DE4214710A1 - Electromagnetic actuator with differently excited armature segments - has valve ports opened selectively by withdrawal of actuating members against pressure of respective leaf springs - Google Patents

Electromagnetic actuator with differently excited armature segments - has valve ports opened selectively by withdrawal of actuating members against pressure of respective leaf springs

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DE4214710A1 DE19924214710 DE4214710A DE4214710A1 DE 4214710 A1 DE4214710 A1 DE 4214710A1 DE 19924214710 DE19924214710 DE 19924214710 DE 4214710 A DE4214710 A DE 4214710A DE 4214710 A1 DE4214710 A1 DE 4214710A1
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Abstract

The armature is in three segments (1 sub 1-1 sub 3) of a ring with separate leaf springs (4) and an air gap (9) between each segment and the magnet body (10). An actuating member (6) is fixed to the outer face of each segment at the end remote from its spring. The free end of the actuating member closes a valve port (3) in the de-energised position. A sufficient energising current, which is different for each segment in the winding (2), withdraws the actuating member and opens the valve. ADVANTAGE - Number of actuation processes can be achieved with compact structure mfd. at favourable cost.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Betätigungs­ vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to electromagnetic actuation Device according to the preamble of claim 1.

Bekannte Betätigungsvorrichtungen weisen ein Erregersystem und einen Anker auf. Wird das Erregersystem mit dem Erreger­ strom beaufschlagt, so wird der Anker betätigt, wobei die Ankerbewegung auf ein Betätigungsglied übertragen wird, welches beispielsweise ein Ventil, eine Durchflußbohrung oder einen Kontakt öffnet oder schließt. Die bekannten Betätigungsvorrichtungen können nur ein Betätigungsglied betätigen. Sind mehrere Betätigungsglieder zu betätigen, so muß eine entsprechende Anzahl von Betätigungsvorrichtungen mit einer entsprechenden Anzahl von Erregersystemen vorgese­ hen werden.Known actuators have an excitation system and an anchor. Will the pathogen system with the pathogen current is applied, the armature is actuated, the Armature movement is transmitted to an actuator, which, for example, a valve, a flow bore or opens or closes a contact. The well-known Actuators can only have one actuator actuate. If several actuators are to be actuated, then so must have an appropriate number of actuators with a corresponding number of excitation systems will be.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine elek­ tromagnetische Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die bei kostengünstigem kompaktem Aufbau mehrere Betätigungsvorgänge durchführen kann.The invention is therefore based on the problem of an elek to create tromagnetic actuator that at cost-effective compact design multiple operations can perform.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elek­ tromagnetische Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This problem is solved according to the invention by an elec tromagnetic actuator with the features of  Claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung sind einem einzigen Erregersystem zwei oder mehr Anker zugeordnet, wobei die einzelnen Anker bei unterschiedlichen Erregerströ­ men betätigt werden. Es ist daher zur Betätigung mehrerer Betätigungsglieder nur ein einziges Erregersystem erforder­ lich und die Steuerung der einzelnen Betätigungsvorgänge durch die verschiedenen Anker erfolgt über die Stärke des Erregerstromes.In the actuating device according to the invention are one assigned two or more anchors to a single excitation system, the individual anchors with different excitation currents men are operated. It is therefore used to operate several Actuators require only a single excitation system Lich and the control of the individual operations through the various anchors takes place on the strength of the Excitation current.

Um die verschiedenen Anker bei unterschiedlichen Erreger­ strömen zu betätigen, können diese Anker mit unterschiedli­ chen Federkräften beaufschlagt werden. Steigt der Erre­ gerstrom und damit die Magnetkraft an, so wird zunächst der Anker mit der geringsten Federkraft angezogen und betä­ tigt und darauffolgend die Anker mit der jeweils nächst größeren Federkraft. Nimmt der Erregerstrom und damit die magnetische Haltekraft ab, so wird zunächst der Anker mit der größten Federkraft und dann aufeinanderfolgend die Anker mit jeweils geringerer Federkraft freigegeben.To the different anchors for different pathogens to actuate currents, these anchors with different Chen spring forces are applied. The pathogen rises gerstrom and thus the magnetic force, so the Anchor tightened and actuated with the least spring force and then the anchors with the next one greater spring force. Takes the excitation current and thus the magnetic holding force, the anchor becomes first with the greatest spring force and then successively the anchors released with less spring force.

