an electric current to the coil 1, the coil 1 generates the magnetic flux 8, which forms a through the yoke 2, the armature guide assembly 7, the armature 5 and the working air gap 6 extending magnetic circuit. Since the system shown strives for minimum magnetic resistance and the magnetic conductivity of the working air gap 6 is less than the magnetic conductivity of the armature 5, a corresponding driving force acts on the armature 5, which pulls it towards the core part 3, so that the working air gap 6 decreases becomes. The total of the magnetic flux 8 experienced magnetic resistance is thus minimized.
  • a provision of the armature 5 in the neutral position according to the figure 1 is achieved by way of example after switching off the current application for the coil 1 with a return spring 18 shown by way of example.
  • an object of the invention is to efficiently achieve the greatest possible driving force.
  • the armature guide arrangement 7 comprises different guide segments 9 and 11 and a first guide segment 9 located in the region of the working air gap 6 has a lower magnetic conductivity than a second guide segment 11 not located in the region of the working air gap.
  • the first guide segment 9 is provided in the z direction, in particular in the region in which the working air gap 6 is located.
  • the second guide segment 11 in the z-direction is not provided in this area.
  • the second guide segment 11 is located in the z-direction, in particular on the above-described region of the radial agnetfeldschreibschreibgangs 14 - ie where the magnetic flux 8 is coupled via the armature guide assembly 7 of the return flow part 4 in the armature 5.
  • the second guide segment 11 is arranged in the magnetic circuit between the return part 4 and the armature 5, so that the second guide segment 11 at least a portion of the magnetic flux 8 between the return part 4 and the armature 5 leads.
  • the second guide segment 11 has a higher magnetic conductivity than the first guide segment 9, the magnetic flux 8 via the second guide segment 11 can be particularly lossless in the armature. 5
  • the first guide segment 9 has a lower magnetic conductivity, it is achieved that as small as possible or no portion of the magnetic flux 8 flows from the armature 5 to the core part 3 via the first guide segment 9 in the area of the working air gap 6. This ensures that as large a proportion of the magnetic flux 8 actually passes through the working air gap 6. This in turn favors the Providing the largest possible driving force and thus enables the solution of the above-mentioned task.
  • the advantage is further achieved that the armature guide assembly 7 can be formed thick-walled, without causing an excessive impairment of the achievable driving force is effected. Due to the fact that due to the configuration of the second guide segment 11 according to the invention the radial magnetic field transition 14 experiences a higher magnetic conductivity from the return part 4 to the armature 5, the armature guide arrangement 7 can be made thicker overall, without the magnetic resistance in the region of the radial magnetic field transition. 14 becomes too big.
  • armature guide assembly 7 By a thicker-walled embodiment of the armature guide assembly 7, among other things, a higher load capacity with respect to occurring forces, moments, internal pressures, armature impacts and / or with respect to a occurring fürreibens can be achieved.
  • the two guide segments 9 and 11 are formed as individual parts.
  • the two guide segments 9 and 11 may be made of different materials, and thus differ greatly in their magnetic conductivity from each other.
  • the guide segments are made of materials with different magnetic conductivity. It can thereby be achieved that, in the case of the second guide segment 11, the magnetic flux 8 is coupled particularly well into the armature 5 by the return part 4 due to a good magnetic conductivity, while due to a poor magnetic conductance in the first guide segment 9. Only very little or no portion of the magnetic flux 8 flows parallel to the working air gap 6 from the armature 5 to the core part 3.
  • the second guide segment 11 is made of a non-magnetically or poorly conductive material, such as austenitic stainless steel or brass.
  • the second guide segment 11 is made in particular of a magnetically highly conductive material, such as ferritic steel.
  • the formed as individual parts guide segments 9 and 11 may be composed to form the armature guide assembly 7 preferably by joining, pressing, soldering, welding, and / or crimping.
  • a ker Assemblysan Aunt 7 with segmentally different magnetic conductivity can also be done by a sectionally changing material properties, for example, by machining, heat treatment, structural change, forming, Change in material composition, etc ..
  • the first guide segment 9 is formed in the form of a pipe section and aligned concentrically with the displacement path 15 and the armature 5.
  • the second Guide segment 11 includes a tubular portion 16 which connects to the tubular formed first guide segment 9 coaxially.
  • the second guide segment 11 comprises a plate element 12 designed as a disk-shaped section in the example shown.
  • the disk-shaped plate element 12 is arranged concentrically with the coil 1 as an example.
  • the plate member 12 in its center region on an opening through which the armature 5 is guided.
  • the second guide segment 11 may be formed in one piece, or, as indicated by the dashed lines in Figure 1, of two items - namely a tubular item and a disc-shaped item - be composed. The two items can be firmly connected together or just rest against each other.
  • the two guide segments 9 and 11 may also have other shapes; It is crucial that the two guide segments 9 and 11 together define the displacement path 15 for the armature 5, while the armature 5 spatially separated from the coil 1 and preferably also from the return part 4, so as to the known manner, the life of the magnetic actuator increase.
  • this can also be formed in the form of a pipe section, as indicated by the dashed lines in FIG.
  • the element provided with the reference numeral 12 forms an independent disk-shaped plate element.
  • the imagined plate element 12 fulfills two functions in particular. On the one hand it serves to attach the electromagnetic actuator 10 to the tubular element 13 and may for this purpose comprise corresponding fastening sections or elements. On the other hand, it should lead a part of the magnetic flux 8, and is therefore preferably made of a ferromagnetic material.
  • the plate member 12 overlaps in a direction parallel to the magnetic flux 8 - ie in the radial or x-direction - with the portion 14 of the return flow part 4. In this way, the plate member 12 at least partially together with the portion 14 of the return flow part, a magnetic parallel circuit, so that in this area a larger magnetic flux 8 can be performed.
  • the magnetic flux through the plate element 12 depends, in particular, on the magnetic conductivity of the connection or the transition from the section 14 to the plate element 12. If, as shown in the example of FIG. 1, the plate element 12 lies directly on the section 14, a magnetically good conductive connection exists between the plate element 12 and the section 14 and a technically relevant portion of the magnetic flux passes through the plate element 12
  • a plastic layer is provided between the plate member 12 and the portion 14 of the return part 4, which serves for example as a rust protection for the reflux part 4. Such a plastic layer may cause the magnetic conductivity of the junction or connection from the section 14 to the plate element 12 to be greatly reduced, as a result no technically relevant portion of the magnetic flux passes through the plate member 12.
  • transverse forces acting on the armature 5 can occur in particular in the case of direct contact of magnetically conductive components;
  • the transverse forces can be based, for example, on remanence effects and / or high local magnetic field strengths distributed asymmetrically with respect to the circumference of the armature 5 and, disadvantageously, so-called magnetic Glue lead. This can occur, in particular, in the case of a magnetic flux caused by permanent-magnet or electrically impressed excitation.
  • the armature guide arrangement 7 and / or the armature 5 is preferably designed such that the armature 5 rests on the first guide segment 9 and is guided by it, but at the same time is spaced from the second guide segment 11.
  • the contact between the armature 5 and the first guide segment 9 with simultaneous spacing of the armature 5 and the second guide segment 11 can be achieved, for example, in the two ways explained below.
  • the second guide segment 11, in particular in the region of the radial magnetic field transition 14, can have a larger inner diameter than the first guide segment 9. With constant outer diameter of the armature 5, this will thus rest on the first guide segment 9 and be guided by this, while the armature 5 is spaced from the second guide segment 11. In this way, in the second guide segment 11, the attractive forces between the armature 5 and the armature guide arrangement 7 are restricted and, in particular, a distribution of the magnetic field strength in the circumferential direction of the armature 5 in the region of the radial magnetic field transition 14 is achieved.
  • the outer diameter of the armature 5 in the region of the second guide segment 11 can be made smaller than in the region of the first guide segment 9.
  • the described transverse forces on the armature 5 can also be prevented or prevented. be reduced that the armature guide assembly 7 and / or the armature 5 has a coating, preferably a coating, and / or a separator whose magnetic conductivity is preferably less than the magnetic conductivity of the second guide segment eleventh
  • the anchor jacket surface or the inner surface of the armature guide assembly 7 may be provided with a thin magnetic coating poorly conductive to ensure a minimum distance between the armature 5 and the armature guide assembly 11. In particular, a minimum distance between a metal part of the armature 5 and the armature guide arrangement 11 is ensured.
  • the anchor guide can extend over the entire anchor length in the z-direction.
  • the armature 5 can also be guided in the region of the second guide segment 11.
  • a friction-reducing coating for example with PTFE
  • a PTFE film or a PTFE adhesive film is used as the coating or separating element.
  • a coating or a coating with low magnetic conductivity is used.
  • the armature guide arrangement 7 or its individual parts can be produced by forming, in order to produce a surface which is more favorable in terms of friction (groove direction, supporting portion) than can be achieved, for example, by machining processes (turning).
  • the described procedure - namely the coating of the armature or of the armature guide arrangement 7 - is particularly advantageous in the case of layer thicknesses in the range from greater than 20 ⁇ m to preferably approximately 50 ⁇ m. In this area, a particularly good coupling of the magnetic flux 8 i region of the radial magnetic field transition 14 has been shown.
  • the armature 5 is coated.
  • the layer preferably consists of a magnetic separating layer and / or an overlying sliding layer. The two layers together ensure a minimum distance between the armature 5 and the armature guide assembly 7.
  • a sliding layer a known standard sliding layer can be used, the layer thickness is, for example, 15 ⁇ .
  • the magnetic separation layer is preferably with a layer thickness of 50 to 100 ⁇ . educated.
  • the magnetic separating layer is formed, for example, as a chromium separating layer, ceramic separating layer, or plastic separating layer.
  • a conventional sliding layer is located above the magnetic separating layer.
  • a further possibility of avoiding transverse forces acting on the armature, which rest on an asymmetrical flow distribution, consists in configuring the armature 5 in the direction of the working air gap 6 or towards the core part 3 so that it tapers in the direction tapered to the core part 3.
  • the armature 5 can be achieved that the upper edge of the armature 5 is always magnetically saturated with respect to the core part 3, so that the armature 5 automatically aligns relative to the core part 3 and thus counteracts an asymmetric flow distribution entge.
  • This advantage can also be achieved by a conical configuration of the core part, in particular a
  • the armature may be cylindrical, for example.
  • a recess is also provided in the side of the armature 5 facing the core part 3, which recess serves to receive a section of the core part 3 and thus contributes to the transverse stability of the armature 5.
  • the armature 5 may be formed without such a recess.
  • an axial displacement can be avoided by selecting a layer thickness of the combination layer of magnetic separating layer and sliding layer, in which an equalization of the flow takes place.
  • the first guide segment 7 via a
  • weld seam connected to the core part 3, which extends at an edge of the core part 3 facing the armature 5. In particular, this is a lower edge of the core part 3. Due to the fact that the weld seam is formed on such an edge of the core part 3, there is no gap in which crevice corrosion could form.
  • FIG. 2 shows an electromagnetic actuator 30 according to a second embodiment.
  • the electromagnetic actuator 30 corresponds in its basic structure and its basic function of the previously discussed Electromagnetic actuator 10. To avoid repetition, the following explanation will focus on the differences from the electromagnetic actuator 10 discussed above. Apart from the differences discussed below, the electromagnetic actuator 30 is formed in correspondence with the electromagnetic actuator 10.
  • the armature guide arrangement 7 has different guide segments 9 and 11, wherein the first guide segment 9 located in the region of the working air gap 6 has a lower magnetic conductivity than the second guide segment 11 not located in the region of the working air gap.
  • the first guide segment 9 is located in the area of the working air gap 6, it is meant in particular that the first guide segment 9 is in the same coordinate range in the z direction as the working air gap 6 and / or in the z direction in a coordinate range located immediately adjacent to the coordinate range in the z-direction, in which the working air gap 6 is located.
  • the second guide segment 11 is not in the area of the working air gap 6, it is meant in particular that the second guide segment 11 does not share any z-coordinates with the working air gap and is also not located in a z-coordinate area which adjoins directly the z coordinate range of the working air gap 6 is connected.
  • the second guide segment 11 is further away from the working air gap 6, in particular in the z-direction, than the first guide segment 9.
  • the armature guide assembly 7 of the electromagnetic actuator 30 preferably comprises a plate-shaped third guide segment 22.
