电磁致动器装置、电磁阀和用于操作电磁致动器装置的方法与流程

1.本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的一种电磁致动器装置、根据权利要求17所述的一种电磁阀和根据权利要求18所述的一种方法。


背景技术：

2.在ep2630647a2中已经提出了一种电磁致动器，其具有：至少一个磁芯元件；相对于磁芯元件可移动地支撑并形成接收凹槽的磁电枢元件；以及复位弹簧，该复位弹簧配置成将磁芯元件和磁电枢元件彼此推开，其中，磁电枢元件具有布置在接收凹槽内的作用面，复位弹簧的第一端部支撑在该作用面上。由于在ep2630647a2中在磁电枢元件的外径区域中布置有不能有效传导磁场的弹性体阻尼器，因而只能减小复位弹簧的直径以提高由致动器提供的磁力，伴随于此的是复位弹簧的弯曲趋势的增加，这会导致损害使用寿命的不期望的机械横向力。


技术实现要素：

3.本发明的目的尤其是提供一种在磁场通量方面、尤其是在横向力的最小化方面具有有利特性的通用装置。根据本发明，该目的通过权利要求1、权利要求17和权利要求18的特征来实现，而本发明的有利的设计方案和改进方案可以从从属权利要求中获得。
4.本发明涉及一种电磁致动器装置，尤其是电磁阀装置，其具有：至少一个磁芯元件；相对于磁芯元件可移动地支撑并形成接收凹槽的磁电枢元件；以及复位弹簧，该复位弹簧配置成将磁芯元件和磁电枢元件尤其在电磁致动器装置的磁电枢元件和/或磁线圈的轴向方向上彼此推开，其中，磁电枢元件具有布置在接收凹槽内的作用面，复位弹簧的第一端部支撑在该作用面上。
[0005]“配置”应尤其理解为特别编程、设计和/或配备。将物体配置成特定功能尤其应理解为，该物体在至少一个应用状态和/或操作状态下执行和/或实施该特定功能。
[0006]
提出的是，电磁致动器装置具有阻尼元件，该阻尼元件布置在磁芯元件和磁电枢元件之间并且形成弹簧座，复位弹簧的与第一端部相对的第二端部支撑在该弹簧座上。由此，可以尤其实现有利的磁通量。有利地，可以实现在磁电枢的外径区域中的磁通量，尤其是因为磁电枢的外径区域可以实现无阻尼元件。有利地，致动器装置具有磁电枢元件和磁芯元件的外径区域，该外径区域对于磁通传导是完全可用的。由此，可以有利地实现相对高的磁力，尤其是因为磁通传导随着外径的增大而增加。因此，尤其是与ep2630647a2相比，即使对于恒定的电枢尺寸，也可以有利地显著提高整个磁力。有利地，可以简化和/或实现复位弹簧的防扭折设计，尤其是在对要实现的磁力有更高要求的情况下也是如此。此外，可以有利地实现复位弹簧的缩短和/或复位弹簧在磁电枢元件的接收凹槽的内部中的更低布置。由此，复位弹簧可以有利地如此放置在磁电枢元件中，使得可以通过复位弹簧实现对潜在发生的(磁性)横向力的部分(机械)补偿。有利地，可以由此实现特别小的摩擦磨损并因此尤其实现长的使用寿命。
[0007]
在本上下文中，“电磁致动器装置”应尤其理解为可由磁线圈驱动的致动器装置。尤其地，电磁致动器装置构成电磁致动器的至少一部分、尤其是子组件。有利地，电磁致动器装置至少设置用于在阀、尤其是气动开关阀和/或(断电关闭的)2/2通阀中应用。尤其地，由于实现了磁性横向力对磁电枢元件的移动的影响的最小化，电磁致动器装置特别适合于具有对能量效率和/或使用寿命的特别高的要求的电磁致动器。尤其地，磁芯元件构成面向磁电枢元件的磁芯的至少一部分。优选地，磁芯元件完全构成磁芯。尤其地，磁芯元件是不可移动的和/或固定的。优选地，磁芯元件相对于电磁致动器装置的壳体和/或相对于电磁致动器装置的磁线圈不可移动地和/或固定地布置。尤其地，磁芯元件与磁线圈一起构成电感器。优选地，磁芯元件至少主要由具有高的磁饱和通量密度(例如》1t)和具有高的磁导率(例如》3000)的软磁性材料组成。例如，磁芯元件至少主要由软铁和/或sife、nife、cofe或alfe合金组成。尤其地，磁电枢元件设置成聚束和引导磁场线圈的磁通量。
[0008]
此外，“磁电枢元件”意味着一种结构元件，该结构元件被配置为在电磁致动器装置的操作时执行由致动器功能确定的移动，例如阀设置的变化。尤其地，磁电枢元件构成磁电枢的至少一个面向磁芯元件的部分。优选地，磁电枢元件完全构成磁电枢。优选地，磁电枢元件可借助磁信号、尤其是磁场受到影响。尤其地，磁电枢元件配置成响应于磁性信号执行移动、尤其是线性移动。尤其地，在这里，磁电枢元件至少部分地由磁性活性材料、尤其是(铁)磁性和/或可磁化材料组成，有利地由铁和/或软磁钢组成。尤其地，电枢元件构成致动器(特别是螺线管)的柱塞电枢或柱塞芯，其特别是至少在磁线圈(特别是空心线圈)的内部内可移动。柱塞。尤其地，磁线圈设置成产生磁场，该磁场配置成与电枢元件相互作用和/或将电枢元件在磁电枢元件的轴向方向的方向上、尤其是在磁线圈的纵向中心轴线的方向上加速。尤其地，接收凹槽构成为至少磁电枢元件的平行于磁电枢元件的轴向方向延伸的凹陷部和/或开口。尤其地，接收凹槽可以具有沿着轴向方向变化的或可变的直径。尤其地，接收凹槽设置成除了复位弹簧之外还接收电磁致动器装置的其他构件，例如阻尼元件的至少一部分或阀座元件的至少一部分。尤其地，接收凹槽居中布置在磁电枢元件中。优选地，接收凹槽至少在其中布置有复位弹簧的区域中以管或套筒的形式实现，例如孔。尤其地，接收凹槽包括复位弹簧接收区域，该复位弹簧接收区域优选地具有与复位弹簧的外径相匹配的直径(例如至多大5％)。尤其地，接收凹槽包括作用面，该作用面形成位于磁电枢元件的内部中的弹簧座。尤其地，布置在磁电枢元件的内部中的弹簧座与磁电枢元件单件式、优选一体式构成。尤其地，用于复位弹簧的作用面构成磁电枢元件的弹簧座。
[0009]
