包括磁控管並用於致動液壓閥或氣壓閥的電磁致動器的製作方法

2023-06-05 03:40:11

專利名稱：包括磁控管並用於致動液壓閥或氣壓閥的電磁致動器的製作方法
包括磁控管並用於致動液壓閥或氣壓閥的電磁致動器
本發明屬於電磁體通用技術領域，更具體地說屬於電磁致動器技 術領域。後者例如是用於致動液壓或氣壓閥。
已知的電磁致動器包括固定在磁輒上的一個電線圏，該》茲軛表現 出緊固在磁輒上的一個第一磁極部分和一個第二磁極部分，並且這些 f茲極部分各自延伸到一個自由空間一側的附近，在該自由空間內有一 個移動i茲芯，該》茲芯在電線圏供電的作用下以及》茲極部分呈現的不同 磁性的作用下平移。
例如，電磁致動器所用的包括一個不連續的磁路的電磁鐵是已知 的。裝在該磁路中的電線圏當其中流過電流時在磁芯中產生磁通。然 後，》茲芯對^茲通進行引導，^吏其形成一個北/南磁迴路。在磁通的作用 下，可移動的磁芯於是向著促進磁通量的最優化循環的方向運動。因 此，電磁致動器要藉助將其中的磁芯布置為非對稱方式，這意味著所 述磁芯並非處於使磁通呈對稱分布的位置。使得磁通呈對稱分布的穩 定位置對應於磁芯在磁場的作用下所選取的位置。因此，磁場的出現 將引起磁芯的位移並提供一個致動力。
在這個構造原則下，磁路中總會存在中斷，這些中斷或者以徑向 遊隙的方式來促4吏磁芯位移，或者用來避免線圈南北磁極之間i茲路短 路。
磁極之間磁路的非連續性引起運動磁芯對齊的缺陷，從而在徑向 電磁力的作用下產生有害的摩擦，這種摩擦甚至會使該運動磁芯產生 一種被稱為"磁粘連"的現象。
為了緩解這類問題，適當的辦法是藉助複雜、龐大和昂貴的結構， 因為電磁致動器必需採用更多構件。
進而，對於包括浸泡在流體迴路(例如液體)中的磁芯並要求與 外界密封隔離的電動閥，應藉助置於自由空間之間的裝置，而磁芯和 線圈在該自由空間中運動。這些裝置構成了對於磁通的良好循環帶來 不利影響的間隙。由非磁性材料製成的這些間隙促進了前述缺陷的產 生。
因此，在製造電磁致動器的過程中有必要設計裝置來保證電氣部分的密封性，以確保磁芯的引導性和可動性並避免磁路短路。通過使 用非磁性材料，這些裝置在運動磁芯或磁極部分構成了間隙，特別是 徑向間隙。磁路短路能通過一種已知的方式造成電磁致動器性能的可 感知的降低。
本發明的目的是優化電磁致動器的性能，同時降低與所述致動器 結構和致動器構件製造相關的成本。因此，本發明力圖簡化電磁致動 器而又不損害其性能。
本發明的另一個目的是通過簡單和廉價的手段確保電磁致動器的 電氣部分和液壓部分之間的密封性。
根據本發明，該電磁致動器包括由磁性材料製成的 一 個管狀部件， 該部件至少部分地限定了自由空間並圍繞該磁芯包，以便引導所述磁 芯的位移，所述管狀部件與一個或多個》茲才及部分呈現一種》茲連續性， 從而減小該》茲芯和一個或多個》茲才及部分之間的徑向間隙。
與常人之見不同，有可能對電磁致動器的性能進行優化、或確實 使其提高，該電磁致動器使兩個,茲極部分》茲性短路從而引導運動磁芯 的位移並同時將所述i茲芯與該 一 個或多個》茲極之間的徑向間隙減為對 於所述部件的相對齊移所必需的最小的功能遊隙。因此，根據本發明， 這兩個i茲極部分的》茲結合部並非一種缺陷。
根據一個示例性實施方案，該管狀部件在一個磁極部分的一側呈 現為一種極限裝置，構成磁芯運動的止動件。
根據一個示例性實施方案，該管狀部件被構形和/或定位為可實現 自由空間和電氣部分(特別是包括電線圏)之間的密封性。因此，有 可能去除任何確定的密封件或密封裝置。此外，依照本發明可獲得簡 化的致動器結構。
才艮據 一 個示例性實施方案，在兩個磁才及部分之間構成磁連續性的 管狀部件至少局部地呈現為一面小厚度的壁，它被選擇為使兩個磁極 之間的》茲通洩漏減至最小。
