EP3772740A1 - Idle stroke adjustment of a magnetic actuator - Google Patents

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EP3772740A1
EP3772740A1 EP20189490.4A EP20189490A EP3772740A1 EP 3772740 A1 EP3772740 A1 EP 3772740A1 EP 20189490 A EP20189490 A EP 20189490A EP 3772740 A1 EP3772740 A1 EP 3772740A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plunger
magnetic actuator
pole
magnet armature
pole core
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP20189490.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Hochmuth
Veronika Höcht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rapa Automotive GmbH and Co KG
Original Assignee
Rapa Automotive GmbH and 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 Rapa Automotive GmbH and Co KG filed Critical Rapa Automotive GmbH and Co KG
Publication of EP3772740A1 publication Critical patent/EP3772740A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/127—Assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding

Definitions

  • the present invention relates to a method for adjusting the idle stroke in a magnetic actuator and a manufacturing method for a magnetic actuator, a corresponding magnetic actuator, a batch of magnetic actuators and a system with such a magnetic actuator and an external component operated by the magnetic actuator.
  • Electromagnets or magnetic actuators for actuating valves or other components, such as slides or levers, are used, for example, in automatic transmissions in automobiles. It is often an operational requirement of the magnetic actuator that a plunger, which is used to actuate such components external to the magnetic actuator itself, is definitely completely retracted into the magnetic actuator in the de-energized case, i.e. in a corresponding exit hole on a front side of the magnetic actuator is sunk.
  • the magnetic actuator in such a way that, in the de-energized case, the front side of the plunger enters the through hole by a certain distance, called idle stroke, that is, is spaced from a front surface of the magnetic actuator to the inside thereof.
  • the idle stroke must be provided, for example, sufficiently large to ensure that the ram moves completely into the magnetic actuator, despite the component tolerances of the individual components that contribute to this idle stroke, such as the plunger and magnet armature.
  • a large idle stroke leads, on the one hand, to a high impact speed of the plunger on the external component upon initial actuation of the magnetic actuator with corresponding noise and material abrasion and, on the other hand, to a relatively slow response.
  • a large number or a batch of such magnetic actuators shows a large scatter in their response behavior.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method for adjusting an idle stroke of a magnetic actuator or a manufacturing method for a magnetic actuator and a corresponding magnetic actuator that creates or enables a simplified and cost-effective manufacturing method for a magnetic actuator, in particular with a small idle stroke and small specimen variation .
  • the present invention creates a method for adjusting an idle stroke in a magnetic actuator and provides a magnetic actuator with an adjusted idle stroke with the following steps.
  • the pole tube comprises a pole core or generally a pole core unit at an axial end of the pole tube or the pole tube cavity, which is referred to below as the front or front end of the pole tube, the magnet armature being on the pole core or the front end is moved or urged in this direction.
  • the pole core consists of magnetic material, is optionally a part or a section of a preferably one-piece pole core tube and is part of the magnetic circuit of the magnetic actuator when the magnetic actuator is in operation.
  • the pole core is generally also a part or section of a pole core unit, the remaining part of the pole core unit being completely or partially made of a different material than the pole core, in particular an amagnetic material, and being firmly connected to the pole core.
  • the pole core unit is formed entirely by the pole core and accordingly consists entirely of magnetic material.
  • a pole core unit is therefore spoken of, even if it consists exclusively of the pole core.
  • the pole core unit has an axial, usually cylindrical, through hole for receiving and guiding a tappet, which is usually located on the longitudinal axis or is designed concentrically thereto. Furthermore, the pole core unit has a flat front face on a front side facing away from the pole tube or the pole tube cavity, which is usually perpendicular to the longitudinal axis and thus defines an exit plane of the magnetic actuator for the tappet.
  • the flat front side surface preferably directly adjoins the through hole and / or completely surrounds the through hole and / or forms the complete front side of the pole core unit and thus of the magnetic actuator, facing away from the pole tube.
  • a corresponding, preferably one-piece and / or cylindrical plunger which usually consists of an amagnetic material, is introduced into the through hole of the pole core unit.
  • the tappet On a front side facing away from the pole tube or the pole tube cavity, the tappet has a front axial end which is preferably partially or completely flat and perpendicular to the longitudinal axis of the tappet and thus an engagement or actuation surface of the tappet or the magnetic actuator Are defined.
  • the longitudinal axis of the plunger coincides with the longitudinal axis of the through hole and, accordingly, usually also with the longitudinal axis of the magnetic actuator.
  • the plunger or its front end is dimensioned so that it can be completely received or sunk into the through hole and thus positioned axially on a rear side of the front face of the pole core unit or the exit plane of the pole core unit or the magnetic actuator.
  • the magnet armature is introduced into the pole tube cavity of the pole tube and brought into engagement with the rear end of the tappet.
  • the magnet armature and the plunger are not firmly connected to one another and merely touch each other when they are brought into engagement. This can be done using gravity, for example, by positioning the magnetic actuator or the pole tube vertically in the gravitational field with the front facing down and successively filling the plunger and the magnet armature into the magnetic actuator to be created.
  • the plunger and magnet armature can also be firmly connected to one another.
  • the engagement or the (permanent) connection of the plunger and magnet armature occurs preferably before the insertion of the plunger and magnet armature into the one to be created Magnetic actuator, which allows the plunger and magnet armature to be incorporated into the magnetic actuator as a common unit and corresponding savings in assembly steps.
  • the plunger is axially positioned in the through hole of the pole core unit and thus also the magnet armature engaging with the plunger in such a way that the front end of the plunger is a predetermined axial distance from the flat front surface of the pole core unit and thus the exit plane of the magnetic actuator for the plunger, that is, has moved into the through hole by the corresponding predetermined distance, this predetermined distance or this predetermined distance forming the idle stroke of the magnetic actuator and preferably in the range between 5 and 100 ⁇ m and, for example, 5, 10, 15, 20, 30, 50, 70 or 100 ⁇ m, each of the values mentioned can also be an upper or lower limit of the stated range.
  • the positioning is done, for example, with the aid of a spacer element which rests on a flat support surface on which the flat front surface is positioned and which engages in the through hole so that the front end of the plunger engages the spacer element.
  • the spacer element has a thickness which is equal to the predetermined distance, that is to say is equal to the idle stroke and, for example, has an outer diameter which is smaller than or equal to the diameter of the through hole.
  • a rear stop position for the magnet armature and thus also for the plunger which is in engagement therewith is established by bringing a stop element into engagement with the magnet armature, in the simplest case being placed directly on the magnet armature and on the Magnetic actuator, in particular the pole tube, to create a rear mechanical stop for the armature, is fixed.
  • This stop element which is preferably arranged on a rear side of the armature, defines the rear end of the travel path of the armature.
  • the stop element is brought into engagement with a rearward axial end facing away from the pole core or the rear side of the magnet armature or is placed thereon.
  • the fixing of the stop element is usually permanent fixing, which is preferably done by welding, laser welding, soldering and / or caulking of the stop element, preferably on or in the pole tube.
  • a magnetic actuator or electromagnetic actuator comprising a pole tube with a pole tube that can be moved along the longitudinal axis Magnet armature and with a pole core unit which is arranged on a front side of the pole tube, the magnet armature moving towards the pole core unit or being pushed in the direction of the front side when energized.
  • the pole core unit has an axial through-hole for receiving a tappet, which preferably lies on the longitudinal axis or concentrically therewith.
  • the pole core unit On a front side facing away from the pole tube or the magnet armature, the pole core unit has a flat front face, preferably designed as described above.
  • a corresponding, preferably one-piece and / or cylindrical, triangular, square or hexagonal plunger is arranged, which has a greater axial length than the through hole, so that, depending on the operating state of the magnetic actuator, at least one of the front and rear axial ends of the plunger protrudes beyond the through hole in the axial direction.
  • the plunger has on its front side a preferably flat, front axial end which can be completely sunk into the through hole.
  • the magnetic actuator also has a stop element for the magnet armature, which defines a rear stop position for the magnet armature.
  • a stop element for the magnet armature which defines a rear stop position for the magnet armature.
  • the manufacturing or adjustment method according to the invention creates a magnetic actuator with an adjusted idle stroke, in which, with regard to the idle stroke, the tolerance chain of the contributing individual components, such as plunger, magnet armature, stop element, etc., which can add up to several tenths of a millimeter, is omitted and this is increased accordingly Allows component tolerances of these individual components (plunger, armature, stop element, etc.), and thereby creates an idle stroke of the magnetic actuator, the tolerance or variance of which in the simplest case depends exclusively on the accuracy or the repeatability of the positioning of the plunger in step (c) and thus only from a single process step, in that the various components contributing to the idle stroke are jointly positioned, adjusted or fixed.
  • the tolerance chain of the contributing individual components such as plunger, magnet armature, stop element, etc.
  • the idle stroke tolerance is preferably even smaller than the component tolerance of one or each individual component, preferably smaller than the sum of the component tolerances of the plunger, magnet armature and / or stop element.
  • such an idle stroke can be adjusted or set mechanically with little variance or scattering, without the individual components having to be measured, so that the production or adjustment method according to the invention preferably without one Measurement step can be carried out.
  • the idle stroke tolerance is preferably determined exclusively by the repeatability of step (c).
  • the magnetic actuator according to the invention is intended to interact with an external component, for example a slide, a valve, a lever, etc., which in the de-energized case usually rests on the front surface of the magnetic actuator or the pole core unit, so that when the magnetic actuator is energized, the plunger - after overcoming the idle stroke and exiting the through hole - exerts a force on the external component and pushes it away from the pole core unit, the external component preferably being displaceable linearly along the longitudinal axis of the magnetic actuator.
  • an external component for example a slide, a valve, a lever, etc.
  • the low idle stroke spread according to the invention also allows a small amount of idle stroke to be provided (e.g. a few hundredths of a millimeter), while at the same time ensuring that the front of the plunger is completely retracted into the through hole on the front or does not protrude beyond it when the power is off . Accordingly, a magnetic actuator with a fast response behavior can be provided which at the same time enables a relatively low exit speed of the plunger from the through hole when current is started and thus possibly a correspondingly low impact speed of the plunger on the external component to be actuated.
  • the external component When deflected away from the front, the external component preferably exerts a mechanical counterforce or restoring force, for example with the help of a spring element, on the plunger, so that on the one hand the deflection of the external component can be controlled by energizing the magnetic actuator and on the other hand the plunger in the de-energized case is pushed into the through hole.
  • the magnetic actuator itself preferably has no restoring element, such as a spring element.
  • the method according to the invention makes it possible to create a batch with a large number of magnetic actuators which have a very low scatter in terms of their idle stroke and their response behavior.
  • the idle stroke in a batch preferably has a variance, specimen variance or tolerance deviation of less than 50 ⁇ m, less than 20 ⁇ m, less than 10 ⁇ m or less than 5 ⁇ m from a predetermined axial distance or target idle stroke.