尤其地，复位弹簧构成为螺旋弹簧，优选为螺旋压力弹簧。尤其地，复位弹簧被夹紧在磁电枢元件的弹簧座和阻尼元件的弹簧座之间。优选地，复位弹簧在电磁致动器装置的所有操作状态下处于预紧状态。尤其地，阀座元件搁置在阀座上的电磁致动器装置的操作状态表示复位弹簧是最大松弛的操作状态。尤其地，磁电枢元件抵靠阻尼元件的电磁致动器装置的操作状态表示复位弹簧是最大负载的操作状态。阻尼元件尤其在磁电枢元件的轴向方向上布置在磁芯元件和磁电枢元件之间。阻尼元件尤其设置成禁止在磁电枢元件和磁芯元件之间在磁电枢元件的轴向方向上的接触。阻尼元件尤其设置成防止在磁电枢元件和磁芯元件之间的金属邻接。阻尼元件尤其至少在面向磁电枢元件的子区域中具有小于10gpa、优选小于5gpa并且优选小于2gpa的弹性模量(在20℃时)。阻尼元件优选地具有连续的凹槽、尤其是孔。连续的凹槽优选地居中布置在阻尼元件中。
[0010]
尤其地，电磁致动器装置包括控制锥体，该控制锥体例如从de19848919a1或从ep2630647a2已知。控制锥体配置成在磁电枢元件的移动时产生磁电枢元件和磁芯元件的至少部分重叠。控制锥体优选地包括分配给磁芯元件的第一控制锥体部分，该第一控制锥体部分构成为从磁芯元件的面向磁电枢元件的侧部轴向突出的、尤其环形的凸起。控制锥体优选地包括分配给磁电枢元件的第二控制锥体部分，该第二控制锥体部分构成为在磁电枢元件中的在轴向方向上延伸的凹槽，该凹槽优选地同时构成接收凹槽的一部分。尤其可以设想的是，控制锥体部分对磁电枢元件和磁芯元件的分配也可以相反。第一控制锥体部分尤其设置成在磁电枢的调节移动时至少部分地接合到第二控制锥体部分中。优选地，在这里，重叠的控制锥体部分的侧面相对于轴向方向优选地在彼此相反的方向上成角度。由此，可以有利地显著减小在磁电枢元件的调节移动时发生的磁性横向力，该磁性横向力会导致磁电枢元件的不期望的旋转移动。
[0011]
此外，提出的是，复位弹簧具有至少0.35、优选至少0.4并且优选至少0.45的直径-长度比，其中，与直径-长度比的计算相关的直径由复位弹簧的外径和复位弹簧的内径的平均值形成，并且其中，优选地，与直径-长度比的计算相关的长度是复位弹簧在复位弹簧安装于致动器装置中、尤其是预载的状态下、优选在复位弹簧装配在致动器装置中、磁电枢元件的阀座元件安置于包括致动器装置的电磁阀的阀座上的状态下(也参见图1)的长度。由此，可以有利地确保弹簧的高的抗扭折性，由此可以尤其实现低的承载力和低的摩擦磨损，这种摩擦磨损会在非抗扭折的复位弹簧的情况下例如通过使磁电枢元件从平行于磁线圈的轴向方向的位置倾斜而发生。优选地，复位弹簧的直径-长度比为至多1.0。尤其地，接收凹槽具有垂直于轴向方向的、尤其是最小的横向延伸，该横向延伸是磁电枢元件的最大横向延伸的至少30％、优选至少35％、优选至少40％并且特别优选至多50％。尤其地，复位弹簧具有至少0.35的防扭折的直径-长度比。
[0012]
此外，提出的是，由复位弹簧的外径和复位弹簧的内径之差与复位弹簧的长度形成的商大于0.85、优选大于1.0并且优选大于1.1，其中，优选地，与商的计算相关的长度是复位弹簧在复位弹簧安装于致动器装置中的、尤其是预载的状态下、优选在复位弹簧安装于致动器装置中、磁电枢元件的阀座元件安置于包括致动器装置的电磁阀的阀座上的状态下(也参见图1)的长度。由此，可以有利地确保弹簧的高的抗扭折性，由此可以尤其实现低的反作用力和低的摩擦磨损。优选地，商为至多2.0。尤其地，复位弹簧至少大部分由钢丝构成。优选地，复位弹簧至少大部分由具有至少1mm、优选至少1.2mm并且优选至多2mm的钢丝厚度的钢丝材料构成。大部分应尤其理解为至少66％、优选至少80％并且优选至少95％。尤其地，防扭折的复位弹簧在至少1mm的钢丝厚度的情况下具有至少0.35的直径-长度比。
[0013]
此外，提出的是，阻尼元件布置在磁电枢元件和/或磁芯元件的相对于磁电枢元件和/或磁芯元件的轴向方向观察时径向向内的中心区域中。由此，可以尤其实现有利的磁通量。有利地，可以实现在磁电枢的外径区域中的磁通量，尤其是通过可以构成没有阻尼元件的磁电枢的外径区域来实现。尤其地，磁电枢元件和/或磁芯元件的径向向内的中心区域延伸到磁电枢元件和/或磁芯元件的总的尤其是最小的径向延伸的至少25％、优选至少33％、有利地至少40％、优选至少50％并且特别优选至多66％。
[0014]
当阻尼元件尤其是在磁电枢元件的所有可能操作状态下至少部分地布置在接收凹槽中时，可以有利地实现位置特别低的、尤其特别远地下沉到磁电枢元件中的、分配给阻
尼元件的弹簧座。由此，可以有利地实现复位弹簧对磁电枢元件的倾斜的特别稳定的作用。尤其地，阻尼元件的至少一部分在磁电枢元件的至少一个操作状态下布置在接收凹槽的复位弹簧收纳区域中。尤其地，阻尼元件的至少一个，尤其是另外的部分在磁电枢元件的至少一个操作状态下，优选在磁电枢元件的所有可能操作状态下布置在接收凹槽的与接收凹槽的复位弹簧收纳区域不同的区域中。
[0015]
此外，提出的是，阻尼元件可在接收凹槽内尤其相对于磁电枢元件移动。由此，可以尤其实现有利的阻尼。优选地，阻尼元件的最大外半径小于接收凹槽区域的最小内半径，该接收凹槽区域配置为用于至少部分收纳阻尼元件并与复位弹簧接收区域不同。尤其地，阻尼元件可沿着轴向方向相对于磁电枢元件移动。尤其地，阻尼元件相对于磁芯元件至少基本上不可移动地布置。尤其地，磁电枢元件可相对于阻尼元件移动，其中，接收凹槽在磁电枢元件朝向磁芯元件移动期间至少部分地位于阻尼元件上方。
[0016]