  • the third guide segment 22 has a disc-shaped basic shape. In the example shown, the third guide segment 22 in its center region on an opening through which the armature 5 is guided.
  • the third guide segment 22 has a disk section and a pipe section extending from the disk section in the axial direction z to the pipe element 13.
  • the pipe section serves, in particular, to guide the armature 5 and expediently projects into the pipe element 13.
  • the third guide segment 22 is integrally formed.
  • the third guide segment 22 is preferably made of non-magnetic material, such as austenitic steel. Preferably, no magnetic flux occurs through the third guide segment 22.
  • the third guide segment 22 is arranged in the axial direction z of the armature guide arrangement 7 on the side of the second guide segment 11 facing away from the first guide segment 9.
  • the second guide segment 11 is located in the axial direction z between the first guide segment 9 and the third guide segment 22.
  • the third guide segment 22 connects directly to the second guide segment 11.
  • the first guide segment 9 and the second guide segment 11 are preferably tubular, while the third guide segment 22 - as already mentioned - is plate-shaped.
  • the first guide segment 9, the second guide segment 11 and the third guide segment 22 are in particular arranged coaxially with one another.
  • the guide segments 9, 11, 22 together form a cylindrical Riche anchor chamber ready. Conveniently, there is no overlap between the guide segments 9, 11, 22 in the axial direction z.
  • the second guide segment 11 expediently does not have the plate element 12 in the second embodiment.
  • the third guide segment 22 is used by way of example.
  • the armature guide assembly 7 and / or the anchor 5 is configured such that the armature 5 abuts the third guide segment 22 and is guided by this.
  • the inner diameter of the third guide segment 22 and the outer diameter of the armature 5 are selected so that the armature 5 abuts against the third guide segment 22 and is guided by this.
  • the inner diameter of the second guide segment 11 is preferably larger than the inner diameter of the first guide segment 9.
  • the inner diameter of the second guide segment 11 is greater than the inner diameter of the third guide segment 22.
  • the armature 5 is expediently abutted against the first guide segment 9 and the third guide segment 11 and is guided by these two guide segments 9 and 11.
  • the armature 5 is spaced from the second guide segment 11. This is in particular a spacing in the x-direction - ie perpendicular to the axial direction z. Due to the spacing in the x-direction, the magnetic field transition can be optimized and the lateral forces minimized.
  • the armature 5 preferably has a Outer diameter which is substantially constant over the axial extent of the armature 5.
  • the core part 3 has a pipe section 23 which adjoins the armature guide arrangement 7 in the axial direction z of the armature guide arrangement 7 and whose inside diameter is at least as large as the inside diameter of the first guide segment 9, so that the armature 5 is partially positioned in the pipe section 23 can.
  • the pipe section 23 is formed by the fact that the core part 3 has a cylindrical recess on its end facing the armature 5.
  • the inner diameter of the tube section 23 is greater than the inner diameter of the first guide segment 9 and / or larger than the inner diameter of the third guide segment 11.
  • the armature 5 is achieved in a state in which it is partially positioned in the tube section 23 is spaced from the lateral inner wall of the pipe section 23. In this way it can be achieved that the armature 5 is spaced in the x-direction from the core part 3, whereby an optimization of the magnetic field transition and a minimization of the transverse forces can be achieved.
  • the armature 5 has a coating 21 which corresponds to the coating already discussed above in connection with the first embodiment.
  • the coating 21 is provided on the entire lateral surface of the armature 5.
  • the above-mentioned spacing between the second guide segment 11 and the armature 5 can also be dispensed with the coating 21 and / or a coating 21 may be used, which is only for Reduction of friction - and not necessarily for magnetic separation - is used.
  • the armature 5 is configured conically in the direction of the working air gap 6 and toward the core part 3, respectively.
  • the armature 5 in the second embodiment has no
  • the outer diameter of the armature 5, as mentioned above, is substantially constant.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Abstract

The invention relates to an electromagnetic actuating device (10), comprising: a coil (1); a yoke (2), having a core part (3) and a magnetic return part (4); an armature (5), which can be moved relative to the core part (3); a working air gap (6) formed between the core part (3) and the armature (5); and an armature-guiding assembly (7) for guiding the armature (5), wherein the magnetic return part (4), the armature-guiding assembly (7), the armature (5), the air gap (6), and the core part (3) form a magnetic circuit for a magnetic flux (8) produced by the coil (1). According to the invention, the armature-guiding assembly (7) comprises different guide segments (9; 11) and a first guide segment (9) located in the region of the working air gap (6) has lower magnetic permeability than a second guide segment (11) not located in the region of the working air gap (6).

Description

Elektromagnetische Betätigungseinrichtung mit Ankerführungsanordnung  Electromagnetic actuator with armature guide assembly
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung, umfassend eine Spule, ein Joch mit einem Kernteil und einem Rückschlussteil, einen relativ zum Kernteil beweglichen Anker, einen zwischen dem Kernteil und dem Anker gebildeten Arbeitsluftspalt und eine Ankerführungsanordnung zur Führung des Ankers, wobei der Rückschlussteil, die Ankerführungsanordnung, der Anker, der Luftspalt und das Kernteil einen Magnetkreis für einen von der Spule erzeugten magnetischen Fluss bilden. The invention relates to an electromagnetic actuator, comprising a coil, a yoke having a core part and a return part, an armature movable relative to the core part, a working air gap formed between the core part and the armature and an armature guide arrangement for guiding the armature, wherein the return part, the armature guide arrangement in that the armature, the air gap and the core part form a magnetic circuit for a magnetic flux generated by the coil.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung bei der genannten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung in effizienter Weise eine möglichst große, auf den Anker wirkende Antriebskraft bereitzustellen . It is an object of the invention in the said electromagnetic actuator to efficiently provide the largest possible, acting on the anchor driving force.
Diese Aufgabe wird anhand der im Kennzeichen des Anspruchs 1 definierten Merkmale gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ankerführungsanordnung verschiedene FührungsSegmente umfasst und ein im Bereich des Arbeitsluftspalts befindliches erstes Führungssegment eine niedrigere magnetische Leitfähigkeit aufweist als ein nicht im Bereich des Arbeitsluftspalts befindliches zweites Führungssegment . This object is achieved by the features defined in the characterizing part of claim 1. According to the invention, it is provided that the armature guide arrangement comprises different guide segments and a first guide segment located in the region of the working air gap has a lower magnetic conductivity than a second guide segment not located in the region of the working air gap.
Da erfindungsgemäß das zweite Führungssegment eine höhere magnetische Leitfähigkeit als das erste Führungssegment auf- weist, kann der magnetische Fluss über das zweite Führungssegment besonders verlustarm in den Anker eingekoppelt werden, wodurch im Anker ein größerer magnetischer Fluss erziel wird. Der größere magnetische Fluss bewirkt wiederum, dass die auf den Anker wirkende Antriebskraft erhöht ist. Gleichzeitig wird dadurch, dass das erste Führungssegment eine geringere magnetische Leitfähigkeit aufweist, erzielt, dass im Bereich des Arbeitsluftspalts ein möglichst geringer bzw. kein Anteil des magnetischen Flusses über das erste Führungs segment von dem Anker zu dem Kernteil fließt. Dadurch wird gewährleistet, dass ein möglichst großer Anteil des magnetischen Flusses tatsächlich durch den Arbeitsluftspalt verläuft. Dies wiederum begünstigt die Bereitstellung einer mög liehst großen Antriebskraft und ermöglicht somit die Lösung der eingangs genannten Aufgabe. Since according to the invention the second guide segment has a higher magnetic conductivity than the first guide segment has, the magnetic flux can be coupled via the second guide segment particularly low loss in the armature, whereby a larger magnetic flux is achieved in the anchor. The larger magnetic flux, in turn, causes the drive force acting on the armature to be increased. At the same time characterized by the fact that the first guide segment has a lower magnetic conductivity, achieved that in the area of the working air gap as little or no share of the magnetic flux over the first guide segment flows from the armature to the core part. This ensures that as much of the magnetic flux as possible actually passes through the working air gap. This in turn favors the provision of a possibly very large driving force and thus enables the solution of the aforementioned object.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Führungssegmente jeweils als Einzelteile ausgebildet, die zur Bildung der Anker führungsanordnung vorzugsweise durch Fügen, Einpressen, Löten, Schweißen, und/oder Bördeln zusammengesetzt sind. Insbe sondere sind die als Einzelteile ausgebildeten Führungssegmente aus Materialien mit unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit gefertigt. Auf diese Weise kann insbesondere erzielt werden, dass sich die beiden Führungssegmente in ihrer magnetischen Leitfähigkeit besonders stark voneinander unterscheiden . In a preferred embodiment, the guide segments are each formed as individual parts, the guide arrangement for forming the anchor preferably by joining, pressing, soldering, welding, and / or flanging are composed. In particular special designed as individual parts guide segments are made of materials with different magnetic conductivity. In this way it can be achieved, in particular, that the two guide segments differ greatly in their magnetic conductivity from each other.
Zweckmäßigerweise ist die Ankerführungsanordnung und/oder de Anker derart ausgestaltet, dass der Anker an dem ersten Führungssegment anliegt und von diesem geführt wird, und dass der Anker von dem zweiten Führungssegment beabstandet ist. Dies kann beispielsweise über eine entsprechende Dimensionierung der jeweiligen Durchmesser der Führungssegmente bzw. des Ankers erzielt werden. Auf diese Weise können auf den Anker wirkende Querkräfte verhindert oder vermindert werden. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Anker und dem zweiten Führungssegment dabei entsprechend gering gewählt, so dass das zweite Führungssegment trotz der Beabstandung weiterhin eine gewisse Führung für den Anker bereitstellt und den Anker beispielsweise gegenüber Verkippungen stabilisiert. Conveniently, the armature guide assembly and / or de anchor is configured such that the armature bears against the first guide segment and is guided by this, and that the armature is spaced from the second guide segment. This can be achieved, for example, by way of a corresponding dimensioning of the respective diameters of the guide segments or of the armature. In this way, transverse forces acting on the armature can be prevented or reduced. Preferably, the distance between the armature and the second guide segment is selected to be correspondingly small, so that the second guide segment, in spite of the spacing, continues to provide a certain guidance for the armature and stabilizes the armature, for example, against tilting.
Alternativ zu der vorgenannten Ausgestaltung können das erste und das zweite Führungssegment auch den gleichen Durchmesser aufweisen, so dass der Anker an beiden FührungsSegmenten anliegt und von beiden FührungsSegmenten geführt wird. As an alternative to the aforementioned embodiment, the first and the second guide segment can also have the same diameter, so that the armature bears against both guide segments and is guided by both guide segments.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ankerführungsanordnung und/oder der Anker einen Überzug, vorzugsweise eine Beschich- tung, und/oder ein Trennelement aufweist, deren magnetische Leitfähigkeit vorzugsweise geringer ist als die magnetische Leitfähigkeit des zweiten Führungssegments . Insbesondere weist der Überzug oder das Trennelement eine Schichtdicke von größer als 20 /im auf, wobei der Überzug vorzugsweise eine Gleitschicht und/oder eine Trennschicht umfasst. Auch auf diese Weise kann eine Beabstandung zwischen magnetisch leitfähigen Elementen und somit eine Reduzierung von Querkräften erzielt werden. It is preferably provided that the armature guide arrangement and / or the armature has a coating, preferably a coating, and / or a separating element whose magnetic conductivity is preferably lower than the magnetic conductivity of the second guide segment. In particular, the coating or the separating element has a layer thickness of greater than 20 μm, the coating preferably comprising a sliding layer and / or a separating layer. In this way, a spacing between magnetically conductive elements and thus a reduction of transverse forces can be achieved.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das zweite Führungssegment im Magnetkreis zwischen dem Rückschlussteil und dem Anker angeordnet ist, so dass das zweite Führungssegment wenigstens einen Teil des magnetischen Flusses zwischen dem Rückschlussteil und dem Anker führt. Das zweite Führungssegment befindet sich somit in einem Bereich, in dem der magnetische Fluss über die Ankerführungsanordnung von dem Rückflussteil in den Anker eingekoppelt wird. Da erfindungsgemäß das zweite Führungssegment eine höhere magnetische Leitfähigkeit als das erste Führungssegment aufweist, kann der magnetische Fluss über das zweite Führungssegment besonders verlustarm in den Anker eingekoppelt werden. In a particularly preferred embodiment, it is provided that the second guide segment is arranged in the magnetic circuit between the return part and the armature, so that the second guide segment carries at least part of the magnetic flux between the return part and the armature. The second guide segment is thus located in a region in which the magnetic flux via the armature guide assembly is coupled from the Rückflussteil in the anchor. Since, according to the invention, the second guide segment has a higher magnetic conductivity than the first guide segment, the magnetic flux can be coupled into the armature via the second guide segment in a particularly low-loss manner.
