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Patent Searching and Data


Title:
ACTUATING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/069439
Kind Code:
A1
Abstract:
An actuating device is disclosed, consisting of at least one magnetic drive (12) with a magnet coil (34) which, received in a housing (10), generates heat which impairs the performance of the device during operation, which heat is dissipated via the housing (10) at least partially into the surroundings as power loss, which actuating device is characterized in that, for improved heat dissipation, parts (40, 42) of the device consist of at least one special plastics material which has a thermal conduction coefficient of between 0.25 and 1.25 (formula I).

Inventors:
FUCHS PATRIK (DE)
SPINA MAURIZIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/077996
Publication Date:
April 15, 2021
Filing Date:
October 06, 2020
Export Citation:
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Assignee:
HYDAC FLUIDTECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
H01F7/128; H01F27/02
Foreign References:
DE102008030453A12010-01-14
DE102017110849A12018-11-22
DE1972124U1967-11-09
DE102007036310A12009-02-05
DE102004051332A12006-04-27
DE102014008612B42016-03-24
Attorney, Agent or Firm:
BARTELS UND PARTNER, PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Betätigungsvorrichtung, bestehend aus mindestens einem Magnet antrieb (12) mit Magnetspule (34), die in einem Gehäuse (10) aufgenommen im Betrieb eine die Leistung der Vorrichtung beeinträchtigende Wärme erzeugt, die über das Gehäuse (10) zumindest teilweise in die Umgebung als Verlustleistung abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für eine verbesserte Wärme abfuhr Teile (40, 42) der Vorrichtung aus mindestens einem speziellen Kunststoffmaterial bestehen, das einen Wärmeleitkoeffizienten zwischen 0,25 und 1 ,25 aufweist. m-K 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (34) eine bestrombare Spulenwicklung (36) aufweist, die in einer Umhausung (38) aufgenommen ist, die zumindest teilweise das jeweilige spezielle Kunststoffmaterial aufweist. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhausung (38) für die Spulenwicklung (36)der Magnetspule (34) aus einer Wicklungsaufnahme (40) als ihrem einen Teil und einem die Wicklungsaufnahme (40) abschließenden Deckelteil (42) als ihrem weiteren Teil besteht, und dass zumindest eines der beiden Teile (40, 42) aus dem speziellen Kunststoffmaterial besteht, vorzugsweise beide Teile (40, 42) aus dem gleichen oder aus voneinander verschiedenen speziellen Kunst off materialien bestehen.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Wicklungsaufnahme (40) der Umhausung (38) in Richtung der Längsachse (20) der Betätigungs vorrichtung eine Umfassungshülse (14) desselben und an das Deckelteil (42) der Umhausung (38) in Richtung der Umgebung ein äußeres Gehäuseteil (54) des Vorrichtungsgehäuses (10) anschließt, und dass zwischen der Innenwand dieses äußeren Gehäuseteils (54) und der Außenwand des Deckelteils (42) ein umlaufender Ringspalt (74) aufgenommen ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (74) an seinen freien, einander gegenüberliegenden Enden einmal von einer Polplatte (64) und einmal von dem äußeren Gehäuseteil (54) begrenzt ist, zwischen denen sich die Wicklungsaufnahme (40), konzentrisch zum Ringspalt (74) angeordnet, erstreckt.

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetantrieb (12) einen Magnet anker (22) aufweist, der längsverfahrbar entlang einer Lagerstelle (18) geführt ist, die stationär innerhalb der Umfassungshülse (14) aufgenommen ist, die die Polplatte (64) zusammen mit dem Magnet anker (22) an einer Durchtrittstelle (86) derselben durchgreift.

7. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Bestandteil des Magnet antriebs (12) ein Polkern (88) vorgesehen ist, der von einem Betätigungselement (26) durchgriffen ist, das entlang einer weiteren stationär im Pol kern (88) angeordneten Lagerstelle (1 10) geführt ist.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polplatte (64), der Polkern (88), die Umfassungshülse (14) und das äußere Gehäuseteil (54) aus Metall- Werkstoffen mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehen.

9. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (54) einen Aufnahme topf ausbildet, dessen Boden (60) einen Durchgriffsraum für einen Durchgriff des Polkerns (88) aufweist und dass der Boden (60) des Gehäuseteils (54) vorzugsweise stärker ausgebildet ist als die anschließende zylindrische Gehäusewandung des Gehäuseteils (54).

10. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmetopf des Gehäuseteils (54) von seiner freien Stirnseite her zumindest die Magnetspule (34) und nachfolgend die Polplatte (64) aufnimmt, die sich gegen ein

Abschlussstück (66) abstützt, das mittels einer Bördelung (70) im Gehäuseteil (54) mit einer vorgebbaren Vorspannung gehalten ist.

1 1 . Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (34) mit ihrer Umhausung (38) sich außenumfangsseitig am Gehäuseteil (54) abstützt, innenumfangsseitig zumindest teilweise am Polkern (88) und mit ihren beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten zum einen am Boden (60) des Gehäuseteils (54) und zum anderen an der Pol platte (64).

12. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (54) die umfangsseitig geschlossene Gehäusewandung ausbildet, zu deren Längsachse in konzentrischer Anordnung zueinander zumindest die Magnetspule (34) nebst der Polplatte (64) und dem Polkern (88) angeordnet sind. 13. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Boden (60) des Gehäuseteils (54) als auch der Polkern (88), vorzugsweise bündig an ihren einander benachbarten Stirnseiten miteinander abschließend, in direkter Anlage mit dem Ventilkörper (30) sind, der bevorzugt aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, wie Aluminium, gebildet ist.

14. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils spezielle Kunststoffmaterial aus, vorzugsweise spritzgießbarem, Polyamid 6 - Werkstoff besteht, der mit 5 bis 25%, vorzugsweise mit 10%, Glasfaseranteil verstärkt ist.

15. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils spezielle Kunststoffmaterial flammhemmend, insbesondere mit flammhemmenden Additiven versehen ist, wie Magnesiumhydroxid und/oder Carbon.

Description:
Betätigungsvorrichtung

Betätigungsvorrichtungen regelmäßig in Form sogenannter Betätigungsmag nete sind in einer Vielzahl von verschiedenen Bauformen (DE 10 2004 051 332 A1) bekannt. Solche Vorrichtungen werden regelmäßig zum Ansteuern von Fluidventilen eingesetzt und sind in bekannter Weise mit einem Mag- netantrieb mit bestrombarer Magnetspule ausgestattet.

Während des Betriebes erwärmt sich die Spule respektive der Magnetan trieb, wobei die Wärme als Verlustleistung an die Umgebung abgegeben wird und wärmebedingt verringert sich das Leistungsvermögen der Betäti gungsvorrichtung. Sofern für den Aufbau der Betätigungsvorrichtung metal- lische Werkstoffe zum Einsatz kommen, verfügen diese regelmäßig über sehr hohe Wärmeleitkoeffizienten, so dass die entstehende Wärme rasch an die Umgebung abgegeben wird, was die Verlustleistung reduzieren hilft. Neben der Tatsache, dass der Einsatz von metallischen Werkstoffen und deren Formgebung kostenintensiv ist, ist deren Einsatz im Rahmen der stromleitenden und stromführenden Komponenten wie der Stromzufuhr bzw. der Magnetspule mit ihren Spulenwicklungen wegen fehlender Isolie rung nicht möglich. Demgemäß wurde im Stand der Technik (DE 10 2014 008 612 B4) für Betä tigungsvorrichtungen der genannten Art schon der vermehrte Einsatz von Kunststoffmaterialen vorgeschlagen, zwecks elektrischem Isolieren der stromführenden Komponenten und kostengünstigem Herstellen eines not wendigen Gehäuses für den Magnetantrieb; allein ist die Wärmeleitfähigkeit durch den Einsatz der genannten Kunststoffmaterialen reduziert, so dass sich insbesondere für Magnetantriebe mit hohem Leistungsumfang bei gleichzeitig kleiner Baugröße der dahingehende Aufbau verbietet.

Demgemäß stellt sich die Erfindung der Aufgabe in möglichst kostengünsti gerweise, auch im Rahmen kleiner Baugrößen, eine leistungsfähige Betäti gungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.

Eine dahingehende Aufgabe löst eine Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist vorgesehen, dass für eine verbesserte Wärmeabfuhr Teile der Vorrichtung aus mindes tens einem speziellen Kunststoffmaterial bestehen, das einen Wärmeleitko effizienten zwischen 0,25 und 1 ,25 — aufweist. m-K

Durch den Einsatz des speziellen Kunststoffmaterials mit dem angegebenen niedrigen Wärmeleitkoeffizienten ist zum einen die elektrische Isolierung für die stromführenden Komponenten des Magnetantriebes nebst der Mag netspule und zum anderen eine hohe Wärmeabgabemenge vergleichbar wie für metallische Werkstoffe an die Umgebung erreicht, was einer uner wünschten Erhitzung durch Verbleib der entstehenden Wärmemenge in der Vorrichtung während ihres Betriebes entgegenwirkt und insoweit das Leis tungsvermögen verbessert.