In einer weiteren Ausführungsform weisen die Anker im unbe­ tätigten Zustand jeweils einen unterschiedlichen Luftspalt gegenüber dem Erregersystem auf. Mit steigendem Erregerstrom wird zunächst der Anker mit dem kleinsten Luftspalt angezo­ gen und betätigt und anschließend aufeinanderfolgend die Anker mit dem jeweils nächst größeren Luftspalt. Nimmt der Erregerstrom und damit die magnetische Haltekraft ab, so werden in diesem Falle sämtliche Anker erst dann gemeinsam freigegeben, wenn der Erregerstrom unter den minimalen Haltestrom absinkt.In a further embodiment, the anchors in the unbe state each have a different air gap towards the pathogen system. With increasing excitation current the anchor with the smallest air gap is first drawn in gen and pressed and then successively the Anchor with the next largest air gap. He takes Excitation current and thus the magnetic holding force, so in this case all the anchors are only together released when the excitation current is below the minimum  Holding current drops.

Selbstverständlich ist es auch möglich, diese beiden Ausfüh­ rungen zu kombinieren, d. h. sämtliche oder einzelne Anker mit unterschiedlichem Luftspalt und unterschiedlicher Fe­ derkraft auszubilden.Of course, it is also possible to do both of these to combine stanchions, d. H. all or individual anchors with different air gaps and different feet training.

Sämtliche Anker können an derselben Stirnseite des Erreger­ systems angeordnet sein. Die andere Stirnfläche des Erreger­ systems steht dabei für die Befestigung der Betätigungsvor­ richtung zur Verfügung, so daß eine große Flexibilität bezüglich des Einbaus der Betätigungsvorrichtung gegeben ist. Es ist auch möglich, an beiden Stirnseiten des Erreger­ systems wenigstens einen Anker anzuordnen, so daß sich ein bezüglich des Erregersystems spiegelsymmetrischer Aufbau ergibt. Hierdurch kann sich eine größere Flexibilität in der Anwendung ergeben.All anchors can be on the same face of the pathogen systems. The other end face of the pathogen systems stands for the attachment of the actuation direction available, so that great flexibility given with regard to the installation of the actuating device is. It is also possible on both ends of the pathogen systems to arrange at least one anchor, so that a mirror-symmetrical structure with respect to the excitation system results. This can result in greater flexibility in the Application result.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Erregersystem topfförmig ausgebildet und die Anker sind segmentartig an einer Stirnseite des Erregersystems angeordnet. In dieser Ausführungsform kann erforderlichenfalls auch die Betäti­ gungsvorrichtung um die Mittelachse drehbar ausgebildet sein.In an advantageous embodiment, the excitation system Pot-shaped and the anchors are segment-like one end of the excitation system. In this Embodiment can if necessary also the Actuator tion device rotatable about the central axis be.

Die Federkraft für die Anker wird zweckmäßig durch eine mechanische Feder bewirkt, wobei die Befestigung der Anker mittels einer Blattfeder aus Platzgründen vorteilhaft ist. Durch die Auswahl des Materials und/oder der Abmessungen der Feder können die gewünschten unterschiedlichen Kennlinien der Federkräfte erzeugt werden.The spring force for the armature is expedient by a mechanical spring causes the attachment of the anchor by means of a leaf spring is advantageous for reasons of space. By choosing the material and / or the dimensions of the Spring can have the desired different characteristics of the spring forces are generated.