此外，提出的是，磁芯元件具有另一接收凹槽，该另一接收凹槽配置成如此收纳阻尼元件，使得该阻尼单元至少基本上固定以抵抗径向移动。由此，可以有利地优化阻尼，尤其是通过可以实现阻尼元件围绕轴向方向的精确居中和/或通过可以禁止阻尼元件在径向方向上的摆动来优化阻尼。尤其地，径向方向垂直于轴向方向通过轴向方向延伸。尤其地，阻尼元件借助过渡配合或借助轻压配合而装配到另一接收凹槽中。“基本上固定以抵抗径向移动”应尤其理解为，阻尼元件相对于磁芯元件的径向间隙小于阻尼元件在径向方向上的最大直径的1％。
[0017]
此外，提出的是，阻尼元件的弹簧座从磁芯元件观察时在轴向方向(磁芯元件和/或磁电枢元件的轴向方向)上，尤其是在复位元件最大松弛的磁电枢元件的操作状态下，优选在磁电枢元件的所有操作状态下布置在磁电枢元件的面向磁芯元件的端部下方。通过这种方式，可以实现为阻尼元件分配一个特定的深埋式弹簧座，尤其是很深地下沉到磁电枢元件中。由此，可以有利地实现复位弹簧对磁电枢元件的倾斜的特别稳定的作用。尤其地，只有电磁致动器装置完全安装并使用就绪的状态才构成磁电枢元件的操作状态。尤其地，阻尼元件的弹簧座，尤其在复位元件是最大松弛的磁电枢元件的操作状态下，优选在磁电枢元件的所有操作状态下在轴向方向下沉入到磁电枢元件中一段距离，该距离为磁电枢元件的在轴向方向的总纵向范围的至少3％、优选至少5％、优选7％并且特别优选至多25％。尤其地，阻尼元件的弹簧座，尤其在复位元件是最大松弛的磁电枢元件的操作状态下，优选在磁电枢元件的所有操作状态下，在轴向方向上沉入到磁电枢元件中一段距离，该距离为磁电枢元件的垂直于轴向方向延伸的总横向范围的至少8％、优选至少10％、优选13％并且特别优选至多33％。
[0018]
此外，提出的是，阻尼元件至少部分地由弹性体构成。由此，可以实现有利的阻尼特性。例如，弹性体构成为天然橡胶的硫化胶或构成为硅橡胶的硫化胶。优选地，弹性体构成为合成弹性体(例如sbr、br、nbr、cr、si、epdm等)。
[0019]
此外，提出的是，阻尼元件构成为具有至少两个部件的多件式结构元件或构成为具有至少两个部件的复合结构元件，其中，多件式结构元件或复合结构元件的第一部件由弹性体构成并且至少部分地布置在阻尼元件的面向磁电枢元件的邻接面的区域、尤其是外区域上。由此，可以有利地实现特别好的阻尼特性。多件式结构元件的至少两个部件可以相互粘合、焊接、压制、铸造或以其他方式相互连接。然而，可替代地，多件式结构元件的两个
部件也可以没有牢固的相互连接，例如仅并排布置、彼此重叠布置或彼此堆叠。复合结构元件优选地借助多组分注塑方法来生产。然而，可替代地，阻尼元件当然也可以完全仅由单个部件构成，例如由弹性体构成。
[0020]
此外，当构成为多件式结构元件或构成为复合结构元件的阻尼元件的第二部件由比第一部件的弹性体显著硬的材料构成并且至少部分地布置在阻尼元件的围绕用于复位弹簧的弹簧座的区域、尤其是在阻尼元件的面向复位弹簧的一侧上时，可以有利地提供安全且牢固的弹簧座以及通过阻尼元件提供良好的阻尼特性。尤其地，第二部件由金属例如铝构成，或者由硬塑料构成。尤其地，第二部件构成弹簧座。尤其地，阻尼元件具有弹簧引导元件。尤其地，弹簧引导元件设置成防止复位弹簧相对于阻尼元件的滑动、尤其是径向滑动。尤其地，阻尼元件的弹簧座环绕弹簧引导元件布置。尤其地，弹簧引导元件在电磁致动器装置的安装状态下至少部分地接合到构成为螺旋压力弹簧的复位弹簧的内部中。尤其地，复位弹簧的一部分在电磁致动器装置的安装状态下围绕弹簧引导元件缠绕。尤其地，第二部件的材料具有大于5gpa、有利地大于10gpa、优选大于40gpa并且优选大于69gpa的弹性模量(在20℃时)。替代地，第一部件也可以布置在阻尼元件的面向磁芯元件的一侧上，而第二部件布置在阻尼元件的面向磁电枢元件的一侧上。
[0021]
此外，提出的是，磁电枢元件的径向外侧的部分、尤其是在径向方向上、尤其延伸超过磁电枢元件的整个径向范围的至少20％、优选超过至少30％并且优选超过至少35％的部分至少在面向磁芯元件的一侧上没有覆盖元件，例如阻尼元件。通过这种方式，可以尤其实现有利的磁通量。有利地，可以实现在磁电枢的外径区域中的磁通量。由此，可以有利地实现电磁致动器装置的相对高的磁力，尤其是因为磁通量的传导随着外径的增大而增加。优选地，在磁电枢元件和磁芯元件的径向的、外侧，尤其是在径向方向上且彼此相对的部分之间的中间空间没有显著损害或阻碍磁场引导的元件或结构元件。优选地，在磁电枢元件和磁芯元件的径向外侧、尤其是在径向方向上且彼此相对的部分之间的中间空间是填充气体的，例如填充空气的或是真空的。
[0022]
此外，提出的是，磁电枢元件的重叠部段的至少大部分在至少一个面向磁芯元件的一侧上没有覆盖元件，例如阻尼元件，该重叠部段配置成在磁电枢元件的至少一个操作状态下在径向方向上包围磁芯元件的至少一部分。由此，可以尤其实现有利的磁通量。
[0023]
此外，在本发明的可以本身单独考虑的、或者也可以与本发明的其余方面中的至少一个方面相结合、尤其是与本发明的其余方面中的一个方面相结合、尤其是与本发明的其余方面中的任意多个方面相结合考虑的一个方面中可以提出的是，复位弹簧至少在磁电枢元件的操作状态下，即复位弹簧处于最大松弛状态时，完全布置在磁电枢元件的接收凹槽内。由此，可以有利地实现复位弹簧对磁电枢元件的倾斜的特别稳定的作用。尤其地，复位弹簧的第二端部在磁电枢元件的轴向方向上，尤其是从磁芯元件观察时布置在磁电枢元件的面向磁芯元件的端部下方，尤其是在磁电枢元件的面向磁芯元件的端面下方。尤其地，阻尼元件的弹簧座和磁电枢元件的弹簧座布置在磁电枢元件的接收凹槽内。
[0024]
此外，在本发明的可以本身单独考虑的、或者也可以与本发明的其余方面中的至少一个方面相结合、尤其是与本发明的其余方面中的一个方面相结合、尤其是与本发明的其余方面中的任意多个方面相结合考虑的另一方面中可以提出的是，用于复位弹簧的作用面、尤其是通过磁电枢元件形成在接收凹槽内的用于复位弹簧的第一端部的弹簧座通过磁