Insbesondere bei Betätigungsvorrichtungen respektive Betätigungsmagne ten, die bei entsprechend kleiner Baugröße hohe Betätigungs- oder Schalt- kräfte aufbringen müssen und/oder als schnellschaltende Systeme mit einer hohen Anzahl von Lastwechseln konzipiert sind, spielt für die Funktionsfä higkeit eine rasche Wärmeabgabe großer Wärmemengen an die Umgebung eine große Rolle.

Es hat sich gezeigt, dass die Magnetspule mit der bestrombaren Spulenwick lung im Betrieb die Hauptwärmequelle darstellt, so dass in vorteilhafter Weise diese in einer Umhausung aufgenommen ist, die zumindest teilwei se, vorzugsweise jedoch vollständig, das jeweilige spezielle Kunststoffmate rial aufweist. Praktische Versuche mit der erfindungsgemäßen Lösung ha ben ergeben, dass zwar der Kern der Magnetspule nach wie vor im Betrieb stark erwärmt wird, dass die entstehenden Wärmemengen aber über das jeweils spezielle Kunststoffmaterial rasch aus dem Kern der Magnetspule herausgeführt werden, was zu deutlich verbesserten Leistungsergebnissen führt gegenüber den bekannten Lösungen, die überwiegend aus Metall werkstoffen und/oder den üblichen Kunststoffmaterialen aufgebaut sind.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Umhausung für die Spu lenwicklung der Magnetspule aus einer Wicklungsaufnahme als ihrem ei nen Teil und einem die Wicklungsaufnahme abschließenden Deckelteil als ihrem weiteren Teil besteht, und dass beide Teile aus dem gleichen speziel len Kunstoffmaterial aufgebaut sind. Dergestalt entsteht ausgehend von dem Inneren der Magnetspule nach außen hin ein schichtförmiger Abbau der Temperatur, mehr oder minder hin zu allen Seiten von Wicklungsaufnahme mit Deckelteil mit demselben Gradienten, wobei es weiter vorteilhaft für den Temperaturabbau ist, wenn Wicklungsaufnahme und Deckelteil im Wesentlichen über dieseiben Wandstärken verfügen.

Lür einen verbesserten Wärmeabfluss hat es sich darüber hinaus als vorteil haft erwiesen, an die Wicklungsaufnahme der Umhausung in Richtung des Magnetantriebes eine Umfassungshülse desselben und an das Deckelteil der Umhausung in Richtung der Umgebung ein äußeres Gehäuseteil des Vorrichtungsgehäuses anschließen zu lassen, wobei zwischen der Innen wand dieses äußeren Gehäuseteils und der Außenwand des Deckelteils ein umlaufender Ringspalt aufgenommen ist. Es liegt noch im Rahmen der Er findung bei Sonderanwendungen für die Betätigungsvorrichtung den dahin gehenden Ringspalt mit einem Kühlmedium zu versehen, das auch aus ei nem Kühlkreislauf stammen kann.

Vorzugsweise ist hier der Ringspalt an seinen freien, einander gegenüber liegenden Enden einmal von einer Polplatte und einmal von dem äußeren Gehäuseteil begrenzt, zwischen denen sich die Wicklungsaufnahme für die Spulenwicklung, konzentrisch zum Ringspalt angeordnet, erstreckt. Sowohl die Polplatte als auch das äußere Gehäuseteil ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet. Für eine gute Wärmeabfuhr dient auch die bevorzugte Ausgestaltung, dass der Mag netantrieb einen Magnetanker aufweist, der längsverfahrbar entlang einer Lagerstelle geführt ist, die stationär innerhalb der Umfassungshülse aufge nommen ist, die die Polplatte zusammen mit dem Magnetanker an einer Durchtrittstelle derselben durchgreift. Über die Lagerstelle für den Magnet anker ist zwischen diesem und der Umfassungshülse wiederum ein den Magnetanker umfassender Hohlraum gebildet, der insoweit frei von Materi al gehalten die angestrebte verbesserte Wärmeabfuhr nach innen hin mit unterstützt.