  • Preferred has a batch between 100 and 10,000, particularly preferably directly one after the other manufactured or adjusted magnetic actuators, the number of the plurality of magnetic actuators, for example 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 or 10,000 each of the values mentioned can also be an upper or lower limit of the range mentioned
  • step (c) is carried out before the magnet armature is introduced.
  • the stop element is designed as a preferably flat, circular cover that closes the rear end of the pole tube, preferably completely and / or fluid-tight, so that any hydraulic fluid present in the pole tube cavity cannot flow off via the rear axial end of the pole tube.
  • the cover is preferably fixed directly to the pole tube, in particular to a magnet tube of the pole tube. Such a cover enables a full-surface stop for the rear of the magnet armature.
  • the cover is preferably designed in one piece and / or consists of an amagnetic or a magnetic material. To fix it, the cover is preferably welded all the way around, preferably with the aid of a laser.
  • the magnet armature is usually an essentially cylindrical or exactly cylindrical body, the longitudinal axis of which coincides with that of the pole tube.
  • the pole tube has a corresponding, usually cylindrical, cavity or magnet space in which the magnet armature can be moved linearly along the longitudinal axis.
  • the longitudinal axis of the pole tube is also the longitudinal axis of the magnetic actuator.
  • the pole tube can be constructed in one piece, two pieces or in several pieces and accordingly have two or more pole tube components.
  • Such pole tubes are for example in the DE 10 2016 103 168.2 and in the publications mentioned therein and their disclosure content with regard to the design of the pole tube and the electromagnet or the magnetic drive is included in the present document.
  • the pole tube preferably comprises a magnet tube and a pole core tube as pole tube components, and particularly preferably precisely these two pole tube components, the pole core preferably forming a section of the preferably one-piece pole core tube.
  • the magnet tube has a through hole and the pole core tube has a blind hole for the magnet armature.
  • These recesses that is to say through hole and blind hole, together with an axial air gap which is usually located between them, may be created on the magnet tube and / or pole core tube tapering or conical and / or stepped, the pole tube cavity or magnet space of the pole tube for the displaceable magnet armature, that is, the space in which a magnet armature of the magnet actuator moves linearly or in a straight line along its longitudinal axis.
  • the recesses in the magnet tube and pole core tube have the same inner shape that corresponds to the outer shape of the magnet armature, which is usually cylindrical and has the same inner diameter, so that, apart from the axial air gap, due to the concentric arrangement of the two pole tube components or their recesses, a pole tube cavity with offset-free wall is created.
  • the pole core usually forms an axial, front-side end of the magnet space, usually the bottom of the blind hole in the pole-core tube, and also serves, if necessary, as a front-side stop for the magnet armature.
  • the pole core or the pole core tube and the other pole tube component (s) of the pole tube consist of a magnetic or magnetically conductive or ferromagnetic material.
  • the pole tube is, for example, together with a magnetic housing, which extends in a manner known per se around a magnet coil surrounding the pole tube or on the outside thereof, during operation or when the magnet coil is energized, part of the magnetic circuit of the Magnetic actuator.
  • the inner diameter of the pole tube is preferably in the range between 5 and 50 mm and is, for example, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 20 , 25, 30, 40 or 50 mm, whereby each of the stated values can also be an upper or lower limit of the stated range.
  • the diameter of the plunger is preferably in the range between 1 and 20 mm and is, for example, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12, 15 or 20 mm, each of the values mentioned also being an upper or lower limit of the said range can.
  • the magnetic force generated by a magnetic actuator is preferably in the range between 0 and 50 N and is, for example, 0, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 or 50 N, each of the values mentioned also including one Can be the upper or lower limit of the stated range.
  • the stroke of the magnetic actuator is preferably in the range between 0.5 and 50 mm and is, for example, 0.5, 0.7, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, 10, 15 , 20, 30, 40 or 50 mm, whereby each of the stated values can also be an upper or lower limit of the stated range
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a magnetic actuator 1 according to the invention along its longitudinal axis A in the de-energized case.
  • the magnetic actuator comprises a pole tube 2, which comprises a pole core tube 3 and a magnet tube 4.
  • the pole core tube 3 and the magnet tube 4 run stepped or conically towards an axial air gap between them.
  • the pole core tube 3 has a blind hole for the magnet armature 5 into which the magnet armature 5, which is displaceable along the longitudinal axis A of the magnet actuator 1, moves when energized.
  • the pole core tube 3 comprises, in addition to the partially conical walls of the blind hole, a pole core 3 a integrally connected therewith.
  • a further component 3b made of a-magnetic material is firmly connected to the pole core 3a on the pole core 3a, which is arranged axially on the front side of the pole core 3a and concentrically thereto and together with the pole core 3a forms the pole core unit.
  • the entire pole core unit is formed by the pole core 3a and there is no further component 3b.
  • a cylindrical through hole is formed on the longitudinal axis A, in which a plunger 6 is guided.
  • the pole core unit which in the present case consists of the pole core 3a and the further component 3b, has, as the front side facing away from the magnet armature 5, a completely flat front surface or front surface, which in the present case has the further component 3b of the pole core unit is formed into which the through hole of the pole core unit opens perpendicularly and which at the same time forms the front end of the magnetic actuator 1.
  • a magnet coil 7 and an outer magnet housing 8 for closing the magnetic circuit when energized are arranged around the pole tube 2 in a known manner.
  • a rigid, here metallic cover 9 is arranged as a rear stop element for the magnet armature 5.
  • the cover 9 closes the rear end of the pole tube completely and, if necessary, fluid-tight or pressure-tight.
  • an electrical connection unit or plug unit 10 for the electrical supply of the magnet coil 7 is also arranged.
  • the magnet armature 5 and the plunger 6 are not firmly connected to one another. Alternatively, however, the armature 5 and the plunger 6 can also be firmly connected to one another.
  • the armature 5 is in engagement with the cover 9, that is, the two components are in contact. Furthermore, the plunger 6 is also in engagement with the magnet armature 5, that is, these two components are also in contact.
  • the front end of the plunger 6, which is in the present case flat is retracted a predetermined distance into the through hole, which is referred to here as the idle stroke 11 .
  • the magnetic actuator 1 is provided to interact with an external component 20, which can be deflected with the aid of the plunger 6 and is linearly displaceable along the longitudinal axis A, for example.
  • the external component 20 is, for example, urged in the opposite direction towards the magnetic actuator 1 with the help of a pretensioning spring 21 and, in the de-energized case, is therefore flush with the flat front surface of the magnetic actuator 1 or its pole core unit, in this case the further component 3b.
  • the armature 5 When energized, the armature 5 is pushed in the direction of the pole core 3 a and thus displaces the plunger 6 in the direction of the outside of the armature 1 and thus towards the external component 20.
  • the plunger 6 and armature 5 overcome the previously adjusted, predetermined idle stroke 11 and the plunger therefore always strikes due to the adjusted idle stroke 11 or the small specimen variation of the idle stroke 11, i.e. in each copy of the MatAkt 1 according to the invention with the same in each case under the same current flow conditions or at least substantially the same speed on the external component 20 or comes into engagement with the external component 20.
  • the specimen variance of the impact speed is also low.
  • the idle stroke 11 is typically in the range of a few hundredths of a millimeter (in the present embodiment between 5 and 100 ⁇ m, in particular 20 ⁇ m) and is therefore relatively small, so that the impact speed of the plunger 6, the resulting material abrasion and the resulting noise development are low or are negligible.
  • a regulating stroke magnet and, if necessary, a proportional magnet can be created with it.
  • the magnetic actuator 1 has an axial length of 34 mm, the pole core unit or its further component 3b protruding by 0.05 mm beyond a front end of the outer housing of the magnetic actuator 5.
  • step (a) a pole tube as described above with a pole core unit with a flat front face and a through hole is provided.
  • Step (b) can then be divided into several individual steps.
  • step (b1) a plunger 6 is inserted into the through hole.
  • step (b2) the magnet armature is introduced into the pole tube 2.
  • step (b3) the magnet armature 5 is brought into engagement with the plunger 6, for example the magnet armature 5 is placed on the plunger 6 using gravity.
  • the plunger 6 is positioned such that its front end is at a predetermined distance, namely the idle stroke 11, from the flat front surface of the pole core unit.
  • a rear stop element for example in the form of a cover 9, is brought into engagement with the axial rear side of the magnet armature 5, for example placed on the axial rear side of the magnet armature 5 and then the cover 9 with the surrounding pole tube 2, in particular its magnet tube 4 is welded, for example circumferentially, so that the pole tube is fluid-tight and / or pressure-tight on the back.
  • the idle stroke 11 is thereby established or adjusted.
  • step (c) can also be carried out before step (b2).
  • step (b3) can also be carried out before the introduction of the plunger (step (b1)) and magnet armature (step (b2)), and magnet armature 5 and tappet 6 are introduced into the magnet armature as a common structural unit.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justage eines Leerhubs eines Magnetaktuators, umfassend die Schritte:(a) Bereitstellen eines Polrohrs (2) zur Aufnahme eines entlang einer Längsachse (A) verfahrbaren Magnetankers (5), wobei an einer Vorderseite des Polrohrs eine Polkerneinheit angeordnet ist, aufweisend ein Durchgangsloch zur Aufnahme eines Stößels (6), wobei die Polkerneinheit eine ebene Vorderseitenfläche aufweist,(b) Einbringen des Stößels mit einem bevorzugt ebenen vorderen Ende und des Magnetankers derart, dass Stößel und Magnetanker in Eingriff stehen,(c) Positionieren des Stößels derart, dass das vordere Ende des Stößels einen vorbestimmten axialen Abstand zu der Vorderseitenfläche aufweist, und(d) Festlegen einer rückwärtigen Anschlagsposition durch Ineingriffbringen eines Anschlagselements (9) mit dem Magnetanker, insbesondere an einer Rückseite des Magnetankers, und Fixieren des Anschlagselements an dem Magnetaktuator, insbesondere an dem Polrohr und/oder durch Laserverschweißen.The invention relates to a method for adjusting an idle stroke of a magnetic actuator, comprising the steps: (a) Providing a pole tube (2) for receiving a magnet armature (5) that can be moved along a longitudinal axis (A), a pole core unit being arranged on a front side of the pole tube , having a through hole for receiving a plunger (6), wherein the pole core unit has a flat front surface, (b) introducing the plunger with a preferably flat front end and the magnet armature such that the plunger and magnet armature are in engagement, (c) positioning the Plunger in such a way that the front end of the plunger has a predetermined axial distance from the front surface, and (d) setting a rear stop position by engaging a stop element (9) with the magnet armature, in particular on a rear side of the magnet armature, and fixing the stop element on the Magnetic actuator, in particular on the pole tube and / or by laser serv weld.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justage des Leerhubs in einem Magnetaktuator bzw. ein Herstellungsverfahren für einen Magnetaktuator, einen entsprechenden Magnetaktuator, eine Charge von Magnetaktuatoren sowie ein System mit einem solchen Magnetaktuator und einem von dem Magnetaktuator betätigten externen Bauteil.The present invention relates to a method for adjusting the idle stroke in a magnetic actuator and a manufacturing method for a magnetic actuator, a corresponding magnetic actuator, a batch of magnetic actuators and a system with such a magnetic actuator and an external component operated by the magnetic actuator.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Elektromagnete bzw. Magnetaktuatoren zum Betätigen von Ventilen oder sonstigen Bauteilen, wie Schiebern oder Hebeln, finden beispielsweise in KFZ-Automatikgetriebe Anwendung. Dabei ist es häufig eine Betriebsanforderung an den Magnetaktuator, dass ein Stößel, der zur Betätigung von derartigen, zu dem Magnetaktuator selbst externen Bauteilen verwendet wird, im unbestromten Fall mit Sicherheit in den Magnetaktuator vollständig eingefahren ist, das heißt in einem entsprechenden Austrittsloch auf einer Vorderseite des Magnetaktuators versenkt ist.Electromagnets or magnetic actuators for actuating valves or other components, such as slides or levers, are used, for example, in automatic transmissions in automobiles. It is often an operational requirement of the magnetic actuator that a plunger, which is used to actuate such components external to the magnetic actuator itself, is definitely completely retracted into the magnetic actuator in the de-energized case, i.e. in a corresponding exit hole on a front side of the magnetic actuator is sunk.

