專利名稱：用于比例電磁閥的電磁致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于比例電磁閥的電磁致動器，比例電磁閥即總體可以根據(jù)其供電執(zhí)行精確運(yùn)動軌跡的電磁閥。
背景技術(shù)：
用于開/關(guān)型電磁閥的電磁致動器是公知的。這種致動器通常包括固定鐵磁芯、 可移動鐵磁芯、彈性部件以及勵(lì)磁線圈。可移動鐵磁芯也稱為柱塞，可相對于固定芯在兩個(gè)沖程端位置之間移動。彈性部件例如包括螺旋狀彈簧，其用于移動并通常將閥門保持在第一沖程端位置。勵(lì)磁線圈和固定芯一體，在為之供電時(shí)用于產(chǎn)生電磁感應(yīng)場，電磁感應(yīng)場產(chǎn)生電磁力，電磁力傾向于使柱塞向固定芯運(yùn)動，這樣該電磁力和彈簧的偏壓力相互作用，使柱塞向第二沖程端位置移動。電磁閥通常包括通過其致動器機(jī)構(gòu)連接到柱塞的閥門。雖然這種類型的電磁致動器結(jié)構(gòu)簡單，因而節(jié)省成本，但是，不允許通過調(diào)整勵(lì)磁線圈中的電流連續(xù)地以線性方式控制閥門位置，具體來說，不能沿其整個(gè)沖程限定閥門的穩(wěn)定平衡位置。為此，圖1示出用Fem指示的由致動器產(chǎn)生的電磁力的典型雙曲線走向，以及用Fs 指示的由彈簧產(chǎn)生的機(jī)械偏壓力的線性走向，機(jī)械偏壓力是柱塞位移X的函數(shù)。具體而言， 電磁力Fem用一組曲線表示，每條曲線和通過勵(lì)磁線圈的電流的相應(yīng)強(qiáng)度值相關(guān)。電磁力 Fem的曲線和機(jī)械力Fs的線相交，因此產(chǎn)生用P指示的穩(wěn)定平衡位置，這些位置只是一部分柱塞沖程的穩(wěn)定平衡位置?，F(xiàn)有技術(shù)中有如下的比例電磁閥，其基于調(diào)整產(chǎn)生的電磁力和反作用的彈簧的偏壓力之間的差異(具體是調(diào)整兩者的平衡)來沿整個(gè)閥門沖程產(chǎn)生多個(gè)穩(wěn)定平衡位置。這樣的另外一種電磁閥的線性特征更好，但是以相當(dāng)大的機(jī)械復(fù)雜程度為代價(jià)。例如，德國專利申請公開號DE-3817110-A1描述了一種比例電磁閥，其可以產(chǎn)生相對于足夠?qū)挼拈y門偏移的位移具有足夠線性走向的電磁力。然而，從機(jī)械角度來講，這種電磁閥結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，因而，比前述的電磁閥制造成本更高，這是由于使用了兩個(gè)勵(lì)磁線圈和兩個(gè)反作用彈簧，以及其他部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于比例電磁閥的電磁致動器，這種致動器沒有上述缺陷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)起來簡便且節(jié)約成本。根據(jù)本發(fā)明，提供了如權(quán)利要求所限定的用于比例電磁閥的電磁致動器以及比例電磁閥。


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，附圖示出本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，其中圖1示出通過現(xiàn)有技術(shù)已知的電磁致動器產(chǎn)生的電磁力的走向，以及由反作用彈簧根據(jù)致動器自身的可移動部分的位移產(chǎn)生的機(jī)械力的走向；圖2示出用于比例電磁閥的電磁致動器的縱向截面視圖，該致動器根據(jù)本發(fā)明制造；圖3和圖4示出圖2的截面視圖的相同部件，其中電磁致動器分別處于兩個(gè)不同工作狀況；圖5示出作用于圖2的電磁致動器的軸向力的走向；以及圖6和圖7示出圖2的電磁致動器產(chǎn)生的總的軸向力的走向。