Die Zahl der Anker, die durch ein einziges Erregersystem betätigt werden können und damit die Zahl der unabhängigen Betätigungsvorgänge, die mit einer Betätigungsvorrichtung bewirkt werden können, ist nach oben lediglich durch die konstruktiven Möglichkeiten begrenzt und gegebenenfalls durch die für die einzelnen Anker benötigten Betätigungs­ kräfte und die einzuhaltende Genauigkeit der Erregerstrom­ stärken.The number of anchors through a single pathogen system can be operated and thus the number of independent  Actuating operations using an actuator can only be brought about by the constructive possibilities limited and if necessary by the actuation required for the individual anchors forces and the accuracy of the excitation current to be maintained strengthen.

Um die Erregerstromstärken mit einfachen Mitteln auf den einzelnen Schaltstufen zu stabilisieren, kann vorzugsweise eine elektronische Schaltung verwendet werden, die eine gepulste Gleichspannung für den Erregerstrom erzeugt, wobei die Stärke des Erregerstromes durch Änderung des Tastver­ hältnisses der gepulsten Gleichspannung eingestellt und gegebenenfalls konstant geregelt werden kann.To the excitation currents with simple means on the stabilizing individual switching stages can preferably an electronic circuit can be used that a generates pulsed DC voltage for the excitation current, whereby the strength of the excitation current by changing the Tastver ratio of the pulsed DC voltage set and can be regulated constantly if necessary.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention based on in the drawing illustrated embodiments explained in more detail. It demonstrate

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Betätigungsvor­ richtung in der oberen Hälfte im Axialschnitt entlang der Linie B-C in Fig. 2 und in der unteren Hälfte in Seitenansicht, Fig. 1 shows a first embodiment of the Betätigungsvor direction in the upper half along the line BC in the axial section in Fig. 2 and, in the lower half in side view

Fig. 2 eine Stirnansicht der Ankeranordnung gemäß dem Pfeil A in Fig. 1, Fig. 2 is an end view of the anchor assembly according to the arrow A in Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Betätigungs­ vorrichtung in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung, Fig. 3 shows a second embodiment of the actuating device in Fig. 1 corresponding representation,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Schaltstellun­ gen in Abhängigkeit von dem Erregerstrom für eine Ausführungsform mit unterschiedlichen Federkräften der Anker, Fig. 4 is a graphical representation of the Schaltstellun gene as a function of the excitation current for an embodiment with different spring forces of the armature,

Fig. 5 die zu Fig. 4 gehörigen Magnetkraftverläufe in Abhängigkeit vom Luftspalt bei verschiede­ nen Strömen, Fig. 5 that belong to FIG. 4, magnetic force characteristics as a function of the air gap at Various NEN streams,

Fig. 6 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung der Schaltstellungen in Abhängigkeit von dem Erre­ gerstrom für eine Ausführungsform mit unter­ schiedlichem Luftspalt der Anker, Fig. 6 is a Fig. 4 corresponding representation of switch positions depending on the Erre gerstrom for one embodiment with at schiedlichem air gap of the armature,

Fig. 7 die zu Fig. 6 gehörigen Magnetkraftverläufe in Abhängigkeit vom Luftspalt bei verschiede­ nen Erregerströmen und Fig. 7 belonging to Fig. 6 magnetic force curves as a function of the air gap at various NEN excitation currents and

Fig. 8 die Erzeugung der Erregerströme durch eine mit variablem Tastverhältnis gepulste Gleichspan­ nung. Fig. 8, the generation of the excitation currents by a pulsed DC voltage with a variable pulse duty factor.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist die elektromag­ netische Betätigungsvorrichtung ein topfförmig ausgebildetes Erregersystem auf, welches aus einer Wicklung 2 und einem diese aufnehmenden Magnetkörper 10 besteht. Das Erreger­ system kann axial an einer Anbaufläche 11 befestigt werden.In the embodiment of FIG. 1, the electromagnetic actuating device has a cup-shaped excitation system, which consists of a winding 2 and a magnetic body 10 accommodating it. The excitation system can be axially attached to a mounting surface 11 .

