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EP0859380A2 - Double acting electromagnetic actuator - Google Patents

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Publication number
EP0859380A2
EP0859380A2 EP97117126A EP97117126A EP0859380A2 EP 0859380 A2 EP0859380 A2 EP 0859380A2 EP 97117126 A EP97117126 A EP 97117126A EP 97117126 A EP97117126 A EP 97117126A EP 0859380 A2 EP0859380 A2 EP 0859380A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
double stroke
magnet according
stroke magnet
electromechanical double
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.)
Granted
Application number
EP97117126A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0859380B1 (en
EP0859380A3 (en
Inventor
Volkmar Leutner
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0859380A2 publication Critical patent/EP0859380A2/en
Publication of EP0859380A3 publication Critical patent/EP0859380A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0859380B1 publication Critical patent/EP0859380B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01F7/17—Pivoting and rectilinearly-movable armatures
    • 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
    • H01F2007/1684—Armature position measurement using coils

Definitions

  • the invention is based on an electromechanical Double stroke magnet according to the preamble of claim 1.
  • the electromechanical double stroke magnet according to the invention has the characteristic features of the main claim in contrast, the advantage that it is simple and compact Design achieves increased functionality by addition to a double-acting stroke an additional Rotational movement is generated. This additional function leaves make use of a single electrical axis.
  • Double stroke magnet can be extremely inexpensive Realize construction, using existing components are largely usable. It is particularly advantageous further that for the additional function of the rotary movement the full magnetic flux is always used.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an electromechanical double solenoid in a simplified Representation and Figure 2 shows a partial cross section II-II in Figure 1.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a electromechanical double stroke magnet 10, which is essentially from a double-acting proportional magnet 11 and one Position measuring system 12 exists in a common housing 13 are arranged from magnetically conductive material.
  • the Housing has a valve-side, first end face 14, in the manner known per se e.g. one not closer drawn proportional valve can be attached.
  • the housing 13 extends from the valve side End face 14 in the longitudinal direction a continuous Hollow bore 15 to an opposite, valve-facing, second end face 16.
  • This hollow bore 15 is set down several times and forms a valve-side end face 14 open first section 17 with a larger diameter, which among other things two electromagnetic coils 18 and 19 of the Proportional magnet 11 takes.
  • a second section 20 closes in the hollow bore 15 with a smaller diameter in which a pressure tube 21 of the Double solenoid 10 is guided and stored.
  • the second Section 20 of the hollow bore 15 goes into a third Section 22 with larger diameter over to the second End face 16 is open.
  • the pressure pipe inserted into the stepped hollow bore 15 21 consists of several parts, so put together, soldered together and then are processed that the pressure pipe 21 after his Processing results in a one-piece component.
  • the one-piece pressure tube 21 therefore consists essentially of a multi-section anchor tube 23 and one fixed connected, one-piece sensor tube 24 with a smaller one Diameter.
  • the pressure pipe section 25 has one outwardly projecting ring flange 34 with which the Pressure pipe 21 in the first section 17 of the hollow bore 15 is guided, while on the other hand the pressure pipe part 26 its outer circumference in the region of the second section 19 of the Hollow bore 15 is guided.
  • the two electromagnetic coils 18, 19 arranged on the outer circumference of the pressure tube 21 are in the annular Space between the first section 17 of the hollow bore 15 and the anchor tube 23, the two electromagnetic coils 18, 19 arranged. Both coils are identical to each other, are concentric to each other and are one behind the other on the anchor tube 23 arranged, being separated from each other by a center disc 35 are separated from magnetic flux-conducting material radially between the inner wall of the housing 13 and the Outer diameter of the middle piece 29 extends.
  • the armature 33 is double with the aid of a plunger 36 stored.
  • the protruding through the pressure pipe section 25 to the outside Part of the plunger 36 forms a first bearing 37 in a magnetic core 38 which in the pressure pipe section 25 of the first end face 14 is inserted here.
  • a opposite end 39 of the plunger 36 is in a second bearing 41 performed in the pressure pipe part 26 is formed.
  • Adjacent to the second depository the transducer tube 24 is tightly fastened in the pressure tube part 26, the one inside which is operatively connected to the plunger 26 Ferrite core 42 receives.
  • the pickup coils 43 are arranged by a protective Sheath 44 are surrounded.
  • the ferrite core 42 and the Pickup coils 43 are parts of the Position measuring system 12.
  • a in the third section 22 inserted cover 45 protects the measuring system 12 in Housing 13 to the outside.
  • a Spring device 46 On the plunger 36 protruding on the end face 14 is a Spring device 46 arranged, the spring 47 in Connection with an attached unit the anchor 33 in of the drawn middle layer.
  • the spring 47 additionally be designed so that they anchor 33rd in relation to its angular position in a starting position holds.
  • the spring device 46 can preferably be designed in this way be that their spring 47 the armature 33 in relation to its Rotational position in the starting position shown in Figure 2 centered, in which the stator poles 51 and the armature poles 54 seen offset in the direction of rotation to each other.
  • the mode of operation of the double solenoid 10 corresponds with regard to its axial stroke movement Function of known double solenoids, so that only briefly it will be discussed.
  • Armature 33 using the two coils 18, 19 with two magnetic circuits separated from one another, which each create a force in the working air gaps.
  • the two coils 18, 19 of their Control flows in opposite directions, so that this too two forces are directed against each other.
  • the drawn center position with excited coils 18, 19th half the nominal current flows to a corresponding one To achieve pre-magnetization of the coils 18, 19.
  • the forces acting opposite to the armature 33 keep it in the drawn center position.
  • the additional functionality of the double solenoid 10, the depending on the energization of the two coils 18, 19 generates a torque for rotary adjustment can also be used in other ways. So can be between the double solenoid 10 and one arrange an additional valve to the assigned control valve, which evaluates the rotary movement of the double solenoid 10 so that a hydraulic additional signal - also as so-called "enable signal" is called - arises to Example system pressure with energized coils, return pressure for non-energized coils, which on the flange surface of the control valve and from there, for example a hydraulic check valve is forwarded.