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知類型的電磁致動器產(chǎn)生的電磁力 %ιι的走向，以及由致動器的反作用彈簧產(chǎn)生的機(jī)械力Fs的走向，機(jī)械力Fs是致動器柱塞的位移χ的函數(shù)，前文已描述了致動器柱塞的工作，并且本發(fā)明可以克服其缺陷。圖2中，根據(jù)縱向截面視圖，數(shù)字1通常指示比例電磁閥，其包括示意性表示的普通閥門2，用于沿流體動力電路(未示出)或在其端部調(diào)整流體的流速或者壓力；閥門的致動機(jī)構(gòu)，例如包括和閥門2 —體的致動器桿3 ；以及根據(jù)本發(fā)明制造的電磁致動器4，用于通過桿3控制閥門2。在圖2所示實(shí)施例中，致動器4相對于縱軸圓形對稱。具體而言，致動器4包括 用數(shù)字5指示的固定鐵磁芯，其包括由鐵磁材料制成且相對于其縱軸6圓形對稱的杯狀體； 以及相對于固定芯5可移動的柱塞7。閥門2的桿3和柱塞7成一體，以把柱塞7的運(yùn)動傳送到閥門2。柱塞7包括由鐵磁材料制成的體，體相對于其縱軸(未示出)圓形對稱，并且可與軸6同軸移動，以限定長度可變的氣隙8，氣隙8的長度是平行于軸6測量的。固定芯 5、柱塞7和氣隙8限定磁路，其磁阻大致由氣隙8限定。具體而言，柱塞7可在第一沖程端位置(圖幻和第二沖程端位置(圖4)之間移動，第一沖程端位置對應(yīng)于氣隙8的最大長度(因而對應(yīng)于最大磁阻值)，第二沖程端位置對應(yīng)于氣隙8的最小長度(因而對應(yīng)于最小磁阻值)。再參看圖2，致動器4包括彈性部件，其例如包括螺旋彈簧9，以和柱塞7同軸的位置置于氣隙8中，以施加用于將柱塞7移動到第一沖程端位置并通常將柱塞7保持在第一沖程端位置的機(jī)械力。致動器4包括已知類型的勵(lì)磁線圈10，例如螺旋管線圈，其作為一體容納在固定芯5中，以基本和軸6同軸的方式圍繞柱塞7，以在為其提供電流I時(shí)產(chǎn)生電磁感應(yīng)場，電磁感應(yīng)場產(chǎn)生作用于柱塞7的電磁力，以減小磁路磁阻。因而，電磁力傾向于將柱塞7朝第二沖程端位置移動，具體為反作用于彈簧9的偏壓力，以把柱塞7移動到第一和第二沖程端位置之間的平衡位置?？赏ㄟ^調(diào)制電流I的強(qiáng)度改變平衡位置。因而，在沒有為勵(lì)磁線圈10 供電的情況下，彈簧9通過打開閥門2(正常打開閥門2的情況下)或者關(guān)閉閥門2(正常關(guān)閉閥門2的情況下)保證閥門2在安全條件下工作。具體而言，固定芯5具有和軸6同軸的圓柱形側(cè)壁11，與軸6橫向(具體而言和軸6正交)的平面底壁12，以及沿軸6位于底壁12的相對側(cè)并和軸6同軸的圓形開口 13。 開口 13由厚度為T的側(cè)壁11的端部14限定，厚度T沿垂直于軸6的平面測量，比側(cè)壁11 自身的其他部分厚度小，其值選擇為使得端部14對于電流I的最大值Imax是磁飽和的，然后，一旦飽和，從電磁的角度來看就基本上相當(dāng)于空氣。側(cè)壁11具有內(nèi)表面，包括和軸6同軸的第一圓柱形表面部分15 ；也和軸6同軸的第二圓柱形表面部分16，第二圓柱形表面部分16的直徑比表面部分15大；以及第三表面部分17，第三表面部分17的形狀為圓形頂，相對于軸6是橫向的，具體垂直于軸6，并且把表面部分15和16彼此連接起來，以限定內(nèi)肩部。具體而言，表面部分15沿軸6從底壁12 延伸到表面部分17，表面部分16沿軸6從表面部分17延伸到端部14。端部14的內(nèi)表面用Ha指示。第一環(huán)18安裝在側(cè)壁11的端部14上，環(huán)18由惰磁性材料(magnetically inert material)制成，即，基本是順磁性或者反磁性材料，例如，鋁。而且，環(huán)18具有U形截面， 以限定橫向于軸6的大致平面的擋面(resting surface) 18a。