Vor der der Anbaufläche 11 entgegengesetzten Stirnfläche des Erregersystems sind drei Anker 1 n angeordnet, die die Form von Kreisringsegmenten aufweisen. Jeder Anker 1 n ist mittels einer Blattfeder 4 n an dem Erregersystem so befestigt, daß er einen Luftspalt 9 n gegenüber dem Magnetkörper 10 aufweist. Die Blattfedern 4 n weisen ebenfalls die Form von Kreisringsegmenten auf. Sie sind mit ihrem einen Ende auf der von dem Erregersystem abgewandten Außenseite des jeweiligen Ankers 1 n befestigt, während ihr anderes in Umfangsrichtung über den Anker 1 n hinaus­ ragendes Ende gegen das Erregersystem hin abgekröpft und an einem nicht magnetisierbaren Steg 5 des Erregersystems befestigt ist.In front of the front surface of the excitation system opposite the mounting surface 11 , three armatures 1 n are arranged, which have the shape of circular ring segments. Each armature 1 n is fastened to the excitation system by means of a leaf spring 4 n so that it has an air gap 9 n with respect to the magnetic body 10 . The leaf springs 4 n also have the shape of circular ring segments. They are attached with one end to the outside of the respective armature 1 n facing away from the excitation system, while their other end protruding in the circumferential direction beyond the armature 1 n is bent toward the excitation system and is attached to a non-magnetizable web 5 of the excitation system.

An dem jeweils der Blattfeder 4 n in Umfangsrichtung entgegengesetzten Ende der Anker 1 n ist an deren Außen­ fläche jeweils ein Betätigungsglied 6 n befestigt, dessen freies Ende zum Verschließen einer Ventilöffnung 3 n dient. In der in Fig. 1 gezeigten nicht betätigten Stellung sitzt das Betätigungsglied 6 n auf der Ventilöffnung 3 n auf und verschließt diese unter dem Druck der Blatt­ feder 4 n wird der Wicklung 2 ein Erregerstrom I aus­ reichender Stärke zugeführt, so wird der Anker 1 n gegen die Kraft der Blattfeder 4 n angezogen und das Betäti­ gungsglied 6 n gibt die Ventilöffnung 3 n frei. Selbstverständlich kann durch die Anker 1 n auch jeder beliebige sonstige Betätigungsvorgang bewirkt werden.At each of the leaf spring 4 n in the circumferential opposite end of the armature 1 n , an actuator 6 n is attached to the outer surface of each, the free end of which serves to close a valve opening 3 n . In the non-actuated position shown in Fig. 1, the actuator 6 n sits on the valve opening 3 n and closes this under the pressure of the leaf spring 4 n , the winding 2 is supplied with an excitation current I of sufficient strength, the armature 1 n tightened against the force of the leaf spring 4 n and the actuating member 6 n releases the valve opening 3 n . Of course, any other actuation process can also be effected by the armatures 1 n .

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel mit rotierender Betätigungsvorrichtung gezeigt. Soweit dieses Ausführungs­ beispiel mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 übereinstimmt, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet und auf die vorstehende Beschreibung wird verwiesen.In Fig. 3, an embodiment is shown with a rotary actuator. As far as this embodiment, for example, corresponds to the embodiment of FIGS. 1 and 2, the same reference numerals are used and reference is made to the above description.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die Ventilöffnungen 3 n auf einer rotierenden Welle 7 angeordnet. Die Anker 4 n mit den Betätigungsgliedern 6 n rotieren synchron mit den Ventilöffnungen 3 n. Hierzu sind die nicht magne­ tisierbaren Stege 5, an welchen die Anker 1 n mittels der Blattfedern 4 n befestigt sind, an einem Polkörper 8 angebracht, der ebenfalls auf der rotierenden Welle 7 sitzt. Der Polkörper 8 übergreift den die Wicklung 2 auf nehmenden, an der Anbaufläche 11 befestigten Magnetkörper 10 und ist gegenüber diesem rotierbar. Der magnetische Fluß des Erre­ gersystems wird durch den Magnetkörper 10 und den sich daran anschließenden Polkörper 8 geführt.In the exemplary embodiment in FIG. 3, the valve openings 3 n are arranged on a rotating shaft 7 . The armatures 4 n with the actuators 6 n rotate synchronously with the valve openings 3 n . For this purpose, the non-magnetic webs 5 , to which the armatures 1 n are fastened by means of the leaf springs 4 n , are attached to a pole body 8 , which is also seated on the rotating shaft 7 . The pole body 8 engages over the magnetic body 10, which takes up the winding 2 and is fastened to the mounting surface 11 , and is rotatable relative to the latter. The magnetic flux of the excitation system is guided through the magnetic body 10 and the adjoining pole body 8 .