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Abstract

The double acting proportional electro magnetic actuator system Ä11Ü has an armature Ä33Ü with an axial in line displacement sensor Ä12Ü. The actuator has two coils Ä18,19Ü with a magnet flux conducting centre disc Ä35Ü with stator poles . Poles are formed on the armature. A spring Ä47Ü provides a fail safe position for the valve. An additional rotary motion is provided by the excitation of both coils

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem elektromechanischen Doppelhubmagnet nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on an electromechanical Double stroke magnet according to the preamble of claim 1.

Es ist schon ein solcher elektromechanischer Doppelhubmagnet aus der DE 42 08 367 A1 bekannt, bei dem ein in einem Druckrohr angeordneter Anker aus einer zentrierten Mittelstellung in beide Richtungen auslenkbar ist. Obwohl sich dieser Doppelhubmagnet für viele Einsatzfälle eignet, ist es doch in manchen Anwendungsfällen ungünstig, daß er nur eine einzige Funktion ausübt, nämlich eine translatorische Bewegung. Um hier eine zusätzliche Funktionalität zu erreichen, wie dies insbesondere in Zusammenhang mit dem Failsafe-Verhalten gewünscht wird, muß ein zusätzlicher elektromagnetischer Antrieb oder ein geeigneter Steller verwendet werden. Dies führt zu erheblichen Mehrkosten und zu einer aufwendigeren Bauweise, da eine zweite elektrische Achse angesteuert werden muß. It is such an electromechanical double stroke magnet known from DE 42 08 367 A1, in which one in one Pressure pipe arranged anchor from a centered The middle position can be deflected in both directions. Although this double-stroke magnet is suitable for many applications, it is unfavorable in some applications that he performs only one function, namely one translational movement. To get an additional one To achieve functionality, as particularly in Connection with the failsafe behavior is required an additional electromagnetic drive or a suitable actuator can be used. this leads to considerable additional costs and a more complex construction, because a second electrical axis must be controlled.

Aus der DE 35 07 278 A1 ist eine elektromagnetische Stelleinrichtung bekannt, die zum Erreichen zweier Funktionen zwei elektrische Achsen aufweist. Während ein Proportionalmagnet die Längsbewegung eines Ventilschiebers steuert, ist zur Erzeugung einer Drehwegung am Ventilschieber ein zusätzlicher Schaltmagnet vorgesehen, dessen Hubbewegung über ein mechanisches Getriebe in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Für diese erhöhte Funktionalität ist durch die zweite elektrische Achse und den gesonderten Bewegungswandler ein relativ hoher Aufwand hinsichtlich Bauraum und Kosten erforderlich. In vielen Fällen steht der in Längsrichtung erforderliche Bauraum nicht zur Verfügung; der vom Hubmagneten getrennte Bewegungswandler erhöht auch den Montageaufwand und führt zu einer ungünstigen Hysterese.From DE 35 07 278 A1 is an electromagnetic Actuator known to achieve two Features two electrical axes. During a Proportional magnet the longitudinal movement of a valve spool controls, is to generate a rotation Valve spool an additional switching magnet is provided, its lifting movement via a mechanical gear into a Rotary motion is converted. For this increased Functionality is through the second electrical axis and the separate motion converter a relatively high effort required in terms of installation space and costs. In many In cases where there is space in the longitudinal direction not available; the one separated from the solenoid Movement converter also increases the assembly effort and leads to an unfavorable hysteresis.