Zweckmäßigerweise umfasst das zweite Führungssegment ein insbesondere ferromagnetisch ausgebildetes Plattenelement, das vorzugsweise scheibenförmig ist und insbesondere zur Befestigung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung an ein Rohrelement ausgebildet ist. Insbesondere überlappt sich das Plattenelement in einer Richtung parallel zum magnetischen Fluss mit einem Abschnitt des Rückflussteils, um so zumindest abschnittsweise zusammen mit dem Abschnitt des Rückflussteils eine magnetische Parallelschaltung zur Führung des magnetischen Flusses zu bilden. Auf diese Weise kann die Einkopplung des magnetischen Flusses von dem Rückschlussteil in den Anker weiter verbessert werden. Conveniently, the second guide segment comprises a particular ferromagnetic plate member formed, which is preferably disc-shaped and is designed in particular for attachment of the electromagnetic actuator to a tubular element. In particular, the plate member in a direction parallel to the magnetic flux overlaps with a portion of the reflux part so as to form, at least in sections, a magnetic parallel circuit for guiding the magnetic flux together with the portion of the reflux part. In this way, the coupling of the magnetic flux from the return part into the armature can be further improved.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Führungssegment über eine Schweißnaht mit dem Kernteil verbunden, wobei die Schweißnaht an einer dem Anker zugewandten Kante des Kernteils verläuft. Auf diese Weise kann die Entstehung eines Spalts vermieden werden und somit verhindert werden, dass sich Spaltkorrosion bilden könnte. According to a further embodiment, the first guide segment is connected via a weld to the core part, wherein the weld extends at an edge of the core part facing the armature. In this way, the formation of a gap can be avoided and thus prevented that crevice corrosion could form.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Ankerführungs- anordnung ein plattenförmiges drittes Führungssegment , das zweckmäßigerweise nicht magnetisch ist. According to a further embodiment, the Ankerführungs- arrangement comprises a plate-shaped third guide segment, which is expediently not magnetic.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Ankerführungsanordnung und/oder der Anker derart ausgestaltet, dass der Anker an dem dritten Führungssegment anliegt und von diesem geführt wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Innendurchmesser des zweiten Führungssegments größer als der Innendurchmesser des ersten Führungssegments und größer als der Innendurchmesser des dritten Führungssegments , so dass der Anker von dem zweiten Führungssegment beabstandet ist. According to a further embodiment, the armature guide arrangement and / or the armature is designed such that the armature bears against the third guide segment and is guided by the latter. According to a further embodiment, the inner diameter of the second guide segment is greater than the inner diameter of the first guide segment and larger than the inner diameter of the third guide segment, so that the armature is spaced from the second guide segment.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung verfügt das Kernteil über einen Rohrabschnitt, der sich in Axialrichtung der Ankerführungsanordnung an die Ankerführungsanordnung anschließt und dessen Innendurchmesser wenigstens so groß ist wie der Innendurchmesser des ersten Führungssegments , so dass der Anker teilweise in den Rohrabschnitt positioniert werden kann. According to a further embodiment, the core part has a pipe section which adjoins the armature guide arrangement in the axial direction of the armature guide arrangement and whose inner diameter is at least as large as the inner diameter of the first guide segment, so that the armature can be partially positioned in the pipe section.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Innendurchmesser des Rohrabschnitts größer als der Innendurchmesser des ersten Führungssegments und/oder größer als der Innendurchmesser des dritten Führungssegments , so dass der Anker von der seitlichen Innenwand des Rohrabschnitts beabstandet ist. According to a further embodiment, the inner diameter of the pipe section is greater than the inner diameter of the first guide segment and / or larger than the inner diameter of the third guide segment, so that the armature is spaced from the lateral inner wall of the pipe section.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung, die über ein scheibenförmiges Plattenelement an einem Rohrelement befestigt ist, gemäß einer ersten Ausführungsform und Figure 1 is a schematic sectional view of an electromagnetic actuator, which is attached via a disc-shaped plate member to a tubular element, according to a first embodiment and
Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer an einem Figure 2 is a schematic sectional view of a on a
Rohrelement befestigten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs- form . Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die elektrische Betätigungseinrichtung 10 dient insbesondere dazu, mittels elektromagnetischer Betätigung eine Verschiebung eines Ankers 5 entlang eines Verschiebewegs 15 zu bewirken. Im gezeigten Beispiel ist die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 10 an einem Rohrelement 13 befestigt und fungiert beispielsweise als Ventilvorrichtung, um einen durch das Rohrelement 13 fließenden Fluidstrom selektiv zu beeinflussen. Beispielsweise weist der Anker 5 zu diesem Zweck an seinem unteren Ende ein Abdichtungselement 19 auf, das je nach Stellung des Ankers 5 eine Verbindungsöffnung zwischen verschiedenen Abschnitten des Rohrelements öffnet oder schließt. Pipe element attached electromagnetic actuator according to a second embodiment. 1 shows a schematic sectional view of an electromagnetic actuator 10 according to a first embodiment. The electric actuator 10 is used in particular to cause a displacement of an armature 5 along a displacement path 15 by means of electromagnetic actuation. In the example shown, the electromagnetic actuator 10 is attached to a tubular element 13 and functions, for example, as a valve device to selectively influence a fluid flow flowing through the tubular element 13. For example, the armature 5 has for this purpose at its lower end a sealing element 19 which, depending on the position of the armature 5, opens or closes a connection opening between different sections of the tubular element.
Die Richtung des Verschiebewegs 15 des Ankers 5 wird im Folgenden auch als z-Richtung oder Axialrichtung bezeichnet. Ferner wird die Richtung senkrecht zum Verschiebeweg 15 als x-Richtung oder Radialrichtung bezeichnet. The direction of the displacement path 15 of the armature 5 is also referred to below as the z-direction or axial direction. Further, the direction perpendicular to the displacement path 15 is referred to as x-direction or radial direction.
Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 10 umfasst eine Spule 1, ein Joch 2, den Anker 5 und eine Ankerführungsanordnung 7. Bei entsprechender Bestromung der Spule 1 führen die vorstehend aufgezählten Elemente den in der Figur 1 schematisch angedeuteten magnetischen Fluss 8. The electromagnetic actuator 10 includes a coil 1, a yoke 2, the armature 5 and an armature guide assembly 7. With appropriate energization of the coil 1, the elements listed above lead the magnetic flux 8 schematically indicated in FIG.
Das Joch 2 weist einen Kernteil 3 und einen Rückschlussteil 4 auf. Der Kernteil 3 stellt vorzugsweise den Abschnitt des Jochs 2 dar, der sich im Inneren der Spule 1 befindet. Der Rückschlussteil 4 umfasst dementsprechend vorzugsweise den sich außerhalb der Spule 1 befindliche Abschnitt des Jochs 2. Der Kernteil 3 und das Rückschlussteil 4 sind magnetisch miteinander verbunden. Beispielsweise ist zwischen dem Kernteil 3 und dem Rückschlussteil 4 ein Deckelteil 17 vorgesehen, über das der magnetische Fluss 8 von dem Kernteil 3 zu dem Rückschlussteil 4 fließen kann. Exemplarisch ist der Kernteil 3 rotationssymmetrisch, der Rückschlussteil 4 rotationssymmetrisch napfförmig und das Deckelteil 17 rotationssymmetrisch ringförmig ausgebildet. Vorzugsweise sind der Kernteil 3, der Rückschlussteil 4 und das Deckelteil als aneinanderge- setzte bzw. aneinander befestigte Einzelteile ausgebildet. Der Bereich des Rückschlussteils 4, der an die Ankerfuhrungsanordnung 7 angrenzt und den magnetischen Fluss 8 im Wesentlichen in Radialrichtung bzw. x-Richtung führt und in die Ankerführungsanordnung 7 einkoppelt, wird im Folgenden auch als radialer Magnetfeldübergang 14 bezeichnet. The yoke 2 has a core part 3 and a return part 4. The core part 3 preferably represents the portion of the yoke 2 which is located inside the coil 1. Accordingly, the return part 4 preferably comprises the portion of the yoke 2 located outside the coil 1. The core part 3 and the return part 4 are magnetically connected to one another. For example, a cover part 17 is provided between the core part 3 and the return part 4, over which the magnetic flux 8 can flow from the core part 3 to the return part 4. By way of example, the core part 3 is rotationally symmetrical, the return part 4 is rotationally symmetrical cup-shaped and the cover part 17 has a rotationally symmetrical annular shape. The core part 3, the return part 4 and the cover part are preferably designed as individual parts attached to one another or fastened to one another. The region of the yoke 4, which adjoins the Ankerfuhrungsanordnung 7 and the magnetic flux 8 substantially in the radial direction or x-direction and coupled into the armature guide assembly 7, hereinafter referred to as radial magnetic field transition 14.
Die Spule 1 weist vorzugsweise eine Anzahl von Wicklungen auf, die entlang der z-Richtung konzentrisch zu dem Verschiebeweg 15 angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist die Spule 1 in der Form eines sich entlang der z-Richtung erstreckenden Prismas oder Zylinders ausgebildet. Der von der Spule 1 gebildete Elektromagnet ist beispielsweise neutral oder polarisiert ausgebildet. The coil 1 preferably has a number of windings which are arranged along the z-direction concentric with the displacement path 15. Conveniently, the coil 1 is in the form of a prism or cylinder extending along the z-direction. The electromagnet formed by the coil 1 is formed for example neutral or polarized.
Wie in der Figur 1 beispielhaft gezeigt, ist die Ankerführungsanordnung 7 zumindest abschnittsweise im Innern der Spule 1 angeordnet und stellt eine vorzugsweise in der Form eines sich entlang der z-Richtung erstreckenden Prismas oder Zylinders ausgebildete Ankerkammer für den Anker 5 bereit, wobei Querschnitte der Ankerführungsanordnung 7 und des Ankers 5 vorzugsweise derart aufeinander angepasst sind, dass eine reibungsarme und spielarme Linearführung des Ankers 5 längs des Verschiebewegs 15 gewährleistet ist. Die Ankerführungsanordnung 7 ist dabei insbesondere konzentrisch zum Verschiebeweg 15 und/oder zur Spule 1 ausgerichtet . Die Innenkontur der Ankerführungsanordnung 7 begrenzt die Freiheits - grade des Ankers 5 insbesondere auf den Verschiebeweg 15. Der Anker 5 ist dabei relativ zur Ankerfuhrungsanordnung 7 und dem Kernteil 3 beweglich gelagert. As shown by way of example in FIG. 1, the armature guide arrangement 7 is arranged at least in sections inside the coil 1 and provides an armature chamber 5, preferably in the form of a prism or cylinder extending along the z-direction, cross-sections of the armature guide arrangement 7 and the armature 5 are preferably adapted to one another such that a low-friction and low-play linear guide of the armature 5 along the displacement path 15 is ensured. The armature guide arrangement 7 is in particular aligned concentrically with the displacement path 15 and / or the coil 1. The inner contour of the armature guide arrangement 7 limits the degree of freedom of the armature 5 in particular to the displacement path 15 Anchor 5 is mounted relative to the Ankerfuhrungsanordnung 7 and the core part 3 movable.
Zwischen dem Anker 5 und dem Kernteil 3 befindet sich ein Arbeitsluftspalt 6, dessen Erstreckung in z-Richtung von der Position des Ankers 5 entlang des Verschiebewegs 15 abhängt. Between the armature 5 and the core part 3 there is a working air gap 6 whose extension in the z-direction depends on the position of the armature 5 along the displacement path 15.