Mit den in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Betätigungsvor­ richtungen können unterschiedliche Schaltverhalten bewirkt werden.With the devices described in FIGS. 1 to 3, different switching behaviors can be effected.

Sind die Blattfedern 4 1, 4 2, 4 3 der Anker 1 1, 1 2, 1 3 unterschiedlich vorgespannt oder so dimensioniert, daß sie unterschiedliche Federkräfte aufwei­ sen, so ergibt sich ein Schaltverhalten, wie es in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist.Are the leaf springs 4 1 , 4 2 , 4 3 of the armature 1 1 , 1 2 , 1 3 differently biased or dimensioned so that they have different spring forces sen, so there is a switching behavior, as shown in FIGS. 4 and 5 is.

Die Blattfeder 4 1 beaufschlagt den Anker 1 1 mit der geringsten Federkraft K1, während die die Anker 1 2 und 1 3 beaufschlagenden Federkräfte K2 und K3 schrittweise größer seien. Wird der Wicklung 2 ein Erreger­ strom I zugeführt und wird dieser Erregerstrom I erhöht, so wird bei einer Stromstärke I1 die Magnetkraft F größer als die Federkraft K1 und der Anker 1 1 wird angezo­ gen. Es ist somit die erste Schaltstellung I erreicht, in welcher beispielsweise die Öffnung 3 1 geöffnet wird. Wird der Erregerstrom I weiter erhöht, so wird bei einem Wert I2 der zweite Anker 1 2 und bei einem Wert I3 der dritte Anker 1 3 angezogen, so daß aufeinan­ derfolgend die Schaltstellungen II und III erreicht werden, z. B. die Ventilöffnungen 3 2 und 33 geöffnet werden. Fig. 4 zeigt das Schaltverhalten in Abhängigkeit des Erre­ gerstroms I. Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit der Magnetkraft F von dem Luftspalt s für verschiedene Erregerströme I. Die Werte bei Luftspalt O entsprechen dem angezogenen Anker, während die Werte bei Luftspalt 9 einer Ausführungsform der Fig. 1-3 entsprechen, in welcher sämtliche Anker 1 1, 1 2, 1 3 in unbetätigtem Zustand den gleichen Luftspalt 9 aufweisen.The leaf spring 4 urges the armature 1 1 1 with the smallest spring force K 1, while the anchor 1 2 and 1 3 acting spring forces K 2 and K 3 are gradually larger. When the winding 2, an exciting current I supplied to the excitation current I is increased, it is gen fa at a current I 1, the magnetic force F becomes larger than the spring force K 1 and the armature 1. 1 It is thus achieved the first switching position I, in which, for example, the opening 3 1 is opened. If the energizing current I is further increased, so is tightened at a value I 2, the second anchor 1 and 2 at a value I 3 of the third anchor 1 3 so that the switching positions aufeinan derfolgend be achieved II and III, for example. B. the valve openings 3 2 and 3 3 are opened. Fig. 4 shows the switching behavior as a function of the excitation current I. Fig. 5 shows the dependence of the magnetic force F on the air gap s for different excitation currents I. The values at air gap O correspond to the attracted armature, while the values at air gap 9 of an embodiment of Fig correspond. 1-3, in which all anchor 1 1, 1 2, 1 3 have the same air gap 9 in the non-actuated state.