Ferner ist aus der CH-PS 34 538 eine elektromagnetische Stelleinrichtung bekannt, bei der ein Drehmagnet und ein längsbeweglicher Hubmagnet so miteinander kombiniert sind, daß der gemeinsame Anker eine Dreh-Längsbewegung ausführen kann. Nachteilig bei dieser Stelleinrichtung ist, daß hier ein durch eine Spule geführter, beweglicher Stößel einen scheibenförmigen Hubanker sowie einen stabförmigen Drehanker trägt, die beide auf entgegengesetzten Seiten der Spule angeordnet sind. Auch diese Stelleinrichtung baut in axialer Richtung lang. Vor allem aber eignet sich diese Bauweise nicht für die Funktion eines Doppelhubmagneten. Weiterhin ist bei dieser Bauart ungünstig, daß sie keine druckdichte Ausführung ermöglicht und sich somit schlecht für die Ventiltechnik mit druckmittelgefüllten Räumen eignet.Furthermore, from CH-PS 34 538 an electromagnetic Actuator known in which a rotary magnet and a longitudinally moving solenoid are combined with each other that the common anchor perform a rotational longitudinal movement can. The disadvantage of this control device is that here a movable plunger guided by a coil disc-shaped lifting anchors and a rod-shaped rotating anchor carries both on opposite sides of the coil are arranged. This actuator also builds axially Direction long. But above all, this construction is suitable not for the function of a double solenoid. Farther is unfavorable with this design that it is not pressure-tight Execution enabled and therefore bad for the Valve technology with pressurized rooms is suitable.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße elektromechanische Doppelhubmagnet mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er bei einfacher und kompakter Bauweise eine erhöhte Funktionalität erreicht, indem neben einer doppeltwirkenden Hubbewegung eine zusätzliche Drehbewegung erzeugt wird. Diese zusätzliche Funktion läßt sich mit einer einzigen elektrischen Achse bedienen. Der Doppelhubmagnet läßt sich in äußerst kostengünstiger Bauweise realisieren, wobei bereits vorhandene Bauelemente weitgehend verwendbar sind. Besonders vorteilhaft ist ferner, daß für die zusätzliche Funktion der Drehbewegung stets der volle Magnetfluß herangezogen wird.The electromechanical double stroke magnet according to the invention has the characteristic features of the main claim in contrast, the advantage that it is simple and compact Design achieves increased functionality by addition to a double-acting stroke an additional Rotational movement is generated. This additional function leaves make use of a single electrical axis. Of the Double stroke magnet can be extremely inexpensive Realize construction, using existing components are largely usable. It is particularly advantageous further that for the additional function of the rotary movement the full magnetic flux is always used.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Doppelhubmagneten möglich. So ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 2, wodurch das bisherige Druckrohr unverändert beibehalten werden kann. Die Statorpole und die Ankerpole können in besonders einfacher und kostengünstiger Weise an der flußleitenden Mittelscheibe bzw. in der Mantelfläche des Ankers eingearbeitet werden, wodurch auch die Große der Drehbewegung an die geforderten Bedürfnisse anpaßbar ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.By the measures listed in the subclaims advantageous further developments and improvements of the The main claim specified double solenoid possible. So this results in a particularly advantageous embodiment Claim 2, whereby the previous pressure pipe unchanged can be maintained. The stator poles and the armature poles can in a particularly simple and inexpensive manner the flux-conducting central disc or in the lateral surface of the Anchors can be incorporated, which also makes the size of the Rotational movement is adaptable to the required needs. Further advantageous configurations result from the other claims, the description and the drawing.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figur 1 einen Längsschnitt durch einen elektromechanischen Doppelhubmagneten in vereinfachter Darstellung und Figur 2 einen teilweisen Querschnitt nach II-II in Figur 1. An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description explained. 1 shows a longitudinal section through an electromechanical double solenoid in a simplified Representation and Figure 2 shows a partial cross section II-II in Figure 1.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen elektromechanischen Doppelhubmagnet 10, der im wesentlichen aus einem doppeltwirkenden Proportionalmagneten 11 und einem Wegmeßsystem 12 besteht, die in einem gemeinsamen Gehäuse 13 aus magnetisch leitendem Material angeordnet sind. Das Gehäuse weist eine ventilseitige, erste Stirnfläche 14 auf, an der in an sich bekannter Weise z.B. ein nicht näher gezeichnetes Proportionalventil angebaut werden kann.1 shows a longitudinal section through a electromechanical double stroke magnet 10, which is essentially from a double-acting proportional magnet 11 and one Position measuring system 12 exists in a common housing 13 are arranged from magnetically conductive material. The Housing has a valve-side, first end face 14, in the manner known per se e.g. one not closer drawn proportional valve can be attached.

