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DE102006015233B4 - Electromagnetic actuator - Google Patents

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DE102006015233B4 DE102006015233A DE102006015233A DE102006015233B4 DE 102006015233 B4 DE102006015233 B4 DE 102006015233B4 DE 102006015233 A DE102006015233 A DE 102006015233A DE 102006015233 A DE102006015233 A DE 102006015233A DE 102006015233 B4 DE102006015233 B4 DE 102006015233B4
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ETO Magnetic GmbH
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Abstract

Elektromagnetische Stellvorrichtung mit
einem bewegbar in einem Gehäuse (50) geführten, einen Stellabschnitt (30, 32) ausbildenden Anker (30, 32, 34),
einer stationär im Gehäuse vorgesehenen, zum Zusammenwirken mit dem Anker ausgebildeten Spuleneinrichtung (56)
und einem bezogen auf eine Hubrichtung des Ankers einends im Gehäuse befestigten, zum magnetischen Zusammenwirken mit dem Anker ausgebildeten Jochabschnitt (40) sowie einem im Gehäuse bezogen auf die Hubrichtung anderenends befestigten, zum magnetischen Zusammenwirken mit dem Anker ausgebildeten Kernabschnitt (42), wobei
entlang des gesamten Hubs seitlich des Ankers der Jochabschnitt (40) und der Kernabschnitt (42) als einstückig gefertigtes Jochkernelement realisiert (36) sind und ein längsschnittlicher Übergangsbereich (44) zwischen dem Jochabschnitt und dem Kernabschnitt des Jochkernelements in seiner Dicke reduziert ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochabschnitt (40) und/oder der Kernabschnitt (42) sich längsschnittlich in ihrer Dicke in Richtung auf den Übergangsbereich konusförmig verjüngen und so eingerichtet sind, dass eine Kraft-Weg-Kennlinie der Stellvorrichtung einen linearen...Electromagnetic actuator with
an armature (30, 32, 34) which is movably guided in a housing (50) and forms a positioning section (30, 32),
a stationarily provided in the housing, designed to cooperate with the armature coil means (56)
and one with respect to a stroke direction of the armature at one end mounted in the housing, designed for magnetic cooperation with the armature yoke portion (40) and a housing in the housing relative to the stroke direction at the other end, formed for magnetic interaction with the armature core portion (42), wherein
along the entire stroke side of the armature of the yoke portion (40) and the core portion (42) as an integrally manufactured yoke core element realized (36) and a longitudinal transition region (44) between the yoke portion and the core portion of the yoke core element is formed reduced in its thickness, characterized in that the yoke section (40) and / or the core section (42) are tapered longitudinally in their thickness in the direction of the transitional area and are set up in such a way that a force-displacement characteristic of the actuating device is a linear ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie sie aus der DE 198 82 903 T1 bekannt ist. Eine elektromagnetische Stellvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 202 18 782 U1 der Anmelderin bekannt und zeigt eine geeignet zur Ventilsteuerung einsetzbare elektromagnetische Stellvorrichtung, bei welcher ein (zur Ventilbetätigung ausgebildeter) Anker in einem Gehäuse geführt ist und magnetisch mit einer stationär am Gehäuse vorgesehenen Spuleneinrichtung zusammenwirkt. Zur Ausbildung des magnetischen Kreises weist das Gehäuse einends einen Jochabschnitt, anderenends einen Kernabschnitt auf.The present invention relates to an electromagnetic actuator according to the preamble of the main claim, as known from DE 198 82 903 T1 is known. An electromagnetic actuator is for example from the DE 202 18 782 U1 the applicant and shows a suitable for valve control usable electromagnetic actuator in which a (designed for valve actuation) armature is guided in a housing and magnetically cooperates with a stationarily provided on the housing coil means. To form the magnetic circuit, the housing at one end has a yoke section, at the other end a core section.

