专利名称：借助一个活动线圈结构工作的执行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种执行器，它包括一个用导磁材料制成的外壳套、一个在该外壳套中在形成一个气隙的情况下具有至少一个卷绕在其圆周上的通电流的线圈的活动线圈架以及一个在形成一个气隙的情况下被该线圈架包围的磁性圆筒，该磁性圆筒在其内部具有一个轴向布置的永磁体序列和由一种导磁材料制成的极盘，其中该线圈的轴向宽度大于与该线圈对应的极盘的轴向长度。
US 5345206描述了一种具有上述特征的执行器。这种公知的执行器由一个一侧封闭的、完全用导磁材料制成的外壳组成，具有一个从该外壳中伸出的操作凸肩的线圈架可在该外壳中移动。这种公知的执行器的特点是，极盘比相邻布置的永磁体窄，且绕制在该线圈架上的线圈与相应的窄的极盘比较，具有大得多的宽度。
对这种公知的执行器来说，由于窄的极盘的磁饱和，用这种结构应意识到由永磁体对搭接永磁体的线圈产生杂散磁场。因此，必须忍受这样的缺点，即由永磁体提供的磁通量不可能完全转变成引起该线圈架运动的有效磁通量，且除了极区外，在气隙内的大部分场力线必须克服较长的路段，为此，需要大量的磁性材料。为了控制杂散磁通，线圈必须做成具有一个搭接相应极盘宽度的大的尺寸，因而在该线圈架上设置相当多的线圈材料。这样就以不利的方式不但增加了执行器工作时要运动的线圈架的质量，确切地说，一个设计有相应的线圈质量的线圈的通电也导致该线圈的相当严重的加热。这样的加热对执行器的热容量造成过载，并导致单个线圈体的相应的膨胀，从而影响规定的气隙尺寸，并限制最大可能的能量密度。
这些缺点导致了公知的执行器不适用于充液体的空间，所以本发明的目的是提出一种具有开头所述特征的、适用于流体技术的执行器。这里的流体技术特别是指执行器的内腔充有一种流体介质而言的。亦即这是这种执行器用于泵介质中的泵的直接传动的前提，或用于内燃机的进气门或排气门的直接控制的前提。
这个目的的实现可从本说明书后面的权利要求书的内容所包括的本发明诸多有利方案和改进中得知。
本发明的基本构思是永磁体和极盘的尺寸是这样相互适配的，即永磁体的端面的横截面面积至少相当于一个相邻极盘的圆周面积；与该极盘对应的线圈的宽度与极盘的宽度的重叠幅度相当于线圈架的行程；该线圈支架可在流体介质中运动，且在该线圈支架与一个包围永磁体和相应极盘的磁性圆筒之间存在的气隙最大确定成这样宽，使这两部分之间产生薄的润滑膜，而不会排挤周围流体。
本发明的优点是首先这样使无助于力作用到线圈架上的杂散磁通量保持很小，即在极盘范围内的所有磁通量径向以最短几何路径通过磁性圆筒与外壳或外壳套之间的气隙，所以全部线圈导线都以最大的气隙感应进行加载。为了在线圈架相对于固定的磁性圆筒的整个轴向运动过程中确保这种情况，本发明建议，与极盘对应的线圈的宽度与极盘宽度的重叠幅度相当于线圈架的行程。从而就线圈的膨胀限制到所需的尺寸而言，以有利的方式获得了具有自感应和线圈重量都尽可能小的线圈布置。