Im Gehäuse 13 verläuft ausgehend von der ventilseitigen Stirnfläche 14 in Längsrichtung eine durchgehende Hohlbohrung 15 zu einer entgegengesetzt liegenden, ventilabgewandten, zweiten Stirnfläche 16. Diese Hohlbohrung 15 ist mehrfach abgesetzt und bildet einen zur ventilseitigen Stirnfläche 14 hin offenen, ersten Abschnitt 17 mit größerem Durchmesser, welcher u.a. zwei elektromagnetische Spulen 18 bzw. 19 des Proportionalmagneten 11 aufnimmt. An den ersten Abschnitt 17 schließt sich in der Hohlbohrung 15 ein zweiter Abschnitt 20 mit kleinerem Durchmesser an, in dem ein Druckrohr 21 des Doppelhubmagneten 10 geführt und gelagert ist. Der zweite Abschnitt 20 der Hohlbohrung 15 geht in einen dritten Abschnitt 22 mit größerem Durchmesser über, der zur zweiten Stirnfläche 16 hin offen ist.The housing 13 extends from the valve side End face 14 in the longitudinal direction a continuous Hollow bore 15 to an opposite, valve-facing, second end face 16. This hollow bore 15 is set down several times and forms a valve-side end face 14 open first section 17 with a larger diameter, which among other things two electromagnetic coils 18 and 19 of the Proportional magnet 11 takes. At the first section 17 a second section 20 closes in the hollow bore 15 with a smaller diameter in which a pressure tube 21 of the Double solenoid 10 is guided and stored. The second Section 20 of the hollow bore 15 goes into a third Section 22 with larger diameter over to the second End face 16 is open.

Das in die abgesetzte Hohlbohrung 15 eingesetzte Druckrohr 21 besteht aus mehreren Einzelteilen, die so zusammengesteckt, miteinander verlötet und anschließend bearbeitet sind, daß das Druckrohr 21 nach seiner Bearbeitung ein einstückiges Bauelement ergibt. Das einstückige Druckrohr 21 besteht deshalb im wesentlichen aus einem mehrgliedrigen Ankerrohr 23 und einem damit fest verbundenen, eingliedrigen Aufnehmerrohr 24 mit kleinerem Durchmesser.The pressure pipe inserted into the stepped hollow bore 15 21 consists of several parts, so put together, soldered together and then are processed that the pressure pipe 21 after his Processing results in a one-piece component. The one-piece pressure tube 21 therefore consists essentially of a multi-section anchor tube 23 and one fixed connected, one-piece sensor tube 24 with a smaller one Diameter.

Bei dem Ankerrohr 23 mit gegenüber dem Aufnehmerrohr 24 größerem Durchmesser sind zwischen einem außenliegenden Druckrohrstück 25 und einem innenliegenden Druckrohrteil 26 zwei hülsenförmige Druckrohrstücke 27, 28 angeordnet, zwischen denen ein hohlzylindrisches Mittelstück 29 liegt. Während die beiden Zwischenstücke 27, 28 aus magnetisch nicht leitendem Material bestehen, sind das Druckrohrstück 25, das Druckrohrteil 26 sowie das Mittelstück 29 aus magnetisch leitendem Material hergestellt. Das Druckrohrstück 25 kann daher in seinem hohlzylindrischen Bereich als Polschuh 31 arbeiten, während das Druckrohrteil 26 einen entsprechenden Polschuh 32 bildet, die jeweils mit einem im Ankerrohr 23 angeordneten Anker 33 zusammenarbeiten. Das Druckrohrstück 25 weist dabei einen nach außen kragenden Ringflansch 34 auf, mit dem das Druckrohr 21 im ersten Abschnitt 17 der Hohlbohrung 15 geführt ist, während andererseits das Druckrohrteil 26 an seinem Außenumfang im Bereich des zweiten Abschnitts 19 der Hohlbohrung 15 geführt ist.In the case of the anchor tube 23 with respect to the pickup tube 24 larger diameters are between an outside Pressure pipe piece 25 and an inner pressure pipe part 26 two sleeve-shaped pressure pipe pieces 27, 28 arranged, between which there is a hollow cylindrical middle piece 29. While the two intermediate pieces 27, 28 made of magnetic non-conductive material are the pressure pipe piece 25, the pressure pipe part 26 and the middle piece 29 magnetically conductive material. The Pressure pipe piece 25 can therefore in its hollow cylindrical Work area as a pole piece 31 while the pressure tube part 26 forms a corresponding pole piece 32, each with an armature 33 arranged in the armature tube 23 work together. The pressure pipe section 25 has one outwardly projecting ring flange 34 with which the Pressure pipe 21 in the first section 17 of the hollow bore 15 is guided, while on the other hand the pressure pipe part 26 its outer circumference in the region of the second section 19 of the Hollow bore 15 is guided.