Derartige Vorrichtungen sind im Hinblick auf ihre Gehäuse-, Kern-, Joch- und Ankergeometrie an die jeweilige Stellaufgabe angepasst und optimiert, so dass, etwa im Zusammenhang mit Kraftfahrzeug-Hydrauliksystemen, diese Vorrichtungen eine weite Verbreitung gefunden haben. Nicht zuletzt aus diesem Grunde spielt jedoch auch die Großserientauglichkeit und damit die einfache, automatisierbare Fertigbarkeit eine große Rolle.such Devices are in terms of their housing, core, yoke and anchor geometry adapted and optimized to the respective setting task, so that about in connection with automotive hydraulic systems, these Devices have found widespread use. Not least For this reason, however, also plays the mass production suitability and thus simple, automatable manufacturability plays a big role.

Die 5 verdeutlicht eine derartige Stellvorrichtung. Ein becherförmiges Gehäuse 10 ist an seinen Stirnseiten einends von einer Kombination aus innenliegender Jochbuchse 12 und dieser umgebender Jochscheibe 13, anderenends von einem Kernelement 14 verschlossen, die jeweils aus geeignet magnetisch leitendem Material realisiert sind. Sowohl die Jochbuchse 12, als auch das Kernelement 14 dienen der Lagerung bzw. Führung eines Ankers, welcher im Innenbereich einen verbreiterten Ankerabschnitt 16 und einen daran ansitzenden Stößelabschnitt 18 aufweist (wobei der Stößelabschnitt 18 dann geeignet die Ventilbetätigung, nicht gezeigt, vornehmen kann). Genauer gesagt erfolgt die Lagerung so, dass der Stößelabschnitt 18 durch einen Durchbruch im Kernelement hindurchgreift, während der Abschnitt 16 innerhalb der einen Hohlzylinder ausbildenden Jochbuchse 12 geführt ist und, im Hinblick auf den Luftspalt, geeignet relativ zur Jochbuchse dimensioniert ist. Die Anordnung aus Jochbuchse, Kernelement und Anker ist im Gehäuse 10 umgeben von einer Spulenanordnung (Wicklung) 20.The 5 illustrates such an actuator. A cup-shaped housing 10 is at its ends at one end of a combination of internal yoke socket 12 and this surrounding yoke disc 13 , at the other end of a core element 14 sealed, which are each made of suitable magnetically conductive material. Both the yoke bush 12 , as well as the core element 14 serve the storage or management of an anchor, which in the interior of a widened anchor section 16 and a ram portion attached thereto 18 has (wherein the plunger section 18 then suitably the valve actuation, not shown, can make). More specifically, the storage is done so that the plunger section 18 penetrates through a breakthrough in the core element, while the section 16 within the yoke bush forming a hollow cylinder 12 is guided and, with regard to the air gap, suitable dimensioned relative to the yoke socket. The arrangement of yoke, core and armature is in the housing 10 surrounded by a coil arrangement (winding) 20 ,