根據本發明，利用磁短路使之有可能優化電磁致動器的性能。由 於採用了一個管狀和磁性的部件，在這些磁極部分的磁連續性中一個 減小的徑向間隙的效果極大地彌補了與穿過管狀部件而出現的磁路短 路相關的缺陷。
通過選擇該管狀部件的截面尺寸使磁短路得到控制。根據本發明，沒有了特別的引導和密封部件也使之有可能增加運動磁芯的截面、進 而改善電磁致動器的性能。對已知的電磁致動器仍然不可能獲得此等 值得注意的性能改善。因此，有可能在本發明的框架內設想減小(特 別是電線圈的)龐大的體積，同時保留已知的電磁致動器的性能。
比起採用非磁性材料，管狀部件採用磁性材料也是一種更為經濟 的技術解決方案，因為由此就有可能將兩個磁極部分以及分隔它們的 管狀部件製成一個單一部件。
此外，因為對齊缺陷已不復存在，有可能去除以前為了精確導引 磁芯所必需的磁芯上的導引環。
根據一個示例性實施方案，該管狀部件呈現為具有恆定的小厚度 的壁，例如小於1毫米的十分之幾。
根據另一個示例性實施方案，該管狀部件在沿其長度的某一部分 上橫截面減小。作為舉例，該管狀部件至少部分地作為該第二磁極部 分的一個構件，該第二磁極部分的包括了該減小的橫截面的一個連接 端固定在第一》茲極部分上。
根據一個示例性實施方案，該管狀部件至少部分地作為這兩個磁 極部分的構件，這兩個磁極部分由展現了減小的橫截面的部分所分隔 開。例如，該管狀部件被加到》茲軛上。
該管狀部件還可以加到第一磁極部分上和磁扼上。
根據另一個示例性實施方案，例如該管狀部件是以焊接、栓接或 粘附性結合的方式加到兩個磁極部分上。
根據本發明的電磁致動器還顯示了機械結構的優勢，其中最好免 除中間的連接性機械零件和元件，由此而減少了工件之間位移或對齊 的缺陷。舉如，當需要使兩個軸杆的軸承對齊時，這就特別地有益。 當這些軸承是/人例如兩個^茲極部分的同一構成工件同時加工而成而不 是將不同工件組裝在一起時，這種對齊效果而會更好。
本發明還屬於或還涉及包括上述電磁致動器的一種液壓或氣壓閥。
在以下參照附圖並作為非限制性實例給出的詳細說明中將展現出
其他的特性和優點，在附圖中


圖1為根據本發明的、與閥門相關聯的一個電磁致動器的示例性 實施方案的截面圖；圖2為根據本發明的一個電磁致動器的另一個示例性實施方案的 截面圖3為根據本發明的、與閥門相關聯的一個電磁致動器的另一示 例性實施方案的截面圖4為根據本發明的一個電磁致動器的另一個示例性實施方案的 截面視圖。
根據本發明並在圖1到圖4中展示的電磁致動器包括一個固定在 磁軛2上的電線圈1。電磁致動器包括緊固在磁輒2上的一個第一磁極 部分3和一個第二磁極部分4。這些磁極部分3和4有利地各自在一個 自由空間5的一側延伸，在該自由空間內置一個磁芯6在移動。後者 在對電線圏1供電的作用下並在這些磁極部分3和4出現的不同磁性 的作用下以平移的方式可移動。
根據本發明，該電磁致動器還包括由磁性材料製成的 一 個管狀部 件7。該管狀部件7至少部分地限定了自由空間5，並圍繞著磁芯6， 該磁芯(例如)呈現一個圓形截面。管狀部件7使之有可能得引導磁 芯6的位移。此外，管狀部件7呈現出一個或多個》茲極部分3和4之間 的磁連續性，使之有可能使磁芯6和一個或多個磁極部分3和4之間 的徑向間隙減為最小，這是由於消除了它們之間對齊的任何缺陷。因 此，在根據本發明的電磁致動器中，不存在作為磁極部分3和4與磁 芯6之間的引導界面的任何非磁性中間部件。該管狀部件7有利地由 與磁極部分3和4相同的磁性材料構成，故此現在使之有可能僅形成 一個單獨的部件，省略掉對創建連接和密封手段的需求，而它們在兩 者的材料不同時是比不可缺的。
根據圖1或圖3的一個示例性實施方案，磁芯6具有外緣凹槽6a, 其中裝有多個引導環或擋塊6b，用來增加在管狀部件7中所述磁芯6 的位移和對準度。
