具有用于閥活塞的線性驅(qū)動裝置的閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有在閥殼體中可線性運動的閥活塞以及線性驅(qū)動裝置(Linearantrieb)的閥，該線性驅(qū)動裝置包括與閥殼體不能運動地連接的定子以及在其中可運動的對閥活塞進行加載的轉(zhuǎn)子(Lauf er)，其中，該定子由能夠?qū)Т诺牟牧现瞥傻臍んw以及至少一個布置在其中的線圈構(gòu)成，并且通過氣隙與定子分開的轉(zhuǎn)子由至少一種永磁體制成，該永磁體相應(yīng)地具有與其極側(cè)鄰接的由能夠?qū)Т诺牟牧现瞥傻臉O靴(Polstiicken)。
【背景技術(shù)】
[0002]在DE693 25 669 T2中描述了一種借助于線性驅(qū)動裝置驅(qū)動的帶有前面所述特征的閥；為了構(gòu)造線性驅(qū)動裝置僅僅提出，該線性驅(qū)動裝置包括與閥殼體處于持久的、剛性的機械連接之中的定子以及與閥活塞機械耦合的并且布置在線性驅(qū)動裝置的電樞腔室(Ankerkammer)中的在定子前通過氣隙分開的電樞。公開的閥構(gòu)造成帶有在兩個方向上可運動的閥活塞的換向閥(Wegeventil )，就此而言應(yīng)該在定子中設(shè)置一套繞組以覆蓋兩個運動方向。在此，根據(jù)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方式，定子和電樞應(yīng)該具有相同的長度。此外，在線性驅(qū)動裝置的定子和電樞的結(jié)構(gòu)方面，沒有詳細地在DE 693 25 669 T2中進行說明。
[0003]就此而言，由DE 11 2007 001 702 T5公開了線性馬達的常規(guī)結(jié)構(gòu)。在此，定子包括由能夠?qū)Т诺牟牧现瞥傻臍んw，在其中布置了一組相互碰撞的線圈。配屬的轉(zhuǎn)子包括多個相連排列的帶有交替變換的極性的永磁體，使得相應(yīng)地相同的磁極相互面對，在所述磁極之間相應(yīng)地布置了由能夠?qū)Т诺牟牧现瞥傻臉O靴，其中，位于外部的極靴分別形成了轉(zhuǎn)子的端部。
[0004]對于在流體技術(shù)中、也就是尤其在液壓以及壓縮空氣技術(shù)中所使用的閥通常存在以下問題，即尤其在閥活塞運動到閥的打開位置中時根據(jù)閥活塞的相應(yīng)的沖程出現(xiàn)流動力(Stromungskraf t)，必要時除了例如加載閥活塞的復位的彈簧力之外必須克服所述流動力。在此，根據(jù)閥的結(jié)構(gòu)方式在閥活塞的沖程期間出現(xiàn)流動力的相應(yīng)的提升。由此適用，以閥活塞運動的足夠的力盈余以及足夠大的動力來克服反作用于閥活塞的運動的力。相反，在使閥活塞返回到其關(guān)閉位置中時不需要較大的力，因為在此流動力增強地起作用。為此在閥中為了調(diào)整閥活塞、例如根據(jù)DE 693 25 669 T2公開了直接驅(qū)動裝置，就此而言用于閥活塞的直接驅(qū)動裝置就首先限制于更小的閥。較大結(jié)構(gòu)方式的閥通常必須以具有較小的直接驅(qū)動的閥的預控制裝置來運行。
[0005]就此而言在DE693 25 669 T2中描述了一種用線性驅(qū)動裝置直接進行驅(qū)動的閥，在該已知的閥中僅僅涉及，存在于電樞腔室中的流體也尤其由磁性的異物保留，方法是通過電樞的磁力將必要時存在的磁性的異物固定在電樞孔中。前面所述的文件在很大程度上絲毫沒有包含關(guān)于線性驅(qū)動裝置在閥運行時所出現(xiàn)的力變化方面的設(shè)計指示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]由此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有如下特征的閥，在其中一方面能夠獨立于閥的尺寸進行直接驅(qū)動并且另一方面改善了借助于線性驅(qū)動裝置直接驅(qū)動的閥的動力。
[0007]所述任務(wù)的解決方案、包括本發(fā)明的有利的設(shè)計方案和改進方案從本說明書后面的權(quán)利要求的內(nèi)容中得出。
[0008]本發(fā)明在其基本構(gòu)思中提出，在嵌入定子殼體中的線圈中在其外側(cè)上相應(yīng)布置了外部接片，或者在多個嵌入定子殼體中的線圈中在所述線圈之間相應(yīng)布置內(nèi)部接片并且在最外部的線圈的外側(cè)上相應(yīng)布置配屬的外部接片，其中，內(nèi)部接片和外部接片、永磁體和極靴的軸向延伸如此相互協(xié)調(diào)，從而在閥活塞的沖程區(qū)域中為了構(gòu)造在對至少一個線圈進行通電時起作用的力增加使得一方面極靴的至少一個角以及另一方面外部接片的至少一個角相互對置，從而在該部位上在氣隙中整流(gleichrichten)并且壓密(verdichten)由永磁體以及電流流過的線圈形成的磁場。