Während diese, als bekannt vorausgesetzte Vorrichtung im Hinblick auf ihre elektromagnetischen und mechanischen Eigenschaften optimiert ist, besteht jedoch im Hinblick auf die mechanische Realisierung, insbesondere betreffend eine automatisierte Fertigbarkeit, Verbesserungsbedarf: Ersichtlich bedarf es nämlich zur Montage der Komponenten 12, 13, 14, 16, 18 im Gehäuse 10 einer durchaus aufwendigen Zentrierung, vor allem betreffend die axiale Relativpositionierung der Jochbuchse 12 und des Kernelements 14. Entsprechend gestaltet sich gerade die Montage der in 5 exemplarisch gezeigten Vorrichtung aufwendig, es besteht Feineinstellungs- und Justierungsbedarf, so dass die Automatisierbarkeit der Fertigung und Montage (mithin die Großserientauglichkeit) begrenzt ist.While this, as a known presupposed device is optimized in terms of their electromagnetic and mechanical properties, there is room for improvement with regard to the mechanical realization, in particular regarding automated manufacturability: it is obviously necessary for the assembly of the components 12 . 13 . 14 . 16 . 18 in the case 10 a quite complex centering, especially regarding the axial relative positioning of the yoke 12 and the core element 14 , Accordingly, just the assembly of designed in 5 Extensive adjustment and adjustment required, so that the automation of production and assembly (thus the mass production capability) is limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung im Hinblick auf den erforderlichen Montageaufwand, insbesondere die Zentrierung von Joch und Kern relativ zum Anker, zu verbessern, so dass die Vorrichtung insbesondere auch einer vollautomatisierten Fertigung zugänglich wird; ferner ist eine gattungsgemäße Vorrichtung im Hinblick auf ihre elektromagnetischen Eigenschaften zu verbessern.task The present invention is therefore a generic electromagnetic actuator in view of the required installation effort, in particular to improve the centering of the yoke and core relative to the anchor, so that the device in particular also a fully automated Production accessible becomes; Furthermore, a generic device in terms of to improve their electromagnetic properties.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The The object is achieved by the device with the features of the main claim solved; advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist ein zumindest seitlich des Ankers einstückig gebildetes, gemeinsames Jochkernelement vorgesehen, welches (in Hubrichtung) einends die Funktionalität des Kerns, anderenends die Funktionalität des Jochs realisiert. Dadurch, dass die traditionell (und aus magnetischen Gründen) getrennt vorgesehenen Elemente nunmehr als ein gemeinsames Element einstückig vorgesehen sind, entfällt das aufwendige axiale Zentrieren relativ zueinander; vielmehr ist, insbesondere wenn einer der Abschnitte eine Führung oder Lagerung für den Anker realisiert, eine äußerst einfache mechanische Struktur, die aus den beschriebenen Gründen in ihrer Fertigbarkeit deutlich vereinfacht ist, realisiert.In According to the invention advantageously Way is at least one side of the anchor integrally formed, common yoke core element provided which (in the stroke direction) one the functionality of the Kerns, the other end realized the functionality of the yoke. Thereby, that the traditional (and for magnetic reasons) provided separately Elements now integrally provided as a common element are, deleted the complex axial centering relative to each other; rather, especially if one of the sections has a guide or bearing for the anchor realized, an extremely simple mechanical structure, for the reasons described in their manufacturability is significantly simplified realized.

Bewusst nimmt dabei die vorliegende Erfindung im durch die Einstückigkeit bedingten Übergangsbereich zwischen Kern und Joch einen magnetischen Kurzschluss in Kauf, durch im Rahmen der Erfindung weiterbildungsgemäß vorgesehene Maßnahmen, insbesondere eine Geometrie, die in diesem Übergangsbereich bereits bei geringen Spulenströmen eine magnetische Sättigung erreichen lässt, halten sich die dadurch bedingten negativen Auswirkungen auf Effizienz bzw. Wirkungsgrad in Grenzen, was weiter dadurch abgemindert wird, dass gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die elektromagnetische Stellvorrichtung die Wirkung eines gegen eine Federwirkung arbeitenden Proportionalmagneten erhält, so dass die Kurzschluss-bedingten Verluste außerhalb der Betriebskennlinie im Kraft-/Hubdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen und sich damit nicht signifikant auswirken.Deliberately takes the present invention in by the one-piece conditional transition area between core and yoke in buying a magnetic short, through in the context of the invention measures provided for further training, in particular a geometry that already in this transition region at low coil currents a magnetic saturation reach, hold the resulting negative impact on efficiency or efficiency within limits, which is further mitigated thereby that according to a preferred embodiment of the invention, the electromagnetic actuator the effect of working against a spring action proportional magnet gets so that the short circuit-related losses outside the operating characteristic in the force / stroke diagram of the device according to the invention are and do not have a significant impact.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zudem das Jochkernelement buchsen-(büchsen-)förmig zur Ankerführung ausgebildet, wobei die Ankerführung dann besonders wirksam ist, wenn der Anker in diesem Bereich selbst eine geeignet mit der Büchse zusammenwirkende Topfform aufweist.According to a preferred embodiment of Invention is also the yoke core element bush (bush) shaped for anchor guide, the anchor guide is particularly effective when the anchor itself in this area has a cooperating with the sleeve cup shape.