圖2中，數(shù)字19指示橫向于軸6并且從固定芯5朝外的柱塞7表面。柱塞7的第一沖程端位置由柱塞7的橫向表面 19和擋面18a的接觸限定。根據(jù)變型(未示出)，沒有環(huán)18，第一沖程端位置由關(guān)閉閥門2限定，S卩，由閥門2 及其底座或噴嘴之間的接觸限定。由如橡膠的惰磁性彈性材料制成的第二環(huán)20容納在固定芯5中。環(huán)20有用數(shù)字 20a和20b指示的兩個(gè)表面，這兩個(gè)表面大致彼此平行，以和軸6同軸的位置容納在固定芯 5中，表面20a和底壁12的內(nèi)表面21接觸，內(nèi)表面21橫向于軸6，具體為垂直于軸6。圖2 中，數(shù)字22指示柱塞7橫向于軸6且朝向底壁12的內(nèi)表面21的表面。柱塞7的第二沖程端位置由柱塞7的橫向表面22和環(huán)20的表面20b之間的接觸限定。因而，在底壁12的內(nèi)表面21和柱塞7的橫向表面22之間插入環(huán)20限定了在表面21和22之間限定的一部分氣隙8的最小長度。環(huán)20的彈性使得可緩和柱塞7在第二沖程端位置的停止。基于以上描述，顯而易見的是柱塞在兩個(gè)沖程端位置都保持在固定芯5內(nèi)，S卩，柱塞7在兩個(gè)沖程端位置都不伸出開口 13之外。致動器4還包括第一管狀部件23以及第二管狀部件M，第一管狀部件23插在表面部分15中并與之緊密接觸從而與固定芯5是一體的，第二管狀部件M與第一管狀部件 23同軸地安裝到端部14以及表面部分16，并與端部14以及表面部分16緊密接觸，以和固定芯5成為一體。管狀部件23的一端延伸到接觸底壁12的內(nèi)表面21，并從另一側(cè)伸出，垂直于表面部分17，其一部分23a面朝表面部分16的一部分。勵(lì)磁線圈10安裝在部分23a 上，以固定在表面部分17限定的肩部。管狀部件M沿整個(gè)端部14延伸，因而從內(nèi)部完全覆蓋端部14，并且沿未被勵(lì)磁線圈10覆蓋的表面部分16的至少一部分延伸。根據(jù)變型(未示出)，管狀部分M延伸以覆蓋整個(gè)表面部分16。管狀部分23和M主要用于引導(dǎo)柱塞7沿軸6的運(yùn)動。具體而言，柱塞7包括第一圓柱形部分25，其用于滑動到管狀部件23中，其外側(cè)表面沈接觸管狀部件自身23，因而滑動是與表面部分15平行的；柱塞還包括和圓柱形部分 25同軸的第二圓柱形部分27，其直徑比圓柱形部分25大，用于滑動到管狀部件M中，第二圓柱形部分27的側(cè)表面觀與管狀部件M自身接觸。圓柱形部分27沿軸6測量的長度比圓柱形部分25短，具體而言，基本等于平行于軸6測量的端部14的長度。因而，側(cè)表面觀和端部14基本具有平行于軸6測量的相同長度，這樣，側(cè)表面觀適用于只有在柱塞7處于第一沖程端位置時(shí)才完全朝向端部14的內(nèi)表面14a。橫向表面19對應(yīng)于圓柱形部分27的下表面，橫向表面22對應(yīng)于圓柱形部分25的上表面。管狀部件23和M的每一個(gè)由惰磁性材料制成，即順磁性材料或反磁性材料，以避免固定芯5的對應(yīng)表面部分15、16和柱塞7的對應(yīng)側(cè)表面沈、觀之間的電磁流的異常閉合； 而且，管狀部件23和M與柱塞7的側(cè)表面沈、28的摩擦系數(shù)較小。例如，管狀部件23和 24的每一個(gè)可由特氟龍或者黃銅制成。通過將調(diào)整螺釘四擰進(jìn)底壁12本身中使彈簧9設(shè)置為其一端安裝在固定芯5的底壁12上，另一端插入在柱塞7的圓柱形部分25的橫向表面22側(cè)形成的孔30中。因而， 彈簧9設(shè)置成用于施加機(jī)械力，其把柱塞7壓向第一沖程端部位。下面具體參考圖3和圖4描述致動器4的操作，其中致動器4分別示為柱塞7處于第一沖程端位置和第二沖程端位置，其中，相應(yīng)的部件用與圖2相同的數(shù)字指示。為了更簡單清楚，圖3和4示出圖2相對于軸6的截面圖的一半，并示出柱塞7的橫向表面22平行于軸6的位移χ。