Hierfür dient auch, dass als weiterer Bestandteil des Magnetantriebs ein Polkern vorgesehen ist, der von einem Betätigungselement durchgriffen ist, das entlang einer weiteren stationär im Polkern angeordneten Lagerstelle geführt ist. Auch dergestalt ergibt sich über die weitere Lagerstelle zwischen dem Betätigungselement regelmäßig in Form einer Betätigungsstange für den Ventilkolben eines anzuschliessenden Fluidventils und dem Polkern ein Hohlraum, der die Wärmeabfuhr aus dem Spulensystem in Richtung seines Zentrums erleichtert. Für Wärmeströme in Richtung des Polkerns ist dabei von Vorteil, dass das freie Ende der Umfassungshülse in der Höhe des Polkerns ausmündet, an dem die Wicklungsaufnahme für die Spulenwick lung mit ihrem einen freien Ende, an das äußere Gehäuseteil anstoßend, abschließt. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Polplatte, der Polkern, die Umfassungshülse sowie das äußere Gehäuseteil aus Metall-Werkstoffen mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehen. Neben Edelstahlmaterial für die Umfas sungshülse bieten sich für die sonstigen genannten Bauteile Automatenstäh le (11 SMn30) an, die sich gut verarbeiten, insbesondere in ihre gewünschte Form bringen, lassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betäti gungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil einen Aufnahmetopf ausbildet, dessen Boden einen Durchgriffsraum für einen Durchgriff des Polkerns aufweist und dass der Boden des Gehäuseteils vorzugsweise stär ker ausgebildet ist als die anschließende zylindrische Gehäusewandung des Gehäuseteils. Dies erlaubt eine besonders einfache Montage für die Betäti gungsvorrichtung, bei der die relevanten Komponenten von der freien Stirn seite her in das topfartige Gehäuseteil, das insoweit eine Art Aufnahmeraum ausbildet, einstapelbar sind.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist dabei vorgesehen, dass der Auf nahmetopf des Gehäuseteils von seiner freien Stirnseite her zumindest die Magnetspule und nachfolgend die Polplatte aufnimmt, die sich gegen ein Abschlussstück abstützt, das mittels einer Bördelung im Gehäuseteil mit einer vorgebbaren Vorspannung gehalten ist. Dergestalt werden über die Bördelung mit einem vorgebbaren Anpressdruck respektive Vorspannung, die im Gehäuseteil aufgenommenen Bauteile in genanntem Umfang anei nandergehalten, was den Wärmeübergang erleichtert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgenmäßen Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Magnetspule mit ihrer Umhausung sich außenumfangsseitig am Gehäuseteil abstützt, innenumfangsseitig zumindest teilweise am Polkern und mit ihren beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten zum einen am Boden des Gehäuseteils und zum anderen an der Polplatte. Auch hierdurch wird der Wärmeübergang zwischen den vorstehend genannten Baukomponenten erleichtert und eine gute Wärmeabfuhr erreicht, was auch für den Fall gilt, dass zwischen innenliegenden Teilen der Umhausung und den benachbart gegenüberliegenden Bereichen des Außenumfanges des Polkerns, eine druckstabile Umfassungshülse verläuft, die vorzugsweise gleichfalls mit guter Wärmeleitfähigkeit ausgestattet ist.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gehäuseteil die umfangsseitig geschlossene Gehäusewandung ausbildet, zu deren Längsachse in konzentrischer Anordnung zueinander zumindest die Magnetspule nebst der Polplatte und dem Polkern angeordnet sind. Durch die konzentrische Anordnung wesentlicher Baukomponenten in der Betätigungsvorrichtung ist ein platzsparender Aufbau nebst guter Wärme übertragung zwischen den Komponenten erreicht.

Bei einer weiter, besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Betätigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass sowohl der Boden des Gehäuseteils als auch der Polkern, vorzugsweise bündig an ihren einander benachbarten Stirnseiten miteinander abschließend, in direkter Anlage mit dem Ventilkörper sind, der bevorzugt aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, wie Aluminium, gebildet ist. Der blockartig ausgebildete Ventilkörper bildet insoweit ein Wärmereservoir aus, so dass die im Betrieb der Betätigungsvorrichtung entstehende Wärme aufgrund der bündigen Direktanlage direkt in den als Wärmespeicher dienenden Wärmekörper abgegeben werden kann. Insoweit ist der Ventilkörper Bestandteil der Betätigungsvorrichtung als Ganzes. Das jeweils spezielle Kunststoffmaterial besteht, vorzugsweise aus spritz- giessbarem, Polyamid 6 - Werkstoff, der bevorzugt mit 10% Glasfaseranteil verstärkt ist und der auf dem Markt unter den Markennamen Radiflam oder Zytel zu beziehen ist.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das jeweils spezielle Kunststoffma terial flammhemmend, insbesondere mit flammhemmenden Additiven ver sehen ist, wie Magnesiumhydroxid und/oder Carbon. Insbesondere bei Hochtemperaturbeanspruchungen lässt sich dergestalt die Betätigungsvor richtung mit einer Art Feuerlöscher ausstatten, der im Versagensfall einen Spulenbrand vermeiden hilft.

