DE102016211515A1

DE102016211515A1 - Multi-stage linear actuator for parking brake applications

Info

Publication number: DE102016211515A1
Application number: DE102016211515.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Pantke; Thomas Schwegler; Mark Pelzl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Linearaktor (1), insbesondere für eine Parksperre, mit einem Stator (2), einem gegenüber diesem axialverschiebbaren Läufer (3) und einer ersten Spule (4), mittels der der Läufer (3) bei Bestromung aus einer Grundposition in eine Zwischenposition verschiebbar ist. Erfindungsgemäß weist der Linearaktor (1) eine der ersten Spule (4) nachgelagerte zweite Spule (5) auf, mittels der der Läufer (3) bei Bestromung aus der Zwischenposition weiter in eine Endposition verschiebbar ist.The invention relates to an electromagnetic linear actuator (1), in particular for a parking brake, with a stator (2), a relative to this axially displaceable rotor (3) and a first coil (4), by means of which the rotor (3) when energized from a basic position is displaceable in an intermediate position. According to the invention, the linear actuator (1) has a second coil (5) arranged downstream of the first coil (4), by means of which the rotor (3) can be displaced further into an end position when the current is supplied from the intermediate position.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Linearaktor, insbesondere für Parksperrenanwendungen zur Akturierung einer Parksperre, mit einem Stator, einem gegenüber diesem axialverschiebbaren Läufer und einer ersten Spule, mittels der der Läufer bei Bestromung aus einer Grundposition in eine Zwischenposition verschiebbar ist.The present invention relates to an electromagnetic linear actuator, in particular for parking brake applications for Akturierung a parking brake, with a stator, a relative to this axially displaceable rotor and a first coil, by means of which the rotor is displaceable when energized from a home position to an intermediate position.

Aus der DE 10 2005 057 794 A1 ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Parkbremse eines Fahrzeugs bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Betätigungsmechanik und einen Aktor. Die Betätigungsmechanik ist mittels einer Vorspannkraft in eine eingerückte Position drängbar. Mittels des Aktors ist gegen die Vorspannkraft eine Bewegung der Betätigungsmechanik in eine ausgerückte Position ausführbar. Die Betätigungsmechanik weist einen drehbar um eine Achse gelagerten Parksperrenarm auf, welcher in der eingerückten Position formschlüssig in ein drehbar gelagertes Bauteil eingreift. Der Aktor weist einen Elektromagneten und ein bewegbar angeordnetes Läuferteil auf. Der Elektromagnet weist zwei Spulen auf. Bei einem Bestromen der ersten Spule wird eine Bewegung des Läuferteils durchgeführt. Bei einem Bestromen der zweiten Spule wird das Läuferteil in einer Endanschlagstellung gehalten. Nachteilig bei derartigen Aktoren ist, dass diese nur über eine einzige feste Verfahrlänge aktivierbar sind. Des Weiteren können mittels derartiger bekannter elektromagnetischer Linearaktoren keine großen Hübe mit hohen Kräften verfahren werden.From the DE 10 2005 057 794 A1 a device for actuating a parking brake of a vehicle is known. The device comprises an actuating mechanism and an actuator. The actuating mechanism is urged by means of a biasing force in an engaged position. By means of the actuator, a movement of the actuating mechanism in a disengaged position can be executed against the biasing force. The actuating mechanism has a parking lock arm mounted rotatably about an axis, which in the engaged position engages positively in a rotatably mounted component. The actuator has an electromagnet and a movably arranged rotor part. The electromagnet has two coils. When the first coil is energized, a movement of the rotor part is carried out. When the second coil is energized, the rotor part is held in an end stop position. A disadvantage of such actuators is that they can only be activated via a single fixed travel length. Furthermore, no large strokes with high forces can be traversed by means of such known electromagnetic linear actuators.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen elektromagnetischen Linearaktor zu schaffen, mittels dem große Hübe mit zumindest bereichsweise hohen Kräften verfahren werden können.Object of the present invention is thus to provide an electromagnetic linear actuator, can be moved by means of the large strokes with at least partially high forces.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.The problem underlying the invention is solved by the features of the independent claims. Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the drawings.