Am Außenumfang des Druckrohrs 21 sind in dem ringförmigen Raum, der zwischen dem ersten Abschnitt 17 der Hohlbohrung 15 und dem Ankerrohr 23 liegt, die beiden elektromagnetischen Spulen 18, 19 angeordnet. Beide Spulen sind untereinander gleich ausgebildet, liegen konzentrisch zueinander und sind hintereinander auf dem Ankerrohr 23 angeordnet, wobei sie voneinander durch eine Mittelscheibe 35 aus magnetflußleitendem Material getrennt sind, die sich radial zwischen der Innenwand des Gehäuses 13 und dem Außendurchmesser des Mittelstücks 29 erstreckt. On the outer circumference of the pressure tube 21 are in the annular Space between the first section 17 of the hollow bore 15 and the anchor tube 23, the two electromagnetic coils 18, 19 arranged. Both coils are identical to each other, are concentric to each other and are one behind the other on the anchor tube 23 arranged, being separated from each other by a center disc 35 are separated from magnetic flux-conducting material radially between the inner wall of the housing 13 and the Outer diameter of the middle piece 29 extends.

Der Anker 33 ist mit Hilfe eines Stößels 36 zweifach gelagert. Der durch das Druckrohrstück 25 nach außen ragende Teil des Stößels 36 bildet eine erste Lagerstelle 37 in einem Magnetkern 38, der in das Druckrohrstück 25 von der ersten Stirnfläche 14 her eingesetzt ist. Ein entgegengesetzt liegendes Ende 39 des Stößels 36 ist in einer zweiten Lagerstelle 41 geführt, die im Druckrohrteil 26 ausgebildet ist. Angrenzend an die zweite Lagerstelle ist im Druckrohrteil 26 das Aufnehmerrohr 24 dicht befestigt, das in seinem Innern einen mit dem Stößel 26 wirkverbundenen Ferritkern 42 aufnimmt. Außen auf dem Aufnehmerrohr 24 sind die Aufnehmerspulen 43 angeordnet, die von einer schützenden Ummantelung 44 umgeben sind. Der Ferritkern 42 und die Aufnehmerspulen 43 sind in an sich bekannter Weise Teile des Wegmeßsystems 12. Ein in dem dritten Abschnitt 22 eingesetzter Deckel 45 schützt das Wegmeßsystem 12 im Gehäuse 13 nach außen.The armature 33 is double with the aid of a plunger 36 stored. The protruding through the pressure pipe section 25 to the outside Part of the plunger 36 forms a first bearing 37 in a magnetic core 38 which in the pressure pipe section 25 of the first end face 14 is inserted here. A opposite end 39 of the plunger 36 is in a second bearing 41 performed in the pressure pipe part 26 is formed. Adjacent to the second depository the transducer tube 24 is tightly fastened in the pressure tube part 26, the one inside which is operatively connected to the plunger 26 Ferrite core 42 receives. Are outside on the pickup tube 24 the pickup coils 43 are arranged by a protective Sheath 44 are surrounded. The ferrite core 42 and the Pickup coils 43 are parts of the Position measuring system 12. A in the third section 22 inserted cover 45 protects the measuring system 12 in Housing 13 to the outside.

An dem auf der Stirnseite 14 herausragen Stößel 36 ist eine Federeinrichtung 46 angeordnet, deren Feder 47 im Zusammenhang mit einem angebauten Aggregat den Anker 33 in der gezeichneten Mittellage hält. Dabei kann die Feder 47 zusätzlich noch so ausgebildet werden, daß sie den Anker 33 in Bezug auf seine Drehwinkellage in einer Ausgangsstellung hält.On the plunger 36 protruding on the end face 14 is a Spring device 46 arranged, the spring 47 in Connection with an attached unit the anchor 33 in of the drawn middle layer. The spring 47 additionally be designed so that they anchor 33rd in relation to its angular position in a starting position holds.