Um diese Bedingung zu erfüllen ist es bekannt, den Magnetaktuator derart auszulegen, dass im unbestromten Fall die Vorderseite des Stößels um eine bestimmte, Leerhub genannte Strecke in das Durchgangsloch einfährt, das heißt von einer Vorderseitenfläche des Magnetaktuators zu dessen Innenseite hin entsprechend beabstandet ist. Dabei muss der Leerhub beispielsweise ausreichend groß vorgesehen werden, um trotz der Bauteiltoleranzen der Einzelbauteile, die zu diesem Leerhub beitragen, wie Stößel und Magnetanker, sicherzustellen, dass der Stößel vollständig in den Magnetaktuator einfährt. Ein großer Leerhub führt jedoch zum einen zu einer hohen Aufprallgeschwindigkeit des Stößels auf das externe Bauteil bei initialer Betätigung des Magnetaktuators mit entsprechender Geräuschentwicklung und Materialabrieb und zum anderen zu einem relativ langsamen Ansprechverhalten. Weiterhin zeigt in diesem Fall eine Vielzahl bzw. eine Charge derartiger Magnetaktuatoren eine große Streuung in ihrem Ansprechverhalten.In order to meet this condition, it is known to design the magnetic actuator in such a way that, in the de-energized case, the front side of the plunger enters the through hole by a certain distance, called idle stroke, that is, is spaced from a front surface of the magnetic actuator to the inside thereof. In this case, the idle stroke must be provided, for example, sufficiently large to ensure that the ram moves completely into the magnetic actuator, despite the component tolerances of the individual components that contribute to this idle stroke, such as the plunger and magnet armature. However, a large idle stroke leads, on the one hand, to a high impact speed of the plunger on the external component upon initial actuation of the magnetic actuator with corresponding noise and material abrasion and, on the other hand, to a relatively slow response. Furthermore, in this case a large number or a batch of such magnetic actuators shows a large scatter in their response behavior.

Um den Leerhub und gegebenenfalls auch dessen Exemplarstreuung in einer Charge zu verringern, ist es denkbar, zumindest die zu dem Leerhub beitragenden Einzelbauteile, wie Stößel und Magnetanker, bei Einbau zu vermessen und entsprechend in dem herzustellenden Magnetaktuator zu positionieren. Dies macht die Herstellung jedoch aufwändig, da die entsprechenden Bauteile von jedem einzelnen Magnetaktuator bei dessen Herstellung einzeln vermessen werden müssen. Alternativ wäre es auch denkbar, entsprechende Einzelbauteile wie Stößel und Magnetanker mit geringer Bauteiltoleranz zu verwenden. Dies erhöht jedoch die Bauteilkosten signifikant.In order to reduce the idle stroke and possibly also its specimen variance in a batch, it is conceivable to measure at least the individual components that contribute to the idle stroke, such as the plunger and armature, during installation and to position them accordingly in the magnetic actuator to be manufactured. However, this makes production complex, since the corresponding components of each individual magnetic actuator have to be measured individually during its production. Alternatively, it would also be conceivable to use corresponding individual components such as plungers and magnet armatures with a small component tolerance. However, this increases the component costs significantly.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Justage eines Leerhubs eines Magnetaktuators bzw. ein Herstellungsverfahren für einen Magnetaktuator und einen entsprechenden Magnetaktuator anzugeben, der ein vereinfachtes und kostengünstiges Herstellungsverfahren für einen Magnetaktuator schafft bzw. ermöglicht, insbesondere bei kleinem Leerhub und kleiner Exemplarstreuung. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entsprechende Charge und ein entsprechendes System zum Zusammenwirken des Magnetaktuators mit einem zu betätigenden externen Bauteil anzugeben.The object of the present invention is therefore to provide a method for adjusting an idle stroke of a magnetic actuator or a manufacturing method for a magnetic actuator and a corresponding magnetic actuator that creates or enables a simplified and cost-effective manufacturing method for a magnetic actuator, in particular with a small idle stroke and small specimen variation . In addition, it is the object of the present invention to specify a corresponding batch and a corresponding system for the interaction of the magnetic actuator with an external component to be actuated.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The problem is solved by the independent claims. Advantageous refinements and developments are given in the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Justage eines Leerhubs in einem Magnetaktuator und stellt einen Magnetaktuator mit justiertem Leerhub mit folgenden Schritten bereit.The present invention creates a method for adjusting an idle stroke in a magnetic actuator and provides a magnetic actuator with an adjusted idle stroke with the following steps.

Bereitstellen eines bevorzugt zylindrischen Polrohrs mit einem bevorzugt zylindrischen Polrohr-Hohlraum zur Aufnahme eines entlang einer Längsachse des Polrohrs verfahrbaren Magnetankers (Schritt (a)). Dabei umfasst das Polrohr an einem axialen Ende des Polrohrs bzw. des Polrohr-Hohlraums, das im Folgenden als Vorderseite bzw. vorderseitiges Ende des Polrohrs bezeichnet wird, einen Polkern bzw. allgemein eine Polkerneinheit, wobei sich der Magnetanker bei Bestromung auf den Polkern bzw. das vorderseitige Ende zu bewegt bzw. in diese Richtung gedrängt wird. Der Polkern besteht aus magnetischem Material, ist gegebenenfalls ein Teil bzw. ein Abschnitt eines bevorzugt einstückigen Polkernrohrs und ist im Betrieb des Magnetaktuators Teil des Magnetkreises des Magnetaktuators.Provision of a preferably cylindrical pole tube with a preferably cylindrical pole tube cavity for receiving a magnet armature which can be moved along a longitudinal axis of the pole tube (step (a)). In this case, the pole tube comprises a pole core or generally a pole core unit at an axial end of the pole tube or the pole tube cavity, which is referred to below as the front or front end of the pole tube, the magnet armature being on the pole core or the front end is moved or urged in this direction. The pole core consists of magnetic material, is optionally a part or a section of a preferably one-piece pole core tube and is part of the magnetic circuit of the magnetic actuator when the magnetic actuator is in operation.

Dabei ist der Polkern im allgemeinen Fall auch ein Teil bzw. ein Abschnitt einer Polkerneinheit, wobei der übrige Teil der Polkerneinheit vollständig oder teilweise aus einem anderen Material als der Polkern, insbesondere aus einem amagnetischen Material, besteht und fest mit dem Polkern verbunden ist. Im einfachsten Fall wird jedoch die Polkerneinheit vollständig durch den Polkern gebildet und besteht entsprechend vollständig aus magnetischem Material. Im Folgenden wird daher von einer Polkerneinheit gesprochen, auch wenn diese ausschließlich aus dem Polkern besteht.The pole core is generally also a part or section of a pole core unit, the remaining part of the pole core unit being completely or partially made of a different material than the pole core, in particular an amagnetic material, and being firmly connected to the pole core. In the simplest case, however, the pole core unit is formed entirely by the pole core and accordingly consists entirely of magnetic material. Hereinafter a pole core unit is therefore spoken of, even if it consists exclusively of the pole core.

Die Polkerneinheit weist ein axiales, üblicherweise zylindrisches Durchgangsloch zur Aufnahme und Führung eines Stößels, das üblicherweise auf der Längsachse liegt bzw. konzentrisch dazu ausgebildet ist. Desweiteren weist die Polkerneinheit auf einer von dem Polrohr bzw. dem Polrohr-Hohlraum abgewandten Vorderseite eine ebene Vorderseitenfläche auf, die üblicherweise senkrecht zur Längsachse ausgebildet ist und somit eine Austrittsebene des Magnetaktuators für den Stößel definiert. Bevorzugt grenzt die ebene Vorderseitenfläche an das Durchgangsloch unmittelbar an und/oder umgibt das Durchgangsloch vollständig und/oder bildet die komplette, vom Polrohr abgewandte Vorderseite der Polkerneinheit und somit des Magnetaktuators.The pole core unit has an axial, usually cylindrical, through hole for receiving and guiding a tappet, which is usually located on the longitudinal axis or is designed concentrically thereto. Furthermore, the pole core unit has a flat front face on a front side facing away from the pole tube or the pole tube cavity, which is usually perpendicular to the longitudinal axis and thus defines an exit plane of the magnetic actuator for the tappet. The flat front side surface preferably directly adjoins the through hole and / or completely surrounds the through hole and / or forms the complete front side of the pole core unit and thus of the magnetic actuator, facing away from the pole tube.