Vorgeschlagen wird ein elektromagnetischer Linearaktor, insbesondere für eine Parksperre eines Kraftfahrzeuges. Der Linearaktor umfasst einen Stator, einen gegenüber diesem axialverschiebbaren Läufer und eine erste Spule. Bei Bestromung der ersten Spule kann ein erstes Magnetfeld erzeugt werden. Die erste Spule ist derart angeordnet, dass mittels dieser der Läufer bei Bestromung aus einer Grundposition in eine Zwischenposition verschiebbar ist. Die Grundposition bildet hierbei die Ausgangsstellung, in der sich der Läufer bei nicht bestromten Linearaktor befindet. Der Linearaktor weist eine zweite Spule auf. Diese ist der ersten Spule in magnetischer Verschieberichtung des Läufers nachgelagert. Mittels der zweiten Spule ist der Läufer bei Bestromung aus der Zwischenposition weiter in eine Endposition verschiebbar. Der maximale Verfahrweg ist demnach durch den Axialabstand zwischen der Grundposition und der Endposition definiert. Die Zwischenposition befindet sich zwischen diesen beiden Endpunkten des Maximalhubes. Vorteilhafterweise kann der Läufer bei dem vorliegenden Linearaktor neben dem Maximalhub – der durch den axialen Abstand zwischen der Grundposition und der Endposition definiert ist – auch zwei Teilhübe durchführen. Der erste dieser beiden Teilhübe ist hierbei durch den axialen Abstand zwischen der Grundposition und der Zwischenposition des Läufers definiert. Der zweite Teilhub schließt sich an diesen an und ist durch den axialen Abstand zwischen der Zwischenposition und der Endposition des Läufers definiert. Der Linearaktor weist somit drei unterschiedliche Schaltstellungen auf, so dass sich dessen Einsatzfelder deutlich erhöhen. Demnach ist es ebenso denkbar den Linearaktor beispielsweise zum Schalten eines Getriebes zu nutzen.Proposed is an electromagnetic linear actuator, in particular for a parking brake of a motor vehicle. The linear actuator comprises a stator, a relative to this axially displaceable rotor and a first coil. When the first coil is energized, a first magnetic field can be generated. The first coil is arranged such that by means of this the rotor is displaceable when energized from a basic position to an intermediate position. The basic position here forms the starting position in which the runner is located when the linear actuator is not energized. The linear actuator has a second coil. This is the first coil downstream in magnetic displacement direction of the rotor. By means of the second coil of the rotor is energized when energized from the intermediate position further into an end position. The maximum travel is therefore defined by the axial distance between the home position and the end position. The intermediate position is located between these two endpoints of the maximum stroke. Advantageously, the runner in the present linear actuator in addition to the maximum stroke - which is defined by the axial distance between the basic position and the end position - also perform two partial strokes. The first of these two partial strokes is defined here by the axial distance between the basic position and the intermediate position of the rotor. The second partial stroke follows this and is defined by the axial distance between the intermediate position and the end position of the rotor. The linear actuator thus has three different switching positions, so that its application fields increase significantly. Accordingly, it is also conceivable to use the linear actuator, for example, for switching a transmission.

Ein weiterer Vorteil des elektromagnetischen Linearaktors besteht darin, dass aufgrund der beiden Teilhübe eine im Vergleich zum Stand der Technik größere magnetische Kraft erzeugt werden kann. So können die beiden Spulen sehr bauraumsparend ausgebildet werden und zugleich eine höhere Aktuierungskraft erzeugen als eine einzige Spule, die die gesamte Hublänge bewältigen müsste. Des Weiteren können bei unterschiedlicher Ausbildung der beiden Spulen die magnetischen Aktivierungskräfte der beiden Teilhübe unterschiedlich groß ausgebildet werden. So kann beispielsweise der über die erste Spule bewirkte erste Teilhub mit einer sehr hohen Kraft und der über die zweite Spule erzeugte zweite Teilhub mit einer im Vergleich dazu geringeren Kraft ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann somit ein Linearaktor geschaffen werden, der mehrere Schaltstellungen aufweist, die in Bezug auf die Hublänge und die Hubkraft individuell und zueinander unterschiedlich ausgebildet sein können und dies mit einem im Vergleich zu bekannten Linearaktoren geringen Bauraum.Another advantage of the electromagnetic linear actuator is that due to the two partial strokes a larger magnetic force can be generated compared to the prior art. Thus, the two coils can be made very space-saving and at the same time generate a higher Aktuierungskraft as a single coil that would have to cope with the entire stroke length. Furthermore, with different design of the two coils, the magnetic activation forces of the two partial strokes can be made different in size. Thus, for example, the first partial lift effected via the first coil can be designed with a very high force and the second partial lift generated via the second coil with a force that is lower in comparison with that. Advantageously, thus, a linear actuator can be created, which has a plurality of switching positions, which can be formed individually and mutually different with respect to the stroke length and the lifting force and this with a small space compared to known linear actuators.

Vorteilhaft ist es, wenn der Linearaktor als Parksperrenaktor ausgebildet ist. Hierdurch ist dieser optimal auf diese eine Anwendung ausgelegt.It is advantageous if the linear actuator is designed as a parking brake actuator. As a result, this is optimally designed for this application.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Spule in Axialrichtung bzw. in Längsrichtung des Linearaktors voneinander beabstandet sind. Hierdurch kann zwischen diesen beiden Spulen ein weiteres Bauelement angeordnet werden. Des Weiteren kann dieser Freiraum zur Durchführung zumindest eines Teilhubs genutzt werden.It is also advantageous if the first and / or second coil are spaced apart in the axial direction or in the longitudinal direction of the linear actuator. As a result, a further component can be arranged between these two coils. Furthermore, this free space can be used to carry out at least one partial lift.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Spule am Stator angeordnet sind, so dass diese nicht mit dem Läufer mitbewegt werden, sondern ortsfest verbleiben. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die erste und/oder zweite Spule den Läufer umgibt.Furthermore, it is advantageous if the first and / or second coil are arranged on the stator, so that they are not moved along with the rotor, but remain stationary. Furthermore, it is advantageous if the first and / or second coil surrounds the rotor.