线圈架和磁性圆筒之间的气隙尺寸也对本发明要避免的杂散磁通量起决定性的作用，因此，本发明通过这样的措施使该气隙尽可能小，即把在流体介质中运动的线圈架和磁性圆筒之间存在的气隙最大确定成这样宽，使这两部分之间产生薄的润滑膜，而不会排挤周围流体。这样，一方面恰当地考虑了执行器在流体技术中的使用，因为线圈架以滑动支承的方式在磁性圆筒上产生尽可能小的摩擦损失，而且由于线圈架在流体中的轴向运动引起了线圈架周围的流体被排挤到线圈架的外侧。这样，在本发明的执行器例如用于直接控制内燃机的进气门或排气门时保证了燃料油混合物形成润滑膜。这些论点同样适用于本发明执行器用于泵的直接传动，这时，执行器可布置在泵介质中，泵介质形成润滑膜。但在泵传动时，如果执行器与被泵送的介质隔开，则执行器也可在其内部充一种介质例如水进行工作。
套筒状的线圈架可在其一个端面上设置一个具有径向向里弹跳轮辐的星形支架。
根据第一实施例，该星形支架的中心可连接一根从外壳伸出的挺杆作为操作凸肩。这个解决方案例如适用于在控制内燃机进气门和排气门时，气门挺杆与执行器的挺杆进行联接。此外，在执行器的结构方面可这样考虑，即外壳套为一个封闭的和支承活动线圈架以及支承磁性圆筒的外壳的组成部分，其中该挺杆在一个孔内穿出该外壳的相应前壁。
在本发明的执行器用于泵的直接传动时，可这样考虑，即外壳套是一个一侧敞口的和支承活动线圈架以及支承磁性圆筒的外壳的组成部分，其中该外壳的敞口的端面通过一个柔性的薄膜封闭，且该挺杆对着薄膜操作。
另一种解决方案可这样考虑，即外壳套是一个一侧敞口的和支承活动线圈架以及支承磁性圆筒的外壳的组成部分，且该外壳的敞口的端面通过一个柔性的薄膜封闭；而该线圈架在相应的端面上设置了一块板作为星形支架，该板对着外壳的端面薄膜操作。
在本发明的另一个实施形式中，外壳套是一个两侧敞口的和支承活动线圈架以及支承磁性圆筒的外壳的组成部分，且外壳的两个敞口的端面通过一个柔性的薄膜封闭；而该线圈架则在两个端面上设置了一块板作为星形支架并设计为来回运动的活塞，该活塞对着外壳的端面薄膜操作。
在执行器的外壳用一个或两个薄膜封闭和被泵送的介质用可动的薄膜加载时，可这样考虑隔开执行器运行所需的流体与被泵送的介质，即由外壳套和端面薄膜构成的外壳的内腔注入水。
就特别是在背离线圈架的星形支架的外壳前壁相邻的永磁体上或在极盘上发生不希望的杂散磁通而言，考虑了一个完全用导磁材料制成的外壳，在磁性圆筒的端部和外壳的前壁之间设置了一块用不导磁的材料制成的隔板。另一个解决方案是，该外壳的前壁用不导磁的材料制成。
关于线圈架和磁性圆筒的基本结构，本发明用一个磁性模块，这个磁性模块由一个布置在磁性圆筒中心的永磁体和两个布置在外侧的极盘构成，其中在磁性模块内，每个极盘在线圈架上对应一个分线圈，其中一个磁性模块的这些分线圈是反向绕制的并相互机械和电气连接，这样就避免了互感。
根据本发明的一个实施例，在执行器的外壳套以内布置了一个唯一的磁性模块。由于这个磁性模块的紧凑的对称结构和本发明的相当小的磁杂散损失，产生了一个相当大的能量密度，这样高的能量密度结合线圈架包括绕在其上的线圈的很小的惯性就可实现线圈支架的快速的交替运动或快速的一侧偏转。其中，这些分线圈的自感应保持很小，所以可实现快速的电流变化，例如可在几毫秒内实现几毫米的行程调节。
由于一方面对于永磁体和极盘的尺寸比例的本发明的尺寸关系以及另一方面极盘和线圈绕组特别是在力求本发明的执行器的小的结构尺寸时，只产生短的轴向永磁长度，对某种使用目的来说，一个永磁体产生的感应对线圈架的要求的运动可能是不够的。所以，在本发明的一个实施例中，在外壳套以内轴向一个接一个地布置了多个磁性模块，其中每个磁性模块的永磁体的轴向相同的极是相互对置的。此时每个磁性模块的位于外侧的极盘组合成一个整体的连接极盘。