在第一和第二沖程端位置，位移χ的各值分別由Xl和x2指示。參考圖3，其中，由于沿箭頭Fs指示的方向施加平行于軸6的直接機(jī)械力的彈簧9 的作用，柱塞7位于第一沖程端位置。在對勵(lì)磁線圈10加電后立即產(chǎn)生電磁感應(yīng)場，電磁感應(yīng)場的力線穿過固定芯5內(nèi)表面的多個(gè)部分。具體而言，該力線包括第一力線，其穿過表面部分15，并從相對于勵(lì)磁線圈10的側(cè)穿過表面部分16以及端部14的內(nèi)表面14a(圖3僅示出兩條該力線，用Ll指示)；還包括第二力線，其穿過底壁12的內(nèi)表面21，并從勵(lì)磁線圈10的相對側(cè)穿過內(nèi)表面14a(圖3 僅示出其中一條該力線，用L2指示)。惰磁性的環(huán)18和20以及管狀部件23和M基本上相當(dāng)于氣隙8中的空氣。相反，端部14的磁特性隨電流I的強(qiáng)度而不同。圖3示出高電流 I值的情況，其中，端部14磁飽和，這樣，一些力線Ll和L2，具體來說是最內(nèi)側(cè)的力線Ll傾向于在圓柱形部分27上方的氣隙8中閉合，即，穿過橫向于軸6的圓柱形部分27的環(huán)形表面部分27a，并朝向固定芯5的表面部分17，而不是在端部14閉合。還參看圖3，力線Ll不垂直于表面部分15和16以及端部14的內(nèi)表面14a。這意味著表面部分15和16和電磁力的各自軸向分量 ^χ15和 ^χ16以及各自徑向分量Frl5 和Frl6有關(guān)。軸向分量!^ 15和 ^χ16平行于軸6將柱塞7推向和機(jī)械力Fs相反的方向，而徑向分量Frl5和Frl6徑直垂直于軸6，由于固定芯5和柱塞7圓形對稱，所以徑向分量Frl5和Frl6產(chǎn)生零合力。另一方面，力線L2基本垂直于固定芯5的底壁12的內(nèi)表面21。因而，內(nèi)表面21與電磁力的軸向分量 ^χ21相關(guān)。由于固定芯5的內(nèi)表面21與柱塞7的橫表面22之間的氣隙8長度較長，但是軸向分量 ^χ21的強(qiáng)度比軸向分量 ^χ15和 Faxl6低得多，所以，軸向分量 ^χ21對所得軸向力的貢獻(xiàn)很小。為此，圖3中力線L2用點(diǎn)線表示，而不是如力線Ll那樣用虛線表示。隨著柱塞7接近第二沖程端位置，柱塞7的側(cè)表面沈更多地朝向固定芯5內(nèi)的表面部分15。類似地，隨著柱塞7接近第二沖程端位置，柱塞7的側(cè)表面28更多地朝向固定芯5內(nèi)的表面部分16。因而，隨著柱塞7接近第二沖程端位置，正交朝向表面部分15和16 的力線Ll的數(shù)量增加。換句話說，隨著柱塞7接近第二沖程端位置，徑向分量Frl5和Frl6 的強(qiáng)度增加，因而，軸向分量&115和!^皿16的強(qiáng)度下降。相反，隨著柱塞7接近第二沖程端位置，軸向分量 ^χ21的強(qiáng)度增加，這是由于柱塞7的橫表面22與固定芯5的內(nèi)表面21 之間的氣隙8的長度逐漸減小。
值得指出的是，管狀部件23插在表面沈和15之間，管狀部件M插在表面觀和 16之間。然而，從電磁的角度講，借助制造管狀部件23和M的材料，管狀部件23和M的存在基本是可忽略的。因而，從電磁的角度來講，表面26和15之間以及表面28和16之間的相對朝向的增加是可達(dá)到預(yù)期效果的。參看圖4，其中，柱塞7處于第二沖程端位置，基本上所有的力線Ll都垂直于表面部分15和16。在表面部分16，由于表面28沿軸6測量的范圍降低，所以，在柱塞7到達(dá)第二沖程端位置之前，就達(dá)到了所有力線Ll的正交狀況。力線L2基本垂直于底壁12的內(nèi)表面21，而且，在線圈10的相對側(cè)，垂直于表面部分16，力線L2用實(shí)線表示，這是由于相應(yīng)的軸向分量i^ax21的貢獻(xiàn)不再是微不足道的，而是變得和軸向分量Faxl5和 ^χ16的貢獻(xiàn)可比。圖5示出用Faxl5+Faxl6指示的軸向分量Fax21的軸向分量Faxl5和Faxl6之和的走向示例，以及作為位移X的函數(shù)的機(jī)械力Fs的走向。