Mönninghoff Tauchspulenaktoren sind nicht kommutierte Gleichstrom-Linearantriebe mit begrenztem Hub, deren Funktionsweise auf dem physikalischen Prinzip der Lorentzkraft beruht. Eine stromdurchflossene Spule befindet sich in einem Magnetfeld. Die axial entstehende Lorentzkraft kann direkt genutzt werden. Die Tauchspulenaktoren vom Typ 820 sind eine konsequente Weiterentwicklung des Typs 810. Durch die optimierte magnetische Flussführung werden bei annähernd identischen Abmessungen signifikant größere Axialkräfte erzeugt. Die zentral angeordneten, axial magnetisierten Ringmagnete bewirken einen radialen Magnetfluss über den Umfang zweier Polscheiben, welcher sich über die äußere Hülse schließt. Die Wicklungen des in den Luftspalt des Magnetteils eintauchenden Spulenteils werden nur im Bereich der Polscheiben magnetisch durchflutet. Der Kraftverlauf über den gesamten Hubbereich ist konstruktionsbedingt leicht parabelförmig.

Mönninghoff voice coil actuators are noncommutated DC linear drives with limited stroke whose function is based on the physical principle of Lorentz force. A current applied coil is arranged in a magnetic field. The axial generated Lorentz force can be used directly. Voice coil actuators of Type 820 are a rigorous further development of Type 810. The axial force increased in comparison with Type 810 because Type 820 has an optimized magnetic flux guidance whereas the outer dimensions remain almost constant. The centrally arranged, axially magnetized annular magnets cause a radial magnetic flux across the circumference of two pole plates that closes via the exterior shell. The winding of the coil assembly that is immersed in the air gap of the magnet body is magnetically permeated only in the area of the pole plates. The force characteristic over the stroke range is slightly parabolic due to the design.

Bauteile

Components

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Spulenteil Boden Hülse Magnet Polscheibe Führungsbolzen Gleitlager O-Ring Sicherungsring Magnetträger

Coil assembly Bottom Shell Magnet Pole plate Guide pin Plain bearing O-ring Retaining ring Magnet holder

Magnetfluss (gelb)/ magnetic flux (yellow)

Die Masse des beweglichen Spulenteils wurde im Vergleich zum Typ 810 verringert. In Kombination mit der größeren Axialkraft sind Bewegungsabläufe mit erheblich gesteigerter Dynamik möglich. Um möglichst vielen Anforderungen gerecht werden zu können, gibt es vom Typ 820 drei unterschiedliche Bauformen.

Compared to Type 810 the mass of the moving coil decreased. Combined with increased axial forces it is possible to generate motions with higher dynamic. To come up to most requirements there are three different designs of Type 820 voice coils.

Bauform 1.1 Design 1.1

Bauform 2.1 Design 2.1

Bauform 3.2 Design 3.2

• Spule gelagert • Spule mit zwei Wickelfeldern → große Axialkraft

• Spule nicht gelagert • Spule mit zwei Wickelfeldern → große Axialkraft

• Spule nicht gelagert • Spule mit einem Wickelfeld → großer Hub

• coil with plain bearing • coil with two winding sections → high axial force

• coil without plain bearing • coil with two winding sections → high axial force

• coil without plain bearing • coil with one winding section → long stroke

Die Auswahl eines geeigneten Tauchspulenaktors hängt vom erforderlichen Bewegungs- bzw. Kraftprofil für den jeweiligen Anwendungsfall ab. Die aus der Anwendung resultierenden Kräfte wie z.B. Beschleunigungskraft, Gewichtskraft oder sonstige Kräfte dürfen in Summe die Nennkraft des Tauchspulenaktors nicht überschreiten. Zusammen mit einem Wegmesssystem und einem Servoregler kann ein Tauchspulenkator als hochdynamischer Positionier- bzw. Schwingantrieb eingesetzt werden. Zur Auswahl eines geeigneten Tauchspulenaktors ist auf unserer Internetseite ein BerechnungsTool vorhanden. Sollte allerdings keines unserer Standardprodukte Ihre Anforderungen erfüllen, ist es möglich eine Sonderkonstruktion für Ihre Anwendung zu entwickeln.