Wie die Figur 1 in Verbindung mit Figur 2 näher zeigt, sind an dem kreisringförmigen Innenrand 48, mit dem die Mittelscheibe 35 auf dem Ankerrohr 23 geführt ist, gleichmäßig längs des Umfangs verteilte Aussparungen 49 angeordnet, wodurch in der Mittelscheibe 35 gehäusefeste Statorpole 51 ausgebildet sind. Die vier Statorpole 51 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt und erstrecken sich jeweils über den gleichen Drehwinkel. In entsprechender Weise sind im Anker 33 in seiner Mantelfläche 52 gleichmäßig über den Umfang verteilte Ausnehmungen 53 angeordnet, so daß zwischen ihnen entsprechende vier Ankerpole 54 gebildet sind. Die Ausnehmungen 53 und damit auch die Ankerpole 54 erstrecken sich in axialer Längsrichtung über einen Bereich im Anker 33, der während des Betriebs des Doppelhubmagneten 10 unter die Mittelscheibe 35 zu liegen kommt. Die Anzahl der Ankerpole 54 gleicht derjenigen der Statorpole 51, wobei sie sich in Drehrichtung gesehen im wesentlichen über den gleichen Drehwinkel erstrecken.As shown in Figure 1 in connection with Figure 2, are on the annular inner edge 48 with which the Middle disk 35 is guided on the anchor tube 23, Recesses 49 evenly distributed along the circumference arranged, whereby in the center disc 35 fixed to the housing Stator poles 51 are formed. The four stator poles 51 are evenly distributed over the circumference and extend each over the same angle of rotation. In corresponding Ways are uniform in the armature 33 in its lateral surface 52 Recesses 53 distributed over the circumference arranged so that corresponding four armature poles 54 are formed between them are. The recesses 53 and thus also the armature poles 54 extend over an area in the axial longitudinal direction in the armature 33, which during the operation of the double solenoid 10 comes to rest under the central disc 35. The number the armature poles 54 are the same as those of the stator poles 51, seen in the direction of rotation essentially over the extend the same angle of rotation.

Die Federeinrichtung 46 kann vorzugsweise so ausgeführt werden, daß deren Feder 47 den Anker 33 in Bezug auf seine Drehlage in der in Figur 2 dargestellten Ausgangslage zentriert, in welcher die Statorpole 51 und die Ankerpole 54 in Drehrichtung gesehen versetzt zueinander liegen.The spring device 46 can preferably be designed in this way be that their spring 47 the armature 33 in relation to its Rotational position in the starting position shown in Figure 2 centered, in which the stator poles 51 and the armature poles 54 seen offset in the direction of rotation to each other.

Die Wirkungsweise des Doppelhubmagneten 10 entspricht hinsichtlich seiner axialen Hubbewegung grundsätzlich der Funktion vorbekannter Doppelhubmagneten, so daß nur kurz darauf eingegangen wird. Beim Doppelhubmagnet 10 wird der Anker 33 mit Hilfe der beiden Spulen 18, 19 mit zwei voneinander getrennten magnetischen Kreisen beaufschlagt, die jeweils eine Kraft in den Arbeitsluftspalten erzeugen. Dabei werden die beiden Spulen 18, 19 von ihren Steuerströmen gegensinnig durchflossen, so daß auch diese beiden Kräfte gegeneinander gerichtet sind. In der gezeichneten Mittelstellung bei erregten Spulen 18, 19 fließt jeweils der halbe Nennstrom, um eine entsprechende Vormagnetisierung der Spulen 18, 19 zu erreichen. Die hierbei entgegengesetzt auf den Anker 33 wirkenden Kräfte halten ihn in der gezeichneten Mittelstellung.The mode of operation of the double solenoid 10 corresponds with regard to its axial stroke movement Function of known double solenoids, so that only briefly it will be discussed. In the double solenoid 10 Armature 33 using the two coils 18, 19 with two magnetic circuits separated from one another, which each create a force in the working air gaps. The two coils 18, 19 of their Control flows flow in opposite directions, so that this too two forces are directed against each other. In the drawn center position with excited coils 18, 19th half the nominal current flows to a corresponding one To achieve pre-magnetization of the coils 18, 19. The forces acting opposite to the armature 33 keep it in the drawn center position.

Zur Erzeugung einer axialen Stellkraft wird im Gegentakt der Steuerstrom in der einen Spule 18, 19 gesenkt, während er in der anderen Spule 19 bzw. 18 erhöht wird. Dies bedeutet für den magnetischen Fluß in der Mittelscheibe 35, daß er unabhängig von der Ansteuerung während der Betriebszeit nahezu konstant bleibt. Der Magnetfluß verschwindet erst, wenn die Steuerströme über die Spulen 18, 19 abgeschaltet werden. Dieser Sachverhalt wird nun zur Unterscheidung eines Failsafe-Falls, bei dem kein Steuerstrom über die Spulen vorliegt, gegenüber einem Betriebsfall, bei dem Spulenströme in gleichen oder unterschiedlichem Verhältnis vorliegen, ausgenutzt, wobei das Vorliegen von Spulenströmen in ein Drehmoment umgesetzt wird. In Abhängigkeit von der Bestromung der beiden Spulen 18, 19 wird somit ein Drehmoment in einer Richtung 55 erzeugt, das eine rotatorische Verstellung des Ankers 33 bewirkt. Die Figur 2 zeigt dabei den Anker 33 in seiner rotatorischen Ausgangslage, die er bei stromlosem Zustand beispielsweise durch die Einwirkung einer Drehfeder einnimmt, deren Funktion von der Feder 47 mit übernommen wird. Dies ergibt eine sogenannte Failsafe-Stellung.To generate an axial positioning force, the Control current in one coil 18, 19 lowered while in the other coil 19 or 18 is increased. This means for the magnetic flux in the center disc 35 that he independent of the control during the operating time remains almost constant. The magnetic flux only disappears when the control currents through the coils 18, 19 are turned off will. This fact becomes a distinction Failsafe case where there is no control current through the coils compared to an operating case in which Coil currents in the same or different ratio present, exploited, the presence of coil currents is converted into a torque. Depending on the Current supply to the two coils 18, 19 is thus a Torque generated in one direction 55, the one causes rotary adjustment of the armature 33. Figure 2 shows the armature 33 in its rotatory Starting position, for example, when de-energized by the action of a torsion spring, whose Function is taken over by the spring 47. This results in a so-called failsafe position.

