DE3618729A1 - Elektromagnetische betaetigungsvorrichtung - Google Patents

Description

HOEGER, STELLRECHT & PARTNERg g <j g y

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14C-D 7OOO STUTTGART 1

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A 47 061 m Anmelder: Lucas Industries

m - 213 public limited company

4. Juni 1986 Birmingham, Großbritannien

Beschreibung :

Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung mit einem"Polkernaufbau aus folgenden Bestandteilen: Einem mittleren, eine PoIflache bestimmenden Polstück, wenigstens einem ringförmigen, das mittlere Polstück im Abstand umgebenden und eine ringförmige Polfläche bestimmenden Polstück, wobei jedes Polstück eine ringförmige Aussparung zwischen sich und dem benachbarten Polstück aufweist, wenigstens einer elektrischen Wicklung in der bzw. den Aussparungen, wobei die Wicklung(en) im stromdurchflossenen Zustand einander benachbarte Polflächen veranlassen, eine entgegengesetzte magnetische Polarität anzunehmen, und einem aus magnetischem Material bestehenden Anker, der im stromdurchflossenen Zustand der Wicklung(en) zu den Polflächen hingezogen wird.

y/ Eine derartige Betätigungsvorrichtung ist in der GB-PS 15 99 525 beschrieben. Dabei bildet der Anker einen Teil eines Steuerventils für einen Kraftstofffluß im Kraftstoffsystem einer Verbrennungskraftmaschine.

Bei einer gegebenen magnetischen Flußdichte in den Polstücken kann das äußere oder äußerste Polstück im Vergleich mit dem inneren Polstück oder den inneren PoI-

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stücken eine verringerte radiale Breite haben. Da jedoch die Urafangslänge der äußeren oder äußersten Polstücke groß ist, ist die Kraftwirksamkeit der äußeren oder äußersten Polstücke aufgrund des hohen Flußverlustes gering. Wenn darüber hinaus die Anzahl der Polstücke erhöht wird, um die von der Betätigungsvorrichtung entwickelte Kraft zu steigern, nimmt der Durchmesser des Ankers zu und es können sich Probleme ergeben, die darauf beruhen, daß der Anker nicht mehr ausreichend steif ist. Ein weiterer Nachteil beruht auf der Tatsache, daß nicht magnetische Materialien rund um den Umfang des Kernaufbaus herum verwendet werden müssen, um die Flußverluste bei einem Minimum zu halten.

β Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung in verbesserter Form vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine weitere, das äußere Polstück umgebende Wicklung und durch eine ringförmige Polkernkomponente, die entlang dem äußeren Polstück verläuft und von diesem durch eine die weitere Wicklung aufweisende Aussparung räumlich getrennt ist, wobei sich die Polkernkomponente über die Polflächen hinaus erstreckt und mit dem Anker einen radialen Luftspalt bildet.

"n Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung an sich bekannter Art und

Fig. 2 eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt ein an sich bekannter, elektromagnetischer Betätiger einen allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichneten Kernaufbau mit einem mittleren, zylindrischen Polstück 11, welches bei der dargestellten Ausführungsform mit einer zentralen Bohrung 12 versehen ist. Ferner schließt der Kernaufbau ein ringförmiges Polstück 13 ein, welches das mittlere Polstück im Abstand umgibt. Zwischen den beiden Polstücken ist eine ringförmige Aussparung 14 ausgebildet, in welche eine elektrische Wicklung 15 eingebracht ist. Das mittlere Polstück 11 weist eine Polfläche 16 auf, während das äußere Polstück eine Polfläche 17 bestimmt, wobei die beiden Polflächen in einer gemeinsamen Ebene liegen. An ihren den Polflächen abgekehrten Enden sind die Polstücke über ein Joch 18 magnetisch miteinander verbunden. Der Betätiger weist ferner einen Anker 19 auf, der aus magnetischem Material in plattenähnlicher Form gebildet ist.