Im Hinblick auf die magnetflussoptimierte Gestaltung des Übergangsbereichs zwischen Jochabschnitt und Kernabschnitt im Jochkernelement hat es sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, durch geeignete Einstellung (d. h. Verringerung) der Materialstärke in diesem Bereich die gewünschte frühe Sättigung zu erreichen; so ist es besonders bevorzugt, diesen Übergang symmetrisch so zu gestalten, dass er im Längsschnitt eine (weiter bevorzugt beidseitige) Verjüngung, weiter bevorzugt eine jeweilige Konusform vom Joch- bzw. Kernabschnitt, sich in Richtung auf den Übergangsabschnitt verjüngend, erhält.in the With regard to the magnetic flux-optimized design of the transition region between yoke section and core section in the yoke core element has it also proved to be advantageous, by appropriate adjustment (i.e., reducing) the material thickness in this region the desired early saturation to reach; so it is particularly preferable to this transition symmetrically shaped so that it in longitudinal section one (more preferred bilateral) rejuvenation, more preferably a respective cone shape from the yoke or core section, towards the transition section rejuvenating, receives.

Im Ergebnis entsteht so in mechanisch eleganter und im Ergebnis, bezogen auf die elektromagnetischen Stelleigenschaften, überraschender Weise eine Stellvorrichtung, welche drastisch vereinfachte, vollständig automatisierbare Fertigbarkeit mit universeller Einsetzbarkeit kombiniert. Während es nämlich im Rahmen der Erfindung bevorzugt ist, die erfindungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung zur Betätigung von Ventilen od. dgl. Aggregaten, insbesondere für Pneumatik- oder Hydraulikventilen im Kraftfahrzeugbereich, einzusetzen, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Vielmehr eignet sich die Erfindung für nahezu beliebige Stellaufgaben.in the Result arises in mechanically elegant and as a result, related on the electromagnetic actuator properties, surprisingly an adjusting device, which drastically simplified, fully automatable manufacturability combined with universal usability. While it is within the scope of the invention preferred is the inventive electromagnetic Actuating device for actuation of valves od. Like. Aggregates, in particular for pneumatic or hydraulic valves in the automotive sector, to use, the present invention is not limited thereto. Rather suitable the invention for almost any control tasks.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments and by reference the drawings; these show in:

1: einen Längsschnitt durch die elektromagnetische Stellvorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a longitudinal section through the electromagnetic actuator according to a first preferred embodiment of the present invention;

2, 3: schematische Darstellungen eines magnetischen Flussverlaufes in der Darstellung gemäß 1 am Hubanfang (2) bzw. kurz vor dem Hubende (3); 2 . 3 : schematic representations of a magnetic flux curve in the illustration according to 1 at the beginning of the stroke ( 2 ) or shortly before the end of the stroke ( 3 );

4: verschiedene Kraft-/Hubkennlinien der Vorrichtung gemäß 1 bei verschiedenen Spulenströmen sowie, zusätzlich dargestellt, gegen die Rückstellkraft einer Feder; und 4 : different force / stroke characteristics of the device according to 1 at different coil currents and, additionally shown, against the restoring force of a spring; and

5: eine Schemadarstellung als Längsschnitt analog 1 einer aus dem Stand der Technik bekannten, als gattungsbildend herangezogenen elektromagnetischen Hubvorrichtung. 5 : a schematic representation as a longitudinal section analog 1 a known from the prior art, used as a generic educated electromagnetic lifting device.

Ein gemäß der ersten Ausführungsform in 1 dreiteilig bestehend aus einem Stößelabschnitt 30, einem daran endseitig ansitzenden Eingriffsabschnitt 32 (für z. B. eine Ventilbetätigung) sowie einem topfförmigen Ankerabschnitt 34 gebildeter Anker ist in einem einen Hohlzylinder ausbildenden Jochkernelement 36 so geführt, dass der Stößelabschnitt durch einen geeignet angepassten Durchbruch 38 im Bodenbereich des Jochkernabschnitts 36 herausragt. Der Außendurch messer des topfförmigen Ankerabschnitts 34 ist so an die lichte Innenweite des Jochkernelements 36 angepasst, dass mit optimiertem Luftspalt die hohle zylindrische Innenfläche des Jochkernelements 36 den Ankerabschnitt 34 umschließt.A according to the first embodiment in 1 three-piece consisting of a tappet section 30 , an engaging portion at the end ansitzenden 32 (For example, a valve actuation) and a cup-shaped anchor section 34 formed anchor is in a hollow cylinder forming yoke core element 36 Guided so that the tappet section through a suitably adapted breakthrough 38 in the bottom area of the yoke core section 36 protrudes. The outer diameter of the cup-shaped anchor portion 34 is so close to the inside width of the yoke core element 36 adapted, that with optimized air gap, the hollow cylindrical inner surface of the yoke core element 36 the anchor section 34 encloses.