In einem weiteren Schritt (b) wird in das Durchgangsloch der Polkerneinheit ein korrespondierender, bevorzugt einstückiger und/oder zylindrischer Stößel eingebracht, der üblicherweise aus einem amagnetischen Material besteht. Der Stößel weist an einer von dem Polrohr bzw. dem Polrohr-Hohlraum abgewandten Vorderseite ein vorderes axiales Ende auf, das bevorzugt teilweise oder vollständig eben und senkrecht zur Längsachse des Stößels ausgebildet ist und somit eine Eingriffs- bzw. Aktuationsfläche des Stößels bzw. des Magnetaktuators definiert. Dabei fällt die Längsachse des Stößels mit der Längsachse des Durchgangslochs und entsprechend üblicherweise auch mit der Längsachse des Magnetaktuators zusammen. Weiterhin ist der Stößel bzw. dessen vorderes Ende so dimensioniert, dass es vollständig in das Durchgangsloch aufgenommen bzw. darin versenkt und somit axial auf einer rückwärtigen Seite der Vorderseitenfläche der Polkerneinheit bzw. der Austrittsebene der Polkerneinheit bzw. des Magnetaktuators positioniert werden kann.In a further step (b), a corresponding, preferably one-piece and / or cylindrical plunger, which usually consists of an amagnetic material, is introduced into the through hole of the pole core unit. On a front side facing away from the pole tube or the pole tube cavity, the tappet has a front axial end which is preferably partially or completely flat and perpendicular to the longitudinal axis of the tappet and thus an engagement or actuation surface of the tappet or the magnetic actuator Are defined. The longitudinal axis of the plunger coincides with the longitudinal axis of the through hole and, accordingly, usually also with the longitudinal axis of the magnetic actuator. Furthermore, the plunger or its front end is dimensioned so that it can be completely received or sunk into the through hole and thus positioned axially on a rear side of the front face of the pole core unit or the exit plane of the pole core unit or the magnetic actuator.

Weiterhin wird der Magnetanker in den Polrohr-Hohlraum des Polrohrs eingebracht und mit dem rückwärtigen Ende des Stößels in Eingriff gebracht. Im einfachsten Fall sind Magnetanker und Stößel nicht fest miteinander verbunden und berühren sich bei dem Ineingriffbringen lediglich. Dies kann beispielsweise unter Ausnutzung der Schwerkraft geschehen, indem der Magnetaktuator bzw. das Polrohr im Schwerefeld vertikal mit der Vorderseite nach unten positioniert wird und nacheinander der Stößel und der Magnetanker in den zu schaffenden Magnetaktuator eingefüllt werden. Alternativ können Stößel und Magnetanker auch fest miteinander verbunden sein. In diesem Fall geschieht das Ineingriffbringen bzw. das (dauerhafte) Verbinden von Stößel und Magnetanker bevorzugt vor dem Einbringen von Stößel und Magnetanker in den zu schaffenden Magnetaktuator, was es gestattet, Stößel und Magnetanker als eine gemeinsame Einheit in den Magnetaktuator einzubringen und entsprechend Montageschritte einzusparen.Furthermore, the magnet armature is introduced into the pole tube cavity of the pole tube and brought into engagement with the rear end of the tappet. In the simplest case, the magnet armature and the plunger are not firmly connected to one another and merely touch each other when they are brought into engagement. This can be done using gravity, for example, by positioning the magnetic actuator or the pole tube vertically in the gravitational field with the front facing down and successively filling the plunger and the magnet armature into the magnetic actuator to be created. Alternatively, the plunger and magnet armature can also be firmly connected to one another. In this case, the engagement or the (permanent) connection of the plunger and magnet armature occurs preferably before the insertion of the plunger and magnet armature into the one to be created Magnetic actuator, which allows the plunger and magnet armature to be incorporated into the magnetic actuator as a common unit and corresponding savings in assembly steps.

In einem weiteren Schritt (c) wird der Stößel in dem Durchgangsloch der Polkerneinheit und damit auch der mit dem Stößel in Eingriff stehende Magnetanker derart axial positioniert, dass das vordere Ende des Stößels einen vorbestimmten axialen Abstand zu der ebenen Vorderseitenfläche der Polkerneinheit und somit der Austrittsebene des Magnetaktuators für den Stößel aufweist, das heißt um die entsprechend vorbestimmte Strecke in das Durchgangsloch eingefahren ist, wobei diese vorbestimmte Strecke bzw. dieser vorbestimmte Abstand den Leerhub des Magnetaktuators bildet und bevorzugt im Bereich zwischen 5 und 100 µm liegt und beispielsweise 5, 10, 15, 20, 30, 50, 70 oder 100 µm beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Das Positionieren geschieht beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Abstandselements, das auf einer ebenen Auflagefläche, auf der die ebene Vorderseitenfläche positioniert wird, aufliegt und das in das Durchgangsloch eingreift, so dass das vordere Ende des Stößels mit dem Abstandselement in Eingriff steht. Dabei weist das Abstandselement eine Dicke auf, die gleich dem vorbestimmten Abstand, das heißt gleich dem Leerhub ist und beispielsweise einen äußeren Durchmesser, der kleiner oder gleich dem Durchmesser des Durchgangslochs ist.In a further step (c), the plunger is axially positioned in the through hole of the pole core unit and thus also the magnet armature engaging with the plunger in such a way that the front end of the plunger is a predetermined axial distance from the flat front surface of the pole core unit and thus the exit plane of the magnetic actuator for the plunger, that is, has moved into the through hole by the corresponding predetermined distance, this predetermined distance or this predetermined distance forming the idle stroke of the magnetic actuator and preferably in the range between 5 and 100 μm and, for example, 5, 10, 15, 20, 30, 50, 70 or 100 µm, each of the values mentioned can also be an upper or lower limit of the stated range. The positioning is done, for example, with the aid of a spacer element which rests on a flat support surface on which the flat front surface is positioned and which engages in the through hole so that the front end of the plunger engages the spacer element. In this case, the spacer element has a thickness which is equal to the predetermined distance, that is to say is equal to the idle stroke and, for example, has an outer diameter which is smaller than or equal to the diameter of the through hole.

In einem weiteren Schritt (d) wird eine rückwärtige Anschlagsposition für den Magnetanker und somit auch für den damit in Eingriff stehenden Stößel festgelegt, indem ein Anschlagselement mit dem Magnetanker in Eingriff gebracht wird, im einfachsten Fall an dem Magnetanker unmittelbar angelegt wird, und an dem Magnetaktuator, insbesondere dem Polrohr, zur Schaffung eines rückwärtigen mechanischen Anschlags für den Magnetanker, fixiert wird. Dieses bevorzugt auf einer Rückseite des Magnetankers angeordnete Anschlagselement definiert das rückwärtige Ende des Verfahrwegs des Magnetankers. Im einfachsten Fall wird dazu das Anschlagselement mit einem rückwärtigen, vom Polkern abgewandten axialen Ende bzw. der Rückseite des Magnetankers in Eingriff gebracht bzw. daran angelegt. Weiterhin ist das Fixieren des Anschlagselements üblicherweise ein dauerhaftes Fixieren, das bevorzugt durch Verschweißen, Laserverschweißen, Verlöten und/oder Verstemmen des Anschlagselements bevorzugt an bzw. in dem Polrohr geschieht.In a further step (d), a rear stop position for the magnet armature and thus also for the plunger which is in engagement therewith is established by bringing a stop element into engagement with the magnet armature, in the simplest case being placed directly on the magnet armature and on the Magnetic actuator, in particular the pole tube, to create a rear mechanical stop for the armature, is fixed. This stop element, which is preferably arranged on a rear side of the armature, defines the rear end of the travel path of the armature. In the simplest case, the stop element is brought into engagement with a rearward axial end facing away from the pole core or the rear side of the magnet armature or is placed thereon. Furthermore, the fixing of the stop element is usually permanent fixing, which is preferably done by welding, laser welding, soldering and / or caulking of the stop element, preferably on or in the pole tube.

Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Magnetaktuators bzw. zur Justage eines Leerhubs eines Magnetaktuators wird ein Magnetaktuator bzw. Elektromagnetaktuator geschaffen, umfassend ein Polrohr mit einem in dem Polrohr entlang der Längsachse verfahrbaren Magnetanker und mit einer Polkerneinheit, die an einer Vorderseite des Polrohrs angeordnet ist, wobei sich der Magnetanker bei Bestromung auf die Polkerneinheit zu bewegt bzw. in Richtung der Vorderseite gedrängt wird. Die Polkerneinheit weist ein axiales Durchgangsloch zur Aufnahme eines Stößels auf, das bevorzugt auf der Längsachse bzw. konzentrisch dazu liegt. Die Polkerneinheit weist auf einer von dem Polrohr bzw. dem Magnetanker abgewandten Vorderseite eine ebene, bevorzugt wie oben beschrieben ausgebildete Vorderseitenfläche auf. In dem Durchgangsloch der Polkerneinheit ist ein korrespondierender, bevorzugt einstückiger und/oder zylindrischer, dreieckiger, viereckiger oder sechseckiger Stößel angeordnet, der eine größere axiale Länge als das Durchgangsloch aufweist, so dass je nach Betriebszustand des Magnetaktuators wenigstens eines der vorder- und rückseitigen axialen Enden des Stößels über das Durchgangsloch in axialer Richtung hinausragt. Der Stößel weist - wie oben beschrieben - an seiner Vorderseite ein bevorzugt ebenes, vorderes axiales Ende auf, das vollständig in dem Durchgangsloch versenkt werden kann.With the aid of the method described for producing a magnetic actuator or for adjusting an idle stroke of a magnetic actuator, a magnetic actuator or electromagnetic actuator is created, comprising a pole tube with a pole tube that can be moved along the longitudinal axis Magnet armature and with a pole core unit which is arranged on a front side of the pole tube, the magnet armature moving towards the pole core unit or being pushed in the direction of the front side when energized. The pole core unit has an axial through-hole for receiving a tappet, which preferably lies on the longitudinal axis or concentrically therewith. On a front side facing away from the pole tube or the magnet armature, the pole core unit has a flat front face, preferably designed as described above. In the through hole of the pole core unit, a corresponding, preferably one-piece and / or cylindrical, triangular, square or hexagonal plunger is arranged, which has a greater axial length than the through hole, so that, depending on the operating state of the magnetic actuator, at least one of the front and rear axial ends of the plunger protrudes beyond the through hole in the axial direction. As described above, the plunger has on its front side a preferably flat, front axial end which can be completely sunk into the through hole.

