器械,尤其是內(nèi)窺鏡,設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的電磁致動器。
[0026]此外,該任務(wù)還通過一種用于生產(chǎn)管的方法,尤其是被用在電磁致動器中的方法來解決,該方法包括以下方法步驟:
[0027]-設(shè)置鑄模,在該鑄模中布置至少一個磁體;
[0028]-將鑄體插入鑄模中,其中,至少在布置有至少一個磁體的區(qū)域內(nèi),鑄體具有鐵磁顆粒;以及
[0029]-硬化鑄體,以構(gòu)造穩(wěn)固的管。
[0030]優(yōu)選在鑄模中進(jìn)行鑄體的硬化,由此使得即使將管從鑄模中移除之后,鐵磁顆粒也按照其通過磁場所設(shè)定的取向而保持其取向。此處尤其優(yōu)選的是,在鑄模中設(shè)置完全硬化。優(yōu)選在鑄模中設(shè)置至少兩個區(qū)域,其中,在第一區(qū)域內(nèi)引入具有鐵磁顆粒的鑄體并且在第二區(qū)域內(nèi)引入不具有鐵磁顆粒的鑄體。優(yōu)選的是,在第一區(qū)域內(nèi)通過布置在鑄模中的磁體來設(shè)置與鐵磁顆粒對齊的磁場。優(yōu)選的是,在鑄模的中部區(qū)域中將鑄體引入不具有鐵磁顆粒的鑄模中,并且在至少兩個包圍該中部區(qū)域的區(qū)域中引入具有鐵磁顆粒的鑄體。
[0031]該鐵磁顆粒優(yōu)選是非球狀的并且尤其是長形的。由此,產(chǎn)生磁針的形式,其確保了在工作時或者在將所述管安裝在根據(jù)本發(fā)明的電磁致動器中之后,管的各向異性磁導(dǎo)率。
[0032]以下,在不限制本發(fā)明的總體構(gòu)想的情況下,結(jié)合實(shí)施例并參照附圖來描述本發(fā)明,其中,關(guān)于未以文字詳述的根據(jù)本發(fā)明的細(xì)節(jié)將明確參照附圖來說明。其中:
[0033]圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的致動器的內(nèi)窺鏡的三維示意性剖視圖,
[0034]圖2是圖1的示意性放大剖視圖,
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明的致動器的另一個實(shí)施方式的示意性剖視圖,
[0036]圖4是根據(jù)圖3中的實(shí)施方式具有示意性流視圖的示意性剖視圖,
[0037]圖5是根據(jù)圖3中的實(shí)施方式具有示意性通量顯示的示意性剖視圖,
[0038]圖6是根據(jù)本發(fā)明的致動器的一部分的示意性剖視圖,
[0039]圖7是根據(jù)本發(fā)明的管的示意性俯視圖,
[0040]圖8是鑄模的示意性剖視圖,
[0041]圖9是根據(jù)本發(fā)明的管的示意性剖視圖,
[0042]圖10是力關(guān)于磁導(dǎo)率的曲線圖。
[0043]在附圖中,總是用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)示相同的或同類型的元件和/或部分,因此不再重復(fù)介紹。
[0044]圖1示出了內(nèi)窺鏡的一部分的示意性三維剖視圖,該內(nèi)窺鏡具有根據(jù)本發(fā)明的致動器。該致動器可被布置在內(nèi)窺鏡未示出的軸桿中。該內(nèi)窺鏡的軸桿在圖1中與致動器同軸布置,并且與略大于滑動管11的遠(yuǎn)側(cè)端部18外徑的直徑同軸。
[0045]該滑動管11包括鐵磁材料并被用作活動件10的徑向引導(dǎo)部?;顒蛹?0可例如具有透鏡13 (該透鏡為物鏡的一個組成部件),此外還具有透鏡14和15,透鏡14和15被插入固定的保持件12中并在此相應(yīng)地保持。該固定的保持件12在滑動管11中固定或安裝并且限定了一個止擋件16。用于遠(yuǎn)側(cè)端部的另一止擋件17也通過滑動管11由卡圈向內(nèi)限定。在該根據(jù)圖1的實(shí)施方式中,涉及一種旋轉(zhuǎn)對稱的結(jié)構(gòu),其中設(shè)有軸向活動件10?;顒蛹?0如圖1所示可從圖1中的近側(cè)位置朝向止擋件17向左移動至遠(yuǎn)側(cè)位置。活動件10被構(gòu)造成套筒的形式,該套筒尤其由例如鐵磁材料的軟磁性材料制成或者具有這樣的材料。
[0046]除了鐵磁材料和/或順磁材料,活動件10的表面上還具有減小摩擦的涂層,該涂層被布置于滑動管11的內(nèi)壁上。
[0047]管11或者滑動管因此具有根據(jù)本發(fā)明的磁導(dǎo)率,該磁導(dǎo)率大于I并且尤其優(yōu)選的是位于1.5至200的范圍內(nèi),尤其更優(yōu)選的是位于2至100之間,并且特別優(yōu)選的是位于5至20之間。所述管可以由一種具有相應(yīng)的合金的材料組成或者包括一種相應(yīng)的合金的材料,該合金具有磁導(dǎo)率。也可以設(shè)置具有這樣磁導(dǎo)率的陶瓷或者設(shè)置其中引入具有例如鐵磁顆粒的陶瓷。相應(yīng)地,根據(jù)本發(fā)明還設(shè)置有塑料以作為滑動管11或管11,在該塑料中引入有鐵磁顆粒。