得到了給定電流I值的軸向分量 Faxl5、Faxl6和Fax21。通過把軸向分量Faxl5、Faxl6和Fax21相加，得到用圖5的Fa指示的軸向合力，其具有隨著柱塞7從第一(χ = xl)到第二(χ = x2)沖程端位置的運(yùn)動而單調(diào)遞減的走向，因而，其具有和機(jī)械力Fs的直線相反的斜率。這樣，對于任何電流I值， 合力1 的曲線和機(jī)械力Fs的線之間的交點(diǎn)一直產(chǎn)生穩(wěn)定的平衡位置(χ = xeq)。值得指出的是，對于電流I的較低值，端部14是不飽和的，并且和圖3所示不同， 力線Ll和L2傾向于設(shè)置成以相對于內(nèi)表面1 大致垂直的方式穿過端部14，這樣，在柱塞 7靠近第一沖程端位置時(shí)降低軸向分量1^x16。此外，值得指出的是，軸向合力1 的具體走向不僅僅是由于引入了隨著位移χ的減小而快速減小的軸向分量1^x15、1^x16，而且還取決于對軸向分量 ^χ21增加的強(qiáng)大限制。后一種的效果是通過以下事實(shí)得到的由于力線Ll是轉(zhuǎn)向表面部分15的，因而也轉(zhuǎn)向側(cè)壁11而不是轉(zhuǎn)向固定芯5的底壁12。還通過適當(dāng)?shù)剡x擇環(huán)20的厚度尺寸來實(shí)現(xiàn)后一種后果。環(huán)20作為固定芯5的底壁12和柱塞7之間的間隔部件，因而限定了表面21和22 之間的氣隙8的最小長度，因而，限定了最小磁阻值，其需要足夠高，以在第二沖程端位置把軸向分量1^x21限定為最大值。換句話說，軸向分量 ^χ21的最大值由表面21和22之間的氣隙8的最小長度確定，因而，由環(huán)20的厚度確定。圖6示出總的力F作為位移χ的函數(shù)的走向，通過對機(jī)械力Fs和給定電流I值的軸向合力1 進(jìn)行算術(shù)求和得到總的力F。顯而易見的是，隨著柱塞7的位移χ在兩個(gè)沖程端位置之間變化，總的力F的走向具有很好的線性?？偟牧的曲線隨電流I的變化而平行移動，因而得到圖7所示的曲線族。值得強(qiáng)調(diào)的是，為了獲得致動器4的期望線性特性，端部14的厚度T的正確尺寸很重要。確實(shí)，如果沒有端部14，磁路的磁阻就不會這么高，軸向分量!^皿15沿柱塞7的沖程的最初一段就會有較小的值。相反，如果厚度T等于側(cè)表面11的其他部分的厚度，因而表面部分16延伸到擋面18a，由于力線Ll和L2 —直與表面部分16正交而穿過表面部分 16,就不會有軸向分量1^x16。根據(jù)其他實(shí)施例，致動器4相對于穿過軸6的平面具有對稱性，圖2到圖4示出根據(jù)垂直于所述對稱平面的截面圖的致動器4。因而，上述電磁致動器4的主要益處在于，使得可實(shí)現(xiàn)當(dāng)柱塞7(因而也是閥門2)的位移χ變化時(shí)能產(chǎn)生強(qiáng)線性總力F的比例電磁閥。 此外，致動器4具有非常簡單的小型結(jié)構(gòu)。確實(shí)，致動器4由幾個(gè)部分構(gòu)成，在兩個(gè)沖程端位置柱塞7都保持在固定芯5內(nèi)。和性能相當(dāng)?shù)墓姶砰y相比，這意味著相當(dāng)?shù)偷闹圃斐杀疽约案蟮目煽啃浴?br> 權(quán)利要求
1.一種用于比例電磁閥⑴的電磁致動器，所述致動器⑷包括固定芯(5)，由鐵磁材料制成，具有縱軸(6)；柱塞(7)，由鐵磁材料制成，可在第一和第二沖程端位置(xl，x2) 之間沿所述軸(6)相對于固定芯( 移動，以限定具有沿軸(6)測量的可變長度的氣隙 (8)；彈性裝置(9)，以將柱塞(7)移動到并通常將柱塞(7)保持在第一沖程端位置(xl)， 以及電磁勵(lì)磁裝置(10)，對其供電時(shí)，產(chǎn)生電磁感應(yīng)場，其產(chǎn)生電磁力，這樣，電磁力反作用于彈性裝置(9)的偏壓力，以把柱塞(7)移動到兩個(gè)沖程端位置(xl，x2)之間的平衡位置(xeq)，其特征在于，所述固定芯( 