Um eine reibungslose Übergabe des Läufers zwischen den beiden durch die beiden Spulen erzeugten Magnetfelder sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die erste Spule im Bereich der Grundposition des Läufers und/oder die zweite Spule im Bereich der Endposition des Läufers angeordnet ist.In order to ensure a smooth transfer of the rotor between the two magnetic fields generated by the two coils, it is advantageous if the first coil in the region of the basic position of the rotor and / or the second coil in the region of the end position of the rotor is arranged.

Vorteilhaft ist es, wenn der Linearaktor ein axialverschiebbares Zwischenelement aufweist. Dieses ist vorzugsweise in Axialrichtung zwischen den beiden Spulen angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist das Zwischenelement zwischen der Zwischenposition und der Endposition verschiebbar. Das Zwischenelement wirkt vorzugsweise als Magnetflusselement, über das der von der ersten und/oder zweiten Spule erzeugte Magnetstrom geleitet werden kann. Demnach ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenelement derart ausgebildet ist, dass über dieses ein von der ersten Spule erzeugbarer erster Magnetfluss und/oder ein von der zweiten Spule erzeugbarer zweiter Magnetfluss leitbar ist.It is advantageous if the linear actuator has an axially displaceable intermediate element. This is preferably arranged in the axial direction between the two coils. Additionally or alternatively, the intermediate element between the intermediate position and the end position is displaceable. The intermediate element preferably acts as a magnetic flux element, via which the magnetic current generated by the first and / or second coil can be conducted. Accordingly, it is advantageous if the intermediate element is embodied such that a first magnetic flux which can be generated by the first coil and / or a second magnetic flux which can be generated by the second coil can be conducted via the latter.

Vorzugsweise ist das Zwischenelement aus einem magnetischen Material, insbesondere Eisen oder Stahl, hergestellt, so dass dieses von der ersten und/oder zweiten Spule mit einer Magnetkraft beaufschlagt werden kann.Preferably, the intermediate element is made of a magnetic material, in particular iron or steel, so that it can be acted upon by the first and / or second coil with a magnetic force.

Um eine Führung des Zwischenelementes in Axialrichtung bzw. entlang der Längsachse des Linearaktors sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn dieser an seiner Außenfläche geführt ist bzw. in diesem Bereich eine Führungsfläche aufweist, die vorzugsweise mit einer Gehäuseinnenseite des Linearaktors zusammenwirkt.In order to ensure a guidance of the intermediate element in the axial direction or along the longitudinal axis of the linear actuator, it is advantageous if this is guided on its outer surface or in this area has a guide surface, which preferably cooperates with a housing inner side of the linear actuator.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenelement eine Durchgangsbohrung aufweist. Hierdurch kann der Linearaktor konstruktiv einfach und bauraumsparend ausgebildet werden. Vorzugsweise erstreckt sich hierfür der Läufer zumindest teilweise durch die Durchgangsbohrung. Dies kann schon in der Grundposition des Läufers der Fall sein, wobei der Läufer beim Verschieben in die Endposition vorzugsweise weiter in die Durchgangsbohrung hineingeschoben wird.It is also advantageous if the intermediate element has a through bore. As a result, the linear actuator can be constructed structurally simple and space-saving. For this purpose, the runner preferably extends at least partially through the through-bore. This may already be the case in the basic position of the rotor, wherein the rotor is preferably pushed further into the through hole when moving into the end position.

Um die Verschiebelänge des Zwischenelementes beschränken zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenelement im Bereich seiner der ersten Spulen zugewandten Stirnseite eine erste Anschlagsfläche aufweist. Insbesondere ist diese erste Anschlagsfläche dafür vorgesehen, um in der Zwischenposition des Zwischenelementes stirnseitig an der ersten Spule anzuliegen. Hierdurch kann ein Anschlag geschaffen werden, mittels dem das Zwischenelement in der Zwischenposition festgelegt ist.In order to limit the displacement length of the intermediate element, it is advantageous if the intermediate element has a first abutment surface in the area of its end face facing the first coil. In particular, this first abutment surface is intended to abut in the intermediate position of the intermediate element end face on the first coil. In this way, a stop can be created, by means of which the intermediate element is fixed in the intermediate position.

Um die Bewegung des Zwischenelementes in der dazu entgegengesetzten Richtung ebenfalls beschränken zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenelement im Bereich seiner der zweiten Spule zugewandten Stirnseite eine zweite Anschlagsfläche aufweist. Vorzugsweise liegt das Zwischenelement mit dieser zweiten Anschlagsfläche in seiner Endposition stirnseitig an der zweiten Spule an.In order to limit the movement of the intermediate element in the opposite direction, it is advantageous if the intermediate element in the region of its end face facing the second coil has a second stop surface. Preferably, the intermediate element is located with this second stop surface in its end position on the front side of the second coil.

