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Elektrodynamischer Aktor

IP.com Disclosure Number: IPCOM000238864D
Publication Date: 2014-Sep-23

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Abstract

Ein elektrodynamischer Aktor, insbesondere für ein Mikroventil oder eine Mikropumpe, umfasst eine Magnetanordnung zur Erzeugung eines Magnetfelds und ein relativ zur Magnetanordnung bewegliches Stellglied. Das Stellglied weist eine bestrombare Luftspule (22) aus einem Kupferdraht auf, die im Magnetfeld angeordnet ist und fest an einen Spulenträger (20) aus einem nicht-magnetischen Material gekoppelt ist.

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Bürkert Werke GmbH Unser Zeichen: B 6198 DE JS /cs

Elektrodynamischer Aktor

  Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Aktor, insbesondere für ein Mikroventil oder eine Mikropumpe.

In der Fluidventiltechnik werden häufig elektromagnetische Aktoren einge-

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setzt. Bei den meisten dieser Aktoren wird ein Anker aus magnetischem Material mittels eines Magnetfeldes bewegt, welches von einer Spule erzeugt wird. Besonders bei gewünschter Miniaturisierung sind die Möglichkeiten, einerseits raumsparend zu konstruieren und andererseits genügend Magnetkraft zur Verfügung zu stellen, begrenzt. Dies liegt daran, dass bei immer kleineren

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Spulen die erreichbare Magnetfeldstärke stark abnimmt, beziehungsweise der maximal mögliche Strom eingeschränkt ist.

  Im Gegensatz dazu hängt die Magnetfeldstärke bei elektrodynamischen Antrieben vom Volumen der im Antrieb eingesetzten Permanentmagnete ab, wobei eine Reduzierung des Volumens der Permanentmagnete sich

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vergleichsweise weniger stark auf die im Antrieb zur Verfügung stehende Magnetfeldstärke auswirkt als die Reduzierung der Spulengröße bei einem elektromagnetischen Aktor.

  Aus der WO 2010/066459 A1 ist ein Mikroventil bzw. eine Mikropumpe mit einem leistungsstarken elektrodynamischen Aktor bekannt, der mit geringer 20

elektrischer Spannung betrieben werden kann. Der Aktor weist ein linear beweglich gelagertes Stellglied mit einer darauf gedruckten spiralförmigen Leiterbahn auf. Eine Magnetanordnung übt bei Bestromung der Leiterbahn eine Lorentzkraft auf das Stellglied mit der spiralförmigen Leiterbahn aus, wodurch dieses ausgelenkt wird. Ein Rückstellelement ist nicht vorgesehen, da die

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Rückstellung durch eine Umkehr der Stromflussrichtung erreicht werden soll.


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  Aufgabe der Erfindung ist es, einen effektiven elektrodynamischen Aktor zu schaffen, der kostengünstig herstellbar und insbesondere für Miniaturanwendungen geeignet ist.

  Gelöst wird diese Aufgabe durch einen elektrodynamischen Aktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen

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des erfindungsgemäßen elektrodynamischen Aktors sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.

  Der erfindungsgemäße elektrodynamische Aktor, der insbesondere für ein Mikroventil oder eine Mikropumpe vorgesehen ist, umfasst eine Magnetanordnung zur Erzeugung eines Magnetfelds und ein relativ zur

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Magnetanordnung bewegliches Stellglied. Gemäß der Erfindung weist das Stellglied eine bestrombare Luftspule aus einem Kupferdraht auf, die im Magnetfeld angeordnet ist und fest an einen Spulenträger aus einem nicht- magnetischen Material gekoppelt ist.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass sich die Lorentzkraft als

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Antriebskraft für einen Aktor nutzen lässt, wenn das Stellglied des Aktors eine in einem Magnetfeld angeordnete Spule aufweist, die zur Auslenkung des Stellglieds mit Strom beaufschlagt wird. Dieses Konzept wird bei der vorliegenden Erfind...