在永磁体和极盘交替布置在磁性圆筒中时，在位于外端的极盘的范围内产生漏磁损失，此时从位于里侧的永磁体发出的磁通量在极盘中不是完全在重叠极盘的线圈方向内转向，所以根据本发明的一个实施例，在由这个或这些磁性模块的位于外侧的极盘构成的磁性圆筒的端部分别布置一个在其强度上可抵消磁性圆筒端部产生的杂散磁通的边缘磁体，且该边缘磁体与用导磁材料制成的外壳套连接，所以由该边缘磁体发出的磁通量闭合与该边缘磁体连接的整个外壳。由于该边缘只补偿了相应的极盘范围内的漏磁损失，所以它不需要具有象磁性载体内分别布置的一个或多个主磁体那样的相同的轴向尺寸。
根据本发明的一种特殊结构型式，边缘磁体和爪极的布置方案对各类执行器来说也可与磁性圆筒的结构无关，即或设置或不设置磁性圆筒。
根据本发明的一个实施例，在封闭的外壳一侧上，如果磁性圆筒的内边缘磁体紧贴在用导磁材料制成的前壁上，则在挺杆范围内构成一个一侧敞口的外壳。
为了在外壳敞口侧的挺杆范围内也能进行漏磁损失的这种补偿，根据本发明的一个实施例，外壳在其敞口的端面上具有径向向里弹跳的并轴向夹紧在线圈架的轮辐之间的爪极，这些爪极用导磁材料制成并与磁性圆筒的相应边缘磁体保持磁吸持的连接。这样就获得了一个独特的优点，即由于在导磁外壳或爪极与磁性圆筒的边缘磁体之间产生的磁通量，外壳内的磁性圆筒被夹紧不动，而无须别的紧固元件。磁性的吸持力很大，即使大的外力也几乎不可能改变外壳中的磁性圆筒的位置。
根据本发明的一个实施例，磁性圆筒或磁性筒管在外壳中的这种固定方式也可用其两端上构成的爪极构成两侧敞口的外壳套，这时在外壳套中可动的线圈架在两个端面上分别具有一个带伸出挺杆的星形支架。
具体地说，这些爪极可以与星形支架的轮辐之间存在的缝隙形状一致。
由于磁性圆筒或磁性筒管被固定在外壳中，因而提供了这样的可能性，即这些爪极为带挺杆的星形支架形成了一个抗扭转的机构，这样，在执行器与一个用于流体技术中的阀门共同作用时，该阀门在启动时的扭力就可传递到挺杆上并由此通过星形支架传递到线圈架上。为了避免在固定的爪极和线圈架之间在该线圈架移动时产生大面积的接触摩擦，根据本发明的一个实施例，至少一个爪极具有一个紧贴在星形支架相应轮辐上的例如凸起状或线状的凸起部，这样就可避免大面积摩擦，而只有点摩擦或线摩擦。相应地，一个凸起部也可在一个轮幅上构成并紧贴在该爪极上。
此外，以有利的方式创造了这样的可能性。一个爪极和/或夹持在该爪极和外壳之间的或夹持在两侧爪极之间的磁性圆筒或磁性筒管为行程测量系统的传感器相对外壳构成一个固定的支架，这样就可避免传感器支架的运动而引起行程测量系统的测量结果的失真。
根据本发明的一个实施例，一个或多个磁性模块也可这样构成，即一个磁性模块例如由一个布置在磁性圆筒中心的极盘和由两个分别布置在外侧的永磁体构成，其中，这些永磁体的轴向相同的极是相互对置的，并在线圈架上绕制了一个与中心布置的极盘对应的线圈。由此获得了这样的优点，即布置在磁性筒管外端上的永磁体同时引起边缘磁体的作用，并由此可实现磁性筒管直接固定在爪极和外壳之间或两侧布置的固定在外壳上的爪极之间。此外，与边缘磁体的附加的布置比较，这种布置具有这样的有利的可能性，即在相同设计的力作用的情况下可减少磁体的数目。根据本发明的一个实施例，也可在两个位于外侧的永磁体之间交替布置多个极盘和永磁体。