Zusätzlich oder alternativ ist es zur Festlegung der Endposition ferner vorteilhaft, wenn der Läufer eine dritte Anschlagsfläche aufweist, mittels der dieser in der Endposition an einem gehäuseseitigen Endanschlag anliegt. Hierdurch kann vorteilhafterweise die axiale Bewegung des Zwischenelements und/oder des Läufers auf die endlagige Endposition mittels Formschluss festgelegt werden.Additionally or alternatively, it is further advantageous for determining the end position when the rotor has a third abutment surface, by means of which it rests in the end position on a housing-side end stop. In this way, advantageously, the axial movement of the intermediate element and / or the rotor can be set to the final end position by means of positive locking.

Um einen adäquaten Magnetfluss über den Läufer und das Zwischenelement sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Zwischenelement einen dem Läufer zugewandten ersten Kontaktbereich aufweist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Läufer einen mit diesem ersten Kontaktbereich des Zwischenelements korrespondierenden zweiten Kontaktbereich aufweist. Wenn sich der Läufer in der Grundposition und das Zwischenelement in der Zwischenposition befinden, ist es vorteilhaft, wenn der erste Kontaktbereich vom zweiten Kontaktbereich einen ersten Axialabstand aufweist. Dieser erste Axialabstand bildet somit die erste Verfahrlänge bzw. den ersten Teilhub des Läufers.In order to be able to ensure adequate magnetic flux across the rotor and the intermediate element, it is advantageous if the intermediate element has a first contact region facing the rotor. Furthermore, it is advantageous if the rotor has a second contact region corresponding to this first contact region of the intermediate element. When the rotor is in the home position and the intermediate element is in the intermediate position, it is advantageous if the first contact region has a first axial distance from the second contact region. This first axial distance thus forms the first travel length or the first partial stroke of the rotor.

Nachdem der Läufer aus der Grundposition in die Zwischenposition über die Länge des ersten Axialabstandes verfahren wurde, liegt der zweite Kontaktbereich des Läufers am ersten Kontaktbereich des Zwischenelements an. Mittels der ersten Spule ist demnach ein derartiges erstes Magnetfeld erzeugbar, dass der zweite Kontaktbereich in magnetischer Verschieberichtung an den ersten Kontaktbereich hingezogen wird.After the rotor has been moved from the basic position to the intermediate position over the length of the first axial distance, the second contact region of the rotor bears against the first contact region of the intermediate element. Accordingly, such a first magnetic field can be generated by means of the first coil that the second contact region in the magnetic displacement direction is attracted to the first contact region.

Um den Läufer zusätzlich über eine zweite Teilhublänge verfahren zu können, ist es vorteilhaft, wenn bei in der Zwischenposition befindlichen Zwischenelement die zweite Anschlagsfläche des Zwischenelements zur Stirnseite der zweiten Spule und/oder bei in der Zwischenposition befindlichem Läufer die dritte Anschlagsfläche des Läufers zum Endanschlag des Gehäuses einen zweiten Axialabstand aufweisen. Dieser zweite Axialabstand definiert demnach den zweiten Teilhub, über den der Läufer weiterverschoben werden kann.In addition to the runner over a second Teilhublänge To be able to, it is advantageous if in the intermediate position intermediate element, the second stop surface of the intermediate element to the end face of the second coil and / or located in the intermediate position runner the third stop surface of the rotor to the end stop of the housing have a second axial distance. This second axial distance thus defines the second partial stroke over which the rotor can be further displaced.

Um einen optimalen Magnetfluss zwischen dem Läufer und dem Zwischenelement sicherstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der erste und/oder zweite Kontaktbereich eine stufenförmige und/oder sich in Richtung der Endposition verjüngende Kontur aufweist. Vorzugsweise ist diese Kontur aus mehreren konzentrischen und in Axialrichtung zueinander versetzten Kreisflächen ausgebildet.In order to be able to ensure an optimal magnetic flux between the rotor and the intermediate element, it is advantageous if the first and / or second contact region has a step-shaped and / or tapering contour in the direction of the end position. Preferably, this contour is formed of a plurality of concentric and mutually offset in the axial direction of the circular surfaces.