Die 1 verdeutlicht zusätzlich im Längsschnitt die geometrische Gestaltung dieses hohlzylindrischen Büchsenabschnitts: Einends, ansitzend an der Bodenfläche, ist ein Jochabschnitt 40 gebildet, anderenends ein Kernabschnitt 42, wobei im Längsschnitt der 1 beide Abschnitte von außen konisch auf einen in der Dicke minimierten Übergangsabschnitt 44 zulaufen (bei einer Realisierung des einen Hub von 7 mm ausbildenden Stellelements der 1 weist die im Übergangsbereich 44 minimale Wandstärke des Jochkernelements 36 beispielsweise eine Dicke von 0,2 mm auf).The 1 additionally illustrates in longitudinal section the geometric design of this hollow cylindrical sleeve portion: At one end, ansitzend on the bottom surface, is a yoke section 40 formed, at the other end a core section 42 , where in longitudinal section of the 1 both sections from the outside conically to a minimized in thickness transition section 44 run (in a realization of a stroke of 7 mm forming actuator of the 1 points in the transition area 44 minimum wall thickness of the yoke core element 36 for example, a thickness of 0.2 mm).

Verschlossen wird die Büchse 36 von einer (in der 1 obenliegend gezeigten) Lagerscheibe 46, welche, zum innenseitigen Zusammenwirken mit dem topfförmigen Ankerabschnitt 34 bzw. dem Ankerstößel 30, einen sich abwärts erstreckenden Ringvorsprung 48 ausbildet.The rifle is closed 36 from one (in the 1 shown above) bearing disc 46 , which, for inside interaction with the cup-shaped anchor portion 34 or the anchor tappet 30 , a downwardly extending annular projection 48 formed.

Im seitlichen Außenbereich wird die in 1 gezeigte Vorrichtung von einem Gehäuse 50 umschlossen, welches, zum bodenseitigen Halten des Jochkernelements 36, eine Jochkernscheibe 52 trägt und innenliegend einen Spulenhalter 54 für eine (ansonsten bekannte und in der herkömmlichen Weise ausgebildete) Wicklung 56 aufnimmt.In the lateral outdoor area, the in 1 shown device of a housing 50 enclosed, which, to the bottom side holding the yoke core element 36 , a yoke core disc 52 carries and inside a bobbin holder 54 for a (otherwise known and conventionally formed) winding 56 receives.

Die Vorrichtung der 1 arbeitet gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder, wobei diese Federkraft, in der 1 nicht gezeigt, über das an den Abschnitt 32 angreifende Pneumatikventil anliegt.The device of 1 works against the restoring force of a return spring, said spring force in the 1 not shown about that to the section 32 engaging pneumatic valve is applied.

Die 2 und 3 zeigen den Verlauf der magnetischen Feldlinien bei der Anordnung der 1; die 4 verdeutlicht die zugehörigen Kraft-/Hubkennlinien. So zeigt die 2 zum Hubanfang (d. h. entsprechend der Geometrie der 1 bei obenstehendem Anker), wie der durch den einstückigen Übergang 44 erzeugte magnetische Kurzschluss bereits bei geringem Spulenstrom in die Sättigung gerät; ein großer Anteil des magnetischen Flusses, gezeigt durch den Feldlinienverlauf, verläuft durch den Ankerabschnitt 34, so dass bereits eine relativ große Stellkraft auf den Anker ausgeübt wird. Die 3 zeigt den magnetischen Flussverlauf im Bereich des Hubendes (d. h. fast untenstehender Anker bezogen auf die Darstellung der 1). Es findet, insbesondere bezogen auf den Abschnitt 48 der Lagerscheibe 46, nur noch eine geringe Überdeckung mit entsprechender Auswirkung auf die Flussleitung statt, so dass auch insoweit die Vorrichtung magnetisch optimiert ist.The 2 and 3 show the course of the magnetic field lines in the arrangement of 1 ; the 4 clarifies the associated force / stroke characteristics. That's how it shows 2 to the beginning of stroke (ie according to the geometry of 1 with the anchor above), as by the one-piece transition 44 generated magnetic short circuit already at low coil current in the saturation device; a large proportion of the magnetic flux, shown by the field line, passes through the armature section 34 so that already a relative great force is exerted on the anchor. The 3 shows the magnetic flux curve in the region of the stroke end (ie almost bottom anchor with reference to the representation of 1 ). It finds, in particular referring to the section 48 the bearing disc 46 , only a slight overlap with a corresponding effect on the flow line instead, so that even so far the device is magnetically optimized.