圖1和圖3的電磁致動器還包括一個推動件8，它穿過位於磁芯6 的一個軸向端和與》茲芯相對的笫二》茲極部分4或與第二f茲極部分4形 成》茲連續性的一個增加的構件的一個軸端之間的自由空間5之內的軸 向間隙。因此，該間隙對應於自由空間5的一部分，這在圖中可以看 到。有利的是，管狀部件7包括一個終端7a,構成用於磁芯6的止動 件。在圖1和圖3的示例性實施方案中，是由一個(例如液壓的)閥 門9構成該第二磁極部分4的一部分，它部分地限定了自由空間5。
管狀部件7 ^皮構形和/或定位為可以實現自由空間5和電磁致動器 的電氣部分，特別是電線圈l,之間的密封。根據本發明，管狀部件7 實現了兩個》茲極部分3和4之間^茲連續性，並且至少局部地呈現為一 個小厚度的壁，以便將磁通洩漏減至最小。因此由可能將兩個磁極部 分3和4之間將被稱作磁"短路"的影響減至最小。
根據圖1和圖3的示例性實施方案，管狀部件7呈現為一個恆定 的和小厚度的壁，例如小於1毫米的十分之幾。作為舉例，管狀部件7 的厚度介於35/100毫米和55/100毫米之間。
根據例如在圖2或圖4中示出的另一個示例性實施方案，管狀部 件7在沿其長度的某一部分呈現一個減小的橫截面7b。根據一個橫截 面來推算，減小的橫截面應理解成是指更小的厚度。在圖2的例子中， 管狀部件7是第二磁極部分4的一個構件，該第二磁極部分的連接端 7c包括減小的橫截面7b。該連接端進一步緊固在第一磁極部分3上。
磁芯6和一個彈簧10 —起固定在管狀部件7上，該彈簧協助將磁 芯保持到位。磁芯6的位移也會驅動緊固在所述磁芯6上的一個杆11 產生位移。這個杆ll就是用來致動(例如)液壓或氣壓閥9。
根據例如在圖4給出的示例性實施方案，管狀部件7是兩個磁極 部分3和4的一個構件，兩個磁極部分由呈現出減小的橫截面7b的一 個部分分隔開。於是，兩個磁極部分3和4就形成了管狀部件7的一 個單一的構件。後者的末端7a使之有可能構成運動磁芯6的一個停止 件。對例如液壓或氣壓閥進行致動的杆11還穿過與第二磁極部分4保 持磁場連續性的一個互補磁極部分4a。該互補磁極部分4a有利地使之 有可能軸向地限定自由空間5並因此限定與之相關的軸向間隙。
該管狀部件7經過或穿過磁軛2並且，若經過恰當地固定，可加 在磁軛2上，例如藉助於採用焊接、栓接、巻曲或任何其他裝配手段。
根據圖2的示例性實施方案，該管狀部件7通過一道焊縫18增加 並固定到i茲才及部分3上。
在圖4的示例性實施方案中，該管狀部件7是直接添加到磁軛2上。
在圖1和圖3的示例性實施方案中，該管狀部件7是通過任何已知的手段添加和固定到兩個磁極部分3和4上，特別是通過一道焊縫 和/或通過栓接的方式。還可以提供固定端12。
本發明還涉及液壓或氣壓閥9，如圖1和圖3所示，並由4艮據本發 明的電磁致動器所致動。這些閥門表現與第二磁極部分4保持磁連續 的一個閥體，如圖1所示，或者是所述第二》茲極部分4的一個直接構 件閥體，如圖3所示。閥門9具有入口 13和出口 14孔以及一個彈性恢 復裝置15,該裝置作用於一個由》茲芯6致動的葉片件(shutter member ) 16。人們所知的液壓或氣壓閥9在此不做更詳細的描述。它們有利地 與密封件17相關，以允許在管路上的一個密封連接(未示出)。
根據本發明的一個電磁致動器的管狀部件7還具有提高磁芯6相 對於磁極部分3和4的引導和位移精度的優點。
權利要求