[0009]所述發(fā)明構(gòu)思基于以下考慮，即在線性驅(qū)動裝置中在轉(zhuǎn)子的運動方向上作用到轉(zhuǎn)子上的力基本上在氣隙處的材料過渡處產(chǎn)生，也即以鐵/氣隙/鐵的形式產(chǎn)生。在所涉及的部位處在氣隙中的磁流密度(magnetische Flussdichte)越大，那么由線性驅(qū)動裝置施加的力就越大。所述磁流密度由永磁體的數(shù)值和電流流過的線圈的數(shù)值組成。在此，當然在整流永磁體和線圈電流的流方向并且同時轉(zhuǎn)子和定子的鐵部件在氣隙中以相對較小的過渡表面對置的部位處出現(xiàn)了在氣隙中的最大的流密度以及由此所希望的力增加。這種對置也可以補充地通過以下方法進行描述，即橫向于轉(zhuǎn)子的運動方向剛好開始覆蓋定子和極靴的參與形成所涉及的角的、面對氣隙的棱邊。只要在轉(zhuǎn)子相對定子的這種位置中出現(xiàn)了決定性的力增加，相應(yīng)的力最大值不必強制地與這種幾何的點精確地疊合，因為在此也影響了與材料以及制造相關(guān)的情況。
[0010]在定子和轉(zhuǎn)子的按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的中間位置，在其中極靴的角和構(gòu)造在定子中的接片的角同樣與相應(yīng)地相互對準的棱邊彼此對置。然而在此只要沒有同時滿足兩種所述的前提條件、即在永磁體和線圈中的流方向的整流以及極靴與內(nèi)部或外部接片的相互配屬的角的對置，那么轉(zhuǎn)子相對于定子的這個位置就不會對力增加作出貢獻。在這種情況范圍內(nèi)，可以要么在永磁體和線圈中的流方向相反，要么轉(zhuǎn)子和定子的鐵部件大面積地對置。
[0011]在其最簡單的設(shè)計方案中，例如通過以下方法實現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思，即具有帶有相應(yīng)位于外部的極靴的永磁體的轉(zhuǎn)子在其初始位置中如此分配給布置在定子中的具有其外部接片的線圈，使得沿著閥的工作沖程的方向放置的極靴的外面的角在轉(zhuǎn)子的通過無電流的線圈限定的初始位置中對置于定子的朝工作沖程方向放置的外部接片的線圈側(cè)的角，從而在對線圈通電時基于永磁體和電流流過的線圈形成的磁場的直接出現(xiàn)的變密用整流到永磁體的場的磁場來設(shè)立力增加，該力增加直接提升線性驅(qū)動裝置的從轉(zhuǎn)子的初始位置沿著工作沖程的方向作用到閥活塞上的力。
[0012]尤其在短沖程的閥中這種力增加已經(jīng)足以使閥活塞以必要的動力沿著工作沖程的方向運動。在此，能夠根據(jù)線圈和配屬的接片以及永磁體和配屬的極靴的設(shè)計以及施加的電流的強度來提供也足夠用于更大閥的力增加。
[0013]在具有不同設(shè)計的本發(fā)明的有利的實施方式中設(shè)置成布置有兩個或者更多個線圈，其中，在所述線圈之間相應(yīng)布置一個內(nèi)部接片并且在最外面的線圈的外側(cè)上相應(yīng)布置配屬的外部接片。在此，對于線性驅(qū)動裝置的功能來說起決定作用的是，要么在用相同的電流對線圈進行加載時將線圈反向纏繞，要么在用正電流加載一個線圈并且用負電流加載另一線圈時必須將所述線圈同向纏繞。
[0014]在具有更多數(shù)量的線圈和永磁體的定子與轉(zhuǎn)子的這種基本的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，可以不同地設(shè)計一方面所述永磁體和極靴并且另一方面外部接片或者內(nèi)部接片以及由此布置在定子殼體中的線圈的軸向延伸，也就是沿著閥活塞運動或者轉(zhuǎn)子運動的方向的延伸，更確切地說設(shè)計得不僅彼此不同而且相對不同。
[0015]由此在本發(fā)明的第一實施方式中提出，在定子中布置兩個線圈以及布置在線圈之間的內(nèi)部接片和分別布置在線圈外側(cè)上的外部接片。
[0016]在此，例如可以提出，所述定子的內(nèi)部接片以及兩個線圈的軸向延伸等于具有永磁體和兩個極靴的轉(zhuǎn)子的軸向延伸，其中，要么所述定子的內(nèi)部接片的軸向延伸相當于轉(zhuǎn)子的永磁體的軸向延伸，從而在轉(zhuǎn)子的初始位置中構(gòu)造兩個同時作用到轉(zhuǎn)子運動上的并且由此相加的力增加，要么所述定子的內(nèi)部接片的軸向延伸小于轉(zhuǎn)子的永磁體的軸向延伸，從而在轉(zhuǎn)子的初始位置中形成第一力增加并且在規(guī)定的閥沖程的步進(Durchschrei ten)之后形成第二力增加。
[0017]作為前面所述的實施例的替代方案可以提出，所述定子的兩個線圈和內(nèi)部接片的軸向延伸大于具有永磁體和兩個極靴的轉(zhuǎn)子的延伸，其中，定子的外部接片的與線圈鄰接的棱邊相對于轉(zhuǎn)子的初始位置的間距相應(yīng)于與活塞的協(xié)調(diào)于流動力的曲線的位置實現(xiàn)協(xié)調(diào)的閥沖程，其中，又是要么所述定子的內(nèi)部接片的軸向延伸等于轉(zhuǎn)子的永磁體的軸向延伸從而在轉(zhuǎn)子的初始位置中形成第一力增加并且在規(guī)定的閥沖程的步進之后形成第二力增加，要么其中所述定子的內(nèi)部接片的軸向延伸小于轉(zhuǎn)子的永磁體的軸向延伸，從而在初始的閥沖程的步進之后形成第一力增加并且在規(guī)定的閥沖程的步進之后形成第二力增加。
[0018]此外可以提出，所述轉(zhuǎn)子由至少兩個永磁體以及至少三個極