Wird der Erregerstrom I wieder verringert, so wird bei einem Erregerstrom I′3 zunächst der Anker 1 3 mit der größten Federkraft K3 freigegeben und bei weiterem Verrin­ gern des Erregerstromes I aufeinanderfolgend der Anker 12 bei einem Strom I′2 und der Anker 1 1 bei einem Strom I′1. Wegen der in Fig. 5 erkennbaren unter­ schiedlichen Abhängigkeit der Magnetkraft F und der Rück­ stellkräfte K1, K2, K3 vom Luftspalt s bzw. der entsprechenden Federauslenkung ergibt sich dabei ein Hyste­ reseverhalten. Der zum Anziehen des Ankers 1 n jeweils erforderliche Erregerstrom 1 n ist größer als der Erre­ gerstrom I′n, bei welchem der Anker 1 n wieder frei­ gegeben wird. Durch dieses Hystereseverhalten ergibt sich ein stabiler Zustand der Betätigungsvorrichtung in den jeweiligen Schaltstellungen I, II und III bei den Betäti­ gungsstromstärken I1, I2 und I3.If the excitation current I is reduced again, the armature 1 3 with the greatest spring force K3 is initially released at an excitation current I ' 3 and, with further reduction of the excitation current I, the armature 12 in succession at a current I' 2 and the armature 1 1 a current I ' 1 . Because of the discernible dependence in FIG. 5 of the magnetic force F and the restoring forces K 1 , K 2 , K 3 of the air gap s or the corresponding spring deflection, a hysteresis results. The excitation current 1 n required to attract the armature 1 n is greater than the excitation current I ' n , in which the armature 1 n is released again. This hysteresis behavior results in a stable state of the actuating device in the respective switching positions I, II and III at the actuating current intensities I 1 , I 2 and I 3 .

Bei dieser Ausbildung der Betätigungsvorrichtung können die einzelnen Schaltstellungen O, I, II, III aufeinanderfolgend aufwärts und abwärts betätigt werden.With this design of the actuator, the individual switching positions O, I, II, III in succession be operated upwards and downwards.

Ein anderes Schaltverhalten ergibt sich, wenn die Anker 1 1, 1 2 und 1 3 unterschiedliche Luftspalte 9 1, 9 2 und 9 3 aufweisen, jedoch nicht mit einer wegabhängigen Federkraft beaufschlagt sind. Dieses Schalt­ verhalten ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt, die den Fig. 4 und 5 entsprechen.Another switching behavior results when the armatures 1 1 , 1 2 and 1 3 have different air gaps 9 1 , 9 2 and 9 3 , but are not acted upon by a travel-dependent spring force. This switching behavior is shown in FIGS. 6 and 7, which correspond to FIGS. 4 and 5.

In dieser Ausführung wirkt auf die Anker 1 1, 1 2 und 1 3 lediglich eine für alle Anker gleiche konstante, von der Auslenkung unabhängige Rückstellkraft K, die lediglich das Rückstellen der Anker 1 n in den unbetätigten Zustand gewährleistet, wenn das Erregersystem nicht bestromt ist.In this embodiment, the armatures 1 1 , 1 2 and 1 3 only have a constant restoring force K that is the same for all anchors and independent of the deflection, which only ensures the resetting of the armatures 1 n to the unactuated state when the excitation system is not energized .

Wird in dieser Ausführung der Erregerstrom I erhöht, so wird bei einer von dem Luftspalt 9 1 des ersten Ankers 1 1 abhängigen Stromstärke I1 der erste Anker 1 1 angezo­ gen. Bei weiterer Erhöhung des Erregerstromes I werden schrittweise bei den Stromstärken I2 und I3 die Anker 1 2 und 1 3 mit den jeweils größeren Luftspalten 9 2 bzw. 9 3 angezogen.Is increased in this embodiment, the exciting current I, it is gen fa at a frequency dependent on the air gap 9 1 of the first armature 1 1 current intensity I 1 of the first armature 1. 1 A further increase of the excitation current I gradually in the currents I 2 and I 3, the armature 1 2 and 1 3 tightened with the respective larger air gaps 9 2 and 9. 3