电枢元件的理论电枢旋转点延伸和/或布置，或者从磁芯元件观察时在磁电枢元件的理论电枢旋转点下方延伸和/或布置。由此，可以有利地实现复位弹簧对磁电枢元件的倾斜的特别稳定的作用。理论电枢旋转点由磁电枢元件的两个径向相对的最外接触点的中心形成，其中，最外接触点构成为磁电枢元件的表面点，在这些表面点处，只有当磁电枢元件从磁电枢元件的轴向方向和磁电枢元件的预定调节方向平行延伸所在的位置转出时，尤其是围绕垂直于磁电枢元件的预定调节方向和/或垂直于磁线圈的轴向方向延伸的旋转轴线旋转时，磁电枢元件才接触在圆周方向上尤其是呈圆柱形包围磁电枢元件的假想的或真实的磁电枢引导器，例如电磁致动器装置的极管。
[0025]
替代地或附加地，在本发明的可以本身单独考虑的、或者也可以与本发明的其余方面中的至少一个方面相结合、尤其是与本发明的其余方面中的一个方面相结合、尤其是与本发明的其余方面中的任意多个方面相结合考虑的另一方面中可以提出的是，用于复位弹簧的作用面、尤其是通过磁电枢元件形成在接收凹槽内的用于复位弹簧的第一端部的弹簧座从磁芯元件观察时在尤其是相对于磁电枢元件的最大总范围观察的磁电枢元件的下半部、优选磁电枢元件的远离磁芯元件指向的一半延伸和/或布置。由此，可以有利地实现复位弹簧对磁电枢元件的倾斜的特别稳定的作用。
[0026]
此外，提出了一种电磁阀，尤其是2/2通电磁阀，优选为2/2通nc(“normally closed”，常闭)电磁阀，其具有电磁致动器装置。由此，可以尤其实现一种具有有利的阀特性、例如具有特别长的使用寿命和/或具有特别低的能量需求的阀。然而，替代地，也可以设想的是，具有电磁致动器装置的电磁阀构成为与2/2通电磁阀不同的电磁阀，例如3/2通电磁阀。
[0027]
此外，提出了一种用于操作电磁致动器装置的方法。通过这种方法，可以尤其实现一种具有有利的阀特性、例如具有特别长的使用寿命和/或具有特别低的能量需求的阀。
[0028]
此处，根据本发明的电磁致动器装置、根据本发明的电磁阀和根据本发明的方法不应限于上述的应用和实施方式。尤其地，根据本发明的电磁致动器装置、根据本发明的电磁阀和根据本发明的方法可以具有与本文提及数量的单独元件、构件、方法步骤和单元不同的数量以执行本文所述的功能方式。
附图说明
[0029]
从以下附图说明得到另外的优点。在附图中示出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合的特征。本领域技术人员还可以根据目的地单独考虑这些特征并将它们合并成有意义的另外的组合。在附图中：
[0030]
图1示出了具有电磁致动器装置的电磁阀的示意性剖视图；
[0031]
图2示出了电磁致动器装置的磁电枢元件和复位弹簧的示意性剖视图；以及
[0032]
图3示出了使用电磁致动器装置的方法的示意性流程图。
具体实施方式
[0033]
图1示出了电磁阀60的示意性剖视图。电磁阀60构成为2/2-n通座阀。电磁阀60可以例如设置用于在机动车辆领域中使用。电磁阀60包括工作接头66。电磁阀60包括供应接头68。电磁阀60控制在工作接头66和供应接头68之间的连接。电磁阀60具有阀座70。阀座70
设置成与磁电枢元件12的阀座元件88相互作用。阀座元件88构成为阀密封件。阀座元件88设置成密封地安置在阀座70上。当阀座元件88密封安置在阀座70上时，工作接头66是关闭的。当阀座元件88密封地安置在阀座70上时，在工作接头66和供应接头68之间的路径是关闭的。当阀座元件88从阀座70移除时，在工作接头66和供应接头68之间的路径是打开的。
[0034]
电磁阀60具有电磁致动器装置62。电磁致动器装置62构成为阀装置。电磁致动器装置62具有磁线圈72。磁线圈72构成为空心线圈。磁线圈72包括线圈载体元件76。磁线圈72包括线圈绕组74。线圈绕组74围绕线圈载体元件76重复缠绕。磁线圈72具有轴向方向36。磁线圈72的轴向方向36通过磁线圈72的内部82、尤其是通过线圈绕组74的绕组中心居中延伸。电磁致动器装置62具有磁芯元件10。磁芯元件10至少部分地构成电磁致动器装置62的磁芯。磁芯元件10相对于磁线圈72可移动地支撑。电磁致动器装置62具有壳体78。壳体78至少包围磁线圈72的大部分。磁线圈72相对于壳体78优选地固定在壳体78上。磁芯元件10相对于壳体78优选地固定在壳体78上。磁芯元件10至少部分地、尤其至少大部分布置在磁线圈72的线圈绕组74内。磁芯元件10与磁线圈72一起构成电感器。
[0035]
电磁致动器装置62具有磁电枢元件12。磁电枢元件12具有轴向方向36。磁电枢元件12的轴向方向36与磁线圈72的轴向方向36相同。磁电枢元件12相对于磁芯元件10可移动地支撑。磁电枢元件12相对于磁线圈72可移动地支撑。磁电枢元件12相对于阀座70可移动地支撑。磁电枢元件12沿着轴向方向36可移动地支撑。磁电枢元件12与磁线圈72的磁场相互作用。磁电枢元件12在磁线圈72的磁场作用下被吸向磁芯元件10。磁电枢元件12一部分布置在磁线圈72的内部82中。磁电枢元件12在磁线圈72的磁场作用下进一步被吸入到磁线圈72的内部82中。在磁芯元件10和磁电枢元件12之间构成有气隙80。当激活磁线圈72的磁场时，通过磁电枢元件沿轴向方向36的移动，磁电枢元件12倾向于缩小气隙80的范围。磁电枢元件12具有阀座元件88。磁电枢元件12保持阀座元件88。电磁致动器装置62具有极管84。极管84部分地布置在磁线圈72的内部82中。极管84平行于轴向方向36。磁电枢元件12布置在极管84内。磁电枢元件12可在极管84内移动。磁电枢元件12在其轴向方向36相对于磁线圈72的轴向方向36理想平行取向时相对于极管84无接触。只有在磁电枢元件12相对于磁线圈72的轴向方向36倾斜(最小)的情况下，极管84和磁电枢元件12之间才会发生接触。