Der Magnetaktuator weist weiterhin ein Anschlagselement für den Magnetanker auf, das eine rückwärtige Anschlagsposition für den Magnetanker definiert. Dabei weist, wenn der Magnetanker mit dem Anschlagselement und dem Stößel in Eingriff steht, was üblicherweise im unbestromten Zustand des Magnetaktuators vorliegt, das vordere Ende des Stößels einen vorbestimmten axialen Abstand zu der ebenen Vorderseitenfläche der Polkerneinheit auf, welcher den Leerhub des Magnetaktuator darstellt.The magnetic actuator also has a stop element for the magnet armature, which defines a rear stop position for the magnet armature. When the magnet armature is in engagement with the stop element and the plunger, which is usually the case when the magnetic actuator is de-energized, the front end of the plunger is at a predetermined axial distance from the flat front surface of the pole core unit, which represents the idle stroke of the magnetic actuator.

Das erfindungsgemäße Herstellungs- bzw. Justageverfahren schafft einen Magnetaktuator mit justiertem Leerhub, in welchem bezüglich des Leerhubs die Toleranzkette der dazu beitragenden Einzelbauteile, wie Stößel, Magnetanker, Anschlagselement, etc., welche sich auf mehrere Zehntel Millimeter summieren kann, entfällt und das entsprechend erhöhte Bauteiltoleranzen dieser Einzelbauteile (Stößel, Magnetanker, Anschlagselement, etc.) zulässt, und dabei einen Leerhub des Magnetaktuators schafft, dessen Toleranz bzw. Varianz in einfachsten Fall ausschließlich von der Genauigkeit bzw. der Widerholgenauigkeit der Positionierung des Stößels in Schritt (c) abhängt und somit nur von einem einzigen Verfahrensschritt, indem die verschiedenen, zum Leerhub beitragenden Bauteile gemeinsam positioniert, justiert bzw. fixiert werden. Die Leerhub-Toleranz ist bevorzugt sogar kleiner als die Bauteiltoleranz eines bzw. jedes Einzelbauteils, bevorzugt kleiner als die Summe der Bauteiltoleranzen von Stößel, Magnetanker und/oder Anschlagselement. Insbesondere kann ein derartiger Leerhub mit geringer Varianz bzw. Streuung justiert bzw. mechanisch eingestellt werden, ohne dass die Einzelbauteile vermessen werden müssen, so dass das erfindungsgemäße Herstellungs- bzw. Justageverfahren bevorzugt ohne einen Messschritt durchgeführt werden kann. Bevorzugt wird die Leerhub-Toleranz ausschließlich durch die Wiederholgenauigkeit von Schritt (c) bestimmt.The manufacturing or adjustment method according to the invention creates a magnetic actuator with an adjusted idle stroke, in which, with regard to the idle stroke, the tolerance chain of the contributing individual components, such as plunger, magnet armature, stop element, etc., which can add up to several tenths of a millimeter, is omitted and this is increased accordingly Allows component tolerances of these individual components (plunger, armature, stop element, etc.), and thereby creates an idle stroke of the magnetic actuator, the tolerance or variance of which in the simplest case depends exclusively on the accuracy or the repeatability of the positioning of the plunger in step (c) and thus only from a single process step, in that the various components contributing to the idle stroke are jointly positioned, adjusted or fixed. The idle stroke tolerance is preferably even smaller than the component tolerance of one or each individual component, preferably smaller than the sum of the component tolerances of the plunger, magnet armature and / or stop element. In particular, such an idle stroke can be adjusted or set mechanically with little variance or scattering, without the individual components having to be measured, so that the production or adjustment method according to the invention preferably without one Measurement step can be carried out. The idle stroke tolerance is preferably determined exclusively by the repeatability of step (c).

Der erfindungsgemäße Magnetaktuator ist dafür vorgesehen, mit einem externen Bauteil, beispielsweise einem Schieber, einem Ventil, einem Hebel, etc. zusammenzuwirken, das im unbestromten Fall üblicherweise an der Vorderseitenfläche des Magnetaktuators bzw. der Polkerneinheit anliegt, so dass bei Bestromung des Magnetaktuators der Stößel - nach Überwindung des Leerhubs und Austritt aus dem Durchgangsloch - eine Kraft auf das externe Bauteil ausübt und dieses von der Polkerneinheit weg drängt, wobei das externe Bauteil bevorzugt linear entlang der Längsachse des Magnetaktuators verschieblich ist.The magnetic actuator according to the invention is intended to interact with an external component, for example a slide, a valve, a lever, etc., which in the de-energized case usually rests on the front surface of the magnetic actuator or the pole core unit, so that when the magnetic actuator is energized, the plunger - after overcoming the idle stroke and exiting the through hole - exerts a force on the external component and pushes it away from the pole core unit, the external component preferably being displaceable linearly along the longitudinal axis of the magnetic actuator.

Die erfindungsgemäß geringe Leerhub-Streuung gestattet es auch einen betragsmäßig kleinen Leerhub (z.B. wenige Hundertstel Millimeter) vorzusehen, wobei zugleich auch sichergestellt ist, dass die Vorderseite des Stößels im unbestromten Fall vollständig in das Durchgangsloch auf der Vorderseite eingefahren ist bzw. nicht darüber hinaus steht. Entsprechend kann ein Magnetaktuator mit einem schnellen Ansprechverhalten bereitgestellt werden, der zugleich eine relativ geringe Austrittsgeschwindigkeit des Stößels aus dem Durchgangsloch bei beginnender Bestromung ermöglicht und somit gegebenenfalls eine entsprechend geringe Aufprallgeschwindigkeit des Stößels auf das zu betätigende externe Bauteil.The low idle stroke spread according to the invention also allows a small amount of idle stroke to be provided (e.g. a few hundredths of a millimeter), while at the same time ensuring that the front of the plunger is completely retracted into the through hole on the front or does not protrude beyond it when the power is off . Accordingly, a magnetic actuator with a fast response behavior can be provided which at the same time enables a relatively low exit speed of the plunger from the through hole when current is started and thus possibly a correspondingly low impact speed of the plunger on the external component to be actuated.

Bevorzugt übt das externe Bauteil bei Auslenkung von der Vorderseite weg eine mechanische Gegenkraft bzw. Rückstellkraft, beispielsweise mit Hilfe eines Federelements, auf den Stößel aus, so dass einerseits die Auslenkung des externen Bauteils über die Bestromung des Magnetaktuators geregelt werden kann und andererseits der Stößel im unbestromten Fall in das Durchgangsloch gedrängt wird. Entsprechend weist der Magnetaktuator selbst bevorzugt kein Rückstellelement, wie ein Federelement, auf.When deflected away from the front, the external component preferably exerts a mechanical counterforce or restoring force, for example with the help of a spring element, on the plunger, so that on the one hand the deflection of the external component can be controlled by energizing the magnetic actuator and on the other hand the plunger in the de-energized case is pushed into the through hole. Accordingly, the magnetic actuator itself preferably has no restoring element, such as a spring element.

Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Charge mit einer Vielzahl von Magnetaktuatoren zu schaffen, die bezüglich ihres Leerhubs und ihres Ansprechverhaltens eine sehr geringe Streuung aufweisen. Bevorzugt weist der Leerhub in einer Charge eine Varianz, Exemplarstreuung bzw. Toleranzabweichung von weniger als 50 µm, von weniger als 20 µm, von weniger als 10 µm oder von weniger als 5 µm von einem vorbestimmten axialen Abstand bzw. Soll-Leerhub auf.Bevorzugt weist eine Charge zwischen 100 und 10000, besonders bevorzugt unmittelbar nacheinander hergestellter bzw. justierter Magnetaktuatoren auf, wobei die Anzahl der Vielzahl von Magnetaktuatoren beispielsweise 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 oder 10000 beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kannIn particular, the method according to the invention makes it possible to create a batch with a large number of magnetic actuators which have a very low scatter in terms of their idle stroke and their response behavior. The idle stroke in a batch preferably has a variance, specimen variance or tolerance deviation of less than 50 μm, less than 20 μm, less than 10 μm or less than 5 μm from a predetermined axial distance or target idle stroke. Preferred has a batch between 100 and 10,000, particularly preferably directly one after the other manufactured or adjusted magnetic actuators, the number of the plurality of magnetic actuators, for example 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 or 10,000 each of the values mentioned can also be an upper or lower limit of the range mentioned

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die genannten Verfahrensschritte bevorzugt in der oben genannten Reihenfolge ausgeführt oder beispielsweise wird Schritt (c) vor dem Einbringen des Magnetankers durchgeführt.In the method according to the invention, the method steps mentioned are preferably carried out in the order mentioned above or, for example, step (c) is carried out before the magnet armature is introduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Anschlagselement als vorzugsweise ebener, kreisrunder Deckel ausgebildet, der das rückseitige Ende des Polrohrs verschließt, bevorzugt vollständig und/oder fluiddicht, so dass gegebenenfalls im Polrohr-Hohlraum vorhandenes Hydraulikfluid nicht über das rückwärtige axiale Ende des Polrohrs abfließen kann. Bevorzugt ist der Deckel unmittelbar an dem Polrohr fixiert, insbesondere an einem Magnetrohr des Polrohrs. Ein derartiger Deckel ermöglicht einen vollflächigen Anschlag für die Rückseite des Magnetankers. Dabei ist der Deckel bevorzugt einstückig ausgebildet und/oder besteht aus einem amagnetischen oder einem magnetischen Material. Zum Fixieren wird der Deckel bevorzugt vollständig umlaufend verschweißt, bevorzugt mit Hilfe eines Lasers.In a preferred embodiment, the stop element is designed as a preferably flat, circular cover that closes the rear end of the pole tube, preferably completely and / or fluid-tight, so that any hydraulic fluid present in the pole tube cavity cannot flow off via the rear axial end of the pole tube. The cover is preferably fixed directly to the pole tube, in particular to a magnet tube of the pole tube. Such a cover enables a full-surface stop for the rear of the magnet armature. The cover is preferably designed in one piece and / or consists of an amagnetic or a magnetic material. To fix it, the cover is preferably welded all the way around, preferably with the aid of a laser.