Zur Reduktion des konstruktiven Aufwands ist es vorteilhaft, wenn an der Stirnseite des Zwischenelements die erste Anschlagsfläche radial außerhalb und der erste Kontaktbereich radial innerhalb angeordnet sind.To reduce the constructive effort, it is advantageous if the first abutment surface is arranged radially outside and the first contact region is arranged radially inside on the end side of the intermediate element.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Linearaktor ein erstes Federelement auf. Mittels diesem ist der Läufer entgegen die magnetische Verschieberichtung federbeaufschlagt in die Grundposition, insbesondere gegen einen gehäuseseitigen Grundanschlag, gedrückt. Hierdurch kann der Läufer, nachdem er über die erste Spule in die Zwischenposition verschoben worden ist, wieder zurück in seine Grundposition verschoben werden. Dies erfolgt unmittelbar nach der Deaktivierung der ersten und/oder zweiten Spule.In an advantageous development of the invention, the linear actuator has a first spring element. By means of this, the rotor is spring-loaded against the magnetic displacement direction in the basic position, in particular against a housing-side base stop, pressed. As a result, the runner, after he has been moved over the first coil in the intermediate position, be moved back to its original position. This takes place immediately after the deactivation of the first and / or second coil.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Linearaktor ein zweites Federelement aufweist, mittels dem das Zwischenelement entgegen die magnetische Verschieberichtung federbeaufschlagt in die Zwischenposition gedrückt ist. Hierbei ist das Zwischenelement insbesondere mit seiner ersten Anschlagsfläche gegen die zugewandte Stirnseite der ersten Spule gedrückt. Bei Deaktivierung der zweiten Spule wird somit das Zwischenelement, insbesondere gemeinsam mit dem Läufer, aus der Endposition federbeaufschlagt zurück in die Zwischenposition gedrückt.It is also advantageous if the linear actuator has a second spring element, by means of which the intermediate element is pressed against the magnetic displacement direction spring-loaded in the intermediate position. Here, the intermediate element is pressed in particular with its first abutment surface against the facing end side of the first coil. Upon deactivation of the second coil thus the intermediate element, in particular together with the rotor, spring-loaded from the end position back pressed into the intermediate position.

Vorteilhaft ist es, wenn der Linearaktor eine Steuereinheit aufweist. Diese ist vorzugsweise elektrisch mit der ersten und zweiten Spule verbunden. Die Steuereinheit ist derart ausgebildet, dass mittels dieser durch Bestromen der ersten Spule ein erstes Magnetfeld erzeugbar ist. Dieses von der Steuereinheit erzeugte erste Magnetfeld ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Zwischenelement mit seiner ersten Anschlagsfläche entgegengesetzt zur magnetischen Verschieberichtung des Läufers stirnseitig gegen die erste Spule gezogen wird. Zusätzlich oder alternativ ist dieses erste Magnetfeld derart ausgebildet, dass der Läufer in magnetischer Verschieberichtung über die erste Axiallänge aus der Grundposition in die Zwischenposition verschoben wird. Hierbei wird der Läufer vom Zwischenelement magnetisch angezogen, bis dessen zweiter Kontaktbereich an dem ersten Kontaktbereich des Zwischenelements anliegt.It is advantageous if the linear actuator has a control unit. This is preferably electrically connected to the first and second coil. The control unit is designed such that by means of this by energizing the first coil, a first magnetic field can be generated. This generated by the control unit first magnetic field is preferably designed such that the intermediate element is pulled with its first stop surface opposite to the magnetic displacement direction of the rotor end face against the first coil. Additionally or alternatively, this first magnetic field is designed such that the rotor is moved in the magnetic displacement direction over the first axial length from the basic position to the intermediate position. In this case, the rotor is attracted magnetically by the intermediate element until its second contact region bears against the first contact region of the intermediate element.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass durch Bestromen der zweiten Spule ein zweites Magnetfeld erzeugbar ist. Dieses zweite Magnetfeld ist insbesondere derart ausgebildet, dass, vorzugsweise erst bei Deaktivierung der ersten Spule, der Läufer gemeinsam mit dem Zwischenelement in magnetischer Verschieberichtung über die zweite Axiallänge aus der Zwischenposition in die Endposition verschiebbar ist. Über das erste Magnetfeld kann somit ein erster Teilhub und über das zweite Magnetfeld kann somit ein zweiter Teilhub des Läufers bewirkt werden. Hierbei werden der erste Teilhub von der Steuereinheit durch Bestromung der ersten Spule und der zweite Teilhub durch Bestromung der zweiten Spule hervorgerufen.Furthermore, it is advantageous if the control unit is designed such that a second magnetic field can be generated by energizing the second coil. This second magnetic field is in particular designed such that, preferably only when the first coil is deactivated, the rotor is displaceable together with the intermediate element in the magnetic displacement direction over the second axial length from the intermediate position into the end position. Thus, a first partial stroke can be effected via the first magnetic field, and thus a second partial stroke of the rotor can be effected via the second magnetic field. In this case, the first partial stroke is caused by the control unit by energizing the first coil and the second partial stroke by energizing the second coil.