[0036]
磁电枢元件12具有接收凹槽14。磁电枢元件12形成接收凹槽14。接收凹槽14平行于磁电枢元件12和/或磁线圈72的轴向方向36。接收凹槽14轴向地穿过磁电枢元件12。接收凹槽14包括具有不同横向延伸/直径的多个子区域。阀座元件88布置在接收凹槽14中。在从磁芯元件10观察时，阀座元件88布置接收凹槽14的下部。阀座元件88布置在接收凹槽14和/或磁电枢元件12的远离磁芯元件10指向的端部上。电磁致动器装置62具有复位弹簧16。复位弹簧16在图1中示出为处于安装和预紧状态。复位弹簧16在安装和预紧状态下具有长度34。复位弹簧16设置成将磁电枢元件12和磁芯元件10彼此推开。复位弹簧16通过将磁电枢元件12和磁芯元件10彼此推开而产生电磁阀60的nc配置。复位弹簧16布置在接收凹槽14中。至少在磁电枢元件12的操作状态下，复位弹簧16处于最大松弛状态，复位弹簧16完全布置在磁电枢元件12的接收凹槽14内。在图1中，复位弹簧16示出为处于最大松弛状态。在磁电枢元件12的所有操作状态下，复位弹簧16完全布置在磁电枢元件12的接收凹槽14内。复位弹簧16构成为螺旋压力弹簧。复位弹簧16在接收凹槽14中是预紧的。复位弹簧16在磁电枢元件12的所有操作状态下是预紧的。
[0037]
磁电枢元件12具有用于复位弹簧16的作用面18。作用面18构成磁电枢元件12的弹簧座86。复位弹簧16具有面向磁电枢元件12的第一端部24和面向磁芯元件10的第二端部26。复位弹簧16以第一端部24支撑在作用面18上。作用面18布置在接收凹槽14内。接收凹槽14形成具有减小的直径的子区域，该子区域又构成作用面18。复位弹簧16支撑在磁电枢元件12上的磁电枢元件12的接收凹槽14内。从磁芯元件10观察时，用于复位弹簧16的作用面18布置在磁电枢元件12的下半部64中。从磁芯元件10观察时，用于复位弹簧16的作用面18在磁电枢元件12的的下半部64中垂直于磁电枢元件12的轴向方向36延伸。
[0038]
磁电枢元件12具有理论电枢旋转点58。理论电枢旋转点58由磁电枢元件12的两个直径相对的最外接触点98、100的中心形成。两个最外接触点98、100构成为磁电枢元件12的表面102上的点，在这些点处，当磁电枢元件12从磁电枢元件12的轴向方向36和磁电枢元件12的预定致动方向104平行延伸所在的位置转出时(例如在由箭头106表示的方向中的一个上)，磁电枢元件12在圆周方向上尤其是在圆柱形方向上首先与包围磁电枢元件12的极管84。理论电枢旋转点58位于磁电枢元件12的中心轴线108上。从磁芯元件10观察时，由磁电枢元件12形成的用于复位弹簧16的作用面18布置在理论电枢旋转点58下方。从磁芯元件10观察时，由磁电枢元件12形成的用于复位弹簧16的作用面18完全在理论电枢旋转点58下方延伸。然而替代地，也可以设想的是，用于复位弹簧16的作用面18通过磁电枢元件12的理论电枢旋转点58延伸。
[0039]
电磁致动器装置62具有控制锥体90。控制锥体90配置成最小化和/或补偿会影响磁电枢元件12的移动的磁性横向力。控制锥体90包括两个控制锥体部分92、94。第一控制锥体部分92构成为磁芯元件10的一部分。第一控制锥体部分92构成为在磁电枢元件12的方向上从磁芯元件10呈环形突出的突起。第二控制锥体部分94构成为磁电枢元件12的一部分。从磁芯元件10观察时，第二控制锥体部分94构成为接收凹槽14的最上部分，该最上部分与位于其下方的紧密包围复位弹簧16的区域相比具有增大的直径。两个控制锥体部分92、94设置成当磁电枢元件12在磁芯元件10的方向上移动时彼此重叠和/或接合。第一控制锥体部分92具有面向磁线圈72的线圈绕组74的外圆周面，该外圆周面的表面110相对于磁线圈72的轴向方向36或相对于磁芯元件10的轴向方向36成角度。第一控制锥体部分92的表面110如此相对于轴向方向36成角度，使得表面110接近磁线圈72的线圈绕组74，更进一步地在表面110上在磁电枢元件12的方向上移动。第二控制锥体部分94具有面向复位弹簧16的内周面，该内周面的表面112相对于磁线圈72的轴向方向36或相对于磁电枢元件12的轴向方向36成角度。第二控制锥体部分94的表面112如此相对于轴向方向36成角度，使得表面112接近磁线圈72的线圈绕组74，更进一步地在表面110上在磁芯元件10的方向上移动。关于对控制锥体90的该设计方案的相对于磁性横向力稳定起作用的效果的详细描述，再次参考ep2630647a2。
[0040]
电磁致动器装置62具有阻尼元件20。阻尼元件20布置在磁芯元件10和磁电枢元件12之间。阻尼元件20布置在气隙80中。阻尼元件20设置成防止在磁电枢元件12和磁芯元件10之间的接触。阻尼元件20设置成构成和/或限定用于磁电枢元件12的移动的邻接件。阻尼元件20设置成对磁电枢元件12在朝磁芯元件10定向的移动路段的末尾处的制动进行阻尼。阻尼元件20形成弹簧座22，复位弹簧16的与第一端部24相对的第二端部26支撑在该弹簧座22上。阻尼元件20具有弹簧引导元件96。弹簧引导元件96构成为在阻尼元件20的面向复位
弹簧16的一侧上的阻尼元件20的圆形凸起。阻尼元件20的弹簧座22环绕弹簧引导元件96延伸。弹簧引导元件96防止复位弹簧16在安装和预紧状态下的径向滑动。
[0041]