根据本发明的一个实施例，可在线圈架的星形支架和磁性筒管的前端之间布置一个预张紧的弹簧，以便对挺杆进行加载，该挺杆在其连接位置内与连接在该执行器上的阀门连接。
至于线圈架包括绕在其上的线圈的结构则可这样考虑，用不导电的材料例如用塑料、胶木或陶瓷制成的线圈架具有多个用来安装线圈的凹槽，单个线圈绕入这些凹槽中。此外，根据本发明的一个实施例，绕制在线圈架的凹槽中的线圈上叠置了一层保护层，所以配有线圈的线圈架各具有一个平整的表面。用这种线圈架结构可在线圈架和磁性筒管之间或在线圈架和外壳套之间实现很小的气隙。
最后，根据本发明的又一实施例，在外壳套的里侧设置有沿其纵向延伸的槽，以便通过线圈架在外壳套中进行轴向运动时挤压的流体；从而尽管在线圈架周围的流体在线圈架运动时需要挤压，但可实现线圈架和外壳套之间的一个小的气隙。在必要时，相应的槽也可设置在线圈架的外圆周上。
下面对附图中所示的一些实施例进行说明。附图表示
图1 具有一个由一个中心永磁体和位于外侧的极盘组成的磁性模块的执行器的示意纵断面图；图2 用多个磁性模块组成的一个相当于图1的执行器；图3 具有附加设置的边缘磁体的一个图1执行器的纵断面图；图4 沿图3剖面线IV-IV剖开的剖面图；图5 具有多个磁性模块的图3所示的执行器；图6 具有两侧敞口的外壳和适当布置的爪极以及具有一个中心极盘和外侧主磁体的图3所示执行器的一种结构型式；图7 配置多个主磁体和极盘的图6的执行器；图8 一个线圈架的部分剖面图。
从图1示意图中看出的执行器具有一个外壳10，其外部的外壳套11用导磁材料制成。外壳10的封闭的端面12用另一种材料即不导磁的材料制成，其原因尚待说明，而背面的端面13则用导磁材料制成并具有一个中心孔14。
一个圆柱形的磁性筒管15布置在外壳10的内部，且一侧与外壳10的封闭的端面12连接。磁性筒管15用不导磁的材料制成；在其内部的一个中心位置内布置了一个永磁体16，在其两个端面上分别设置一个极盘17。在靠近外壳10的封闭端面12的极盘17和上述端面12之间另外布置了一块用不导磁的材料制成的隔板18，该隔板的用途是，考虑永磁体16和极盘17的尺寸比例的尚待说明的几何确定，以便为尚待说明的线圈架提供足够的运动间隙。
一个用不导磁和不导电的材料例如用塑料、胶木或陶瓷制成的套筒状的线圈架19轴向可动地布置在磁性筒管15和外壳套11之间存在的环形空腔中，其中在磁性圆筒15和线圈架19之间设置了一个气隙24，并在线圈架19和外壳套11之间设置了一个气隙25。在背离外壳封闭的端面12的一侧上，该线圈架配置了一个由径向向里弹跳的轮幅21组成的星形支架20，在星形支架的中心布置了一根轴向通过外壳10的端面13的孔14向外伸出的挺杆22，且该挺杆与星形支架20连接。
如图1只示意出和图8比较清楚地示出那样，在图1所示实施例中，在线圈架19上绕制了两个用适当材料最好用铜线或铝线制成的线圈23，其中线圈23分别轴向覆盖极盘17并相互反向绕制。
