[发明专利]电磁执行装置

说明书

本发明涉及一种按照独立权利要求前序部分所述的电磁执行装置。

这种例如由本申请人的德国实用新型20 2006 011 905已知的装置在现有技术中普遍公知并且公开了一种(适合与执行配合件共同作用的)作为衔铁的轴向延长部的衔铁推杆区段，其中，衔铁与静止的核心单元以及静止的线圈单元这样共同作用，使得衔铁进行轴向运动作为对线圈单元(线圈装置)通电的反应。

与按本发明所述技术在阀门或类似开关单元上的应用相关联地具有这样的特殊挑战，即，在开关过程开始(即开始通电)时即实现快速地响应并且达到较高的磁性操纵力，从而可以实现该装置相应较小的滞后时间和较高的动力性能。所谓的扁平衔铁系统通常可以实现较大的力，但具有可用衔铁行程较短的缺点。

此外由现有技术已知，例如借助所谓插棒式衔铁(Einzugsanker)明显地提高衔铁的有效行程，但这种附加件的缺点是，尤其是紧接在通电之后仅产生较小的磁力并且因此只能较慢地响应。

因此，本发明所要解决的技术问题在于，对按独立权利要求前序部分所述的电磁执行装置紧接在通电之后的力和动力性能方面进行改善，并且扩大有效行程。

该技术问题按本发明通过一种具有独立权利要求特征的电磁执行装置解决；本发明有利的扩展设计在从属权利要求中描述。

按本发明首先规定，核心单元沿轴向设计为多构件式，即为静止的核心区段这样配设一个可轴向移动的核心区段，使得在这两个区段之间存在一条核心缝隙，该核心缝隙是磁回路的一部分并且可以有助于紧接在通电之后额外地产生力。此外，可移动的核心区段与衔铁这样借助按本发明的传动件相连，使得作为对通电的反应和由此致使的核心缝隙闭合，可移动的核心区段在衔铁上施加一个沿轴向作用的驱动力，并且由此紧接在通电之后(更确切地说：在通电开始之后)优化动力性能和力的产生；一旦核心缝隙闭合，则衔铁以已知的方式以插棒式衔铁的形式继续沿轴向运动。

这种方式因此有利地致使在紧接于通电之后(更确切地说：启动通电之后)的对于响应性能和动力性能至关重要的阶段中，在衔铁上作用有较大的力，该力沿轴向驱动衔铁，其中，该力一方面以按本发明所述类型已知的方式通过衔铁和核心单元之间的磁场线作用，然而尤其也得到了在可移动的和静止的核心区段之间构成的核心缝隙的支持，该核心缝隙在由通电造成的闭合时有利地将力引入并且施加在衔铁上。

按照扩展设计特别优选的是，将传动件设置在(直径相对于较宽的衔铁体区段有所减小的)衔铁推杆区段上，进一步优选的是设置在衔铁推杆区段穿过进一步优选呈杯形的可移动核心区段的过渡或穿过区域内：以这种方式可以特别适合例如通过设置阶梯状和/或斜面状的传动件将力传递到衔铁上，此外大幅简化了制造和安装：因此在本发明优选扩展设计的范围内规定，为衔铁推杆区段配设一个(单构件式或多构件式的)环形凸肩，其与例如可移动核心区段上的相应传动配合件相咬合地共同作用，从而将可移动的和静止的核心区段之间产生的、致使核心缝隙闭合的力有效地传递到衔铁上。补充地或可选地，该传动区段例如锥形的或其他的几何造型也是可能并且有意义的。

此外，本发明的扩展设计还包括，使电磁执行装置的结构与几乎任何的使用目的相匹配并且适当地进行结构上的扩展设计，例如形式为借助衔铁导引管限定行程地导引衔铁。本发明还包括，把利用一个划分出的、可移动的核心区段部分来辅助产生力的本发明思想转用到一个相应配置的磁轭区段上，或者说通过一个相应配置的磁轭区段对本发明思想加以补充，该磁轭区段同样使衔铁运动并且可以对衔铁施加力。

本发明的其它优点、特征和细节由以下参照附图对优选实施例的说明中得出。在附图中：

图1是剖切按照本发明第一种优选实施形式的电磁执行装置的示意纵剖面；

图2是与图1相似的视图，用于示出通电时(开始通电之后)的磁通；

图3是用于示出借助连接衔铁和核心单元的传动件在衔铁和双构件式核心单元之间进行机械力传递的细节视图；

图4、图5是借助锥面(图4)或多台阶式环形凸肩(图5)设计传动件几何形状的其它变型方案的原理图；

图6是用于示出由本发明实现的、在响应时或紧接在通电之后力显著增大的力/行程曲线图；

图7至图11示出在给按图1至图3的装置通电后五个在时间上相继的一系列运动状态；

图12至图14是与图7至图11相似的用于示出本发明第二种实施形式的运行方式和结构的视图；

图15至图17是与图7至图11相似的用于示出本发明第三种实施形式的结构和运行方式的视图；