Der Magnetanker ist dabei üblicherweise ein im Wesentlichen zylindrischer oder exakt zylinderförmiger Körper, dessen Längsachse mit der des Polrohrs zusammenfällt. Entsprechend weist das Polrohr einen korrespondierenden, üblicherweise zylindrischen Hohlraum bzw. Magnetraum auf, in dem der Magnetanker entlang der Längsachse linear verfahrbar ist. Die Längsachse des Polrohrs ist dabei zugleich auch die Längsachse des Magnetaktuators.The magnet armature is usually an essentially cylindrical or exactly cylindrical body, the longitudinal axis of which coincides with that of the pole tube. Correspondingly, the pole tube has a corresponding, usually cylindrical, cavity or magnet space in which the magnet armature can be moved linearly along the longitudinal axis. The longitudinal axis of the pole tube is also the longitudinal axis of the magnetic actuator.

Das Polrohr kann einstückig, zweistückig oder mehrstückig aufgebaut sein und entsprechend zwei oder mehr Polrohrbauteile aufweisen. Derartige Polrohre sind beispielsweise in der DE 10 2016 103 168.2 und in den darin erwähnten Druckschriften beschrieben und deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der Ausgestaltung des Polrohrs sowie des Elektromagneten bzw. des Magnetantriebs wird in die vorliegende Schrift mit aufgenommen.The pole tube can be constructed in one piece, two pieces or in several pieces and accordingly have two or more pole tube components. Such pole tubes are for example in the DE 10 2016 103 168.2 and in the publications mentioned therein and their disclosure content with regard to the design of the pole tube and the electromagnet or the magnetic drive is included in the present document.

Entsprechend umfasst das Polrohr als Polrohrbauteile bevorzugt ein Magnetrohr und ein Polkernrohr und besonders bevorzugt genau diese zwei Polrohrbauteile, wobei der Polkern bevorzugt einen Abschnitt des bevorzugt einstückigen Polkernrohrs bildet. Dabei weist das Magnetrohr ein Durchgangsloch und das Polkernrohr ein Sackloch für den Magnetanker auf. Diese Ausnehmungen, das heißt Durchgangsloch und Sackloch, schaffen zusammen mit einem üblicherweise zwischenliegenden axialen Luftspalt, auf den Magnetrohr und/oder Polkernrohr gegebenenfalls sich verjüngend bzw. konisch und/oder gestuft zu verlaufen, den Polrohr-Hohlraum bzw. Magnetraum des Polrohrs für den verschieblichen Magnetanker, das heißt denjenigen Raum, in welchem sich ein Magnetanker des Magnetaktuator entlang dessen Längsachse linear bzw. geradlinig bewegt. Entsprechend weisen die Ausnehmungen in Magnetrohr und Polkernrohr die jeweils gleiche und mit der Außenform des Magnetankers korrespondierende Innenform auf, die üblicherweise zylindrisch ist und dabei den gleichen Innendurchmesser aufweist, so dass, abgesehen von dem axialen Luftspalt, aufgrund der konzentrischen Anordnung der beiden Polrohrbauteile bzw. deren Ausnehmungen, ein Polrohr-Hohlraum mit versatzfreier Wandung geschaffen wird. Dabei bildet der Polkern üblicherweise ein axiales, vorderseitiges Ende des Magnetraums, üblicherweise den Boden des Sacklochs des Polkernrohrs, und dient weiterhin gegebenenfalls zugleich als vorderseitiger Anschlag für den Magnetanker.Correspondingly, the pole tube preferably comprises a magnet tube and a pole core tube as pole tube components, and particularly preferably precisely these two pole tube components, the pole core preferably forming a section of the preferably one-piece pole core tube. The magnet tube has a through hole and the pole core tube has a blind hole for the magnet armature. These recesses, that is to say through hole and blind hole, together with an axial air gap which is usually located between them, may be created on the magnet tube and / or pole core tube tapering or conical and / or stepped, the pole tube cavity or magnet space of the pole tube for the displaceable magnet armature, that is, the space in which a magnet armature of the magnet actuator moves linearly or in a straight line along its longitudinal axis. Correspondingly, the recesses in the magnet tube and pole core tube have the same inner shape that corresponds to the outer shape of the magnet armature, which is usually cylindrical and has the same inner diameter, so that, apart from the axial air gap, due to the concentric arrangement of the two pole tube components or their recesses, a pole tube cavity with offset-free wall is created. The pole core usually forms an axial, front-side end of the magnet space, usually the bottom of the blind hole in the pole-core tube, and also serves, if necessary, as a front-side stop for the magnet armature.

Dabei bestehen der Polkern bzw. das Polkernrohr und das oder die weiteren Polrohrbauteile des Polrohrs aus einem magnetischen bzw. magnetisch leitenden bzw. ferro-magnetischen Material. Entsprechend ist das Polrohr beispielsweise zusammen mit einem magnetischen Gehäuse, das sich, in an sich bekannter Art und Weise, um eine das Polrohr umgebende Magnetspule herum bzw. auf deren Außenseite erstreckt, im Betrieb bzw. bei Bestromung der Magnetspule, ein Teil des Magnetkreises des Magnetaktuators.The pole core or the pole core tube and the other pole tube component (s) of the pole tube consist of a magnetic or magnetically conductive or ferromagnetic material. Correspondingly, the pole tube is, for example, together with a magnetic housing, which extends in a manner known per se around a magnet coil surrounding the pole tube or on the outside thereof, during operation or when the magnet coil is energized, part of the magnetic circuit of the Magnetic actuator.

Bevorzugt liegt der Polrohr-Innendurchmesser, das heißt gegebenenfalls der Innendurchmesser des Durchgangslochs des Magnetrohrs und des Sacklochs des Polkernrohrs im Bereich zwischen 5 und 50 mm und beträgt beispielsweise 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 20, 25, 30, 40 oder 50 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Der Durchmesser des Stößels liegt bevorzugt im Bereich zwischen 1 und 20 mm und beträgt beispielsweise 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12, 15 oder 20 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Die von einem Magnetaktuator erzeugte Magnetkraft liegt bevorzugt im Bereich zwischen 0 und 50 N und beträgt beispielsweise 0, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30 , 40 oder 50 N, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Weiterhin liegt der Hub des Magnetaktuators vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 und 50 mm und beträgt beispielsweise 0,5, 0,7, 1,0, 1,5, 2,0, 3,0, 5,0, 10, 15, 20, 30, 40 oder 50 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kannThe inner diameter of the pole tube, that is to say the inner diameter of the through hole of the magnet tube and the blind hole of the pole core tube, is preferably in the range between 5 and 50 mm and is, for example, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 20 , 25, 30, 40 or 50 mm, whereby each of the stated values can also be an upper or lower limit of the stated range. The diameter of the plunger is preferably in the range between 1 and 20 mm and is, for example, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12, 15 or 20 mm, each of the values mentioned also being an upper or lower limit of the said range can. The magnetic force generated by a magnetic actuator is preferably in the range between 0 and 50 N and is, for example, 0, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 or 50 N, each of the values mentioned also including one Can be the upper or lower limit of the stated range. Furthermore, the stroke of the magnetic actuator is preferably in the range between 0.5 and 50 mm and is, for example, 0.5, 0.7, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, 10, 15 , 20, 30, 40 or 50 mm, whereby each of the stated values can also be an upper or lower limit of the stated range

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand des in den begleitenden Figuren erläuterten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, die die Erfindung in keiner Weise einschränkt. Die gezeigten Figuren sind schematische Darstellungen, die die realen Proportionen nicht notwendigerweise widerspiegeln, sondern einer verbesserten Anschaulichkeit des Ausführungsbeispiels dienen. Im Einzelnen zeigen die Figuren:

Figur 1
einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetaktuators, und
Figur 2
ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Justage-bzw. Herstellungsverfahrens.
Further advantages of the invention are described below on the basis of the exemplary embodiment explained in the accompanying figures. The exemplary embodiment represents a preferred embodiment which in no way restricts the invention. The figures shown are schematic representations that do not necessarily reflect the real proportions, but rather serve to improve the clarity of the exemplary embodiment. The figures show in detail:
Figure 1
a longitudinal section through an embodiment of a magnetic actuator according to the invention, and
Figure 2
a flowchart of an embodiment of the inventive adjustment or. Manufacturing process.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Magnetaktuator 1 entlang dessen Längsachse A im unbestromten Fall. Der Magnetaktuator umfasst ein Polrohr 2, das ein Polkernrohr 3 und ein Magnetrohr 4 umfasst. Polkernrohr 3 und Magnetrohr 4 laufen in diesem Ausführungsbeispiel gestuft bzw. konisch auf einen zwischenliegenden axialen Luftspalt zu. Das Polkernrohr 3 weist ein Sackloch für den Magnetanker 5 auf, in das der entlang der Längsachse A des Magnetaktuators 1 verschiebliche Magnetanker 5 bei Bestromung einfährt. Das Polkernrohr 3 umfasst neben den abschnittsweise konischen Wandungen des Sacklochs einen damit einstückig verbundenen Polkern 3a. Figure 1 shows a longitudinal section through a magnetic actuator 1 according to the invention along its longitudinal axis A in the de-energized case. The magnetic actuator comprises a pole tube 2, which comprises a pole core tube 3 and a magnet tube 4. In this exemplary embodiment, the pole core tube 3 and the magnet tube 4 run stepped or conically towards an axial air gap between them. The pole core tube 3 has a blind hole for the magnet armature 5 into which the magnet armature 5, which is displaceable along the longitudinal axis A of the magnet actuator 1, moves when energized. The pole core tube 3 comprises, in addition to the partially conical walls of the blind hole, a pole core 3 a integrally connected therewith.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem Polkern 3a ein weiteres Bauteil 3b aus a-magnetischem Material mit dem Polkern 3a fest verbunden, das axial auf der Vorderseite des Polkerns 3a und konzentrisch dazu angeordnet ist und zusammen mit dem Polkern 3a die Polkerneinheit bildet. In einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die gesamte Polkerneinheit durch den Polkern 3a gebildet und es ist kein weiteres Bauteil 3b vorhanden. In der Polkerneinheit ist ein auf der Längsachse A liegendes, zylindrisches Durchgangsloch ausgebildet, in welchem ein Stößel 6 geführt wird. Die Polkerneinheit, die vorliegend aus dem Polkern 3a und dem weiteren Bauteil 3b besteht, weist als von dem Magnetanker 5 abgewandte Vorderseite eine vollständig ebene Vorderfläche bzw, Vorderseitenfläche auf, die vorliegend auf dem weiteren Bauteil 3b der Polkerneinheit ausgebildet ist, in die das Durchgangsloch der Polkerneinheit senkrecht mündet und die zugleich das vordere Ende des Magnetaktuators 1 bildet. Um das Polrohr 2 herum ist in bekannter Weise eine Magnetspule 7 angeordnet sowie ein äußeres Magnetgehäuse 8 zum Schließen des Magnetkreises bei Bestromung.In the illustrated embodiment, a further component 3b made of a-magnetic material is firmly connected to the pole core 3a on the pole core 3a, which is arranged axially on the front side of the pole core 3a and concentrically thereto and together with the pole core 3a forms the pole core unit. In an alternative embodiment, not shown, the entire pole core unit is formed by the pole core 3a and there is no further component 3b. In the pole core unit, a cylindrical through hole is formed on the longitudinal axis A, in which a plunger 6 is guided. The pole core unit, which in the present case consists of the pole core 3a and the further component 3b, has, as the front side facing away from the magnet armature 5, a completely flat front surface or front surface, which in the present case has the further component 3b of the pole core unit is formed into which the through hole of the pole core unit opens perpendicularly and which at the same time forms the front end of the magnetic actuator 1. A magnet coil 7 and an outer magnet housing 8 for closing the magnetic circuit when energized are arranged around the pole tube 2 in a known manner.