Wird der Erregerstrom I wieder verringert, so bleiben in diesem Falle wegen der fehlenden Federkraft jedoch sämtliche Anker 1 n angezogen, bis der Erregerstrom I abgeschaltet wird, d. h. unter eine Mindesthaltestromstärke Imin absinkt, bei welcher die Rückstellkraft K sämtliche Anker 1 n gemeinsam wieder in die unbetätigte Stellung bringt.If the excitation current I is reduced again, then in this case, due to the lack of spring force, all armatures 1 n remain energized until the excitation current I is switched off, that is to say drops below a minimum holding current strength I min at which the restoring force K all the armatures 1 n together again brings the unactuated position.

Bei der Ausführung der Fig. 6 und 7 können die Schalt­ stellungen O, I, II, III nur aufeinanderfolgend aufwärts ge­ schaltet werden. Es können beispielsweise die Ventilöffnun­ gen 3 1, 3 2 und 3 3 aufeinanderfolgend geöffnet werden. Ein Abwärtsschalten ist jedoch nicht möglich. Soll beispielsweise von der Schaltstellung II auf die Schaltstel­ lung I geschaltet werden, so muß zunächst auf die Schalt­ stellung O geschaltet werden, d. h. der Erregerstrom I muß zunächst abgeschaltet werden, damit sämtliche Anker 1 n wieder freigegeben werden. Dann können die Anker durch Erhöhen des Erregerstroms I nacheinander wieder angezogen werden.In the embodiment of FIGS. 6 and 7, the positions O, I, II, III only successively upwards ge on. For example, the valve openings 3 1 , 3 2 and 3 3 can be opened in succession. However, a downshift is not possible. If, for example, switch position II to switch position I is to be switched, switch position O must first be switched, ie excitation current I must first be switched off so that all armatures 1 n are released again. Then the armatures can be tightened again one after the other by increasing the excitation current I.

Für ein exaktes und zuverlässiges Schalten der Betätigungs­ vorrichtung ist eine genaue Einhaltung der Erreger strom­ stärken In notwendig, insbesondere wenn nur kleine Erregerströme verwendet werden und mehrere Schaltstellungen, d. h. mehrere Anker vorgesehen sind. Um die Schaltstromstär­ ken des Erregerstroms in einfacher Weise genau einhalten zu können, ist vorzugsweise eine elektronische Stromsteuerung vorgesehen. Hierzu wird an die Wicklung 2 eine gepulste Gleichspannung U angelegt, deren Tastverhältnis Tn = t1n/(t1n + t2n) die Erregerstromstärke In bestimmt. Dabei ist t1n die Impulspause und t2n die Impulslücke der gepulsten Gleichspannung U.For an exact and reliable switching of the actuating device, an exact adherence to the excitation currents I n is necessary, especially if only small excitation currents are used and several switching positions, ie several armatures are provided. In order to be able to precisely maintain the switching current strengths of the excitation current, an electronic current control is preferably provided. For this purpose, a pulsed DC voltage U is applied to the winding 2 , the pulse duty factor T n = t 1n / (t 1n + t 2n ) determines the excitation current I n . Here t 1n is the pulse pause and t 2n the pulse gap of the pulsed DC voltage U.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, steigt wegen der Induktivi­ tät der Wicklung 2 der Erregerstrom In während der Impulsdauer t1n exponentiell an und fällt während der Impulspause t2n wieder exponentiell ab. Die gepulste Gleichspannung U erzeugt dadurch einen Erregerstrom In mit einer geringen Welligkeit, dessen Mittelwert umso größer ist, je größer das Tastverhältnis Tn ist.As can be seen from FIG. 8, due to the inductance of the winding 2, the excitation current I n increases exponentially during the pulse duration t 1n and falls exponentially again during the pulse pause t 2n . The pulsed DC voltage U thereby generates an excitation current I n with a small ripple, the mean value of which is greater, the greater the duty cycle T n .