具有第一表面部分(15，16)，所述柱塞(7)具有第二表面部分06，觀)，第二表面部分(沈，28)設(shè)置為隨著所述柱塞(7)接近第二沖程端位置(O而更多地朝向第一表面部分(15，16)，這樣，電磁感應(yīng)場具有更多數(shù)量的第一力線 (Li)，第一力線(Li)通過正交于所述軸(6)而穿過第一表面部分(15，16)在氣隙(8)中閉I=I O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁致動器，其中，所述第一表面部分(15，16)和所述第二表面部分( ，28)平行于所述軸(6)。
3.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，其中，所述固定芯包括由鐵磁材料制成的杯狀體(5)，所述柱塞(7)在所述兩個(gè)沖程端位置(xl，x2)都保持在杯狀體(5)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁致動器，其中，所述第一表面部分(15，16)是所述固定芯 (5)的內(nèi)表面部分，所述第二表面部分(沈，28)是所述柱塞(7)的外表面部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電磁致動器，其中，所述電磁勵(lì)磁裝置包括一體容納在杯狀體(5)中的勵(lì)磁線圈(10)。
6.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，其中，所述電磁勵(lì)磁裝置包括相對于所述軸(6)以同軸位置設(shè)置的勵(lì)磁線圈(10)，以圍繞所述柱塞(7)的一部分05)。
7.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，其中，所述固定芯(5)相對于所述軸(6)具有圓形對稱形狀，所述柱塞(7)具有圓形對稱形狀，可相對于所述固定芯(5)以同軸方式移動。
8.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，包括導(dǎo)引裝置03，M)，其插在所述第一表面部分(15，16)和所述第二表面部分(沈，28)之間，以允許所述柱塞(7)沿所述軸(6)滑動。
9.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，其中，所述第一表面部分(15，16) 包括圓柱形形狀的第三表面部分(15)，所述第二表面部分(沈，28)包括第四表面部分 (沈)，其具有圓柱形形狀，設(shè)置為隨著所述柱塞(7)接近所述第二沖程段位置(O更多地朝向第三表面部分(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電磁致動器，其中，所述第一表面部分(15，16)包括第五表面部分(16)，其具有圓柱形形狀，直徑大于所述第三表面部分(15)，并且和所述第三表面部分(1 同軸；所述第二表面部分(26，28)包括第六表面部分(觀)，其具有圓柱形形狀， 直徑大于所述第四表面部分( )，并且和所述第四表面部分06)同軸，并且設(shè)置為隨著所述柱塞(7)接近所述第二沖程段位置(O更多地朝向第五表面部分(16)。