An dem rückwärtigen, von dem Polkernrohr 3 abgewandten axialen Ende des Polrohrs 2 ist ein starrer, hier metallischer Deckel 9 als rückseitiges Anschlagselement für den Magnetanker 5 angeordnet. Dabei verschließt der Deckel 9 das rückseitige Ende des Polrohrs vollständig und gegebenenfalls fluid- bzw. druckdicht. Auf dem rückseitigen Ende des Polrohrs 2 ist weiterhin eine elektrische Anschlusseinheit bzw. Steckereinheit 10 zur elektrischen Versorgung der Magnetspule 7 angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Magnetanker 5 und Stößel 6 nicht fest miteinander verbunden. Alternativ können Magnetanker 5 und Stößel 6 jedoch auch miteinander fest verbunden sein.On the rear axial end of the pole tube 2 facing away from the pole core tube 3, a rigid, here metallic cover 9 is arranged as a rear stop element for the magnet armature 5. The cover 9 closes the rear end of the pole tube completely and, if necessary, fluid-tight or pressure-tight. On the rear end of the pole tube 2, an electrical connection unit or plug unit 10 for the electrical supply of the magnet coil 7 is also arranged. In the present exemplary embodiment, the magnet armature 5 and the plunger 6 are not firmly connected to one another. Alternatively, however, the armature 5 and the plunger 6 can also be firmly connected to one another.

In dem in Figur 1 dargestellten unbestromten Fall steht der Magnetanker 5 mit dem Deckel 9 in Eingriff, das heißt die beiden Bauteile berühren sich. Weiterhin steht auch der Stößel 6 mit dem Magnetanker 5 in Eingriff, das heißt auch diese beiden Bauteile berühren sich. An der Vorderseite des Magnetaktuators 1, das heißt an der ebenen Vorderseitenfläche der Polkerneinheit bzw. dessen weiterem Bauteil 3b ist dabei das vordere, vorliegend eben ausgebildete vordere Ende des Stößels 6 um eine vorbestimmte Strecke in das Durchgangsloch eingefahren, die vorliegend als Leerhub 11 bezeichnet wird.In the in Figure 1 In the de-energized case shown, the armature 5 is in engagement with the cover 9, that is, the two components are in contact. Furthermore, the plunger 6 is also in engagement with the magnet armature 5, that is, these two components are also in contact. On the front side of the magnetic actuator 1, that is to say on the flat front side surface of the pole core unit or its further component 3b, the front end of the plunger 6, which is in the present case flat, is retracted a predetermined distance into the through hole, which is referred to here as the idle stroke 11 .

Der Magnetaktuator 1 ist dazu vorgesehen, mit einem externen Bauteil 20 zusammenzuwirken, das mit Hilfe des Stößels 6 ausgelenkt werden kann und beispielsweise entlang der Längsachse A linear verschieblich ist. Das externe Bauteil 20 wird beispielsweise mit Hilfe einer Vorspannfeder 21 in die Gegenrichtung, auf den Magnetaktuator 1 zu gedrängt und liegt im unbestromten Fall daher bündig an der ebenen Vorderseitenfläche des Magnetaktuators 1 bzw. dessen Polkerneinheit, vorliegend des weiteren Bauteils 3b, an. Bei Bestromung wird der Magnetanker 5 in Richtung des Polkerns 3a gedrängt und verschiebt somit den Stößel 6 in Richtung Außenseite des Magnetankers 1 und somit auf das externe Bauteil 20 zu. Dabei überwinden Stößel 6 und Magnetanker 5 den zuvor justierten, vorbestimmten Leerhub 11 und der Stößel stößt somit aufgrund des einjustierten Leerhubs 11 bzw. der geringen Exemplarstreuung des Leerhubs 11 immer, das heißt in jedem Exemplar des erfindungsgemäßen MatAkts 1 mit der bei gleichen Bestromungsbedingungen jeweils gleichen oder zumindest im Wesentlichen gleichen Geschwindigkeit auf das externe Bauteil 20 bzw. gelangt mit dem externen Bauteil 20 in Eingriff. Mit anderen Worten ist auch die Exemplarstreuung der Aufprallgeschwindigkeit gering. Zudem liegt der Leerhub 11 typischerweise im Bereich von wenigen Hunderstel Millimeter (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen 5 und 100 µm, insbesondere bei 20 µm) und ist somit relativ klein, so dass die Aufprallgeschwindigkeit des Stößels 6, der resultierende Materialabrieb sowie die resultierende Geräuschentwicklung gering bzw. vernachlässigbar sind.The magnetic actuator 1 is provided to interact with an external component 20, which can be deflected with the aid of the plunger 6 and is linearly displaceable along the longitudinal axis A, for example. The external component 20 is, for example, urged in the opposite direction towards the magnetic actuator 1 with the help of a pretensioning spring 21 and, in the de-energized case, is therefore flush with the flat front surface of the magnetic actuator 1 or its pole core unit, in this case the further component 3b. When energized, the armature 5 is pushed in the direction of the pole core 3 a and thus displaces the plunger 6 in the direction of the outside of the armature 1 and thus towards the external component 20. The plunger 6 and armature 5 overcome the previously adjusted, predetermined idle stroke 11 and the plunger therefore always strikes due to the adjusted idle stroke 11 or the small specimen variation of the idle stroke 11, i.e. in each copy of the MatAkt 1 according to the invention with the same in each case under the same current flow conditions or at least substantially the same speed on the external component 20 or comes into engagement with the external component 20. In other words is the specimen variance of the impact speed is also low. In addition, the idle stroke 11 is typically in the range of a few hundredths of a millimeter (in the present embodiment between 5 and 100 μm, in particular 20 μm) and is therefore relatively small, so that the impact speed of the plunger 6, the resulting material abrasion and the resulting noise development are low or are negligible.

Ist die Federkonstante bzw. die Rückkraft-Kennlinie der Vorspannfeder 21 bekannt, so kann damit beispielsweise ein Regelhubmagnet und gegebenenfalls ein Proportionalmagnet geschaffen werden.If the spring constant or the return force characteristic of the pretensioning spring 21 is known, a regulating stroke magnet and, if necessary, a proportional magnet can be created with it.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Magnetaktuator 1 eine axiale Länge von 34 mm auf, wobei die Polkerneinheit bzw. deren weiteres Bauteil 3b um 0.05 mm über ein vorderes Ende des äußeren Gehäuses des Magnetaktuators 5 übersteht.In the exemplary embodiment shown, the magnetic actuator 1 has an axial length of 34 mm, the pole core unit or its further component 3b protruding by 0.05 mm beyond a front end of the outer housing of the magnetic actuator 5.

In Figur 2 ist das erfindungsgemäße Herstellungs- bzw. Justageverfahren für den Magnetaktuator 1 schematisch dargestellt.In Figure 2 the production or adjustment method according to the invention for the magnetic actuator 1 is shown schematically.

In Schritt (a) wird ein wie oben beschriebenes Polrohr mit einer Polkerneinheit mit einer ebenen Vorderseitenfläche und einem Durchgangsloch bereitgestellt. Schritt (b) kann dann in mehrere Einzelschritte unterteilt werden. In Schritt (b1) wird ein Stößel 6 in das Durchgangsloch eingebracht. In einem weiteren Schritt (b2) wird der Magnetanker in das Polrohr 2 eingebracht. In einem weiteren Schritt (b3) wird der Magnetanker 5 mit dem Stößel 6 in Eingriff gebracht, beispielsweise der Magnetanker 5 auf den Stößel 6 unter Ausnutzung der Schwerkraft aufgelegt.In step (a), a pole tube as described above with a pole core unit with a flat front face and a through hole is provided. Step (b) can then be divided into several individual steps. In step (b1), a plunger 6 is inserted into the through hole. In a further step (b2) the magnet armature is introduced into the pole tube 2. In a further step (b3), the magnet armature 5 is brought into engagement with the plunger 6, for example the magnet armature 5 is placed on the plunger 6 using gravity.

In einem weiteren Schritt (c) wird der Stößel 6 derart positioniert, dass dessen vorderes Ende einen vorbestimmten Abstand, nämlich den Leerhub 11 von der ebenen Vorderseitenfläche der Polkerneinheit aufweist.In a further step (c), the plunger 6 is positioned such that its front end is at a predetermined distance, namely the idle stroke 11, from the flat front surface of the pole core unit.

In dem nachfolgenden Schritt (d) wird ein rückwärtiges Anschlagselement, beispielsweise in Form eines Deckels 9, mit der axialen Rückseite des Magnetankers 5 in Eingriff gebracht, beispielsweise auf der axialen Rückseite des Magnetankers 5 aufgelegt und anschließend der Deckel 9 mit dem umgebenden Polrohr 2, insbesondere dessen Magnetrohr 4 verschweißt, beispielsweise umlaufend, so dass das Polrohr auf der Rückseite fluid- und/oder druckdicht ist. Dadurch wird der Leerhub 11 festgelegt bzw. justiert.In the following step (d) a rear stop element, for example in the form of a cover 9, is brought into engagement with the axial rear side of the magnet armature 5, for example placed on the axial rear side of the magnet armature 5 and then the cover 9 with the surrounding pole tube 2, in particular its magnet tube 4 is welded, for example circumferentially, so that the pole tube is fluid-tight and / or pressure-tight on the back. The idle stroke 11 is thereby established or adjusted.