Wenn unmittelbar nachdem der Läufer die Zwischenposition erreicht hat das erste Magnetfeld bzw. die erste Spule deaktiviert wird und erst anschließend das zweite Magnetfeld bzw. die zweite Spule aktiviert wird, besteht die Gefahr, dass der Läufer vom zweiten Magnetfeld nicht adäquat erfasst und stattdessen über das erste Federelement ungewollt wieder zurück in seine Grundposition geschoben wird. Um eine sichere Übergabe des Läufers vom ersten Magnetfeld an das zweite Magnetfeld gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass nach dem Verschieben des Läufers in die Zwischenposition die erste Spule nicht deaktiviert wird, sondern gleichzeitig zur ersten Spule auch die zweite Spule bestromt wird. Dies kann über ein festgelegtes Zeitfenster erfolgen, innerhalb dem der Läufer gleichzeitig von beiden Spulen sicher in der Zwischenposition gehalten wird. Erst nach Deaktivierung der ersten Spule erfolgt dann der zweite Hub des Läufers über die zweite Spule. In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn das durch die erste Spule erzeugte Magnetfeld stärker ist als das von der zweiten Spule erzeugte Magnetfeld.If immediately after the rotor reaches the intermediate position, the first magnetic field or the first coil is deactivated and only then the second magnetic field or the second coil is activated, there is a risk that the runner is not adequately detected by the second magnetic field and instead first spring element is unintentionally pushed back to its basic position. In order to ensure a safe transfer of the rotor from the first magnetic field to the second magnetic field, it is advantageous if the control unit is designed such that after moving the rotor into the intermediate position, the first coil is not deactivated, but at the same time to the first coil the second coil is energized. This can be done over a fixed time window, within which the rotor is simultaneously held by both coils safely in the intermediate position. Only after deactivation of the first coil, the second stroke of the rotor then takes place via the second coil. In this context, it is also advantageous if the magnetic field generated by the first coil is stronger than the magnetic field generated by the second coil.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste Axiallänge bzw. die erste Hublänge und die zweite Axiallänge bzw. die zweite Hublänge zueinander unterschiedlich lang sind. Diesbezüglich ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die erste Axiallänge kürzer als die zweite Axiallänge ist. Zusätzlich oder alternativ ist es ferner vorteilhaft, wenn die Magnetkraft des ersten Magnetfeldes der ersten Spule und das Magnetfeld der zweiten Spule zueinander unterschiedlich stark sind. Vorzugsweise ist die Magnetkraft des Magnetfeldes der ersten Spule größer als diejenige des Magnetfeldes der zweiten Spule. Infolgedessen kann der erste Teilhub mit einer höheren Aktuierungskraft und der zweite Teilhub mit einer im Vergleich dazu geringeren Aktuierungskraft durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann der magnetische Linearaktor durch Anpassung der beiden Hublängen und der beiden Hubkräfte individuell an die vorliegenden Einsatzbedingungen angepasst werden.It is advantageous if the first axial length or the first stroke length and the second axial length or the second stroke length are different from each other. In this regard, it is particularly advantageous if the first axial length is shorter than the second axial length. Additionally or alternatively, it is also advantageous if the magnetic force of the first magnetic field of the first coil and the magnetic field of the second coil are different from each other. Preferably, the magnetic force of the magnetic field of the first coil is greater than that of the magnetic field of the second coil. As a result, the first partial stroke can be performed with a higher actuation force and the second partial stroke with a comparatively lower actuation force. Advantageously, the magnetic linear actuator can be individually adapted to the existing conditions of use by adjusting the two stroke lengths and the two lifting forces.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht eines Linearaktors im Längsschnitt, bei dem sich ein Läufer in einer Grundposition befindet, 1 a schematic view of a linear actuator in longitudinal section, in which a runner is in a basic position,

2 den in 1 dargestellten Linearaktor mit einer bestromten ersten Spule, so dass der Läufer in eine Zwischenposition gegen ein Zwischenelement geschoben ist, und 2 the in 1 shown linear actuator with an energized first coil, so that the rotor is pushed into an intermediate position against an intermediate element, and

3 den in 1 dargestellten Linearaktor mit deaktivierter erster Spule und bestromter zweiter Spule, so dass der Läufer gemeinsam mit dem Zwischenelement aus der Zwischenposition in eine Endposition verschoben ist. 3 the in 1 shown linear actuator with deactivated first coil and energized second coil, so that the rotor is moved together with the intermediate element from the intermediate position to an end position.

1 zeigt einen Linearaktor 1 der beispielsweise für Parksperrsysteme von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann. In diesem Fall ist der Linearaktor als Parksperrenaktor ausgebildet. Der in 1 dargestellte Linearaktor 1 umfasst einen Stator 2 und einen gegenüber diesem axialverschiebbaren Läufer 3. Der Läufer 3 umfasst eine Aktorstange, die sich durch den Linearaktor 1 hindurcherstreckt. Der Stator 2 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Gehäuse des Linearaktors 1 gebildet. 1 shows a linear actuator 1 which can be used for example for parking lock systems of motor vehicles. In this case, the linear actuator is designed as a parking lock actuator. The in 1 illustrated linear actuator 1 includes a stator 2 and a relative to this axially displaceable rotor 3 , The runner 3 Includes an actuator rod that extends through the linear actuator 1 extends. The stator 2 is according to the present embodiment by the housing of the linear actuator 1 educated.