Im Folgenden ist die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung anhand ei nes Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die einzige Figur einen Längsschnitt durch die Betätigungsvorrichtung mit Teilen eines in üblicher Weise angeschlossenen Ventilgehäuses, ohne die bewegbaren Ventilteile und ohne die Fluidanschlüsse.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung mit einem in einem Gehäuse 10 der Vorrichtung aufgenommenen Magnetan trieb 12, der eine ein Polrohr bildende Umfassungshülse 14 aufweist. Die Umfassungshülse 14 ist im Wesentlichen zylindrisch und an ihrem einen Ende unter Ausbildung eines Bodens 16 geschlossen ausgebildet. Innerhalb der Umfassungshülse 14 ist konzentrisch und stationär eine Lagerstelle 18 aufgenommen, entlang der längsverfahrbar in Richtung der Längsachse 20 der Betätigungsvorrichtung ein Magnetanker 22 als Teil des Magnetantrie bes 12 geführt ist.

An seiner dem Boden 16 der Umfassungshülse 14 abgewandten Seite 24 ist an dem Magnetanker 22 ein koaxial zum Magnetanker 22 ausgerichtetes Betätigungselement 26 festgelegt. Das dem Magnetanker 22 abgewandte freie Ende 28 des Betätigungselements 26 dient zum Betätigen von in der Figur nicht dargestellten bewegbaren Ventilteilen eines Ventilgehäuses 30, mit dem die Betätigungsvorrichtung verbunden ist. Insoweit sind in der Fi gur nur im Groben die Gehäuseumrisse gezeigt. Der dahingehende Ven tilaufbau ist üblich und daher nicht näher dargestellt oder beschrieben.

Zum Bewegen des Magnetankers 22 innerhalb der Umfassungshülse 14 weist der Magnetantrieb 12 eine Magnetspule 34 auf, die eine bestrombare Spulenwicklung 36 hat. Die Spulenwicklung 36 ist in einer Umhausung 38 aufgenommen, die eine Wicklungsaufnahme 40 und ein die Wicklungsauf nahme 40 abschließendes Deckelteil 42 aufweist. Die Wicklungsaufnahme 40 weist einen zylindrischen Boden 44 und an den beiden Enden des Bo dens 44 jeweils eine sich senkrecht radial nach außen von dem Boden 44 weg erstreckende, ringscheibenförmige Wand 46, 48 auf. Die beiden ring scheibenförmigen Wände 46, 48, die parallel zueinander ausgerichtet sind, bilden zusammen mit dem Boden 44 der Wicklungsaufnahme 40 eine Art Wanne zur Aufnahme der Spulenwicklung 36. Das Deckelteil 42, das zy lindrisch ausgebildet ist, umfasst die Wicklungsaufnahme 40 und ist mit den freien Enden 50 der ringförmigen Wände 46, 48 verbunden, so dass die Wicklungsaufnahme 40 und das Deckelteil 42 einen zylindrischen Raum 52 zur Aufnahme der Spulenwicklung 36 der Magnetspule 34 begrenzen. Die Spulenwicklung 36 liegt an der Innenseite der Wicklungsaufnahme 40 und der Innenseite des Deckelteils 42 im Wesentlichen spaltfrei an.

Die Wicklungsaufnahme 40 umfasst wesentliche Teile des Magnetantriebes 12. An die Wicklungsaufnahme 40 der Umhausung 38 schließt sich in Richtung der Längsachse 20 der Betätigungsvorrichtung, also radial nach innen, die topfförmige, das Polrohr bildende Umfassungshülse 14 des Mag netantriebs 12 an.