Bei Bereitstellung eines elektrischen Stroms an die Spule 1 erzeugt die Spule 1 den magnetischen Fluss 8, der einen durch das Joch 2, die Ankerführungsanordnung 7, den Anker 5 und den Arbeitsluftspalt 6 verlaufenden Magnetkreis bildet. Da das gezeigte System nach minimalem magnetischem Widerstand strebt und die magnetische Leitfähigkeit des Arbeitsluftspalts 6 geringer ist als die magnetische Leitfähigkeit des Ankers 5, wirkt eine entsprechende Antriebskraft auf den Anker 5, die diesen hin zu dem Kernteil 3 zieht, so dass der Arbeitsluftspalt 6 verkleinert wird. Der vom magnetischen Fluss 8 insgesamt erfahrene magnetische Widerstand wird somit minimiert. Eine Rückstellung des Ankers 5 in die Neutralstellung gemäß der Figur 1 wird beispielhaft nach Abschalten der Strombeaufschlagung für die Spule 1 mit einer exemplarisch gezeigten Rückstellfeder 18 erzielt. When providing an electric current to the coil 1, the coil 1 generates the magnetic flux 8, which forms a through the yoke 2, the armature guide assembly 7, the armature 5 and the working air gap 6 extending magnetic circuit. Since the system shown strives for minimum magnetic resistance and the magnetic conductivity of the working air gap 6 is less than the magnetic conductivity of the armature 5, a corresponding driving force acts on the armature 5, which pulls it towards the core part 3, so that the working air gap 6 decreases becomes. The total of the magnetic flux 8 experienced magnetic resistance is thus minimized. A provision of the armature 5 in the neutral position according to the figure 1 is achieved by way of example after switching off the current application for the coil 1 with a return spring 18 shown by way of example.
Wie vorstehend bereits erwähnt, besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, in effizienter Weise eine möglichst große Antriebskraft zu erzielen. As already mentioned above, an object of the invention is to efficiently achieve the greatest possible driving force.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass die Ankerführungsanordnung 7 verschiedene Führungssegmente 9 und 11 um- fasst und ein im Bereich des Arbeitsluftspalts 6 befindliches erstes Führungssegment 9 eine niedrigere magnetische Leitfähigkeit aufweist als ein nicht im Bereich des Arbeitsluftspalts befindliches zweites Führungssegment 11. Wie in der Figur 1 gezeigt, ist das erste Führungssegment 9 in z-Richtung dabei insbesondere in dem Bereich vorgesehen, in dem sich auch der Arbeitsluftspalt 6 befindet. Im Gegensatz dazu ist das zweite Führungssegment 11 in z-Richtung nicht in diesem Bereich vorgesehen. Stattdessen befindet sich das zweite Führungssegment 11 in z-Richtung insbesondere an dem vorstehend bereits beschriebenen Bereich des radialen agnetfeldübergangs 14 - also dort, wo der magnetische Fluss 8 über die Ankerführungsanordnung 7 von dem Rückflussteil 4 in den Anker 5 eingekoppelt wird. Insbesondere ist das zweite Führungssegment 11 dabei im Magnetkreis zwischen dem Rückschlussteil 4 und dem Anker 5 angeordnet, so dass das zweite Führungssegment 11 wenigstens einen Teil des magnetischen Flusses 8 zwischen dem Rückschlussteil 4 und dem Anker 5 führt . This is achieved according to the invention in that the armature guide arrangement 7 comprises different guide segments 9 and 11 and a first guide segment 9 located in the region of the working air gap 6 has a lower magnetic conductivity than a second guide segment 11 not located in the region of the working air gap. As shown in FIG. 1, the first guide segment 9 is provided in the z direction, in particular in the region in which the working air gap 6 is located. In contrast, the second guide segment 11 in the z-direction is not provided in this area. Instead, the second guide segment 11 is located in the z-direction, in particular on the above-described region of the radial agnetfeldübergangs 14 - ie where the magnetic flux 8 is coupled via the armature guide assembly 7 of the return flow part 4 in the armature 5. In particular, the second guide segment 11 is arranged in the magnetic circuit between the return part 4 and the armature 5, so that the second guide segment 11 at least a portion of the magnetic flux 8 between the return part 4 and the armature 5 leads.
Da erfindungsgemäß das zweite Führungssegment 11 eine höhere magnetische Leitfähigkeit als das erste Führungssegment 9 aufweist, kann der magnetische Fluss 8 über das zweite Führungssegment 11 besonders verlustfrei in den Anker 5 Since according to the invention, the second guide segment 11 has a higher magnetic conductivity than the first guide segment 9, the magnetic flux 8 via the second guide segment 11 can be particularly lossless in the armature. 5
eingekoppelt werden, wodurch im Anker 5 ein größerer magnetischer Fluss erzielt wird. Der größere magnetische Fluss bewirkt wiederum, dass die auf den Anker 5 wirkende Antriebskraft erhöht ist. be coupled, whereby in the armature 5, a greater magnetic flux is achieved. The larger magnetic flux, in turn, causes the driving force acting on the armature 5 to be increased.
Gleichzeitig wird dadurch, dass das erste Führungssegment 9 eine geringere magnetische Leitfähigkeit aufweist, erzielt, dass im Bereich des Arbeitsluftspalts 6 ein möglichst geringer bzw. kein Anteil des magnetischen Flusses 8 über das erste Führungssegment 9 von dem Anker 5 zu dem Kernteil 3 fließt. Dadurch wird gewährleistet, dass ein möglichst großer Anteil des magnetischen Flusses 8 tatsächlich durch den Ar- beitsluftspalt 6 verläuft. Dies wiederum begünstigt die Be- reitstellung einer möglichst großen Antriebskraft und ermöglicht somit die Lösung der eingangs genannten Aufgabe. At the same time, as a result of the fact that the first guide segment 9 has a lower magnetic conductivity, it is achieved that as small as possible or no portion of the magnetic flux 8 flows from the armature 5 to the core part 3 via the first guide segment 9 in the area of the working air gap 6. This ensures that as large a proportion of the magnetic flux 8 actually passes through the working air gap 6. This in turn favors the Providing the largest possible driving force and thus enables the solution of the above-mentioned task.
Durch die beschriebene erfindungsgemäße Ausgestaltung des zweiten FührungsSegments 11 wird ferner der Vorteil erzielt, dass die Ankerführungsanordnung 7 dickwandiger ausgebildet werden kann, ohne dass dadurch eine allzu große Beeinträchtigung der erzielbaren Antriebskraft bewirkt wird. Dadurch, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des zweiten Führungssegments 11 der radiale Magnetfeldübergang 14 von der Rückschlussteil 4 zu dem Anker 5 eine höhere magnetische Leitfähigkeit erfährt, kann die Ankerführungsanordnung 7 insgesamt dickwandiger ausgebildet werden, ohne dass der magnetische Widerstand in dem Bereich des radialen Magnetfeldüber- gangs 14 dabei zu groß wird. Due to the described inventive design of the second guide segment 11, the advantage is further achieved that the armature guide assembly 7 can be formed thick-walled, without causing an excessive impairment of the achievable driving force is effected. Due to the fact that due to the configuration of the second guide segment 11 according to the invention the radial magnetic field transition 14 experiences a higher magnetic conductivity from the return part 4 to the armature 5, the armature guide arrangement 7 can be made thicker overall, without the magnetic resistance in the region of the radial magnetic field transition. 14 becomes too big.
Durch eine dickwandigere Ausgestaltung der Ankerführungsanordnung 7 kann unter Anderem eine höhere Belastbarkeit bezüglich auftretender Kräfte, Momente, Innendrücke, Ankeraufschläge und/oder bezüglich eines auftretenden Durchreibens erzielt werden. By a thicker-walled embodiment of the armature guide assembly 7, among other things, a higher load capacity with respect to occurring forces, moments, internal pressures, armature impacts and / or with respect to a occurring Durchreibens can be achieved.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Führungssegmente 9 und 11 als Einzelteile ausgebildet. Auf diese Weise können die beiden Führungssegmente 9 und 11 aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, und sich somit in ihrer magnetischen Leitfähigkeit besonders stark voneinander unterscheiden. Insbesondere sind die Führungssegmente aus Materialien mit unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit gefertigt. Dadurch kann erzielt werden, dass beim zweiten Führungssegment 11 aufgrund einer guten magnetischen Leitfähigkeit der magnetische Fluss 8 von dem Rückschlussteil 4 besonders gut in den Anker 5 eingekoppelt wird, während beim ersten Führungssegment 9 aufgrund einer schlechten magnetischen Leitfä- higkeit nur sehr wenig bzw. kein Anteil des magnetischen Flusses 8 parallel zum Arbeitsluftspalt 6 von dem Anker 5 zu dem Kernteil 3 fließt. In the illustrated embodiment, the two guide segments 9 and 11 are formed as individual parts. In this way, the two guide segments 9 and 11 may be made of different materials, and thus differ greatly in their magnetic conductivity from each other. In particular, the guide segments are made of materials with different magnetic conductivity. It can thereby be achieved that, in the case of the second guide segment 11, the magnetic flux 8 is coupled particularly well into the armature 5 by the return part 4 due to a good magnetic conductivity, while due to a poor magnetic conductance in the first guide segment 9. Only very little or no portion of the magnetic flux 8 flows parallel to the working air gap 6 from the armature 5 to the core part 3.
Vorzugsweise ist das zweite Führungssegments 11 aus einem magnetisch nicht oder schlecht leitendem Material, wie zum Beispiel aus austenitischem Edelstahl oder Messing hergestellt. Das zweite Führungssegments 11 ist insbesondere aus einem magnetisch gut leitenden Material gefertigt, wie zum Beispiel aus ferritischem Stahl. Preferably, the second guide segment 11 is made of a non-magnetically or poorly conductive material, such as austenitic stainless steel or brass. The second guide segment 11 is made in particular of a magnetically highly conductive material, such as ferritic steel.
Die als Einzelteile ausgebildeten Führungssegmente 9 und 11 können dabei zur Bildung der Ankerführungsanordnung 7 vorzugsweise durch Fügen, Einpressen, Löten, Schweißen, und/ode Bördeln zusammengesetzt sein. The formed as individual parts guide segments 9 and 11 may be composed to form the armature guide assembly 7 preferably by joining, pressing, soldering, welding, and / or crimping.
Alternativ oder zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise, wonach Einzelteile mit unterschiedlicher mag netischen Leitfähigkeit zusammengesetzt werden, kann eine An kerführungsanordnung 7 mit segmentweise unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit auch durch eine abschnittsweise Veränderung von Materialeigenschaften erfolgen, zum Beispiel durch eine Bearbeitung, Wärmebehandlung, Gefügeveränderung, Umformung, Veränderung der Materialzusammensetzung, usw.. Alternatively or in addition to the procedure described above, according to which individual parts are combined with different magical conductivity, a kerführungsanordnung 7 with segmentally different magnetic conductivity can also be done by a sectionally changing material properties, for example, by machining, heat treatment, structural change, forming, Change in material composition, etc ..
Ferner ist es möglich, durch unterschiedliche Furthermore, it is possible by different
Querschnittsausbildungen der beiden Führungssegmente 9 und 1 lokale Sättigungseffekte zu bewirken, und so den vorstehend beschriebenen Unterschied in der magnetischen Leitfähigkeit zu erzielen. Cross-sectional configurations of the two guide segments 9 and 1 to cause local saturation effects, and so to achieve the difference in the magnetic conductivity described above.
Im gezeigten Beispiel ist das erste Führungssegment 9 in der Form eines Rohrabschnitts ausgebildet und konzentrisch zum Verschiebeweg 15 bzw. zum Anker 5 ausgerichtet. Das zweite Führungssegment 11 umfasst einen rohrförmigen Abschnitt 16, der sich an das rohrförmiges ausgebildete erste Führungssegments 9 koaxial anschließt. Zudem umfasst das zweite Führungssegments 11 ein im gezeigten Beispiel als scheibenförmigen Abschnitt ausgebildetes Plattenelement 12. Das scheibenförmige Plattenelement 12 ist dabei exemplarisch konzentrisch zur Spule 1 angeordnet. Im gezeigten Beispiel weist das Plattenelement 12 in seinem Zentrumsbereich eine Öffnung auf, durch welche der Anker 5 geführt wird. In the example shown, the first guide segment 9 is formed in the form of a pipe section and aligned concentrically with the displacement path 15 and the armature 5. The second Guide segment 11 includes a tubular portion 16 which connects to the tubular formed first guide segment 9 coaxially. In addition, the second guide segment 11 comprises a plate element 12 designed as a disk-shaped section in the example shown. The disk-shaped plate element 12 is arranged concentrically with the coil 1 as an example. In the example shown, the plate member 12 in its center region on an opening through which the armature 5 is guided.