对本发明执行器所需大的动力来说，重要的是一方面线圈23应做成具有尽可能小的自感应和线圈重量；另一方面，从永磁体16输出的全部磁通量在极盘17的区域内应尽可能径向通过磁性筒管15和线圈架19之间存在的空隙24，这样在线圈架19的整个轴向运动的过程中，位于该线圈架上的线圈23被最大的空隙感应进行加载。为了使无助于力形成的漏磁通尽可能小，应当力求短的磁体长度和小的空隙。由于这个原因，永磁体16和极盘17的尺寸是这样相互匹配的，即水磁体的端面的横截面面积至少相当于相应极盘的圆周面积，这在图1的示意图中是看不出的。当磁体长度以及极盘17的轴向长度大致相当于永磁体16的直径的一半时，则可获得缩短。在本发明思路的范围内，较长的极盘是完全可能的。此外，两个线圈23之一与相应极盘17的宽度的重叠幅度必须相当于线圈架19的行程，以便在线圈架19的整个运动过程中达到最大可能的力。两个线圈23通过线圈架19的一个不导磁的间隔区30轴向空间是相互隔开的，但通过绕组线在电气上是相互连接的。此外，由于两个线圈23是反向绕制的，所以避免了互感。
为了避免不可利用的漏磁通，也可使磁性筒管15和线圈架19之间存在的气隙24尽可能小，即气隙24最大确定成这样宽，使这两部分15、19之间产生薄的润滑膜，而不会排挤包围线圈架19或该磁性筒管的流体。
在图1所示的执行器结构中，在外壳10内布置了一个磁性模块，永磁体16在线圈23范围内的整个介于磁性筒管15和外壳套11之间的气隙24、25内产生一个从里向外径向作用的均匀磁场，这个磁场根据磁通方向31可闭合整个导磁的环形外壳套11。直流电流通的线圈23在均匀磁场内在一个与线圈电流、磁空隙感应和两个线圈23的匝数成比例的力的作用下垂直于磁场方向偏转。为此，通过韧性大的、图中未示出的电缆把电流输入布置在活动线圈架19上的线圈23中。只要通过电流的导体即线圈23位于磁场中，线圈架19的偏转和由此引起的挺杆22的轴向运动就一直进行。当电流换向时，线圈架19的运动方向也反向，所以线圈架19或由它带动的挺杆22按箭头32进行往复运动。由于图1所示的装置没有磁性的横向力，所以气隙24调节到形成一层薄的润滑膜时线圈架19可在外壳10的孔14中进行导向运动而无须附加的轴承，这可看作是独特的运行优点。
图2所示实施例与图1所示实施例的主要区别在于，在磁性筒管15中设置了多个如图1示出的具有一个中心永磁体16和外侧极盘17的磁性模块结构，其中，两个属于永磁体16的相隔一定距离布置的极盘17合成一个唯一的、因而较宽的极盘，与这个较宽的极盘17对应的线圈23增加一个包括预先确定的并相当于线圈架行程的重叠的相应的宽度。
图3所示的实施例在其结构上基本上相当于图1所示的实施例，其中在磁性筒管15的外端上分别布置了一个附加的边缘磁体26，该边缘磁体在其磁强度上可这样抵消在磁性筒管15端部产生的杂散磁通，即该杂散磁通被边缘磁体26的磁通抵消。所以在设计边缘磁体时，永磁体16和对应极盘17的尺寸比例关系也是不适用的。为了发挥这些边缘磁体26的作用，这些边缘磁体必须连接在用导磁材料制成的外壳10上，所以可产生相应的磁通。这是在背离挺杆22的磁性筒管15的一侧上这样实现的，即外壳10的相关端面12以及相应布置的隔板18用导磁材料制成。
在端面12的对面的端面13上，为了形成与该处布置的边缘磁体26的导磁连接，设置了径向向里弹跳的导磁支架27并在其上轴向装有爪极28，这些爪极28卡在线圈架19的星形支架20的轮辐21之间(图4)并紧贴在磁性圆筒15的外边缘磁体26上。其中，导磁的支架27也可例如作为一圈与外壳套11连接的圆盘构成，爪极的始端从该圆盘开始。所以由于产生的磁力，磁性圆筒15一方面与外壳10的前壁12牢固连接，另一方面又与构成外壳10的一个组成部分的爪极28牢固连接，所以形成了一个稳定的并可承受较大力作用的结构。由于这个原因，爪极28特别适用于构成一个带挺杆22的线圈架19的星形支架20的防扭转装置，或者用作行程测量系统的传感器支架。