Werden die Spulen 18, 19 bestromt, wie dies im Betriebsfall vorgesehen ist, so fließt zwischen Anker 33 und Mittelscheibe 35 durch das Druckrohr 21 hindurch ein magnetischer Fluß. Durch die relative Drehlage der Ankerpole 54 zu den gehäusefesten Statorpolen 51 zueinander ergibt sich ein Drehmoment in der gezeigten Pfeilrichtung 55, wodurch der Anker 33 eine Drehbewegung ausführt, bis sich die Ankerpole 54 und die Statorpole 51 genau gegenüberstehen. Die damit erzeugte Drehbewegung kann, wie dies im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist, dazu genutzt werden, mit Hilfe eines Ventilschiebers und einer angepaßten Steuergeometrie am Ventilschieber und an der Ventilhülse eine zusätzliche Funktionalität zu erzielen. Beim Abschalten der Steuerströme durch die Spulen 18, 19, also auch im Failsafe-Fall, wird der Anker 33 durch die Rückstellkraft der Feder 47 in seine in Figur 2 gezeichnete Ausgangslage zurückgestellt.Are the coils 18, 19 energized, as is the case with operation is provided, flows between armature 33 and Center disk 35 through the pressure tube 21 magnetic river. Due to the relative rotational position of the armature poles 54 to the housing-fixed stator poles 51 to each other a torque in the direction of arrow 55 shown, whereby the armature 33 rotates until the armature poles 54 and the stator poles 51 exactly face each other. The rotary movement generated with it can, like this is described in the prior art mentioned at the beginning is to be used with the help of a valve spool and an adapted control geometry on the valve slide and additional functionality on the valve sleeve achieve. When switching off the control currents through the coils 18, 19, ie also in the case of failsafe, the armature 33 through the restoring force of the spring 47 in its in Figure 2 drawn initial position deferred.

Die zusätzliche Funktionalität des Doppelhubmagneten 10, der in Abhängigkeit von der Bestromung der beiden Spulen 18, 19 ein Drehmoment erzeugt, das zur rotatorischen Verstellung benutzt wird, kann auch in anderer Weise eingesetzt werden. So läßt sich zwischen dem Doppelhubmagnet 10 und einem zugeordneten Regelventil ein zusätzliches Ventil anordnen, das die Drehbewegung des Doppelhubmagneten 10 so auswertet, daß ein hydraulisches Zusatzsignal - das auch als sogenanntes "Enable-Signal" bezeichnet wird - entsteht, zum Beispiel Systemdruck bei bestromten Spulen, Rücklaufdruck bei nicht bestromten Spulen, welches an die Flanschfläche des Regelventils geführt wird und von dort zum Beispiel an ein hydraulisches Sperrventil weitergeleitet wird.The additional functionality of the double solenoid 10, the depending on the energization of the two coils 18, 19 generates a torque for rotary adjustment can also be used in other ways. So can be between the double solenoid 10 and one arrange an additional valve to the assigned control valve, which evaluates the rotary movement of the double solenoid 10 so that a hydraulic additional signal - also as so-called "enable signal" is called - arises to Example system pressure with energized coils, return pressure for non-energized coils, which on the flange surface of the control valve and from there, for example a hydraulic check valve is forwarded.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Ausführungsform möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So läßt sich die Form und die Anzahl der Aussparungen bzw. der Pole nach Bedarf ändern. Auch die rotatorische Rückstellkraft durch die Drehfeder kann in anderer Weise ausgebildet und angeordnet werden. Ebenso sind Änderungen an der Bauweise des Druckrohrs 21 möglich. Auch kann anstelle eines Druckrohrs ein im wesentlichen rohrförmiger Körper für den Aufbau des Doppelhubmagneten verwendet werden, der keine druckdichte Funktion übernimmt. Der Doppelhubmagnet mit seiner erhöhten Funktionalität ist vielseitig anwendbar, z.B. auch zur Verstellung von elektrohydraulisch verstellbaren Radialkolbenpumpen.Of course, changes to the shown Embodiment possible without the spirit of the invention to deviate. So the shape and the number of Change recesses or the pole as required. Also the rotational restoring force by the torsion spring can be formed and arranged in another way. Likewise are Changes to the design of the pressure pipe 21 possible. Also can be a pressure pipe instead of a tubular body for the construction of the double solenoid can be used that does not perform a pressure-tight function. The double stroke magnet with its increased functionality is versatile, e.g. also for the adjustment of Electrohydraulically adjustable radial piston pumps.