Das zweite Führungssegment 11 kann dabei einstückig ausgebildet sein, oder, wie durch die gestrichelten Linien in der Figur 1 angedeutet, aus zwei Einzelteilen - nämlich einem rohrförmiges Einzelteil und einem scheibenförmig Einzelteil - zusammengesetzt sein. Die beiden Einzelteile können dabei fest miteinander verbunden sein oder lediglich aneinander anliegen . The second guide segment 11 may be formed in one piece, or, as indicated by the dashed lines in Figure 1, of two items - namely a tubular item and a disc-shaped item - be composed. The two items can be firmly connected together or just rest against each other.
Die beiden Führungssegmente 9 und 11 können auch andere Formen aufweisen; entscheidend ist, dass die beiden Führungssegmente 9 und 11 gemeinsam den Verschiebeweg 15 für den Anker 5 definieren, und dabei den Anker 5 räumlich von der Spule 1 und vorzugsweise auch von dem Rückschlussteil 4 trennen, um so in bekannter Weise die Lebensdauer der magnetischen Betätigungseinrichtung zu erhöhen. The two guide segments 9 and 11 may also have other shapes; It is crucial that the two guide segments 9 and 11 together define the displacement path 15 for the armature 5, while the armature 5 spatially separated from the coil 1 and preferably also from the return part 4, so as to the known manner, the life of the magnetic actuator increase.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung des zweiten Führungssegments kann dieses auch, wie durch die gestrichelten Linien in der Figur 1 angedeutet, in der Form eines Rohrabschnitts ausgebildet sein. In diesem Fall bildet das mit dem Bezugszeichen 12 versehene Element ein eigenständiges scheibenförmiges Plattenelement. Das vorstellend beschriebene Plattenelement 12 erfüllt dabei insbesondere zwei Funktionen. Zum Einen dient es der Befestigung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 10 an das Rohrelement 13 und kann zu diesem Zweck entsprechende Befestigungsabschnitte oder -elemente umfassen. Zum Anderen soll es einen Teil des magnetischen Flusses 8 führen, und ist deshalb vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material gefertigt . As an alternative to the configuration of the second guide segment described above, this can also be formed in the form of a pipe section, as indicated by the dashed lines in FIG. In this case, the element provided with the reference numeral 12 forms an independent disk-shaped plate element. The imagined plate element 12 fulfills two functions in particular. On the one hand it serves to attach the electromagnetic actuator 10 to the tubular element 13 and may for this purpose comprise corresponding fastening sections or elements. On the other hand, it should lead a part of the magnetic flux 8, and is therefore preferably made of a ferromagnetic material.
Wie in der Figur 1 gezeigt, überlappt sich das Plattenelement 12 in einer Richtung parallel zum magnetischen Fluss 8 - also in der Radial- bzw. x-Richtung - mit dem Abschnitt 14 des Rückflussteils 4. Auf diese Weise bildet das Plattenelement 12 zumindest abschnittsweise zusammen mit dem Abschnitt 14 des Rückflussteils eine magnetische Parallelschaltung, so dass in diesem Bereich ein größerer magnetischer Fluss 8 geführt werden kann. As shown in Figure 1, the plate member 12 overlaps in a direction parallel to the magnetic flux 8 - ie in the radial or x-direction - with the portion 14 of the return flow part 4. In this way, the plate member 12 at least partially together with the portion 14 of the return flow part, a magnetic parallel circuit, so that in this area a larger magnetic flux 8 can be performed.
Der Magnetfluss durch das Plattenelement 12 hängt insbesondere von der magnetischen Leitfähigkeit der Verbindung bzw. des Übergangs von dem Abschnitt 14 zu dem Plattenelement 12 ab. Liegt, wie in dem Beispiel der Figur 1 gezeigt, das Plattenelement 12 direkt auf dem Abschnitt 14 auf, so besteht zwischen dem Plattenelement 12 und dem Abschnitt 14 eine magnetisch gut leitfähige Verbindung und ein technisch relevanter Anteil des Magnetflusses verläuft durch das Plattenelement 12. Es ist jedoch auch möglich, dass zwischen dem Plattenelement 12 und dem Abschnitt 14 des Rückflussteils 4 eine KunststoffSchicht vorgesehen ist, die beispielsweise als Rostschutz für das Rückflussteil 4 dient. Eine solche Kunststoff - schicht kann dazu führen, dass die magnetische Leitfähigkeit des Übergangs bzw. der Verbindung von dem Abschnitt 14 zu dem Plattenelement 12 stark reduziert ist, so dass im Ergebnis kein technisch relevanter Anteil des Magnetflusses durch das Plattenelement 12 verläuft . The magnetic flux through the plate element 12 depends, in particular, on the magnetic conductivity of the connection or the transition from the section 14 to the plate element 12. If, as shown in the example of FIG. 1, the plate element 12 lies directly on the section 14, a magnetically good conductive connection exists between the plate element 12 and the section 14 and a technically relevant portion of the magnetic flux passes through the plate element 12 However, it is also possible that a plastic layer is provided between the plate member 12 and the portion 14 of the return part 4, which serves for example as a rust protection for the reflux part 4. Such a plastic layer may cause the magnetic conductivity of the junction or connection from the section 14 to the plate element 12 to be greatly reduced, as a result no technically relevant portion of the magnetic flux passes through the plate member 12.
Alternativ zu der in der Figur 1 gezeigten Ausgestaltung des zweiten Führungssegments 11 und des radialen Magnetfeldüber- gangs 14, wonach das zweite Führungssegment 11 den Rückschlussteil 4 gegenüber dem Anker 5 abdeckt, ist es zudem auch möglich, den Rückschlussteil 4 an den Anker 5 heranzuführen, so dass ein Abschnitt des Rückschlussteils 4 effektiv einen Teil der Ankerführungsanordnung 7 bildet. As an alternative to the configuration of the second guide segment 11 and the radial magnetic field transition 14 shown in FIG. 1, after which the second guide segment 11 covers the return part 4 with respect to the armature 5, it is also possible to guide the return part 4 to the armature 5, such that a portion of the return part 4 effectively forms part of the armature guide assembly 7.
Weitere Aspekte, die mit der vorstehend genannten Aufgabe - nämlich der effizienten Erzeugung einer großen Antriebskraft - in Zusammenhang stehen, werden im Folgenden diskutiert. Other aspects related to the above object, namely the efficient generation of a large driving force, are discussed below.
Zunächst ist es zur effizienten Erzeugung einer großen Antriebskraft wichtig, dass nach Möglichkeit auf den Anker 5 wirkende Querkräfte vermieden werden. Derartige Querkräfte können insbesondere bei direktem Kontakt magnetisch leitfähiger Bauteile auftreten; so z.B. bei einem direkten Kontakt zwischen dem Anker 5 und dem zweiten Führungssegment 11. Die Querkräfte können dabei z.B. auf Remanenzeffekten und/oder hohen lokalen, asymmetrisch in Bezug auf den Umfang des Ankers 5 verteilten magnetischen Feldstärken beruhen und in nachteiliger Weise zu so genanntem magnetischen Kleben führen. Dies kann insbesondere bei einem durch permanentmagnetische oder elektrisch eingeprägte Erregung bedingten Magnet- fluss auftreten. Die genannten Querkräfte bzw. das beschriebene magnetische Kleben können insbesondere zu Reibkräften zwischen dem Anker 5 und der Ankerführungsanordnung 7 führen, die den Verschleiß dieser beiden Bauteile fördern. Ferner können die genannten Querkräfte bzw. das magnetische Kleben dazu führen, dass die nutzbare Antriebskraft zwischen dem Anker 5 und dem Kernteil 3 verringert wird. Zur Lösung der beschriebenen Problematik ist die Ankerführungsanordnung 7 und/oder der Anker 5 vorzugsweise derart ausgestaltet, dass der Anker 5 zwar an dem ersten Führungs - segment 9 anliegt und von diesem geführt wird, zugleich jedoch von dem zweiten Führungssegment 11 beabstandet ist. First, it is important for the efficient generation of a large driving force that, if possible, transverse forces acting on the armature 5 are avoided. Such transverse forces can occur in particular in the case of direct contact of magnetically conductive components; For example, in the case of a direct contact between the armature 5 and the second guide segment 11, the transverse forces can be based, for example, on remanence effects and / or high local magnetic field strengths distributed asymmetrically with respect to the circumference of the armature 5 and, disadvantageously, so-called magnetic Glue lead. This can occur, in particular, in the case of a magnetic flux caused by permanent-magnet or electrically impressed excitation. The aforementioned lateral forces or the magnetic bonding described can lead in particular to frictional forces between the armature 5 and the armature guide arrangement 7, which promote the wear of these two components. Furthermore, the said transverse forces or magnetic bonding can lead to a reduction in the usable driving force between the armature 5 and the core part 3. To solve the problem described, the armature guide arrangement 7 and / or the armature 5 is preferably designed such that the armature 5 rests on the first guide segment 9 and is guided by it, but at the same time is spaced from the second guide segment 11.
Der Kontakt zwischen dem Anker 5 und dem erstem Führungssegment 9 bei gleichzeitiger Beabstandung des Ankers 5 und des zweiten Führungssegments 11 kann beispielsweise auf die beiden nachstehend erläuterten Weisen erzielt werden. The contact between the armature 5 and the first guide segment 9 with simultaneous spacing of the armature 5 and the second guide segment 11 can be achieved, for example, in the two ways explained below.
Zum Einen kann das zweite Führungssegment 11 insbesondere im Bereich des radialen Magnetfeldübergangs 14 einen größeren Innendurchmesser als das erste Führungssegments 9 aufweisen. Bei konstantem Außendurchmesser des Ankers 5 wird dieser somit an dem ersten Führungssegment 9 anliegen und von diesem geführt werden, während der Anker 5 von dem zweiten Führungssegment 11 beabstandet ist. Auf diese Weise wird bei dem zweiten Führungssegment 11 die Anziehungskräfte zwischen dem Anker 5 und der Ankerführungsanordnung 7 beschränkt und insbesondere eine in Umfangsrichtung des Ankers 5 homogene Verteilung der magnetischen Feldstärke im Bereich des radialen Magnetfeldübergangs 14 erzielt. On the one hand, the second guide segment 11, in particular in the region of the radial magnetic field transition 14, can have a larger inner diameter than the first guide segment 9. With constant outer diameter of the armature 5, this will thus rest on the first guide segment 9 and be guided by this, while the armature 5 is spaced from the second guide segment 11. In this way, in the second guide segment 11, the attractive forces between the armature 5 and the armature guide arrangement 7 are restricted and, in particular, a distribution of the magnetic field strength in the circumferential direction of the armature 5 in the region of the radial magnetic field transition 14 is achieved.
Zum Anderen kann auch der Außendurchmesser des Ankers 5 im Bereich des zweiten FührungsSegments 11 kleiner ausgestaltet sein als im Bereich des ersten Führungssegments 9. Bei konstantem Innendurchmesser der Ankerführungsanordnung 7 wird dadurch erzielt, dass der Anker 5 das erste Führungssegment 9 berührt bzw. von dieser geführt wird, während er von dem zweiten Führungssegments 11 beabstandet ist. On the other hand, the outer diameter of the armature 5 in the region of the second guide segment 11 can be made smaller than in the region of the first guide segment 9. With a constant inner diameter of the armature guide assembly 7 is achieved in that the armature 5, the first guide segment 9 is touched or guided by this is while it is spaced from the second guide segment 11.
Alternativ oder zusätzlich dazu können die beschriebenen Querkräfte auf den Anker 5 auch dadurch verhindert bzw. ver- mindert werden, dass die Ankerführungsanordnung 7 und/oder der Anker 5 einen Überzug, vorzugsweise eine Beschichtung, und/oder ein Trennelement aufweist, deren magnetische Leitfähigkeit vorzugsweise geringer ist als die magnetische Leitfähigkeit des zweiten Führungssegments 11. Alternatively or additionally, the described transverse forces on the armature 5 can also be prevented or prevented. be reduced that the armature guide assembly 7 and / or the armature 5 has a coating, preferably a coating, and / or a separator whose magnetic conductivity is preferably less than the magnetic conductivity of the second guide segment eleventh
Gemäß dieser Maßnahme kann insbesondere die Ankermantelfläche oder die Innenfläche der Ankerführungsanordnung 7 mit einem magnetisch schlecht leitfähigen, dünnen Überzug versehen werden, um einen Mindestabstand zwischen dem Anker 5 und der Ankerführungsanordnung 11 zu gewährleisten. Insbesondere wird dabei ein Mindestabstand zwischen einem Metallteil des Ankers 5 und der Ankerführungsanordnung 11 gewährleistet. According to this measure, in particular, the anchor jacket surface or the inner surface of the armature guide assembly 7 may be provided with a thin magnetic coating poorly conductive to ensure a minimum distance between the armature 5 and the armature guide assembly 11. In particular, a minimum distance between a metal part of the armature 5 and the armature guide arrangement 11 is ensured.