从图5可以看出，在图3和4所示的本发明执行器的实施例中，也可在磁性筒管15中实现一个永磁体16和极盘17的序列，此时设置了相应的边缘磁体26。
图6表示利用图3和4中所示执行器的优点的另一可能性，此时外壳10做成两侧敞口并具有相应布置在两侧的爪极28，所以线圈架19可相应地在两个端面上通过一个星形支架20设置两侧从外壳10伸出的挺杆22；从而可在外壳10中的线圈架19的两个运动方向内实现所连接的整体结构的操作。由于磁性筒管15又是通过两侧布置的固定在外壳上的爪极28牢固夹紧的，所以实现了磁性筒管15的两侧固定，而不妨碍两侧挺杆22的两侧操作。图6和图3或5所示实施例之间的另一个区别在于，在图6实施例时，布置了一个中心极盘17，磁性筒管15中的一个永磁体16分别位于该极盘的两侧。这两个位于外侧的永磁体16同时完成图3和5仍然设置的边缘磁体的功能，所以在相同的力作用时可取消这两个边缘磁体，从而节省了磁性材料。如图7可以看出，这种结构也可用一个多极盘17和永磁体16的序列来实现。
最后，图8示范性地示出了一个线圈架19的构成情况。为了安装线圈23，在所示实施例中，在线圈架19的外表面设置有切口35，线圈23绕制在这些切口中，然后这些切口35或线圈23涂覆或浇注一层保护层，从而使线圈架19形成相当平的外圆周，这样就可实现小的气隙24、25的调节。
在以上的说明中，在各项权利要求中、在摘要中和附图中公开的这份文献的诸多特征既可单独地又可任意相互组合来实现本发明的各种不同的实施例。
权利要求
1.执行器，具有一个用导磁材料制成的外壳套、一个在该外壳套中在形成一个气隙的情况下具有至少一个卷绕在其圆周上的通电流的线圈的活动线圈架以及一个在形成一个气隙的情况下被该线圈架包围的磁性圆筒，该磁性圆筒在其内部具有一个轴向布置的永磁体序列和由一种由导磁材料制成的极盘，其中该线圈的轴向宽度大于与该线圈对应的极盘的轴向长度，其特征为永磁体(16)和极盘(17)的尺寸是这样相互适配的，即永磁体(16)的端面的横截面面积至少相当于一个相邻极盘(17)的圆周面积；与极盘(17)对应的线圈(23)的宽度与极盘(17)的宽度的重叠幅度相当于线圈架(19)的行程；线圈架(19)可在流体介质中运动，且在线圈架(19)与一个包围永磁体(16)和相应极盘(17)的磁性圆筒(15)之间存在的气隙(24)最大确定成这样宽，使两部分(15、19)之间产生薄的润滑膜，而不会排挤周围流体。
2.按权利要求1的执行器，其特征为，套筒状的线圈架(19)在其一个端面上设置了一个带径向向里弹跳轮幅(21)的星形支架(20)。
3.按权利要求2的执行器，其特征为，在星形支架(20)的中心连接了一根从外壳(10)伸出的挺杆(22)作为操作凸肩。
4.按权利要求3的执行器，其特征为，外壳套(11)是封闭的和支承活动线圈架(19)以及磁性圆筒(15)的外壳(10)的组成部分，其中挺杆(22)通过一个孔(14)穿出外壳(10)的相应的前壁(13)。
5.按权利要求3的执行器，其特征为，外壳套(11)是一侧敞口的和支承活动线圈架(19)以及磁性圆筒(15)的外壳(10)的组成部分，其中外壳(10)的敞口的端面通过一个柔性的薄膜封闭，且挺杆(22)对着该薄膜操作。