Des Weiteren umfasst der Linearaktor 1 eine erste Spule 4 und eine zweite Spule 5. Diese sind im Inneren des Gehäuses angeordnet und fest mit dem Stator 2 verbunden. Sie sind demnach ortsfest ausgebildet. Mit der ersten Spule 4 kann eine erste Magnetkraft erzeugt werden, die im Vergleich zu einer mit der zweiten Spule 5 erzeugbaren zweiten Magnetkraft größer ist. Über eine vorliegend nicht dargestellte Steuereinheit können die beiden Spulen 4, 5 derart angesteuert werden, dass der axialverschiebbare Läufer 3 aus einer in 1 dargestellten Grundposition abbildungsgemäß nach rechts in der magnetischen Verschieberichtung in eine in 3 dargestellte Endposition magnetisch verschiebbar ist.Furthermore, the linear actuator includes 1 a first coil 4 and a second coil 5 , These are arranged inside the housing and fixed to the stator 2 connected. They are therefore stationary. With the first coil 4 For example, a first magnetic force can be generated compared to one with the second coil 5 can be generated larger second magnetic force. About a present not shown control unit, the two coils 4 . 5 be controlled such that the axially displaceable rotor 3 from an in 1 illustrated basic position according to illustration to the right in the magnetic displacement direction in an in 3 shown end position is magnetically displaceable.

Gemäß 1 ist der Läufer 3 über ein erstes Federelement 6 federbeaufschlagt in die Grundposition gedrückt. Hierbei liegt der Läufer 3 an einem Grundanschlag 7 des Stators 2 bzw. Gehäuses an. Der Läufer 3 weist eine vorliegend nicht weiter im Detail dargestellte Axialführung auf, so dass dieser linear geführt entlang der Längsachse des Linearaktors 1 aus der in 1 dargestellten Grundposition in die in 3 dargestellte Endposition verfahrbar ist. Gemäß 1 umgibt die erste Spule 4 den Läufer 3.According to 1 is the runner 3 via a first spring element 6 Fedebeaufschlagt pressed into the basic position. This is the runner 3 at a ground attack 7 of the stator 2 or housing. The runner 3 has an axial guide not shown in detail here, so that it is linearly guided along the longitudinal axis of the linear actuator 1 from the in 1 represented basic position in the in 3 shown end position is movable. According to 1 surrounds the first coil 4 the runner 3 ,

Gemäß 1 sind die beiden Spulen 4, 5 in Axialrichtung voneinander beabstandet. Die erste Spule 4 ist vorliegend im Bereich der Grundposition des Läufers 3 angeordnet. Die zweite Spule 5 ist gegenüber dieser in der magnetischen Verschieberichtung versetzt angeordnet bzw. nachgeschalten. Demnach ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Spule 5 im Bereich der Endposition des Läufers 3 positioniert.According to 1 are the two coils 4 . 5 spaced apart in the axial direction. The first coil 4 is present in the area of the basic position of the runner 3 arranged. The second coil 5 is arranged opposite to this in the magnetic displacement direction or downstream. Thus, according to the present embodiment, the second coil 5 in the area of the final position of the runner 3 positioned.

Der Linearaktor 1 umfasst ein Zwischenelement 8. Das Zwischenelement 8 kann von der ersten und zweiten Spule 4, 5 magnetisch angezogen werden. Hierfür ist das Zwischenelement insbesondere aus einem Metall, vorzugsweise Eisen oder Stahl, gefertigt.The linear actuator 1 includes an intermediate element 8th , The intermediate element 8th can from the first and second coil 4 . 5 be magnetically attracted. For this purpose, the intermediate element is in particular made of a metal, preferably iron or steel.

Das Zwischenelement ist an seiner Außenumfangsfläche 9 geführt, so dass es linear zwischen der in 1 dargestellten Zwischenposition und der in 3 dargestellten Endposition verschiebbar ist. Das Zwischenelement 8 ist zwischen den beiden Spulen 4, 5 verschiebbar angeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Zwischenelement 8 scheibenförmig ausgebildet. Des Weiteren weist das Zwischenelement 8 eine Durchgangsbohrung 10 auf. Diese ist konzentrisch zur Verschiebeachse des Läufers 3 angeordnet. Gemäß 1 erstreckt sich ein Abschnitt des Läufers 3 durch die Durchgangsbohrung 10 hindurch.The intermediate element is on its outer circumferential surface 9 guided so that it is linear between the in 1 shown intermediate position and the in 3 shown end position is displaceable. The intermediate element 8th is between the two coils 4 . 5 slidably arranged. According to the present embodiment, the intermediate element 8th disc-shaped. Furthermore, the intermediate element 8th a through hole 10 on. This is concentric with the axis of displacement of the runner 3 arranged. According to 1 extends a section of the runner 3 through the through hole 10 therethrough.