Alternativ dazu kann auch ein dünnwandiges, magnetisch schlecht leitfähiges Trennelement zwischen der Ankerführungs- anordnung 7 und dem Anker 5 eingebracht werden. Alternatively, a thin-walled, poorly conductive magnetic separating element between the Ankerführungs- arrangement 7 and the armature 5 can be introduced.
Durch die Bereitstellung des genannten Überzugs bzw. des Trennelement kann sich die Ankerführung über die gesamte Ankerlänge in z-Richtung erstrecken. Insbesondere kann dabei der Anker 5 auch im Bereich des zweiten Führungssegments 11 geführt werden. By providing said coating or the separating element, the anchor guide can extend over the entire anchor length in the z-direction. In particular, the armature 5 can also be guided in the region of the second guide segment 11.
Idealerweise wird als Überzug oder Trennelement eine rei- bungsmindernde Beschichtung (zum Beispiel mit PTFE) bzw. eine PTFE-Folie oder eine PTFE-Klebefolie verwendet. Insbesondere wird ein Überzug bzw. eine Beschichtung mit geringer magnetischer Leitfähigkeit verwendet. Ferner können die Ankerführungsanordnung 7 bzw. deren Einzelteile durch Umformen hergestellt werden, um eine bezüglich Reibung günstigere Oberfläche (Riefenrichtung, Traganteil) zu erzeugen, als dies zum Beispiel durch spanende Fertigungsverfahren (Drehen) erreicht werden kann. Die beschriebene Vorgehensweise - nämlich die Beschichtung des Ankers bzw. der Ankerführungsanordnung 7 - ist insbesondere bei Schichtdicken im Bereich von größer 20 μτη bis vorzugsweise ca. 50 μτη von Vorteil. In diesem Bereich hat sich eine besonders gute Einkopplung des magnetischen Flusses 8 i Bereich des radialen Magnetfeldübergangs 14 gezeigt. Ideally, a friction-reducing coating (for example with PTFE) or a PTFE film or a PTFE adhesive film is used as the coating or separating element. In particular, a coating or a coating with low magnetic conductivity is used. In addition, the armature guide arrangement 7 or its individual parts can be produced by forming, in order to produce a surface which is more favorable in terms of friction (groove direction, supporting portion) than can be achieved, for example, by machining processes (turning). The described procedure - namely the coating of the armature or of the armature guide arrangement 7 - is particularly advantageous in the case of layer thicknesses in the range from greater than 20 μm to preferably approximately 50 μm. In this area, a particularly good coupling of the magnetic flux 8 i region of the radial magnetic field transition 14 has been shown.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Anker 5 beschichtet. Die Schicht besteht dabei vorzugsweise aus einer magnetischen Trennschicht und/oder einer darüberl legenden Gleitschicht. Die beiden Schichten gewährleisten zusammen einen Mindestabstand zwischen dem Anker 5 und der Ankerführungsanordnung 7. Als Gleitschicht kann dabei eine bekannte Standard-Gleitschicht verwendet werden, deren Schichtdicke beispielsweise 15 μτ beträgt. Die magnetische Trennschicht wird vorzugsweise mit einer Schichtdicke von 50 bis 100 μτα. ausgebildet. Die magnetische Trennschicht ist beispielsweise als Chrom-Trennschicht, Keramik-Trennschicht, oder Kunststoff - Trennschicht ausgebildet. Über der magnetischen Trennschicht befindet sich beispielsweise eine übliche Gleitschicht. According to a further embodiment, the armature 5 is coated. The layer preferably consists of a magnetic separating layer and / or an overlying sliding layer. The two layers together ensure a minimum distance between the armature 5 and the armature guide assembly 7. As a sliding layer, a known standard sliding layer can be used, the layer thickness is, for example, 15 μτ. The magnetic separation layer is preferably with a layer thickness of 50 to 100 μτα. educated. The magnetic separating layer is formed, for example, as a chromium separating layer, ceramic separating layer, or plastic separating layer. For example, a conventional sliding layer is located above the magnetic separating layer.
Eine weitere Möglichkeit, auf den Anker wirkende Querkräfte zu vermeiden, die auf einer asymmetrische Flussverteilung be ruhen, besteht darin, den Anker 5 in Richtung des Arbeits- luftspalts 6 bzw. hin zu dem Kernteil 3 konusförmig auszugestalten, so dass er sich in Richtung hin zu dem Kernteil 3 verjüngt. Durch eine derartige Ausgestaltung des Ankers 5 kann erzielt werden, dass der obere Rand des Ankers 5 gegenüber dem Kernteil 3 stets magnetisch gesättigt ist, so dass sich der Anker 5 automatisch relativ zu dem Kernteil 3 ausrichtet und damit einer asymmetrischen Flussverteilung entge genwirkt . Dieser Vorteil lässt sich auch durch eine konusförmige Ausgestaltung des Kernteils erzielen, insbesondere eine A further possibility of avoiding transverse forces acting on the armature, which rest on an asymmetrical flow distribution, consists in configuring the armature 5 in the direction of the working air gap 6 or towards the core part 3 so that it tapers in the direction tapered to the core part 3. By such a configuration of the armature 5 can be achieved that the upper edge of the armature 5 is always magnetically saturated with respect to the core part 3, so that the armature 5 automatically aligns relative to the core part 3 and thus counteracts an asymmetric flow distribution entge. This advantage can also be achieved by a conical configuration of the core part, in particular a
konusförmige Ausgestaltung, bei der sich das Kernteil in Richtung hin zu dem Anker verjüngt. Bei einer konusförmigen Ausgestaltung des Kernteils kann der Anker beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein. cone-shaped configuration, in which the core part tapers in the direction of the anchor. In a conical configuration of the core part, the armature may be cylindrical, for example.
Im gezeigten Beispiel der Figur 1 ist in der dem Kernteil 3 zugewandten Seite des Ankers 5 zudem eine Aussparung vorgesehen, die dazu dient, einen Abschnitt des Kernteils 3 aufzunehmen, und so zur Querstabilität des Ankers 5 beiträgt. Alternativ dazu kann der Anker 5 jedoch auch ohne eine solche Aussparung ausgebildet sein. In the example shown in FIG. 1, a recess is also provided in the side of the armature 5 facing the core part 3, which recess serves to receive a section of the core part 3 and thus contributes to the transverse stability of the armature 5. Alternatively, however, the armature 5 may be formed without such a recess.
Zusätzlich bzw. alternativ zu der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise kann im Bereich des zweiten Führungssegments 11 bzw. des radialen Magnetfeldübergangs 14 eine Achsverschiebung dadurch vermieden werden, dass eine Schichtdicke der Kombinationsschicht aus magnetischer Trennschicht und Gleitschicht gewählt wird, bei welcher eine Vergleichmäßigung des Flusses stattfindet. In addition or as an alternative to the procedure described above, in the region of the second guide segment 11 or of the radial magnetic field transition 14, an axial displacement can be avoided by selecting a layer thickness of the combination layer of magnetic separating layer and sliding layer, in which an equalization of the flow takes place.
Vorzugsweise ist das erste Führungssegment 7 über eine Preferably, the first guide segment 7 via a
Schweißnaht mit dem Kernteil 3 verbunden, die an einer dem Anker 5 zugewandten Kante des Kernteils 3 verläuft. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Unterkante des Kernteils 3. Dadurch, dass die Schweißnaht an einer solchen Kante des Kernteils 3 ausgebildet ist, entsteht kein Spalt, in dem sich Spaltkorrosion bilden könnte. Weld seam connected to the core part 3, which extends at an edge of the core part 3 facing the armature 5. In particular, this is a lower edge of the core part 3. Due to the fact that the weld seam is formed on such an edge of the core part 3, there is no gap in which crevice corrosion could form.
Die Figur 2 zeigt eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 30 entspricht in ihrem Grundaufbau und ihrer Grundfunktion der vorstehend diskutierten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 10. Zur Vermeidung von Wiederholungen konzentriert sich die nachstehende Erläuterung auf die Unterschiede zu der vorstehend diskutierten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 10. Abgesehen von den nachstehend diskutierten Unterschieden ist die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 30 in Entsprechung zu der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 10 ausgebildet. FIG. 2 shows an electromagnetic actuator 30 according to a second embodiment. The electromagnetic actuator 30 corresponds in its basic structure and its basic function of the previously discussed Electromagnetic actuator 10. To avoid repetition, the following explanation will focus on the differences from the electromagnetic actuator 10 discussed above. Apart from the differences discussed below, the electromagnetic actuator 30 is formed in correspondence with the electromagnetic actuator 10.
So weist auch bei der zweiten Ausführungsform die Ankerführungsanordnung 7 verschiedene Führungssegmente 9 und 11 auf, wobei das im Bereich des Arbeitsluftspalts 6 befindliche erste Führungssegment 9 eine niedrigere magnetische Leitfähigkeit aufweist als das nicht im Bereich des Arbeitsluftspalts befindliche zweite Führungssegment 11. Thus, in the second embodiment as well, the armature guide arrangement 7 has different guide segments 9 and 11, wherein the first guide segment 9 located in the region of the working air gap 6 has a lower magnetic conductivity than the second guide segment 11 not located in the region of the working air gap.
Mit der Formulierung, dass sich das erste Führungssegment 9 im Bereich des Arbeitsluftspalts 6 befindet, ist dabei insbesondere gemeint, dass sich das erste Führungssegment 9 in z- Richtung im selben Koordinatenbereich befindet wie der Arbeitsluftspalt 6 und/oder in z-Richtung in einem Koordinatenbereich befindet, der sich unmittelbar an den Koordinatenbereich in z-Richtung anschließt, in dem sich der Arbeitsluftspalt 6 befindet. With the formulation that the first guide segment 9 is located in the area of the working air gap 6, it is meant in particular that the first guide segment 9 is in the same coordinate range in the z direction as the working air gap 6 and / or in the z direction in a coordinate range located immediately adjacent to the coordinate range in the z-direction, in which the working air gap 6 is located.
Mit der Formulierung, dass sich das zweite Führungssegment 11 nicht im Bereich des Arbeitsluftspalts 6 befindet, ist insbesondere gemeint, dass das zweite Führungssegment 11 keine z- Koordinaten mit dem Arbeitsluftspalt teilt und sich auch nicht in einem z-Koordinatenbereich befindet, der sich unmittelbar an den z- Koordinatenbereich des Arbeitsluftspalts 6 anschließt. Vorzugsweise ist das zweite Führungssegment 11 insbesondere in z-Richtung weiter von dem Arbeitsluftspalt 6 entfernt als das erste Führungssegment 9. In der zweiten Ausführungsform umfasst die Ankerführungsan- ordnung 7 der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 30 vorzugsweise ein plattenförmiges drittes Führungssegment 22. Zweckmäßigerweise weist das dritte Führungssegment 22 eine scheibenförmige Grundgestalt auf. Im gezeigten Beispiel weist das dritte Führungssegment 22 in seinem Zentrumsbereich eine Öffnung auf, durch welche der Anker 5 geführt wird. Optional verfügt das dritte Führungssegment 22 über einen Scheibenabschnitt und einen sich von dem Scheibenabschnitt in Axialrichtung z hin zu dem Rohrelement 13 erstreckenden Rohrabschnitt. Der Rohrabschnitt dient insbesondere dazu, den Anker 5 zu führen und ragt zweckmäßigerweise in das Rohrelement 13 hinein. Zweckmäßigerweise ist das dritte Führungssegment 22 einstückig ausgebildet. Das dritte Führungssegment 22 ist vorzugsweise aus nicht-magnetischem Material, beispielsweise austenitischem Stahl, gefertigt. Vorzugsweise erfolgt kein Magnetfluss durch das dritte Führungssegment 22. By the formulation that the second guide segment 11 is not in the area of the working air gap 6, it is meant in particular that the second guide segment 11 does not share any z-coordinates with the working air gap and is also not located in a z-coordinate area which adjoins directly the z coordinate range of the working air gap 6 is connected. Preferably, the second guide segment 11 is further away from the working air gap 6, in particular in the z-direction, than the first guide segment 9. In the second embodiment, the armature guide assembly 7 of the electromagnetic actuator 30 preferably comprises a plate-shaped third guide segment 22. Conveniently, the third guide segment 22 has a disc-shaped basic shape. In the example shown, the third guide segment 22 in its center region on an opening through which the armature 5 is guided. Optionally, the third guide segment 22 has a disk section and a pipe section extending from the disk section in the axial direction z to the pipe element 13. The pipe section serves, in particular, to guide the armature 5 and expediently projects into the pipe element 13. Conveniently, the third guide segment 22 is integrally formed. The third guide segment 22 is preferably made of non-magnetic material, such as austenitic steel. Preferably, no magnetic flux occurs through the third guide segment 22.