The choice of a suitable voice coil actuator depends on the required movement profile respectively on the force profile of the application. The resulting forces of the application consisting of acceleration force, weight and further forces may not exceed the nominal force of the voice coil actuator. Combined with a position measuring system and a servo regulator the voice coil actuator could be used as a high dynamic position drive respectively as an oscillating drive. For the selection of a suitable voice coil actuator there is a calculation tool on our homepage. If there is no standard product to come up to your requirements, it is possible to develop a special design for your application.

Baugröße / Size Bauform / Design Führung / Guidance Hub / Stroke Nennkraft / Nominal Force Strom bei Nennkraft / Current at nominal force Max. Leistung bei Nennkraft / Max. input power at nominal force Elektr. Widerstand bei 20°C / DC resistance at 20°C Elektr. Widerstand bei 150°C / DC resistance at 150°C Thermischer Widerstand / Thermal resistance Induktivität / Inductance Kraftkonstante / Force constant Induktionskonstante / Back EMF constant Elektr. Zeitkonstante / Electrical time constant Mech. Zeitkonstante / Mechanical time constant Masse Spulenteil / Coil mass Gesamtmasse / Total mass Abmessungen / Dimensions

H FN IN Pnmax R20 R150 Rth L KFI Kind τel τme msp mges D D1 d1

[mm] [N] [A] [W] [Ω] [Ω] [°C/W] [mH] [N/A] [V/(m/s)] [µs] [ms] [g] [g] [mm] [mm] [mm]

d2 d3

[mm] [mm]

d4 L l2 l3 l4

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

05 2.1 5 8,0 2,2 19,6 2,68 4,04 6,6 0,34 3,64 8,45 127 2,01 23 131 30 24,6 14 2x180° M3 22 2x180° M3 42,5 34,3 6 5

1.1 intern 5 8,0 2,2 19,6 2,68 4,04 6,6 0,34 3,64 8,45 127 2,18 25 133 30 24,6 14 2x180° M3 22 2x180° M3 42,5 34,3 6 5

3.2 15 3,9 1,9 15,2 2,79 4,21 8,6 0,56 2,05 4,03 201 7,42 22 128 30 24,6 14 2x180° M3 22 2x180° M3 42,5 34,3 6 5

Hinweise: Daten basierend auf 20°C Umgebungstemperatur, 150°C Spulentemperatur bei Befestigung des feststehenden Magnetteils auf einer massiven Metallplatte. Bei anderen Einbaubedingungen ist kundenseitig sicherzustellen, dass eine Spulentemperatur von 150°C nicht überschritten wird.

Notes: Data based on 20°C environmental temperature, 150°C coil temperature when steady magnet assembly is attached to a massive metal plate. In case of different mounting conditions customer has to care that coil temperature of 150°C is not exceeded.

Kräfte in Mittelstellung des Spulenteils (H/2)

Forces in mid stroke position (H/2)

Kraft-Hub-Kennlinien/ Force-Stroke-Characteristics 820.05 Bauform/ Design: 3.2 5

9

4

Kraft/ Force [N]

Kraft/ Force [N]

Bauform/ Design: 1.1 + 2.1 10

8 7 6 5

3 2 1 0

0

1 2 3 Hub/ Stroke [mm]

4

5

0

5

10

Hub/ Stroke [mm]

15

Baugröße / Size Bauform / Design Führung / Guidance Hub / Stroke Nennkraft / Nominal Force Strom bei Nennkraft / Current at nominal force Max. Leistung bei Nennkraft / Max. input power at nominal force Elektr. Widerstand bei 20°C / DC resistance at 20°C Elektr. Widerstand bei 150°C / DC resistance at 150°C Thermischer Widerstand / Thermal resistance Induktivität / Inductance Kraftkonstante / Force constant Induktionskonstante / Back EMF constant Elektr. Zeitkonstante / Electrical time constant Mech. Zeitkonstante / Mechanical time constant Masse Spulenteil / Coil mass Gesamtmasse / Total mass Abmessungen / Dimensions