阻尼元件20相对于磁电枢元件12的轴向方向36观察时布置在磁电枢元件12的径向向内的中心区域38中。阻尼元件20相对于磁芯元件10的轴向方向36观察时布置在磁芯元件10的径向向内的中心区域38中。磁芯元件10具有另一接收凹槽40，该另一接收凹槽40被配置为接收阻尼元件20，使得阻尼元件20至少基本上固定以抵抗径向移动。磁芯元件10通过过渡配合或轻压配合而固定在磁芯元件10的另一接收凹槽40中。磁电枢元件12的径向向外的部分50在面向磁芯元件10的一侧52上没有覆盖元件，例如阻尼元件20。磁电枢元件12的重叠部段54在至少一个面向磁芯元件10的一侧52上没有覆盖元件，例如阻尼元件20，该重叠部段54被配置成在磁电枢元件12的至少一个操作状态下在径向方向56上包围磁芯元件10的至少一部分。磁芯元件10的径向向外的部分114在面向磁电枢元件12的一侧116上没有覆盖元件，例如阻尼元件20。气隙80在磁电枢元件12和磁芯元件10的径向向外的部分50、114之间的区域中没有这样的元件，这些元件传导磁场较差或不传导磁场，例如阻尼元件20。
[0042]
阻尼元件20(在磁电枢元件12的每个操作状态下)部分地布置在接收凹槽14中。阻尼元件20可相对于磁电枢元件12在接收凹槽14内移动。当磁电枢元件12在磁线圈72的磁场中移动时，阻尼元件20相对于磁电枢元件12的位置改变。当磁电枢元件12在磁线圈72的磁场中移动时，阻尼元件20在接收凹槽14中的位置改变。从磁芯元件10观察时，阻尼元件20的弹簧座22在磁电枢元件12的轴向方向36上布置在磁电枢元件12的面向磁芯元件12的端部下方，尤其是在磁电枢元件12的面向磁芯元件10端侧118的下方。
[0043]
阻尼元件20部分地由弹性体形成。阻尼元件20部分地由与弹性体不同的材料形成。阻尼元件20构成为具有至少两个部件42、44的多件式结构元件。可替代地，阻尼元件20也可以构成为具有至少两个部件42、44的复合结构元件。多件式结构元件或复合结构元件的第一部件42由弹性体构成。磁电枢元件12构成邻接面120，该邻接面120被配置成在磁电枢元件12的最大偏转时与阻尼元件20邻接。第一部件42布置在阻尼元件20的面向磁电枢元件12的止动面120的区域46中。第一部件42构成环形盘的形式。第一部件42固定在第二部件44上。第一部件42可以与第二部件44以材料粘合方式(或以其他方式)连接。构成为多件式结构元件或构成为复合结构元件的阻尼元件20的第二部件44由比第一部件42的弹性体显著硬的材料构成。阻尼元件20的第二部件44布置在阻尼元件20位于围绕用于复位弹簧16的弹簧座22的区域48中。
[0044]
图2示出了在磁电枢元件12的弹簧座86的近区域中的复位弹簧16和磁电枢元件12的截面的示意性平面视图。复位弹簧16具有内径32。复位弹簧16具有外径30。复位弹簧16具有直径28，该直径28由在外径30和内径32之间的平均值形成。复位弹簧16具有至少0.35、优选至少0.4并且优选至少0.45的直径-长度比。为了计算直径-长度比，使用由外径30和内径32的平均值形成的直径28。复位弹簧16在图1所示的最大松弛状态下具有长度34，该长度34用于计算直径-长度比。复位弹簧16由钢丝构成。该钢丝具有钢丝厚度122。钢丝厚度122是在复位弹簧16的外径30和复位弹簧16的内径32之差。由复位弹簧16的长度34(见图1)和钢丝厚度122形成的商大于0.85，优选大于1.0并且优选大于1.1。复位弹簧16在图1所示的最大松弛状态下具有长度34，该长度34用于计算商。
[0045]
图3示出了一种用于操作电磁致动器装置62的方法。在至少一个方法步骤124中，磁线圈72保持断电状态。由此，没有磁力作用在磁电枢元件12上，并且复位弹簧16将阀座元件88压到阀座70上。在工作接头66和供应接头68之间的路径是关闭的。在至少一个另外的方法步骤126中，磁线圈72被通电。由此，磁电枢元件12在磁芯元件10的方向上移动。在工作接头66和供应接头68之间的路径现在是打开的。在方法步骤126中，产生的磁性横向力至少部分地由根据前面描述定位和构成的复位弹簧16补偿和/或吸收。由此，磁电枢元件12以显著减少的倾斜、即以显著减少的摩擦在极管84上移动。由此，可以实现电磁致动器装置62的低磨损和节能操作。在至少一个另外的方法步骤128中，再次去激活磁线圈72的磁场，使得磁电枢元件12从方法步骤124返回到起始位置。
[0046]
附图标记说明：
[0047]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁芯元件
[0048]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁电枢元件
[0049]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
接收凹槽
[0050]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀ
复位弹簧
[0051]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀ
作用面
[0052]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
阻尼元件
[0053]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧座
[0054]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一端部