Claims (9)

Elektromechanischer Doppelhubmagnet, insbesondere zur Betätigung eines Ventilschiebers, mit zwei zueinander konzentrisch liegenden, elektrischen Spulen, die in einem Gehäuse nebeneinander auf einem im wesentlichen rohrförmigen Körper angeordnet und durch eine magnetflußleitende Mittelscheibe voneinander getrennt sind, wobei der Körper in seinem Inneren einen axial beweglich und gleitend geführten Anker aufnimmt, der durch stirnseitig bzw. endseitig gelegene Arbeitsluftspalte von gehäusefesten Polschuhen getrennt ist und dem mindestens ein einen Polschuh durchdringender Stößel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer durch die Mittelscheibe (35) gebildeten, radialen Ebene durch sich in Drehrichtung erstreckende Aussparungen (49) gehäusefeste Statorpole (51) ausgebildet sind und daß am Anker (33) in dieser Ebene durch sich in Umfangsrichtung erstreckende Ausnehmungen (53) Ankerpole (54) ausgebildet sind, die den Statorpolen (51) zugeordnet sind. Electromechanical double stroke magnet, especially for Actuation of a valve slide, with two to each other concentric electrical coils in one Housing side by side on a substantially tubular Body arranged and by a magnetic flux Center disk are separated from each other, with the body in its interior an axially movable and slidably guided Anchor picks up by the front or end located working air gap of pole shoes fixed to the housing is separated and the at least one pole piece penetrating plunger is assigned, thereby characterized in that in a through the central disc (35) formed radial plane by itself in the direction of rotation extending recesses (49) housing-fixed stator poles (51) are formed and that on the armature (33) in this plane recesses (53) extending in the circumferential direction Armature poles (54) are formed, which the stator poles (51) assigned. Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper ein die fluidische Seite von der elektrischen Seite trennendes Druckrohr (21) ist und die Aussparungen (49) zur Bildung der Statorpole (51) in der vom Druckrohr (21) getrennten Mittelscheibe (35) liegen, insbesondere an deren innerem Durchmesser (48).Electromechanical double stroke magnet according to claim 1, characterized in that the tubular body is a separating the fluidic side from the electrical side Pressure pipe (21) and the recesses (49) to form the Stator poles (51) in the one separated from the pressure tube (21) Center disc (35) are located, especially on the inside Diameter (48). Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmungen (53) im Anker (33) in axialer Richtung über denjenigen Hubbereich erstrecken, der im Betrieb unter die Mittelscheibe (35) zu liegen kommt.Electromechanical double stroke magnet according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses (53) in Armature (33) in the axial direction over that stroke range extend to the under the center disc (35) during operation comes to lie. Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Statorpole (51) und die Ankerpole (54) jeweils im wesentlichen über gleiche Drehwinkel erstrecken.Electromechanical double stroke magnet according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that the Stator poles (51) and the armature poles (54) each in extend substantially over the same angle of rotation. Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Statorpole (51) und der Ankerpole (54) gleich groß ist und mindestens zwei beträgt.Electromechanical double stroke magnet according to claim 4, characterized in that the number of stator poles (51) and the armature pole (54) is the same size and at least two is. Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) mit seinem Stößel (36) beidseitig gehäusefest gelagert ist, insbesondere in den beiden Polschuhen (38, 26).Electromechanical double stroke magnet according to one of the Claims 1 to 5, characterized in that the anchor (33) with its plunger (36) mounted on both sides of the housing is, especially in the two pole pieces (38, 26). Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anker (33) ein Wegmeßsystem (12) zugeordnet ist. Electromechanical double stroke magnet according to one of the Claims 1 to 6, characterized in that the anchor (33) a distance measuring system (12) is assigned. Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Anker (33) in seiner Mittelstellung zentrierende Federeinrichtung (46) vorgesehen ist.Electromechanical double stroke magnet according to one of the Claims 1 to 7, characterized in that a Anchor (33) centering in its central position Spring device (46) is provided. Elektromechanischer Doppelhubmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Anker (33) in seine Ausgangs-Drehlage rückstellende Feder (47) vorgesehen ist.Electromechanical double stroke magnet according to one of the Claims 1 to 8, characterized in that a Armature (33) return spring to its initial rotational position (47) is provided.
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