6.按权利要求2的执行器，其特征为外壳套(11)是一侧敞口的和支承活动线圈架(19)以及磁性圆筒(15)的外壳(10)的组成部分，其中外壳(10)的敞口的端面通过一个柔性的薄膜封闭；且该线圈架在相应的端面上设置了一块板作为星形支架，该板对着该外壳的端面薄膜进行操作。
7.按权利要求2的执行器，其特征为外壳套(11)是一个两侧敞口的和支承活动线圈架(19)以及磁性圆筒(15)的外壳(10)的组成部分，且该外壳的两个敞口的端面通过一个柔性的薄膜封闭；线圈架(19)在两个端面上设置了一块板作为星形支架并作为来回运动的活塞构成，该活塞对着外壳(10)的端面薄膜进行操作。
8.按权利要求6或7的执行器，其特征为，由外壳套(11)和端面薄膜构成的外壳(10)的内腔注入水。
9.按权利要求2至8任一项的执行器，其特征为，背离线圈架(19)的星形支架(20)的外壳(10)的前壁(12)用导磁材料制成，而在面向前壁(12)的磁性圆筒(15)的一端上则布置了一块用不导磁的材料制成的隔板(18)。
10.按权利要求2至8任一项的执行器，其特征为，外壳(10)的前壁(12)用不导磁的材料制成。
11.按权利要求1至10中任一项的执行器，其特征为，一个磁性模块由一个布置在磁性圆筒(15)中心的永磁体(16)和两个布置在外侧的极盘(17)构成，其中在磁性模块内，每个极盘(17)在线圈架(19)上对应一个线圈(23)，且一个磁性模块的线圈(23)是反向绕制的并相互机械和电气连接。
12.按权利要求11的执行器，其特征为，在外壳套(11)以内布置了一个磁性模块。
13.按权利要求11的执行器，其特征为，在外壳套(11)以内轴向一个接一个地布置了多个磁性模块，其中每个磁性模块的永磁体(16)的轴向相同的极是相互对置的。
14.按权利要求13的执行器，其特征为，每个磁性模块的位于外侧的极盘(17)组合成一个整体的连接极盘。
15.按权利要求1至14任一项的执行器，其特征为，在由磁性模块的位于外侧的极盘(17)构成的磁性圆筒(15)的端部分别布置一个在其强度上可抵消磁性圆筒(15)端部产生的杂散磁通的边缘磁体(26)，且该边缘磁体与用导磁材料制成的外壳套(11)连接。
16.执行器，具有一个用导磁材料制成的外壳套、一个在该外壳套中在形成一个气隙的情况下具有至少一个卷绕在其圆周上的通电流的线圈的活动线圈架以及一个在形成一个气隙的情况下被该线圈架包围的磁性圆筒，该磁性圆筒在其内部具有一个轴向布置的永磁体序列和由一种导磁材料制成的极盘，其中该线圈的轴向宽度大于与该线圈对应的极盘的轴向长度，其特征为，在由一个中心布置在两个位于外侧的极盘(17)之间的永磁体(16)组成的一个磁性模块或多个磁性模块的位于外部的极盘(17)构成的磁性圆筒的端部分别布置一个在其强度上可抵消磁性圆筒(15)端部产生的杂散磁通的边缘磁体(26)，且该边缘磁体与用导磁材料制成的外壳套(11)连接。
17.按权利要求15或16的执行器，其特征为，在挺杆(22)的范围内一侧敞口的外壳(10)中，磁性圆筒(15)的位于封闭外壳里侧的边缘磁体(26)紧贴在外壳(10)的用导磁材料制成的前壁(12)上。
18.按权利要求15至17任一项的执行器，其特征为，外壳(10)在其敞口的端面(13)上具有径向向里弹跳的并轴向夹紧在线圈架(19)的星形支架(20)的轮辐(21)之间的爪极(28)，这些爪极用导磁材料制成并与磁性圆筒(15)的相应边缘磁体(26)保持磁吸持的连接。