H FN IN Pnmax R20 R150 Rth L KFI Kind τel τme msp mges D D1 d1

[mm] [N] [A] [W] [Ω] [Ω] [°C/W] [mH] [N/A] [V/(m/s)] [µs] [ms] [g] [g] [mm] [mm] [mm]

d2 d3

[mm] [mm]

d4 L l2 l3 l4

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

1.1 intern 5 33 3,1 39,0 2,69 4,06 3,3 0,58 10,65 17,25 216 1,27 87 600 50 42 25 3x120° M4 35 3x120° M4 62 51 7,5 8

13 2.1 5 33 3,1 39,0 2,69 4,06 3,3 0,58 10,65 17,25 216 1,20 82 595 50 42 25 3x120° M4 35 3x120° M4 62 51 7,5 8

3.2 20 12,5 2,2 21,6 2,96 4,47 6,0 0,90 4,03 10,88 304 5,26 78 585 50 42 25 3x120° M4 35 3x120° M4 62 51 7,5 8

Hinweise: Daten basierend auf 20°C Umgebungstemperatur, 150°C Spulentemperatur bei Befestigung des feststehenden Magnetteils auf einer massiven Metallplatte. Bei anderen Einbaubedingungen ist kundenseitig sicherzustellen, dass eine Spulentemperatur von 150°C nicht überschritten wird.

Notes: Data based on 20°C environmental temperature, 150°C coil temperature when steady magnet assembly is attached to a massive metal plate. In case of different mounting conditions customer has to care that coil temperature of 150°C is not exceeded.

Kräfte in Mittelstellung des Spulenteils (H/2)

Forces in mid stroke position (H/2)

Kraft-Hub-Kennlinien/ Force-Stroke-Characteristics 820.13 Bauform/ Design: 3.2

34

14

33

13

Kraft/ Force [N]

Kraft/ Force [N]

Bauform/ Design: 1.1 + 2.1

32 31 30

12 11 10 9

29 0

1

2

3

Hub/ Stroke [mm]

4

5

0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20

Hub/ Stroke [mm]

Baugröße / Size Bauform / Design Führung / Guidance Hub / Stroke Nennkraft / Nominal Force Strom bei Nennkraft / Current at nominal force Max. Leistung bei Nennkraft / Max. input power at nominal force Elektr. Widerstand bei 20°C / DC resistance at 20°C Elektr. Widerstand bei 150°C / DC resistance at 150°C Thermischer Widerstand / Thermal resistance Induktivität / Inductance Kraftkonstante / Force constant Induktionskonstante / Back EMF constant Elektr. Zeitkonstante / Electrical time constant Mech. Zeitkonstante / Mechanical time constant Masse Spulenteil / Coil mass Gesamtmasse / Total mass Abmessungen/ Dimensions

1.1 integriert H [mm] 10 FN [N] 82 IN [A] 4,2 Pnmax [W] 66,3 R20 [Ω] 2,49 R150 [Ω] 3,76 Rth [°C/W] 2,0 L [mH] 0,89 KFI [N/A] 19,52 Kind [V/(m/s)] 25,6 τel [µs] 357,4 τme [ms] 1,03 msp [g] 207 mges [g] 1780 D [mm] 70 D1 [mm] 60 d1 [mm] 30 3x120°

15 2.1 ohne 10 82 4,2 66,3 2,49 3,76 2,0 0,89 19,52 25,6 357,4 0,99 198 1771 70 60 30 3x120°

3.2 ohne 35 28 2,6 28,7 2,81 4,25 4,5 1,34 10,77 18,1 476,9 2,88 200 1773 70 60 30 3x120°

d2 d3

[mm] [mm]

M5 55 3x210°

M5 55 3x210°

M5 55 3x210°

d4 L l2 l3 l4

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

M5 86,5 75 8 17

M5 86,5 75 8 17

M5 86,5 75 8 17

Hinweise: Daten basierend auf 20°C Umgebungstemperatur, 150°C Spulentemperatur bei Befestigung des feststehenden Magnetteils auf einer massiven Metallplatte. Bei anderen Einbaubedingungen ist kundenseitig sicherzustellen, dass eine Spulentemperatur von 150°C nicht überschritten wird.