Das dritte Führungssegment 22 ist in Axialrichtung z der Ankerführungsanordnung 7 auf der dem ersten Führungssegment 9 abgewandten Seite des zweiten Führungssegments 11 angeordnet. Somit befindet sich das zweite Führungssegment 11 in Axialrichtung z zwischen dem ersten Führungssegment 9 und dem dritten Führungssegment 22. Exemplarisch schließt sich das dritte Führungssegment 22 direkt an das zweite Führungssegment 11 an. Das zweite Führungssegment 22 schließt sich wiederum vorzugsweise direkt an das erste Führungssegment 9 an. Das erste Führungssegment 9 und das zweite Führungssegment 11 sind vorzugsweise rohrförmig ausgebildet, während das dritte Führungssegment 22 - wie bereits erwähnt - plattenförmig ausgebildet ist. Das erste Führungssegment 9, das zweite Führungssegment 11 und das dritte Führungssegment 22 sind insbesondere koaxial zueinander angeordnet. Zweckmäßigerweise stellen die Führungssegmente 9, 11, 22 zusammen eine zylind- rische Ankerkammer bereit. Zweckmäßigerweise gibt es zwischen den FuhrungsSegmenten 9, 11, 22 in Axialrichtung z keine Überlappung . The third guide segment 22 is arranged in the axial direction z of the armature guide arrangement 7 on the side of the second guide segment 11 facing away from the first guide segment 9. Thus, the second guide segment 11 is located in the axial direction z between the first guide segment 9 and the third guide segment 22. By way of example, the third guide segment 22 connects directly to the second guide segment 11. The second guide segment 22, in turn, preferably directly adjoins the first guide segment 9. The first guide segment 9 and the second guide segment 11 are preferably tubular, while the third guide segment 22 - as already mentioned - is plate-shaped. The first guide segment 9, the second guide segment 11 and the third guide segment 22 are in particular arranged coaxially with one another. Conveniently, the guide segments 9, 11, 22 together form a cylindrical Riche anchor chamber ready. Conveniently, there is no overlap between the guide segments 9, 11, 22 in the axial direction z.
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform verfügt das zweite Fuhrungssegment 11 in der zweiten Ausführungsform zweckmäßigerweise nicht über das Plattenelement 12. Zur Befestigung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 30 an das Rohrelement 13 wird bei der zweiten Ausführungsform exemplarisch das dritte Führungssegment 22 verwendet. In contrast to the first embodiment, the second guide segment 11 expediently does not have the plate element 12 in the second embodiment. In order to fix the electromagnetic actuator 30 to the tube element 13, in the second embodiment the third guide segment 22 is used by way of example.
Zweckmäßigerweise ist die Ankerführungsanordnung 7 und/oder der Anker 5 derart ausgestaltet, dass der Anker 5 an dem dritten Führungssegment 22 anliegt und von diesem geführt wird. Beispielsweise sind der Innendurchmesser des dritten Führungssegments 22 und der Außendurchmesser des Ankers 5 so gewählt, dass der Anker 5 an dem dritten Führungssegment 22 anliegt und von diesem geführt wird. Conveniently, the armature guide assembly 7 and / or the anchor 5 is configured such that the armature 5 abuts the third guide segment 22 and is guided by this. For example, the inner diameter of the third guide segment 22 and the outer diameter of the armature 5 are selected so that the armature 5 abuts against the third guide segment 22 and is guided by this.
Der Innendurchmesser des zweiten Führungssegments 11 ist vorzugsweise größer als der Innendurchmesser des ersten Führungssegments 9. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des zweiten Führungssegments 11 größer als der Innendurchmesser des dritten Führungssegments 22. Zweckmäßigerweise liegt der Anker 5 an dem ersten Führungssegment 9 und dem dritten Führungssegment 11 an und wird von diesen beiden Führungssegmenten 9 und 11 geführt. Durch die beschriebene Ausgestaltung kann erzielt werden, dass der Anker 5 von dem zweiten Führungssegment 11 beabstandet ist. Es handelt sich hierbei insbesondere um eine Beabstandung in x-Richtung - also senkrecht zur Axialrichtung z. Durch die Beabstandung in x-Richtung kann der Magnetfeldübergang optimiert und die Querkräfte minimiert werden. Der Anker 5 verfügt vorzugsweise über einen Außendurchmesser , der über die axiale Erstreckung des Ankers 5 im Wesentlichen konstant ist. The inner diameter of the second guide segment 11 is preferably larger than the inner diameter of the first guide segment 9. Preferably, the inner diameter of the second guide segment 11 is greater than the inner diameter of the third guide segment 22. The armature 5 is expediently abutted against the first guide segment 9 and the third guide segment 11 and is guided by these two guide segments 9 and 11. By the described embodiment can be achieved that the armature 5 is spaced from the second guide segment 11. This is in particular a spacing in the x-direction - ie perpendicular to the axial direction z. Due to the spacing in the x-direction, the magnetic field transition can be optimized and the lateral forces minimized. The armature 5 preferably has a Outer diameter which is substantially constant over the axial extent of the armature 5.
Zweckmäßigerweise verfügt das Kernteil 3 über einen Rohrabschnitt 23, der sich in Axialrichtung z der Ankerführungsanordnung 7 an die Ankerführungsanordnung 7 anschließt und dessen Innendurchmesser wenigstens so groß ist wie der Innendurchmesser des ersten Führungssegments 9, so dass der Anker 5 teilweise in den Rohrabschnitt 23 positioniert werden kann. Im gezeigten Beispiel wird der Rohrabschnitt 23 dadurch gebildet, dass das Kernteil 3 an seiner dem Anker 5 zugewandten Stirnseite über eine zylindrische Ausnehmung verfügt. Expediently, the core part 3 has a pipe section 23 which adjoins the armature guide arrangement 7 in the axial direction z of the armature guide arrangement 7 and whose inside diameter is at least as large as the inside diameter of the first guide segment 9, so that the armature 5 is partially positioned in the pipe section 23 can. In the example shown, the pipe section 23 is formed by the fact that the core part 3 has a cylindrical recess on its end facing the armature 5.
Exemplarisch ist der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 23 größer als der Innendurchmesser des ersten Führungssegments 9 und/oder größer als der Innendurchmesser des dritten Führungssegments 11. Auf diese Weise wird erzielt, dass der Anker 5 in einem Zustand, in dem er teilweise in dem Rohrabschnitt 23 positioniert ist, von der seitlichen Innenwand des Rohrabschnitts 23 beabstandet ist. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass der Anker 5 in x-Richtung von dem Kernteil 3 beabstandet ist, wodurch eine Optimierung des Magnetfeld- Übergangs und eine Minimierung der Querkräfte erzielt werden kann . By way of example, the inner diameter of the tube section 23 is greater than the inner diameter of the first guide segment 9 and / or larger than the inner diameter of the third guide segment 11. In this way, the armature 5 is achieved in a state in which it is partially positioned in the tube section 23 is spaced from the lateral inner wall of the pipe section 23. In this way it can be achieved that the armature 5 is spaced in the x-direction from the core part 3, whereby an optimization of the magnetic field transition and a minimization of the transverse forces can be achieved.
Exemplarisch verfügt der Anker 5 über einen Überzug 21, der dem bereits vorstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform diskutierten Überzug entspricht. Beispielhaft ist der Überzug 21 auf der gesamten Mantelfläche des Ankers 5 vorgesehen. Insbesondere dann, wenn die vorstehend erwähnte Beabstandung zwischen dem zweiten Führungssegment 11 und dem Anker 5 gegeben ist, kann auf den Überzug 21 auch verzichtet werden und/oder ein Überzug 21 verwendet werden, der nur zur Reduzierung der Reibung - und nicht zwingend zur magnetischen Trennung - dient . By way of example, the armature 5 has a coating 21 which corresponds to the coating already discussed above in connection with the first embodiment. By way of example, the coating 21 is provided on the entire lateral surface of the armature 5. In particular, if the above-mentioned spacing between the second guide segment 11 and the armature 5 is given, can also be dispensed with the coating 21 and / or a coating 21 may be used, which is only for Reduction of friction - and not necessarily for magnetic separation - is used.
Wie vorstehend diskutiert, ist in der ersten Ausführungsform der Anker 5 in Richtung des Arbeitsluftspalts 6 bzw. hin zu dem Kernteil 3 konusförmig ausgestaltet. Exemplarisch verfügt der Anker 5 in der zweiten Ausführungsform über keine As discussed above, in the first embodiment, the armature 5 is configured conically in the direction of the working air gap 6 and toward the core part 3, respectively. By way of example, the armature 5 in the second embodiment has no
konusförmige Ausgestaltung. Stattdessen ist der Außendurchmesser des Ankers 5, wie vorstehend bereits erwähnt, im Wesentlichen konstant. cone-shaped configuration. Instead, the outer diameter of the armature 5, as mentioned above, is substantially constant.
Die vorstehend beschriebenen, über den Gegenstand des Anspruchs 1 hinausgehenden Merkmale der diskutierten Ausführungsformen sind nicht nur in ihrem gezeigten, beispielhaften Kontext zu verstehen, sondern sind auch jeweils einzeln und unabhängig voneinander mit den in den Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen kombinierbar, um die mit den jeweiligen, vorstehend beschriebenen Merkmalen zusammenhängenden zusätzlichen Vorteile zu erzielen. The above-described features of the embodiments discussed above are not only to be understood in their exemplary context shown, but also individually and independently of each other with the combination of features defined in the claims combined with the respective, To achieve the above-described features related additional benefits.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) , umfassend eine Spule (1) , ein Joch (2) mit einem Kernteil (3) und einem Rückschlussteil (4) , einen relativ zum Kernteil (3) beweglichen Anker (5) , einen zwischen dem Kernteil (3) und dem Anker (5) gebildeten Arbeitsluftspalt (6) und eine Ankerführungsanordnung (7) zur Führung des Ankers (5) , wobei der Rückschlussteil (4) , die Ankerführungsanordnung (7) , der Anker (5) , der Luftspalt (6) und das Kernteil (3) einen Magnetkreis für einen von der Spule (1) erzeugten magnetischen Fluss (8) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführungsanordnung (7) verschiedene Führungssegmente (9; 11) um- fasst und ein im Bereich des Arbeitsluftspalts (6) befindliches erstes Führungssegment (9) eine niedrigere magnetische Leitfähigkeit aufweist als ein nicht im Bereich des Arbeits- luftspalts befindliches zweites Führungssegment (11) . 1. Electromagnetic actuating device (10; 30), comprising a coil (1), a yoke (2) with a core part (3) and a return part (4), an armature (5) movable relative to the core part (3), an between the working air gap (6) formed by the core part (3) and the anchor (5) and an anchor guide arrangement (7) for guiding the anchor (5), the return part (4), the anchor guide arrangement (7), the anchor (5), the Air gap (6) and the core part (3) form a magnetic circuit for a magnetic flux (8) generated by the coil (1), characterized in that the armature guide arrangement (7) comprises various guide segments (9; 11) and an im The first guide segment (9) located in the area of the working air gap (6) has a lower magnetic conductivity than a second guide segment (11) not located in the area of the working air gap.
2. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführungsanordnung (7) und/oder der Anker (5) derart ausgestaltet ist, dass der Anker (5) an dem ersten Führungssegment (9) anliegt und von diesem geführt wird, und dass der Anker (5) von dem zweiten Führungssegment (11) beabstandet ist. 2. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to claim 1, characterized in that the armature guide arrangement (7) and / or the armature (5) is designed such that the armature (5) rests on the first guide segment (9) and from this is guided, and that the anchor (5) is spaced from the second guide segment (11).
3. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs- segmente (9; 11) jeweils als Einzelteile ausgebildet sind, die zur Bildung der Ankerführungsanordnung (7) vorzugsweise durch Fügen, Einpressen, Löten, Schweißen, und/oder Bördeln zusammengesetzt sind. 3. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to claim 1 or 2, characterized in that the guide segments (9; 11) are each designed as individual parts, which are assembled to form the anchor guide arrangement (7), preferably by joining, pressing in, soldering, welding, and / or flanging.
4. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Einzelteile ausgebildeten Führungssegmente (9; 11) aus Materialien mit unterschiedlicher magnetischer Leitfähigkeit gefertigt sind. 4. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide segments (9; 11) designed as individual parts are made of materials with different magnetic conductivities.
5. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführungsanordnung (7) und/oder der Anker (5) einen Überzug (21) , vorzugsweise eine Beschichtung, und/oder ein Trennelement aufweist, deren magnetische Leitfähigkeit vorzugsweise geringer ist als die magnetische Leitfähigkeit des zweiten FührungsSegments . 5. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the armature guide arrangement (7) and / or the armature (5) has a coating (21), preferably a coating, and / or a separating element , whose magnetic conductivity is preferably lower than the magnetic conductivity of the second guide segment.
6. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug (21) oder das Trennelement eine Schichtdicke von größer als 20 /im aufweist, wobei der Überzug (21) vorzugsweise eine Gleitschicht und/oder eine Trennschicht umfasst. 6. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to claim 5, characterized in that the coating (21) or the separating element has a layer thickness of greater than 20 /im, the coating (21) preferably comprising a sliding layer and / or a separating layer .
7. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Führungssegment (11) im Magnetkreis zwischen dem Rückschlussteil (4) und dem Anker (5) angeordnet ist, so dass das zweite Führungssegment (11) wenigstens einen Teil des magnetischen Flusses (8) zwischen dem Rückschlussteil (4) und dem Anker (5) führt. 7. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to one of the preceding claims, characterized in that the second guide segment (11) is arranged in the magnetic circuit between the return part (4) and the armature (5), so that the second guide segment (11) at least part of the magnetic flux (8) between the yoke part (4) and the armature (5).
8. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Führungssegment (11) ein insbesondere ferro- magnetisch ausgebildetes Plattenelement (12) umfasst, das vorzugsweise scheibenförmig ist und insbesondere zur Befestigung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (10) an ein Rohrelement (13) ausgebildet ist. 8. Electromagnetic actuating device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second guide segment (11) comprises a particularly ferromagnetic plate element (12), which is preferably disk-shaped and in particular for fastening the electromagnetic actuating device (10). a tubular element (13) is formed.
9. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Plattenelement (12) in einer Richtung parallel zum magnetischen Fluss (8) mit einem Abschnitt (14) des Rückflussteils (4) überlappt, um so zumindest abschnittsweise zusammen mit dem Abschnitt (14) des Rückflussteils eine magnetische Parallelschaltung zur Führung des magnetischen Flusses (8) zu bilden. 9. Electromagnetic actuating device (10) according to claim 8, characterized in that the plate element (12) overlaps with a section (14) of the return flow part (4) in a direction parallel to the magnetic flux (8), so as to be at least partially together with to form a magnetic parallel circuit for guiding the magnetic flux (8) in the section (14) of the return flow part.
10. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (10; 30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungssegment (7) über eine Schweißnaht mit dem Kernteil (3) verbunden ist, wobei die Schweißnaht an einer dem Anker (5) zugewandten Kante des Kernteils (3) verläuft . 10. Electromagnetic actuating device (10; 30) according to one of the preceding claims, characterized in that the first guide segment (7) is connected to the core part (3) via a weld seam, the weld seam being on an edge of the armature (5). Core part (3) runs.
11. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (30) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführungsanordnung (7) ein plattenförmiges drittes Führungssegment (22) umfasst, das zweckmäßigerweise nicht magnetisch ist. 11. Electromagnetic actuating device (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the armature guide arrangement (7) comprises a plate-shaped third guide segment (22), which is expediently non-magnetic.
12. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführungsanordnung (7) und/oder der Anker (5) derart ausgestaltet ist, dass der Anker (5) an dem dritten Führungssegment (22) anliegt und von diesem geführt wird. 12. Electromagnetic actuating device (30) according to claim 11, characterized in that the armature guide arrangement (7) and / or the armature (5) is designed such that the armature (5) rests on the third guide segment (22) and is guided by it becomes.
13. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung (30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des zweiten Führungssegments (11) größer ist als der Innendurchmesser des ersten Führungssegments (9) und größer ist als der Innendurchmesser des dritten Führungssegments (22) , so dass der Anker (5) von dem zweiten Führungssegment (11) beabstandet ist. 13. Electromagnetic actuating device (30) according to claim 12, characterized in that the inner diameter of the second guide segment (11) is larger than the inner diameter of the first guide segment (9) and is larger than the inner diameter of the third guide segment (22), so that the Anchor (5) is spaced from the second guide segment (11).
14. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernteil (3) über einen Rohrabschnitt (23) verfügt, der sich in Axialrichtung (z) der Ankerführungsanordnung (7) an die Ankerführungsanordnung (7) anschließt und dessen Innendurchmesser wenigstens so groß ist wie der Innendurchmesser des ersten Führungssegments (9) , so dass der Anker (5) teilweise in den Rohrabschnitt (23) positioniert werden kann. 14. Electromagnetic actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the core part (3) has a tube section (23) which adjoins the armature guide arrangement (7) in the axial direction (z) of the armature guide arrangement (7) and whose inner diameter is at least is as large as the inner diameter of the first guide segment (9), so that the anchor (5) can be partially positioned in the pipe section (23).
15. Elektromagnetische Betätigungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Rohrabschnitts (23) größer ist als der Innendurchmesser des ersten Führungssegments (9) und/oder größer ist als der Innendurchmesser des dritten Führungssegments (11) , so dass der Anker (5) von der seitlichen Innenwand des Rohrabschnitts (23) beabstandet ist. 15. Electromagnetic actuating device according to claim 14, characterized in that the inner diameter of the pipe section (23) is larger than the inner diameter of the first guide segment (9) and / or is larger than the inner diameter of the third guide segment (11), so that the armature ( 5) is spaced from the lateral inner wall of the pipe section (23).
PCT/EP2017/063661 2016-06-08 2017-06-06 Electromagnetic actuating device having an armature-guiding assembly WO2017211787A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112017001425.5T DE112017001425A5 (en) 2016-06-08 2017-06-06 Electromagnetic confirmation device with armature guide arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016210091.2 2016-06-08
DE102016210091.2A DE102016210091A1 (en) 2016-06-08 2016-06-08 Electromagnetic actuator with armature guide assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017211787A1 true WO2017211787A1 (en) 2017-12-14

Family

ID=59215707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/063661 WO2017211787A1 (en) 2016-06-08 2017-06-06 Electromagnetic actuating device having an armature-guiding assembly

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102016210091A1 (en)
WO (1) WO2017211787A1 (en)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4694270A (en) * 1985-04-09 1987-09-15 Diesel Kiki Co. Ltd. Electromagnetic proportional actuator
DE3723747A1 (en) * 1986-07-18 1988-02-04 Diesel Kiki Co ACTUATING MAGNET FOR AN ELECTROMAGNETIC VALVE
EP0464370A1 (en) * 1990-07-06 1992-01-08 Robert Bosch Gmbh Actuator unit
EP0935262A2 (en) * 1998-02-09 1999-08-11 Schultz, Wolfgang E., Dipl.-Ing. Electromagnet
US20010023688A1 (en) * 1999-03-11 2001-09-27 Robert Meilinger Electromechanically actuated solenoid exhaust gas recirculation valve
DE10235644A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-12 Eto Magnetic Kg Electromagnetic adjusting device for adjusting a hydraulic or pneumatic valve has a detachable material connection produced between a yoke section, an intermediate section and a core section using friction welding
US7581302B2 (en) * 2005-01-13 2009-09-01 G. W. Lisk Company, Inc. Solenoid valve combining a core and cartridge in a single piece
DE102008061414A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Hydac Electronic Gmbh Method for producing an electromagnetic actuating device, in particular for actuating valves, and actuating device produced by the method
EP2325850A1 (en) * 2008-09-11 2011-05-25 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Oil immersed solenoid
DE102010044126A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Robert Bosch Gmbh Electromagnetic actuator device for fuel injection valve of internal combustion engine in motor vehicle, has non-magnetic component arranged in axial end position of armature, so as to connect magnetically separated areas of guide portion
DE102010062527A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Switching valve with a magnetic actuator
DE102013010833A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Hydac Electronic Gmbh Electromagnetic actuator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4539542A (en) * 1983-12-23 1985-09-03 G. W. Lisk Company, Inc. Solenoid construction and method for making the same
DE202008003137U1 (en) * 2008-03-05 2009-07-30 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4694270A (en) * 1985-04-09 1987-09-15 Diesel Kiki Co. Ltd. Electromagnetic proportional actuator
DE3723747A1 (en) * 1986-07-18 1988-02-04 Diesel Kiki Co ACTUATING MAGNET FOR AN ELECTROMAGNETIC VALVE
EP0464370A1 (en) * 1990-07-06 1992-01-08 Robert Bosch Gmbh Actuator unit
EP0935262A2 (en) * 1998-02-09 1999-08-11 Schultz, Wolfgang E., Dipl.-Ing. Electromagnet
US20010023688A1 (en) * 1999-03-11 2001-09-27 Robert Meilinger Electromechanically actuated solenoid exhaust gas recirculation valve
DE10235644A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-12 Eto Magnetic Kg Electromagnetic adjusting device for adjusting a hydraulic or pneumatic valve has a detachable material connection produced between a yoke section, an intermediate section and a core section using friction welding
US7581302B2 (en) * 2005-01-13 2009-09-01 G. W. Lisk Company, Inc. Solenoid valve combining a core and cartridge in a single piece
EP2325850A1 (en) * 2008-09-11 2011-05-25 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Oil immersed solenoid
DE102008061414A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Hydac Electronic Gmbh Method for producing an electromagnetic actuating device, in particular for actuating valves, and actuating device produced by the method
DE102010044126A1 (en) * 2010-11-18 2012-05-24 Robert Bosch Gmbh Electromagnetic actuator device for fuel injection valve of internal combustion engine in motor vehicle, has non-magnetic component arranged in axial end position of armature, so as to connect magnetically separated areas of guide portion
DE102010062527A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Switching valve with a magnetic actuator
DE102013010833A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Hydac Electronic Gmbh Electromagnetic actuator

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016210091A1 (en) 2017-12-14
DE112017001425A5 (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3802648C2 (en)
EP0683862B1 (en) Electromagnetic valve
DE3309904C2 (en)
DE19636781C2 (en) magnetic valve
DE102005049663A1 (en) electromagnet
EP0683861B1 (en) Electromagnetic valve
EP2240943A2 (en) Actuating magnet
WO2011035847A1 (en) Electrohydraulic valve
DE202004006156U1 (en) Solenoid actuator for a valve
EP0937200B1 (en) Electromagnetically actuated valve
EP3446013B1 (en) Electromagnetically operable valve device
EP3185256B1 (en) Electromagnet
DE102006000427A1 (en) Fuel injection valve
DE102013111079B4 (en) Pulse solenoid valve
WO2017211787A1 (en) Electromagnetic actuating device having an armature-guiding assembly
EP2543050B1 (en) Electromagnet valve
EP3698383A1 (en) Electromagnetic actuator device and use of such a device
DE102016108071A1 (en) hydraulic valve
DE102010025766B4 (en) Bistable solenoid
DE102016112371A1 (en) linear solenoid
DE102008047364B4 (en) Solenoid with bearing of Hubankerkolbens in the magnet housing
DE102016000401A1 (en) Solenoid valve
DE19705598A1 (en) Electromechanical double stroke magnet
DE102013018058A1 (en) Actuating device, in particular in the form of an actuating magnet
WO2023111043A1 (en) Electromagnetic actuator, in particular electromagnetic switching or valve device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17732778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112017001425

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17732778

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1