19.按权利要求15至18任一项的执行器，其特征为，外壳套(11)两侧敞口用在其两端上构成的爪极(28)形成，且在外壳套(11)内活动的线圈架(19)在两个端面上分别具有一个带伸出挺杆(22)的星形支架(20)。
20.按权利要求18或19的执行器，其特征为，爪极(28)与星形支架(20)的轮辐(21)之间存在的缝隙形状一致。
21.按权利要求18至20任一项的执行器，其特征为，这些爪极(28)为带有挺杆(22)的星形支架(20)构成一个抗扭转的机构。
22.按权利要求21的执行器，其特征为，至少一个爪极(28)具有一个紧贴在星形支架(20)的相应轮辐(21)的凸起部。
23.按权利要求21的执行器，其特征为，星形支架(20)的至少一个轮辐(21)具有一个紧贴相应爪极(28)的凸起部。
24.按权利要求18至23任一项的执行器，其特征为，一个爪极(28)和/或磁性圆筒(15)构成行程测量系统的传感器的支架。
25.按权利要求18至24任一项的执行器，其特征为，一个磁性模块由一个布置在磁性圆筒(15)中心的极盘(17)和由两个分别布置在外侧的永磁体(16)组成，其中永磁体(16)的轴向相同的极是相互对置的，并在线圈架(19)上绕制了一个与中心布置的极盘(17)对应的线圈(23)。
26.按权利要求25的执行器，其特征为，在两个位于外侧的永磁体之间布置了一个交替排列的极盘(17)和永磁体(16)的序列。
27.按权利要求18至26任一项的执行器，其特征为，在线圈架(19)的星形支架(20)和磁性圆筒(15)的前端之间布置了一个预张紧的弹簧，以便对挺杆(22)进行加载，该挺杆在其连接位置内与连接在该执行器上的阀门连接。
28.按权利要求1至27任一项的执行器，其特征为，线圈架(19)具有用来安装线圈(23)的凹槽(35)。
29.按权利要求28的执行器，其特征为，绕制在线圈架(19)的凹槽(35)中的线圈(23)上叠置了一层保护层(36)，使配有线圈(23)的线圈架(19)具有一个平整的圆周表面。
30.按权利要求1至29任一项的执行器，其特征为，在外壳套(11)的里侧设置有沿其纵向延伸的槽，以便通过线圈架(19)在外壳套(11)中进行轴向运动时挤压的流体。
全文摘要
本发明涉及一种具有一个活动线圈架的执行器，该线圈架在一个导磁外壳中通过空隙感应可在一个具有永磁体和极盘序列的磁性圆筒中进行运动，其特征为永磁体(16)和极盘(17)的尺寸是这样相互适配的，即永磁体(16)的端面的横截面至少相当于一个相邻极盘(17)的圆周面积；与极盘(17)对应的线圈(23)的宽度与极盘(17)的宽度的重叠幅度相当于线圈架(19)的行程；线圈架(19)可在流体介质中运动，且在线圈架(19)与一个包围永磁体(16)和相应极盘(17)的磁性圆筒(15)之间存在的气隙(24)最大确定成这样宽，使两部分(15、19)之间产生薄的润滑膜，而不会排挤周围流体。
文档编号H02K33/18GK1486496SQ01821992
公开日2004年3月31日 申请日期2001年11月14日 优先权日2000年11月14日
发明者哈特马斯·劳希, 哈特马斯 劳希 申请人:开姆尼茨电气自动化及传动技术有限责任公司, 哈特马斯·劳希, 开姆尼茨电气自动化及传动技术有限责