11.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，其中，所述固定芯(5)、柱塞(7)和氣隙(8)限定磁路，磁路的磁阻隨所述柱塞(7)的位置而變化；最大磁阻值對應(yīng)于所述第一沖程端位置(XI)，最小磁阻值對應(yīng)于所述第二沖程端位置(X2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3到11中任意一項(xiàng)所述的電磁致動器，其中，為所述電磁勵(lì)磁裝置 (10)提供電流(I)，所述杯狀體(5)包括具有端部(14)的側(cè)壁(11)，所述端部(14)限定所述杯狀體(5)的開口(13)，且具有沿垂直于所述軸(6)的平面測量的厚度(T)，該厚度小于側(cè)壁(11)其他部分的厚度，這樣，所述端部(14)自身對于電流(I)的最大值(Imax)是磁飽和的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電磁致動器，其中，所述柱塞(7)包括圓柱形部分(27)，其具有橫向于所述軸(6)的環(huán)形表面部分(27a)而且，所述第二表面部分包括所述圓柱部分 (27)的側(cè)表面部分( )，所述側(cè)表面部分08)和所述端部(14)沿平行于所述軸(6)的方向測量的長度基本相同，這樣，當(dāng)柱塞(7)位于所述第一沖程端位置(xl)時(shí)，所述側(cè)表面部分08)適用于完全朝向所述端部(14)的內(nèi)表面(Ha)，一些所述第一力線(Li)通過穿過所述內(nèi)表面(14a)而在所述氣隙(8)中閉合，其他的所述第一力線(Li)通過穿過環(huán)形表面部分(27a)在所述氣隙(8)中閉合。
14.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電磁致動器，其中，所述固定芯(5)具有橫向于所述軸(6)的第七表面部分(21)，所述柱塞(7)具有橫向于所述軸(6)且朝向第七表面部分的第八表面部分0 ；所述致動器(4)包括間隔部件(20)，其插在所述第七和第八表面部分0 之間，和所述第七表面部分接觸；所述第二沖程端位置(x2)由所述第八表面部分0 和所述間隔部件OO)之間的接觸限定，這樣，所述間隔部件OO) 限定包括在所述第七和第八表面部分0 之間的一部分所述氣隙(8)的最小長度； 所述電磁感應(yīng)場具有第二力線(L2)，其通過平行于所述軸(6)穿過所述第七表面部分而在所述氣隙(8)部分中閉合，而且所述電磁力包括由第二力線(U)產(chǎn)生的軸向力分量 (Fax21)，并且軸向力分量爾皿21)在第二沖程端位置限于根據(jù)所述最小長度限定的最大值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電磁致動器，其中，所述間隔部件OO)由惰磁性材料制成。
16.一種比例電磁閥，包括閥門O)，閥門(2)的致動裝置(3)以及電磁致動器G)， 其包括由鐵磁材料制成的固定芯( 以及由鐵磁材料制成的柱塞(7)，柱塞(7)可相對于所述固定芯( 移動并連接到致動裝置(3)以將運(yùn)動傳送到閥門O)；所述致動器的特征在于是根據(jù)權(quán)利要求1到15中的任意一項(xiàng)所述的類型。
全文摘要
一種用于比例電磁閥(1)的電磁致動器(4)，所述致動器(4)具有具有縱軸(6)的固定鐵磁芯(5)；柱塞(7)，在兩個(gè)沖程端位置(x1，x2)之間可沿軸(6)相對于固定芯(5)移動；彈簧(9)，用于把柱塞(7)移動到第一沖程端位置(x1)；勵(lì)磁線圈(10)，用于產(chǎn)生電磁感應(yīng)場，其產(chǎn)生力，該力反作用于彈簧(9)的偏壓力，從而把柱塞(7)移動到?jīng)_程端位置(x1，x2)之間的平衡位置(xeq)，其中，隨著柱塞(7)接近第二沖程端位置(x2)，柱塞(7)的表面部分(26，28)更多地朝向固定芯(5)的表面部分(15，16)，這樣，電磁感應(yīng)場具有更多數(shù)量的力線(L1)，第一力線(L1)通過正交于所述軸(6)而穿過固定芯(5)的第一表面部分(15，16)在固定芯(5)和柱塞(7)之間的氣隙(8)中閉合。
文檔編號H01F7/16GK102405503SQ200880127455
公開日2012年4月4日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者E·德桑迪斯, F·瑪麗戈奈蒂, G·托馬西 申請人:勒達(dá)有限責(zé)任公司