An das Deckelteil 42 der Umhausung 38 schließt sich in Richtung der Um gebung ein äußeres Gehäuseteil 54 des Vorrichtungsgehäuses 10 an, das den Magnetantrieb 12, insbesondere die Umhausung 38, umfasst. Das äu ßere Gehäuseteil 54 weist ein zylindrisches Hauptgehäuseteil 56 auf. Von dem dem Ventilköper 30 zugewandten Ende 58 des Hauptgehäuseteils 56 erstreckt sich ein ringscheibenförmiger Vorsprung 60 senkrecht radial nach innen weg. Das freie Ende 62 des Vorsprungs 60 als Boden eines insoweit gebildeten Aufnahmetopfes schließt im Wesentlichen in Radialrichtung mit der der Umfassungshülse 14 zugewandten Seite des Bodens 44 der Wick lungsaufnahme 40 ab, die mit ihrer dem Ventilkörper 30 zugewandten ring förmigen Wand 46 an dem Vorsprung 60 anliegt. Auf der dem Ventilkörper 30 abgewandten Seite der dem Ventilkörper 30 abgewandten ringförmigen Wand 48 der Wicklungsaufnahme 40 schließt sich an die Wicklungsauf nahme 40 und den Deckelteil 42 eine ringscheibenförmige Polplatte 64 an, die die Umfassungshülse 14 umfasst.

Das Vorrichtungsgehäuse 10 weist des Weiteren ein Abschlussstück 66 auf, das von der dem Ventilkörper 30 abgewandten Seite 68 des Hauptgehäuse teils 56 aus in das zylindrische Hauptgehäuseteil 56 eingebracht ist und mittels einer umfänglichen Umbördelung 70 in dem Hauptgehäuseteil 56 festgelegt ist. Das Abschlussstück 66 weist eine zentrale Durchgangsboh rung 72 auf.

Das Hauptgehäuseteil 56 ist derart beabstandet von dem Deckelteil 42 der Umhausung 38 angeordnet, dass zwischen der Innenwand des Hauptge häuseteils 56 und der Außenwand des Deckelteils 42 ein umlaufender Ringspalt 74 gebildet ist, durch den ein weiterer zylindrischer Raum im Vorrichtungsgehäuse 10 gebildet ist. Der Ringspalt 74 ist an seinen freien, einander gegenüberliegenden axialen Enden einerseits von der Polplatte 64 und andererseits von dem Vorsprung 60 des äußeren Gehäuseteils 54 mit begrenzt. Die Wicklungsaufnahme 40, der Deckelteil 42 und der Ringspalt 74 erstrecken sich zwischen der Polplatte 64 und dem Vorsprung 60 des äußeren Gehäuseteils 54, wobei die Wicklungsaufnahme 40 und das De ckelteil 42 konzentrisch zum Ringspalt 74 angeordnet sind. Die Lagerstelle 18 des Magnetankers 22 umfasst den Magnetanker 22 aus gehend von seinem Mittenbereich in Richtung des von dem Ventilkörper 30 abgewandten Endbereichs 76 des Magnetankers 22 über eine Strecke, die in etwa, in Längsrichtung des Magnetankers 22 gesehen, der halben Höhe des Magnetankers 22 entspricht. Dadurch sind der dem Ventilkörper 30 abgewandte Endbereich 76 des Magnetankerumfangs und dessen von dem Ventilkörper 30 abgewandte Stirnseite 78 unter Bildung eines Hohl raums 80 sowie ein dem Ventilkörper 30 zugewandter Bereich 82 des Magnetankerumfangs unter Bildung eines weiteren Hohlraums 84 von der Umfassungshülse 14 beanstandet angeordnet.

Die Umfassungshülse 14, die Lagerstelle 18 und der Magnetanker 22 durchgreifen die Polplatte 64 an einer Durchtrittsstelle 86 der Polplatte 64.

Weiterhin ist als Teil des Magnetantriebs 12 ein Polkern 88 vorgesehen, der eine zentral verlaufende Bohrung 90 aufweist, durch die sich das Betäti gungselement 26 erstreckt. An seinem Außenumfang in seinem dem Mag netanker 22 zugwandten Endbereich 92 weist der Polkern 88 eine in Rich tung des Magnetankers 22 konisch zulaufende ringförmige Durchmesser verringerung 94 auf. Wie vorstehend dargelegt, bildet das Gehäuseteil 54 also eine Art Aufnahmetopf aus, dessen Boden 60 einen Durchgriffsraum für einen mittigen Durchgriff des Polkerns 88 aufweist, wobei der Boden 60 des Gehäuseteils 54 vorzugsweise stärker ausgebildet ist, als die anschlie ßende zylindrische Gehäusewandung des Gehäuseteils 54, um dergestalt eine gute Wärmeableitung über den Boden 60 in Richtung des blockartigen Ventilkörpers 30 zu ermöglichen.