Die 4 zeigt in den Kraft-/Hubkennlinien bei verschiedenen (Spulen-)Stromstärken das Verhalten der Vorrichtung gemäß 1 bis 3; die diagonal verlaufende Kennlinie dient tatsächlich dem beabsichtigten Proportionalbetrieb gegen eine Rückstellfeder. Es zeigt sich, dass die Effizienz- bzw. Wirkungsgradprobleme, die durch den magnetischen Kurzschluss im Übergangsbereich 44 bedingt sind, vor allem bei höheren Stromstärken im Hubanfang und bei geringeren Stromstärken am Hubende auftreten, wobei die Diagonale, gegen die Feder wirkende Kennlinie außerhalb dieser Kennlinienbereiche verläuft, mit anderen Worten, die bewusst durch die geometrische und mechanische Konstruktion eines einstückigen Jochkernelements in Kauf genommenen, potentiellen magnetischen Nachteile sich nicht signifikant auf das elektromagnetische Stellverhalten der Vorrichtung auswirken.The 4 shows in the force / stroke characteristics at different (coil) amperages according to the behavior of the device according to 1 to 3 ; the diagonal characteristic actually serves the intended proportional operation against a return spring. It turns out that the efficiency or efficiency problems caused by the magnetic short circuit in the transition region 44 are conditional, especially at higher currents at the beginning of stroke and lower currents occur at the stroke end, the diagonal, acting against the spring characteristic outside these characteristic ranges, in other words, deliberately taken by the geometric and mechanical construction of a one-piece yoke core element in purchasing , potential magnetic disadvantages do not significantly affect the electromagnetic performance of the device.

Die weiteren konstruktiven Ausgestaltungen der 1, insbesondere die Becherform des Ankerabschnitts 34 bzw. der Ringvorsprung 48, ermöglichen einen wirksamen Magnetfluss zusätzlich am Innendurchmesser, wobei sich das Stellverhalten weiter verbessert; die in der in 1 gezeigten Weise geschachtelte Lagerung des Ankers ermöglicht eine kompakte Bauweise sowohl in Hubrichtung, als auch im Hinblick auf den Durchmesser, und die Führung des Ankerstößels 30 sowohl am Boden des Lochkernelements als auch innerhalb des Bereiches 48 der Lagerscheibe 46 ist konstruktiv einfach und elegant und erleichtert die Montage bei optimierten elektromagnetischen Stelleigenschaften.The other constructive embodiments of 1 , in particular the cup shape of the anchor section 34 or the annular projection 48 , allow an effective magnetic flux in addition to the inner diameter, wherein the control behavior further improves; in the in 1 shown manner nested storage of the anchor allows a compact design both in the stroke direction, as well as in terms of the diameter, and the leadership of the anchor tappet 30 both at the bottom of the hole core element and within the area 48 the bearing disc 46 is structurally simple and elegant and facilitates assembly with optimized electromagnetic actuator properties.

Claims (9)

Elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem bewegbar in einem Gehäuse (50) geführten, einen Stellabschnitt (30, 32) ausbildenden Anker (30, 32, 34), einer stationär im Gehäuse vorgesehenen, zum Zusammenwirken mit dem Anker ausgebildeten Spuleneinrichtung (56) und einem bezogen auf eine Hubrichtung des Ankers einends im Gehäuse befestigten, zum magnetischen Zusammenwirken mit dem Anker ausgebildeten Jochabschnitt (40) sowie einem im Gehäuse bezogen auf die Hubrichtung anderenends befestigten, zum magnetischen Zusammenwirken mit dem Anker ausgebildeten Kernabschnitt (42), wobei entlang des gesamten Hubs seitlich des Ankers der Jochabschnitt (40) und der Kernabschnitt (42) als einstückig gefertigtes Jochkernelement realisiert (36) sind und ein längsschnittlicher Übergangsbereich (44) zwischen dem Jochabschnitt und dem Kernabschnitt des Jochkernelements in seiner Dicke reduziert ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Jochabschnitt (40) und/oder der Kernabschnitt (42) sich längsschnittlich in ihrer Dicke in Richtung auf den Übergangsbereich konusförmig verjüngen und so eingerichtet sind, dass eine Kraft-Weg-Kennlinie der Stellvorrichtung einen linearen Verlauf über den Hub bei konstantem Spulenstrom zeigt.Electromagnetic actuator with a movable in a housing ( 50 ), a positioning section ( 30 . 32 ) forming anchors ( 30 . 32 . 34 ), a stationarily provided in the housing, designed to cooperate with the armature coil device ( 56 ) and one with respect to a stroke direction of the armature at one end in the housing attached, designed for magnetic interaction with the armature yoke portion ( 40 ) and a in the housing relative to the stroke direction at the other end mounted, designed for magnetic interaction with the armature core portion ( 42 ), wherein along the entire stroke of the armature side of the yoke ( 40 ) and the core section ( 42 ) realized as a one-piece yoke core element ( 36 ) and a longitudinal transition region ( 44 ) is formed reduced in thickness between the yoke portion and the core portion of the yoke core element, characterized in that the yoke portion ( 40 ) and / or the core section ( 42 ) are tapered longitudinally in their thickness in the direction of the transition region and are arranged so that a force-displacement characteristic of the adjusting device shows a linear course over the stroke at a constant coil current. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochkernelement (36) an mindestens einem Ende bezogen auf die Hubrichtung eine Führung und/oder Lagerung (38) für den Anker ausbildet.Device according to claim 1, characterized in that the yoke core element ( 36 ) at least one end with respect to the stroke direction a guide and / or storage ( 38 ) for the anchor. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochkernelement büchsenförmig mit einer im Bodenbereich der Büchse zur Ankerführung, insbesondere Führung des Stellabschnitts, eingerichteten Bohrung (38) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the yoke core element with a bushing in the bottom region of the sleeve to the armature guide, in particular guide of the adjusting portion, arranged bore ( 38 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bodenbereich, bezogen auf die Hubrichtung gegenüberliegend, eine Lagerscheibe (46) vorgesehen ist, die Mittel (48) zur Führung und/oder Lagerung des Ankers aufweist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the bottom region, with respect to the stroke direction opposite, a bearing disc ( 46 ), the funds ( 48 ) for guiding and / or supporting the armature. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker abschnittsweise (34) topf- und/oder büchsenförmig ausgebildet ist und magnetisch mit dem Jochkernelement und/oder den Mitteln zur Führung und/oder Lagerung (48) zusammenwirkt.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the anchor sections ( 34 ) pot-shaped and / or sleeve-shaped and magnetically with the yoke core element and / or the means for guiding and / or storage ( 48 ) cooperates. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Materialstärke des Übergangsbereichs, bezogen auf einen Steuerstrom für die Spuleneinrichtung, so eingerichtet ist, dass bei einer Ansteuerung der Spuleneinrichtung mit dem Steuerstrom eine Sättigung des magnetischen Flusses durch den Übergangsbereich auftritt.Device according to one of claims 1 to 5, characterized that a material thickness of the transition region, based on a control current for the coil device, is set up so that when a drive the coil means with the control current saturation of the magnetic flux through the transition area occurs. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder od. dgl. Kraftspeicher bewegbar ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized that the anchor against the restoring force a return spring od. Like. Energy storage is designed to be movable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker zum Ausführen eines einem Steuerstrom für die Spulenvorrichtung proportionalen Hubes ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized that the anchor is to run one of a control current for the coil device is designed proportional stroke. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung zum Steuern eines Ventils, insbesondere Hydraulik- oder Pneumatikventils, ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the adjusting device for controlling a valve, in particular hydraulic or pneumatic valve is formed.
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