[0048]在圖2中示出了圖1的放大剖視圖,其中各個元件的形狀均清晰可見。活動件10具有遠(yuǎn)側(cè)極靴27和近側(cè)極靴28。這些極靴與磁場以及永磁體20和21 —起作用,該永磁體20和21被構(gòu)造為環(huán)形形狀并被布置為繞電磁致動器的縱軸線旋轉(zhuǎn)對稱。在永磁體20與21之間設(shè)有由順磁或鐵磁材料制成的第一間隔部件22和第二間隔部件23,該第一間隔部件22和第二間隔部件23也被構(gòu)造成具有極靴或者呈極靴形式構(gòu)成。第一間隔部件22和第二間隔部件23也可以是一體式的,即形成單個間隔部件。此外設(shè)有線圈24,該線圈向外由第一間隔部件22和第二間隔部件23包圍并且除非被滑動管11中斷,否則也被活動件10的順磁材料和/或鐵磁材料包圍。由此,實(shí)現(xiàn)了對電磁場的極大增強(qiáng)。電磁致動器的定子19基本上由兩個磁體環(huán)20和21、兩個間隔部件22和23以及線圈24組成。
[0049]組成活動件10所用的材料或者該活動件10所包括的材料例如可以是St-37或者C-45ko活動件的外輪廓呈現(xiàn)了雙錨結(jié)構(gòu)。由此,產(chǎn)生兩個極靴,即,遠(yuǎn)側(cè)極靴27和近側(cè)極靴28。這些極靴的外側(cè)此外還被用作用于滑動管11與活動件10之間的滑動對的滑動表面?;顒蛹膬?nèi)輪廓優(yōu)選是軸對稱的。然而可以與該對稱有一定限度內(nèi)的偏離,以便例如整合用于安裝透鏡13的凸肩部。優(yōu)選的是,將活動件實(shí)施為黑色亞光件。
[0050]定子19包括基本上兩種類型的永磁體,這兩種類型的永磁體具有相同的材料或者相同的磁體強(qiáng)度和磁化強(qiáng)度并且相應(yīng)地具有相同的尺寸。此外設(shè)置線圈24以及兩個鐵磁構(gòu)件或者間隔部件22和23,該兩個間隔部件被用作磁通量引導(dǎo)部,用于增強(qiáng)和對焦磁場。間隔部件22和23以馬蹄形截面沿縱向經(jīng)過定子并且被實(shí)施為極靴狀對稱?;顒蛹?0以及定子19均優(yōu)選以軸對稱方式構(gòu)成。永磁體20和21被安裝成彼此極性相反的或相互接合。
[0051]電磁致動器可以以四種不同的狀態(tài)存在。第一狀態(tài)是在圖1和圖2中所示狀態(tài),其中活動件10處于穩(wěn)固的近側(cè)位置。此時,永磁體的合力抵靠近側(cè)止擋件16作用于活動件上?;顒蛹€可處于未在圖1和圖2中示出的穩(wěn)固的遠(yuǎn)側(cè)位置。永磁體的合力則抵靠遠(yuǎn)側(cè)止擋件17作用于活動件10上。
[0052]第三狀態(tài)是,致動器使得活動件從遠(yuǎn)側(cè)位置移出。因此,線圈與永磁體的合力使得活動件10在近側(cè)方向上移動。與之相反地限定了第四狀態(tài),其中致動器使活動件10從近側(cè)位置移出。此時,線圈與永磁體的合力被實(shí)施為,使得活動件10向遠(yuǎn)側(cè)方向移動。
[0053]下面將詳述其工作原理。
[0054]在圖3至圖5中示意性地示出了電磁致動器的剖視圖,其中,示意性地顯示了各個元件和特征。在圖3中,線圈24是無電流的,即其未產(chǎn)生磁場。定子包括如圖1和圖2所示由鐵磁材料相應(yīng)制成的間隔部件22,23和23’,這些間隔部件的截面被構(gòu)造成馬蹄形。間隔部件22,23和23’可被制成為一件式的,即一體式的。
[0055]磁南極由25示意性地表示并且磁北極由26示意性地表示。借助22來表示第一間隔部件或者構(gòu)件并且借助23和23’分別表示第二間隔部件或者構(gòu)件,這些間隔部件或者構(gòu)件被構(gòu)造成極靴的形式。相應(yīng)地,用于表示活動件10的鐵磁性部件的元件10,27和28也可以是一體式的。遠(yuǎn)側(cè)極靴由27表示并且近側(cè)極靴由28表示。
[0056]在此情況下,活動件的保持力僅由兩個永磁體通過永磁場來產(chǎn)生。通過安置的磁體20和21而在定子的兩個極靴23和23’處存在相同磁極。磁通量力求獲得最小磁阻抗的路徑。所使用鐵磁材料相比于空氣具有小得多的磁阻抗,使得系統(tǒng)總體上試圖減小氣隙。這被稱為磁阻。由此,優(yōu)選由軟磁性材料或鐵磁材料制成的極靴重疊,從而實(shí)現(xiàn)移動或力。
[0057]為了使在近側(cè)方向上的保持力(如在圖3中由力31來表示)達(dá)到近側(cè)止擋件30處,應(yīng)提供以下內(nèi)容。與活動件的遠(yuǎn)側(cè)極靴27至遠(yuǎn)側(cè)永磁體20的遠(yuǎn)側(cè)端部20的距離相比,活動件10的近側(cè)極靴28必須被安裝成更靠近近側(cè)永磁體21的近側(cè)端部。因此a必須要大于b。此外,活動件10的近側(cè)極靴28必須在近側(cè)突出超過銷部的近側(cè)極靴23。也就是說c必