Der Aufnahmetopf des Gehäuseteils 54 nimmt von seiner freien Stirnseite her, zumindest die Magnetspule 34 und nachfolgend die Polplatte 64 auf, die sich gegen ein Abschlussstück 66 abstützt, das mittels einer Bördelung 70 im Gehäuseteil 54 mit einer vorgebbaren Vorspannung gehalten ist. Fer ner stützt sich die Magnetspule 34 mit ihrer Umhausung 38 außenumfangs- seitig am Gehäuseteil 54 ab, innenumfangsseitig zumindest teilweise am Polkern 88 und mit ihren beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten zum einen am Boden 60 des Gehäuseteils 54 und zum anderen an der Pol platte 64. Es steht einer wirksamen Abstützung nicht entgegen, dass zwi schen der Umhausung 38 und dem Polkern 88 die Wandung der Umfas sungshülse 14 verläuft. Das Gehäuseteil 54 bildet umfangsseitig eine ge schlossene Gehäusewandung aus, zu deren Längsachse in konzentrischer Anordnung zueinander zumindest die Magnetspule 34 nebst der Polplatte 64 und dem Polkern 88 angeordnet sind. Dergestalt ergibt sich ein kompak ter Aufbau mit guter Wärmeübertragung zwischen den vorstehend genann ten Komponenten.

Wie insbesondere die Figur zeigt, ist bei der Betätigungsvorrichtung vorge sehen, dass sowohl der Boden 60 des Gehäuseteils 54 als auch der Polkern 88 vorzugsweise bündig an ihren einander benachbarten Stirnseiten mitei nander abschließend in direkter Anlage mit dem Ventilkörper 30 sind, der bevorzugt aus einem Werkstoff mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten, wie Aluminium, gebildet ist. Insbesondere ist der Ventilkörper 30 als Me tallblock ausgebildet, der insoweit eine Art Wärmespeicher ausbildet. In Blickrichtung auf die Figur gesehen, endet die untere Seite des Bodens 60 mit der unteren Seite des Polkerns 88 in einer gemeinsamen Ebene querver laufend zu der Längsachse des Gehäuseteils 54.

Der maximale Außendurchmesser des Magnetankers 22, der an seinem dem Ventilkörper 30 zugewandten Endbereich 82 unter Bildung einer ring förmigen Stufe 98 eine Durchmesserverringerung aufweist, ist kleiner be messen als der minimale Außendurchmesser des Polkerns 88. Von der dem Magnetanker 22 zugewandten Stirnseite 100 des Polkerns 88 aus ist in den Polkern 88 eine koaxial zur Längsachse 20 der Betätigungsvorrichtung aus gebildete zylindrische Ausnehmung 102 eingebracht, an deren ringförmiger Seitenwand der dem Polkern 88 zugewandte, abgestufte Endbereich 82 des Magnetankerumfangs mit verringertem Durchmesser geführt ist. Dabei sind der Magnetanker 22 und der Polkern 88 derart ausgebildet, dass bei einer Verfahrbewegung des Magnetankers 22 in Richtung des Polkerns 88 die dem Polkern 88 zugewandte Stirnseite 106 des Magnetankers 22 mit dem Boden der zylindrischen Ausnehmung 102 in Anlage gelangt, wobei gleichzeitig die ringförmige Stufe 98 des Magnetankers 22 von der dem Magnetanker 22 zugewandten Stirnseite 100 des Polkerns 88 beabstandet verbleibt.

Das Betätigungselement 26 ist entlang einer weiteren Lagerstelle 1 10 ge führt. Die weitere Lagerstelle 110 ist konzentrisch und stationär innerhalb der Bohrung 90 des Polkerns 88 aufgenommen und umfasst das Betäti gungselement 26 in seinem Mittenbereich über eine Strecke, die in etwa, in Längsrichtung des Betätigungselements 26 gesehen, einem Viertel bis ei nem Fünftel der Länge des Betätigungselements 26 zwischen der dem Ven tilkörper 30 zugewandten Stirnseite 106 des Magnetankers 22 und dem freien Ende 28 des Betätigungselements 26 entspricht. Dadurch ist das Betä tigungselement 26 außerhalb der weiteren Lagerstelle 1 10 unter Bildung zweier weiterer Hohlräume 1 12 im Vorrichtungsgehäuse 10 beabstandet von dem Polkern 88 angeordnet.