Claims (10)

1. Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung mit Anker und durch einen Erregerstrom beaufschlagbarem Erregersystem, dadurch gekennzeichnet, daß dem Erregersystem (Wicklung 2, Magnetkörper 10, Polkörper 8) wenigstens zwei vonein­ ander unabhängige Anker (1 1, 1 2, 1 3) zuge­ ordnet sind, die bei unterschiedlichen Erregerströmen (I1, I2, I3) betätigt werden.1. Electromagnetic actuator with armature and excitable by an excitation current excitation system, characterized in that the excitation system (winding 2 , magnetic body 10 , pole body 8 ) at least two mutually independent armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) are assigned, the with different excitation currents (I 1 , I 2 , I 3 ). 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anker (1 1, 1 2, 1 3) durch unterschiedliche der Magnetkraft (F) des Erregersystems (Wicklung 2, Magnetkörper 10, Polkörper 8) entgegenwir­ kende wegabhängige Federkräfte (K1, K2, K3) beaufschlagt sind.2. Actuator according to claim 1, characterized in that the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) by different magnetic force (F) of the excitation system (winding 2 , magnetic body 10 , pole body 8 ) counteracting path-dependent spring forces (K 1 , K 2 , K 3 ) are applied. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (1 1, 1 2, 1 3) unterschiedliche Luftspalte (9 1, 9 2, 9 3) gegenüber dem Erregersystem (Magnetkörper 10, Polkörper 8) aufweisen.3. Actuating device according to claim 1 or 2, characterized in that the armatures ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) have different air gaps ( 9 1 , 9 2 , 9 3 ) with respect to the excitation system (magnetic body 10 , pole body 8 ). 4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (1 1, 1 2, 1 3) nebeneinander vor einer Stirn­ fläche des Erregersystems (Wicklung 2, Magnetkörper 10, Polkörper 8) angeordnet sind. 4. Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) side by side in front of an end face of the excitation system (winding 2 , magnetic body 10 , pole body 8 ) are arranged. 5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Erregersystem (Wicklung 2, Magnetkör­ per 10, Polkörper 8) topfförmig ausgebildet ist und die Anker (1 1, 1 2, 1 3) als Kreisringsegmente ausgebildet sind.5. Actuating device according to claim 4, characterized in that the excitation system (winding 2 , Magnetkör by 10 , pole body 8 ) is cup-shaped and the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) are designed as circular ring segments. 6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder der beiden Stirn­ flächen des Erregersystems jeweils mindestens ein Anker angeordnet ist.6. Actuating device according to one of claims 1-3, characterized in that in front of each of the two foreheads surfaces of the excitation system each have at least one anchor is arranged. 7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anker (1 1, 1 2, 1 3) durch unterschiedliche Federkräfte (K1, K2, K3) beaufschlagt sind.7. Actuating device according to claim 2, characterized in that the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) are acted upon by different spring forces (K 1 , K 2 , K 3 ). 8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anker (1 1, 1 2, 1 3) mittels Blattfedern (4 1, 4 2, 4 3) befestigt sind.8. Actuating device according to claim 7, characterized in that the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) by means of leaf springs ( 4 1 , 4 2 , 4 3 ) are attached. 9. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anker (1 1, 1 2, 1 3) an einem rotierenden, von dem Erregersystem (Wicklung 2, Magnetkörper 10) magnetisch durchfluteten Polkörper (8) axial beweglich angebracht sind.9. Actuating device according to claim 5, characterized in that the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) on a rotating, from the excitation system (winding 2 , magnetic body 10 ) magnetically flooded pole body ( 8 ) are mounted axially movable. 10. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom (In) zur Betätigung der Anker (1 1, 1 2, 1 3) durch eine mit elektronisch einstellbarem Tast­ verhältnis (Tn) gepulste Gleichspannung (U) erzeugt wird.10. Actuating device according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation current (I n ) for actuating the armature ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) generated by an electronically adjustable pulse ratio (T n ) pulsed DC voltage (U) becomes.
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DE447310C (en) * 1925-08-01 1927-07-22 Ferdinand Steinert Fa Electromagnet
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