1.一種電磁致動器，包括固定在磁軛(2)上的電線圈(1)，第一磁極部分(3)和第二磁極部分(4)，這些磁極部分緊固在磁軛(2)上並各自在自由空間(5)的一側附近延伸，該自由空間內有磁芯(6)在移動，該磁芯在對該電線圈(1)供電以及這些磁極部分(3)和(4)處出現的不同磁極性的作用下可見行平移活動，其特徵在於，它包括由磁性材料製成的管狀部件(7)，該部件至少部分地限定了該自由空間(5)並圍繞著該磁芯(6)，從而引導所述磁芯(6)的位移，所述管狀部件(7)呈現出與這些磁極部分(3，4)之一或二者的磁連續性，以此減小該磁芯(6)與這些磁極部分(3，4)之一或二者之間的徑向間隙。
2. 根據權利要求1所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)在》茲極部分的一側包括末端(7a)，該末構端成該^茲芯(6)的止動件。
3. 根據權利要求1或2所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀 部件(7):故構形和/或定位為可以實現該自由空間(5)與特別包括該 電線圏(1)的電氣部分之間的密封性。
4. 根據權利要求3所述的電磁致動器，其特徵在於，在這兩個磁 極部分(3)和(4)之間實現了磁連續性的該管狀部件(7)至少局部 地呈現為小厚度的壁，該厚度被選擇為使這兩個磁極部分之間的磁通 洩漏減至最小。
5. 根據權利要求4所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)呈現為恆定的小厚度的壁，例如小於1毫米的十分之幾。
6. 根據權利要求4所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)在沿其長度的某一部分上具有減小的橫截面(7b)。
7. 根據權利要求6所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)至少部分地是該第二磁極部分(4)的構件，並且它的包括了該減小的橫截面(7b)的一個連接端被固定在該第一磁極部分(3)上。
8. 根據權利要求6所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)是這兩個i茲極部分(3)和(4)的構件，這兩個磁極部分由呈現該減小的橫截面(7b)的該部分分隔開。
9. 根據權利要求8所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件(7)被加到該磁軛(2)上。
10. 根據權利要求7所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)被加到該第一磁極部分(3)和該磁軛(2)上。
11. 根據權利要求5所述的電磁致動器，其特徵在於，該管狀部件 (7)淨皮加到該f茲極部分(3)和(4) 二者之上。
12. —種液壓或氣壓閥(9),包括根據權利要求1到11中任意一 項的電磁致動器。
全文摘要
本電磁致動器包括固定在一個磁軛(2)上的一個電線圈(1)，第一和第二磁極部分(3，4)，它們連接到磁軛(2)上並各自在一個自由空間(5)的一側附近延伸，該自由空間內有一個磁芯(6)在移動，該磁芯在對該電線圈(1)供電以及這些磁極部分(3)和(4)處出現的不同磁性的作用下可見行平移活動。本發明電磁致動器包括由磁性材料製成的一個管狀部件(7)，該部件至少部分地限定了該自由空間(5)並圍繞著該磁芯(6)，從而引導所述磁芯(6)的位移，所述管狀部件(7)呈現出與這些磁極部分(3，4)的磁連續性，以此減小該磁芯(6)與這些磁極部分(3，4)之一或二者之間的徑向間隙。
文檔編號H01F7/16GK101288136SQ200680028801
公開日2008年10月15日 申請日期2006年8月2日 優先權日2005年8月3日
發明者A·古勃利, E·帕索倫奇, G·伊斯坎德爾, L·卡西尼, P·甘特爾默 申請人:博格華納公司