Das freie Ende 114 der Umfassungshülse 14 endet in der Höhe der dem Ventilkörper 30 abgewandten Seite des Vorsprungs 60 des äußeren Gehäu seteils 54, an dem die Wicklungsaufnahme 40 für die Spulenwicklung 38 mit der Außenseite ihrer dem Ventilkörper 30 zugewandten ringförmigen Wand 46 abschließt.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Betätigungsvorrichtungen er wärmt sich der Magnetantrieb, insbesondere die Spulenwicklung, während des Betriebes bei Bestromen der Spulenwicklung, wodurch wärmebedingt sich das Leistungsvermögen der Betätigungsvorrichtung verringert. Die Wärme wird als Verlustleistung an die Umgebung der Spulenwicklung ab gegeben. Die von der Spulenwicklung als Verlustleitung abgegebene Wär- meleistung ist nach dem ohmschen Gesetz abhängig von dem die Spulen wicklung durchfließenden elektrischen Strom und von dem Widerstands wert der Spulenwicklung, der wiederum von dem Material, dem Quer schnitt und der Länge des Leiters der Spulenwicklung abhängt.

Sofern für den Aufbau der Betätigungsvorrichtung metallische Werkstoffe zum Einsatz kommen, verfügen diese regelmäßig über sehr hohe Wärme leitkoeffizienten, so dass die entstehende Wärme rasch an die Umgebung der Betätigungsvorrichtung abgegeben wird, was die Verlustleistung redu zieren hilft. Neben der Tatsache, dass der Einsatz von metallischen Werk stoffen und deren Formgebung kostenintensiv ist, ist deren Einsatz im Rah men der stromleitenden und stromführenden Komponenten wie der Strom zufuhr bzw. der Magnetspule mit ihren Spulenwicklungen wegen fehlender Isolierung nicht möglich. Elektrisch isolierende Komponenten, die die Spu lenwicklung einfassen, sind daher regelmäßig aus Kunststoffmaterial gefer tigt, das einen eher schlechten Wärmeleitkoeffizienten aufweist, wodurch die Wärme aus der Spulenwicklung nicht optimal abgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß sind daher für eine verbesserte Wärmeabfuhr Teile der Betätigungsvorrichtung aus mindestens einem speziellen Kunststoffmaterial gebildet, das einen Wärmeleitkoeffizienten zwischen 0,25 und 1 ,25 aufweist. So weist die Umhausung 38, in der die Spulenwicklung 36 aufge nommen ist, zumindest teilweise das jeweilige spezielle Kunststoffmaterial auf, nämlich sind die Wicklungsaufnahme 40 und/oder das Deckelteil 42 aus einem speziellen Kunststoffmaterial, insbesondere entweder aus dem gleichen oder aus voneinander verschiedenen speziellen Kunststoffmateria lien, gebildet.

Das jeweils spezielle Kunststoffmaterial ist aus, vorzugsweise spritzgießba rem, Polyamid 6-Werkstoff gebildet, der mit 5% bis 25%, vorzugsweise mit 10%, Glasfaseranteil verstärkt ist. Zudem ist das jeweils spezielle Kunst- stoffmaterial flammhemmend, insbesondere mit flammhemmenden Additi ven versehen. Derartige flammhemmende Additive sind beispielsweise Magnesiumhydroxid und/oder Carbon.

Die Hohlräume 80, 84, 112 unterstützen die verbesserte Wärmeabfuhr nach innen hin mit.

Zudem sind die Polplatte 64, der Polkern 88, die Umfassungshülse 14 und das äußere Gehäuseteil 54 aus Metall-Werkstoffen mit guter Wärmeleitfä higkeit gebildet, wie 11 SMn30 oder Edelstahl 1 .4301 und 1 .4305. Auch kann der Ventilkörper 30 zumindest teilweise aus Metall, besonders bevor- zugt aus Aluminium, mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten gebildet sein. Die Lagerstellen 18, 1 10 für den Magnetanker 22 und die Betätigungs stange 26 bestehen insbesondere aus Sinterbronze.

Durch eine derartige erfindungsgemäße Ausgestaltung der Betätigungsvor richtung, und insbesondere des Ventilkörpers 30, ist eine besonders gute Abgabe der Wärme der Betätigungsvorrichtung an ihre Umgebung ermög licht.




 
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