Wenn die Wicklung 15 von elektrischem Strom durchflossen ist, nehmen die Polflächen 16 und 17 einander entgegengesetzte magnetische Polarität an und der magnetische Fluß durchquert den Luftspalt zwischen den Polflächen und dem Anker, was auf den Anker eine Anziehungskraft ausübt und diesen zu den Polflächen hinzieht. Die

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radiale Breite der äußeren Polfläche 17 und auch des Polstücks 13 ist im Vergleich mit derjenigen der Polfläche 16 und des mittleren Polstücks 11 verringert. Der Grund hierfür ist der, daß die Umfangslänge des äußeren Polstücks wesentlich größer als diejenige des mittleren Polstücks ist, das äußere Polstück jedoch die gleiche Querschnittsfläche wie das mittlere Polstück hat. Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat lediglich eine einzige Windung. Es können jedoch auch weitere ringförmige Polstücke mit zusätzlichen Wicklungen in den zwischen benachbarten Polstücken ausgebildeten Aussparungen vorgesehen werden, so daß sich eine höhere Anziehungskraft auf den Anker ergibt. Wie erläutert, ist die Wirksamkeit des äußeren Polstücks und dessen Polfläche aufgrund von Flußverlusten verringert.

Bei der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 2 sind Komponenten, die denjenigen in Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 2 hat der Betätiger jedoch eine weitere Wicklung 20, welche das äußere Polstück 13 umgibt. Der Kernaufbau weist eine ringförmige Polkernkomponente auf, die sich ausgehend vom Joch 18 an der Seite des Polstücks 13 erstreckt, von diesem jedoch durch einen Zwischenraum getrennt ist. Außerdem erstreckt sich die Polkernkomponente 21 über die Polflächen 16, 17 hinaus und weist einen ringförmigen, nach einwärts gerichteten Teil 22 auf, -der zusammen mit dem Anker einen radialen Luftspalt 23 bestimmt, wobei der Anker mit einem axial und peripher verlaufenden Fortsatz 24 versehen ist. Außerdem ist die radiale Breite des äußeren Polstücks

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im vergleich mit derjenigen des Betätigers aus Fig. 1 vergrößert.

Die Wicklung 20 wird zu gleicher Zeit wie die Wicklung 15 mit Strom versorgt, wobei jedoch die Stromfließrichtung oder die Wicklungsrichtung der Wicklung 20 gegenüber der Wicklung 15 entgegengesetzt ist, so daß die Wicklung 20 zu demjenigen magnetischen Fluß beiträgt, welcher im äußeren Polstück 13 fließt. Der in der Polkernkomponente 21 ausgebildete Fluß wird mittels des Luftspalts 23 in den Anker gelenkt, so daß die Kraft, welche auf den Anker ausgeübt werden kann, erhöht wird. Diese Erhöhung der Kraft wird ohne wesentliche Vergrößerung des Ankerdurchmessers erhalten, so daß die Steifheit des Ankers im wesentlichen die gleiche ist. Darüber hinaus ist der magnetische Fluß im wesentlichen auf den magnetischen Kreis des Betätigers beschränkt und der Kernaufbau kann in einer Fassung enthalten sein oder montiert werden, die, falls erwünscht, aus magnetischem Material hergestellt ist.

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   patentanwälte

   14. c d 7ooo Stuttgart 1

   A 47 061 m Anmelder: Lucas Industries

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   Patentansprüche :

   /j/. Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung mit einem mittleren, eine Polfläche bestimmenden Polstück, mit wenigstens einem ringförmigen, das mittlere Polstück im Abstand umgebenden und eine ringförmige Polfläche bestimmenden Polstück, wobei jedes Polstück eine ringförmige Aussparung zwischen sich und dem benachbarten Polstück aufweist, mit wenigstens einer elektrischen Wicklung in der bzw. den Aussparungen, wobei die Wicklung(en) im stromdurchflossenen Zustand einander benachbarte Polflächen veranlassen, eine entgegengesetzte magnetische Polarität einzunehmen, und mit einem aus magnetischem Material bestehenden Anker, der im stromdurchflossenen Zustand der Wicklung(en) zu den Polflächen hin gezogen wird, gekennzeichnet durch eine weitere, das äußere Polstück (13) umgebende Wicklung (20) und durch eine ringförmige Polkernkomponente (21), die entlang dem äußeren Polstück (13) verläuft und von diesem durch eine die weitere Wicklung (20) aufnehmende Aussparung räumlich getrennt ist, wobei sich die Polkernkomponente (21) über die Polflächen (16, 17) hinaus erstreckt und mit dem Anker (24) einen radialen Luftspalt bildet.

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2. 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Ankers (24) im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Polfläche (17) am äußeren Polstück (13) ist und die Polkernkomponente (21) einen ringförmigen, nach einwärts gerichteten Teil (22) einschließt, der mit dem Anker (24) den Luftspalt bildet.

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