[0055]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二端部
[0056]
28
ꢀꢀꢀꢀꢀ
直径
[0057]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
外径
[0058]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀ
内径
[0059]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀ
长度
[0060]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轴向方向
[0061]
38
ꢀꢀꢀꢀꢀ
中心区域
[0062]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀ
另一接收凹槽
[0063]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一部件
[0064]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二部件
[0065]
46
ꢀꢀꢀꢀꢀ
区域
[0066]
48
ꢀꢀꢀꢀꢀ
区域
[0067]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀ
部分
[0068]
52
ꢀꢀꢀꢀꢀ
一侧
[0069]
54
ꢀꢀꢀꢀꢀ
重叠部段
[0070]
56
ꢀꢀꢀꢀꢀ
径向方向
[0071]
58
ꢀꢀꢀꢀꢀ
理论电枢旋转点
[0072]
60
ꢀꢀꢀꢀꢀ
电磁阀
[0073]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀ
电磁致动器装置
[0074]
64
ꢀꢀꢀꢀꢀ
下半部
[0075]
66
ꢀꢀꢀꢀꢀ
工作接头
[0076]
68
ꢀꢀꢀꢀꢀ
供应接头
[0077]
70
ꢀꢀꢀꢀꢀ
阀座
[0078]
72
ꢀꢀꢀꢀꢀ
磁线圈
[0079]
74
ꢀꢀꢀꢀꢀ
线圈绕组
[0080]
76
ꢀꢀꢀꢀꢀ
线圈载体元件
[0081]
78
ꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0082]
80
ꢀꢀꢀꢀꢀ
气隙
[0083]
82
ꢀꢀꢀꢀꢀ
内部
[0084]
84
ꢀꢀꢀꢀꢀ
极管
[0085]
86
ꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧座
[0086]
88
ꢀꢀꢀꢀꢀ
阀座元件
[0087]
90
ꢀꢀꢀꢀꢀ
控制锥体
[0088]
92
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一控制锥体部分
[0089]
94
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二控制锥体部分
[0090]
96
ꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧引导元件
[0091]
98
ꢀꢀꢀꢀꢀ
接触点
[0092]
100
ꢀꢀꢀꢀ
接触点
[0093]
102
ꢀꢀꢀꢀ
表面
[0094]
104
ꢀꢀꢀꢀ
调节方向
[0095]
106
ꢀꢀꢀꢀ
箭头
[0096]
108
ꢀꢀꢀꢀ
中心轴线
[0097]
110
ꢀꢀꢀꢀ
表面
[0098]
112
ꢀꢀꢀꢀ
表面
[0099]
114
ꢀꢀꢀꢀ
部分
[0100]
116
ꢀꢀꢀꢀ
一侧
[0101]
118
ꢀꢀꢀꢀ
端侧
[0102]
120
ꢀꢀꢀꢀ
邻接面
[0103]
122
ꢀꢀꢀꢀ
钢丝厚度
[0104]
124
ꢀꢀꢀꢀ
方法步骤
[0105]
126
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方法步骤
[0106]
128
ꢀꢀꢀꢀ
方法步骤

技术特征：
1.一种电磁致动器装置(62)，尤其是电磁阀装置，其具有：至少一个磁芯元件(10)；相对于所述磁芯元件(10)可移动地支撑并形成接收凹槽(14)的磁电枢元件(12)；以及复位弹簧(16)，所述复位弹簧(16)设置成将所述磁芯元件(10)和所述磁电枢元件(12)彼此推开，其中，所述磁电枢元件(12)具有布置在所述接收凹槽(14)内的作用面(18)，所述复位弹簧(16)的第一端部(24)支撑在所述作用面(18)上，其特征在于阻尼元件(20)，所述阻尼元件(20)布置在所述磁芯元件(10)和所述磁电枢元件(12)之间，并且所述阻尼元件(20)形成弹簧座(22)，所述复位弹簧(16)的与所述第一端部(24)相对的第二端部(26)支撑在所述弹簧座(22)上。2.根据权利要求1所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述复位弹簧(16)具有至少0.35、优选至少0.4并且优选至少0.45的直径-长度比，其中，与所述直径-长度比的计算相关的直径(28)由所述复位弹簧(16)的外径(30)和所述复位弹簧(16)的内径(32)的平均值形成。3.根据权利要求2所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，由所述复位弹簧(16)的所述外径(30)和所述复位弹簧(16)的所述内径(32)之差与所述复位弹簧(16)的长度(34)形成的商大于0.85、优选大于1.0并且优选大于1.1。