Notes: Data based on 20°C environmental temperature, 150°C coil temperature when steady magnet assembly is attached to a massive metal plate. In case of different mounting conditions customer has to care that coil temperature of 150°C is not exceeded.

Kräfte in Mittelstellung des Spulenteils (H/2)

Forces in mid stroke position (H/2)

Kraft-Hub-Kennlinien/ Force-Stroke-Characteristics 820.15 Bauform/ Design: 3.2

Bauform/ Design: 1.1 + 2.1 30 Kraft/ Force [N]

Kraft/ Force [N]

85 80 75 70 65

25

20

15 0

1

2

3

4

5

6

7

Hub/ Stroke [mm]

8

9 10

0

5

10

15

20

25

Hub/ Stroke [mm]

30

35

Baugröße / Size Bauform / Design Führung / Guidance Hub / Stroke Nennkraft / Nominal Force Strom bei Nennkraft / Current at nominal force Max. Leistung bei Nennkraft / Max. input power at nominal force Elektr. Widerstand bei 20°C / DC resistance at 20°C Elektr. Widerstand bei 150°C / DC resistance at 150°C Thermischer Widerstand / Thermal resistance Induktivität / Inductance Kraftkonstante / Force constant Induktionskonstante / Back EMF constant Elektr. Zeitkonstante / Electrical time constant Mech. Zeitkonstante / Mechanical time constant Masse Spulenteil / Coil mass Gesamtmasse / Total mass Abmessungen/ Dimensions

H FN IN Pnmax R20 R150 Rth L KFI Kind τel τme msp mges D D1 d1

[mm] [N] [A] [W] [Ω] [Ω] [°C/W] [mH] [N/A] [V/(m/s)] [µs] [ms] [g] [g] [mm] [mm] [mm]

d2 d3

[mm] [mm]

d4 L l2 l3 l4

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

1.1 integriert 10 163 4,1 88,8 3,5 5,28 1,5 1,91 39,76 29,2 546 1,27 420 3980 90 78

21 2.1 ohne 10 163 4,1 88,8 3,5 5,28 1,5 1,91 39,76 29,2 546 1,21 400 3960 90 78

3.2 ohne 50 56 2,1 39,1 5,87 39,09 3,6 3,94 26,67 48,4 671 2,32 510 4070 90 78

40 3x120° M6

40 3x120° M6

40 3x120° M6

70 3x120° M6 112 98,3 9,7 12

70 3x120° M6 112 98,3 9,7 12

70 3x120° M6 112 98,3 9,7 12

Hinweise: Daten basierend auf 20°C Umgebungstemperatur, 150°C Spulentemperatur bei Befestigung des feststehenden Magnetteils auf einer massiven Metallplatte. Bei anderen Einbaubedingungen ist kundenseitig sicherzustellen, dass eine Spulentemperatur von 150°C nicht überschritten wird.

Notes: Data based on 20°C environmental temperature, 150°C coil temperature when steady magnet assembly is attached to a massive metal plate. In case of different mounting conditions customer has to care that coil temperature of 150°C is not exceeded.

Kräfte in Mittelstellung des Spulenteils (H/2)

Forces in mid stroke position (H/2)

Kraft-Hub-Kennlinien/ Force-Stroke-Characteristics 820.21 Bauform/ Design: 3.2

Bauform/ Design: 1.1 + 2.1 60

165

Kraft/ Force [N]

Kraft/ Force [N]

170

160 155 150 145 140

55 50 45 40 35

0

1

2

3

4

5

6

7

Hub/ Stroke [mm]

8

9 10

0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 Hub/ Stroke [mm]