Die Verfahrensschritte werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der genannten Reihenfolge ausgeführt. Alternativ kann Schritt (c) auch vor dem Schritt (b2) durchgeführt werden. Weiter alternativ kann Schritt (b3) auch vor dem Einbringen von Stößel (Schritt (b1)) und Magnetanker (Schritt (b2)) durchgeführt werden und Magnetanker 5 und Stößel 6 als eine gemeinsame Baueinheit in den Magnetanker eingebracht werden.In the exemplary embodiment shown, the method steps are carried out in the order mentioned. Alternatively, step (c) can also be carried out before step (b2). As a further alternative, step (b3) can also be carried out before the introduction of the plunger (step (b1)) and magnet armature (step (b2)), and magnet armature 5 and tappet 6 are introduced into the magnet armature as a common structural unit.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE LIST

AA.
LängsachseLongitudinal axis
11
MagnetaktuatorMagnetic actuator
22
PolrohrPole tube
33
PolkernrohrPole core tube
3a3a
PolkernPole core
3b3b
amagnetisches, weiteres Bauteilamagnetic, further component
44th
MagnetrohrMagnetic tube
55
MagnetankerMagnet armature
66
StößelPlunger
77th
MagnetspuleSolenoid
88th
äußeres Magnetgehäuseouter magnet housing
99
Deckelcover
1010
SteckereinheitConnector unit
1111
LeerhubIdle stroke
2020th
externes Bauteilexternal component
2121st
VorspannfederPreload spring

Claims (15)

Verfahren zur Justage eines Leerhubs eines Magnetaktuators (1), umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen eines Polrohrs (2) zur Aufnahme eines entlang einer Längsachse (A) verfahrbaren Magnetankers (5), wobei an einer Vorderseite des Polrohrs eine Polkerneinheit angeordnet ist, aufweisend ein Durchgangsloch zur Aufnahme eines Stößels (6), wobei die Polkerneinheit eine ebene Vorderseitenfläche aufweist, (b) Einbringen des Stößels mit einem bevorzugt ebenen vorderen Ende und des Magnetankers derart, dass Stößel und Magnetanker in Eingriff stehen, (c) Positionieren des Stößels derart, dass das vordere Ende des Stößels einen vorbestimmten axialen Abstand (11) zu der Vorderseitenfläche aufweist, und (d) Festlegen einer rückwärtigen Anschlagsposition durch Ineingriffbringen eines Anschlagselements (9) mit dem Magnetanker, insbesondere an einer Rückseite des Magnetankers, und Fixieren des Anschlagselements an dem Magnetaktuator, insbesondere an dem Polrohr und/oder durch Laserverschweißen. A method for adjusting an idle stroke of a magnetic actuator (1), comprising the steps: (A) providing a pole tube (2) for receiving a magnet armature (5) which can be moved along a longitudinal axis (A), a pole core unit being arranged on a front side of the pole tube, having a through hole for receiving a plunger (6), the pole core unit being a has flat front surface, (b) introducing the plunger with a preferably flat front end and the magnet armature in such a way that the plunger and magnet armature are in engagement, (c) positioning the plunger such that the front end of the plunger is at a predetermined axial distance (11) from the front surface, and (d) Establishing a rear stop position by bringing a stop element (9) into engagement with the magnet armature, in particular on a rear side of the magnet armature, and fixing the stop element on the magnet actuator, in particular on the pole tube and / or by laser welding. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verfahrensschritte in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden oder Schritt (c) vor dem Einbringen des Magnetankers (5) durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that
the method steps are carried out in the order mentioned or step (c) is carried out before the magnet armature (5) is introduced. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
in Schritt (c) der vorbestimmte Abstand (11) im Bereich zwischen 5 und 100 µm liegt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that
in step (c) the predetermined distance (11) is in the range between 5 and 100 μm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in Schritt (b) zuerst der Stößel (6) in das Durchgangsloch und nachfolgend der Magnetanker (5) in das Polrohr (2) einbracht werden und bevorzugt Stößel und Magnetanker nicht fest verbunden werden, oder Stößel und Magnetanker als fest miteinander verbundene Einheit in das Durchgangsloch bzw. das Polrohr eingebracht werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that
In step (b) first the plunger (6) is introduced into the through hole and then the magnet armature (5) is introduced into the pole tube (2) and preferably the plunger and magnet armature are not firmly connected, or the plunger and magnet armature are inserted as a firmly connected unit Through hole or the pole tube are introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Schritt (c) mit Hilfe eines Abstandselements durchgeführt wird, das bevorzugt eine Dicke aufweist, die gleich dem vorbestimmten Abstand (11) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that
Step (c) is carried out with the aid of a spacer element, which preferably has a thickness which is equal to the predetermined distance (11). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren einen Magnetaktuator (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13 schafft.Method according to one of the preceding claims, characterized in that
the method creates a magnetic actuator (1) according to any one of claims 7 to 13. Magnetaktuator (1), der bevorzugt nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt bzw. justiert ist, umfassend - ein Polrohr (2) mit einem in dem Polrohr entlang einer Längsachse (A) verfahrbaren Magnetanker, - eine Polkerneinheit, die an einer Vorderseite des Polrohrs angeordnet ist, aufweisend ein Durchgangsloch zur Aufnahme eines Stößels (6) und aufweisend eine ebene Vorderseitenfläche, und - einen Stößel mit einem bevorzugt ebenen vorderen Ende,
wobei das Durchgangsloch derart eingerichtet ist, dass das vordere Ende des Stößels vollständig in dem Durchgangsloch aufgenommen werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetaktuator ein rückseitiges, vorzugsweise laserverschweißtes Anschlagselement (9) aufweist, und das vordere Ende des Stößels einen vorbestimmten axialen Abstand (11) zu der Vorderseitenfläche aufweist, wenn der Magnetanker mit dem Anschlagselement und dem Stößel in Eingriff steht. Magnetic actuator (1), which is preferably manufactured or adjusted according to one of claims 1 to 6, comprising - A pole tube (2) with a magnet armature which can be moved in the pole tube along a longitudinal axis (A), - A pole core unit, which is arranged on a front side of the pole tube, having a through hole for receiving a plunger (6) and having a flat front side surface, and - a plunger with a preferably flat front end,
wherein the through hole is set up such that the front end of the plunger can be completely received in the through hole,
characterized in that
the magnetic actuator has a rear, preferably laser-welded stop element (9), and the front end of the plunger has a predetermined axial distance (11) from the front surface when the magnet armature is in engagement with the stop element and the plunger. Magnetaktuator (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der vorbestimmte Abstand (11) zwischen dem vorderem Ende des Stößels (6) und der ebenen Vorderseitenfläche der Polkerneinheit im Bereich zwischen 5 und 100 µm liegt.Magnetic actuator (1) according to claim 7, characterized in that
the predetermined distance (11) between the front end of the plunger (6) and the flat front surface of the pole core unit is in the range between 5 and 100 μm. Magnetaktuator (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die ebene Vorderseitenfläche der Polkerneinheit an das Durchgangsloch angrenzt und/oder das Durchgangsloch vollständig umgibt und/oder die Vorderseite der Polkerneinheit bildet.Magnetic actuator (1) according to claim 7 or 8, characterized in that
the flat front surface of the pole core unit adjoins the through hole and / or completely surrounds the through hole and / or forms the front side of the pole core unit. Magnetaktuator (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Stößel (6) und der Magnetanker miteinander fest verbunden sind oder miteinander nicht fest verbunden sind und/oder der Magnetaktuator kein rückstellendes Federelement bzw. keine Vorspannfeder aufweist.Magnetic actuator (1) according to one of claims 7 to 9, characterized in that
the plunger (6) and the magnet armature are firmly connected to one another or are not permanently connected to one another and / or the magnetic actuator has no resetting spring element or no pretensioning spring. Magnetaktuator (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlagselement (9) ein das Polrohr verschließender Deckel ist, der bevorzugt an dem Polrohr (2) fixiert ist.Magnetic actuator (1) according to one of claims 7 to 10, characterized in that
the stop element (9) is a cover which closes the pole tube and which is preferably fixed to the pole tube (2). Magnetaktuator (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Polkerneinheit aus dem Polkern (3a) besteht oder den Polkern umfasst und dabei zumindest ein weiteres Bauteil (3b) umfasst, das mit dem Polkern fest verbunden ist und aus einem anderen Material als der Polkern, bevorzugt aus einem amagnetischen Material besteht.Magnetic actuator (1) according to one of claims 7 to 11, characterized in that
the pole core unit consists of the pole core (3a) or includes the pole core and includes at least one further component (3b) which is firmly connected to the pole core and is made of a different material than the pole core, preferably an amagnetic material. Magnetaktuator (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
das Polrohr (2) aus einem Polkernrohr (3), das den Polkern (3a) bevorzugt einstückig umfasst, und einem Magnetrohr (4) besteht.Magnetic actuator (1) according to one of claims 7 to 12, characterized in that
the pole tube (2) consists of a pole core tube (3), which preferably comprises the pole core (3a) in one piece, and a magnet tube (4). Charge, umfassend eine Vielzahl von Magnetaktuatoren (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13 oder eine Vielzahl von nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten bzw. justierten Magnetaktuatoren, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte axiale Abstand (11) in der Vielzahl von Magnetaktuatoren der Charge eine Toleranzabweichung von weniger als 50 µm, von weniger als 20 µm, von weniger als 10 µm oder von weniger als 5 µm aufweist.Charge comprising a plurality of magnetic actuators (1) according to one of claims 7 to 13 or a plurality of magnetic actuators manufactured or adjusted according to one of claims 1 to 6, characterized in that the predetermined axial distance (11) in the plurality of magnetic actuators the batch has a tolerance of less than 50 µm, less than 20 µm, less than 10 µm or less than 5 µm. System, umfassend einen Magnetaktuator (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13 oder einen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten bzw. justierten Magnetaktuator, sowie ein von dem Magnetaktuator betätigtes externes Bauteil (20), das bevorzugt eingerichtet ist, eine Rückstellkraft auf den Stößel (6) auszuüben, so dass besonders bevorzugt der Magnetaktuator in dem System eingerichtet ist als Hubregelmagnet, bevorzugt als Propotionalelektromagnet zu arbeiten, wobei das System bzw. der Magnetaktuator bevorzugt zum Einsatz in einem Getriebe, insbesondere in einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.System comprising a magnetic actuator (1) according to one of claims 7 to 13 or a magnetic actuator produced or adjusted according to one of claims 1 to 6, as well as an external component (20) actuated by the magnetic actuator, which is preferably set up, to have a restoring force exerting the plunger (6) so that the magnetic actuator in the system is particularly preferably set up as a stroke control magnet, preferably as a proportional electromagnet, the system or the magnetic actuator being preferably intended for use in a transmission, in particular in an automatic transmission of a motor vehicle.
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