4.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述阻尼元件(20)布置在所述磁电枢元件(12)和/或所述磁芯元件(10)的中心区域(38)中，所述中心区域(38)相对于所述磁电枢元件(12)和/或所述磁芯元件(10)的轴向方向(36)观察时径向向内。5.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述阻尼元件(20)至少部分地布置在所述接收凹槽(14)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述阻尼元件(20)能在所述接收凹槽(14)内移动。7.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述磁芯元件(10)具有另一接收凹槽(40)，所述另一接收凹槽被配置为接收所述阻尼元件(20)，使得所述阻尼单元(20)至少基本上固定以抵抗径向移动。8.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，从所述磁芯元件(10)沿轴向方向(36)观察时，所述阻尼元件(20)的所述弹簧座(22)布置在所述磁电枢元件(12)的面向所述磁芯元件(10)的端部下方。9.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述阻尼元件(20)至少部分地由弹性体形成。10.根据权利要求9所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述阻尼元件(20)构成为具有至少两个部件(42，44)的多件式结构元件或构成为具有至少两个部件(42，44)的复合结构元件，其中，所述多件式结构元件或所述复合结构元件的第一部件(42)由弹性体形成并且至少部分地布置在所述阻尼元件(20)的面向所述磁电枢元件(12)的邻接面(120)的区域(46)中。11.根据权利要求10所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，构成为多件式结构元件或构成为复合结构元件的所述阻尼元件(20)的第二部件(44)由比所述第一部件(42)的弹性体显著硬的材料构成并且至少部分地布置在所述阻尼元件(20)的围绕用于所述复位弹
簧(16)的所述弹簧座(22)的区域(48)中。12.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述磁电枢元件(12)的径向向外的部分(50)至少在面向所述磁芯元件(10)的一侧(52)上没有覆盖元件，例如阻尼元件(20)。13.根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，所述磁电枢元件(12)的重叠部段(54)的至少大部分在至少一个面向所述磁芯元件(10)的一侧(52)上没有覆盖元件，例如阻尼元件(20)，所述重叠部段(54)被配置成在所述磁电枢元件(12)的至少一个操作状态下在径向方向(56)上包围所述磁芯元件(10)的至少一部分。14.根据权利要求1的前序部分、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，至少在所述复位弹簧(16)处于最大松弛的所述磁电枢元件(12)的一个操作状态下，所述复位弹簧(16)完全布置在所述磁电枢元件(12)的所述接收凹槽(14)内。15.根据权利要求1的前序部分、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，用于所述复位弹簧(16)的所述作用面(18)通过所述磁电枢元件(12)的理论电枢旋转点(58)延伸或者从所述磁芯元件(10)观察时在所述磁电枢元件(12)的所述理论电枢旋转点(58)下方延伸。16.根据权利要求1的前序部分、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)，其特征在于，从所述磁芯元件(10)观察时，用于所述复位弹簧(16)的所述作用面(18)在所述磁电枢元件(12)的下半部(64)中延伸。17.一种电磁阀(60)，尤其是2/2通阀，其具有根据前述权利要求中任一项所述的电磁致动器装置(62)。18.一种用于尤其以低摩擦和/或节能的方式操作根据权利要求1至16中任一项所述的电磁致动器装置(62)的方法。

技术总结
本发明涉及一种电磁致动器装置(62)，尤其是电磁阀装置，其具有：至少一个磁芯元件(10)；相对于磁芯元件(10)可移动地支撑并形成接收凹槽(14)的磁电枢元件(12)；以及复位弹簧(16)，该复位弹簧(16)被配置成将磁芯元件(10)和磁电枢元件(12)彼此推开，磁电枢元件(12)具有布置在接收凹槽(14)内的作用面(18)，复位弹簧(16)的第一端部(24)支撑在该作用面(18)上。提出的是，电磁致动器装置(62)具有阻尼元件(20)，该阻尼元件(20)布置在磁芯元件(10)和磁电枢元件(12)之间，并且该阻尼元件(20)形成弹簧座(22)，复位弹簧(16)的与第一端部(24)相对的第二端部(26)支撑在该弹簧座(22)上。的第二端部(26)支撑在该弹簧座(22)上。的第二端部(26)支撑在该弹簧座(22)上。


技术研发人员：奥立弗
受保护的技术使用者：ETO电磁有限责任公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2023/9/26