Wie bereits vorstehend erwähnt, ist das Zwischenelement 8 gemäß 1 in der Zwischenposition angeordnet und kann aus dieser in die in 3 dargestellte Endposition axial verschoben werden. Gemäß 1 ist das Zwischenelement 8 mittels eines zweiten Federelements 11 federbeaufschlagt entgegengesetzt zur magnetischer Verschieberichtung in die Zwischenposition gedrückt. Hierbei liegt das Zwischenelement 8 mit einer ersten Anschlagsfläche 12 an einem gehäuseseitigen Anschlag an. Dieser Anschlag ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Stirnseite 13 der ersten Spule 4 gebildet. Die erste Anschlagsfläche 12 des Zwischenelements 8 ist stirnseitig in einem radial äußeren Bereich ausgebildet.As already mentioned above, the intermediate element is 8th according to 1 arranged in the intermediate position and can from this into the in 3 shown end position to be moved axially. According to 1 is the intermediate element 8th by means of a second spring element 11 Fedebeaufschlagt pressed opposite to the magnetic displacement direction in the intermediate position. This is the intermediate element 8th with a first stop surface 12 on a housing-side stop. This stop is according to the present embodiment by an end face 13 the first coil 4 educated. The first stop surface 12 of the intermediate element 8th is formed frontally in a radially outer region.

Auf seiner dem Läufer 3 zugewandten Stirnseite weist das Zwischenelement 8 einen ersten Kontaktbereich 14 auf. Beim Verschieben des Läufers 3 aus der in 1 dargestellten Grundposition in die in 2 dargestellte Zwischenposition kommt der Läufer 3 in dem ersten Kontaktbereich 14 an dem Zwischenelement 8 zum Anliegen. Um einen optimalen magnetischen Fluss sicherstellen zu können, weist der Läufer 3 einen dem ersten Kontaktbereich 14 zugewandten sowie zu diesem korrespondierenden zweiten Kontaktbereich 15 auf. Vorliegend weisen die beiden Kontaktbereiche 14, 15 eine sich in Richtung der Endposition bzw. in magnetischer Verschieberichtung verjüngende Kontur auf. Diese Kontur ist vorliegend stufenförmig ausgebildet. Sie umfasst demnach jeweils mehrere zueinander konzentrische und in Axialrichtung zueinander versetzte Kreisflächen 16, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Gemäß 1 ist der erste Kontaktbereich 14 des Zwischenelements 8 radial innerhalb angeordnet, wohingegen – wie bereits vorstehend erwähnt – die erste Anschlagsfläche 12 im Vergleich dazu radial außerhalb angeordnet ist.On his the runner 3 facing end face, the intermediate element 8th a first contact area 14 on. When moving the runner 3 from the in 1 represented basic position in the in 2 shown intermediate position comes the runner 3 in the first contact area 14 at the intermediate element 8th to the concern. To ensure optimum magnetic flux, the rotor points 3 one the first contact area 14 facing and corresponding to this second contact area 15 on. In the present case, the two contact areas 14 . 15 a tapering in the direction of the end position or in the magnetic displacement direction contour. This contour is presently stepped. Accordingly, it comprises a plurality of concentric and mutually offset in the axial direction circular surfaces 16 of which, for reasons of clarity, only one is provided with a reference numeral. According to 1 is the first contact area 14 of the intermediate element 8th arranged radially inside, whereas - as already mentioned above - the first stop surface 12 in comparison is arranged radially outside.

Gemäß 1 weist der sich in der Grundposition befindliche Läufer 3 zu dem in der Zwischenposition befindlichen Zwischenelement 8 einen ersten Axialabstand 17 auf. Dieser erste Axialabstand 17 entspricht dem axialen Verschiebeweg, um den Läufer 3 aus der in 1 dargestellten Grundposition in die in 2 dargestellte Zwischenposition zu verschieben.According to 1 indicates the runner in the basic position 3 to the intermediate element located in the intermediate position 8th a first axial distance 17 on. This first axial distance 17 corresponds to the axial displacement to the rotor 3 from the in 1 represented basic position in the in 2 to move shown intermediate position.

Um den Läufer 3 aus der in 2 dargestellten Zwischenposition in die in 3 dargestellte Endposition zu bringen, muss dieser über die Länge eines zweiten axialen Verschiebeweges in Richtung der zweiten Spule 5 verschoben werden. Dieser zweite Verschiebeweg entspricht einem zweiten Axialabstand 18. Dieser ist vorliegend gemäß 1 zwischen der dem Zwischenelement 8 zugewandten Stirnseite 19 der zweiten Spule 5 und dem Zwischenelement 8 ausgebildet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Zwischenelement 8 an seiner der zweiten Spule 5 zugewandten Stirnseite eine zweite Anschlagsfläche 20 auf. Gemäß 3 liegt das Zwischenelement 8 – wenn es in die Endposition verschoben ist – mit dieser zweiten Anschlagsfläche 20 an der Stirnseite 19 der zweiten Spule 5 an. Zusätzlich oder alternativ kann die Position des Zwischenelements 8 und/oder des Läufers 3 über einen gehäuseseitigen Endanschlag 22 festgelegt sein. Dieser korrespondiert gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem Läufer 3. Hierfür ist an dem Läufer 3 eine dritte Anschlagsfläche im Bereich seines durch die Durchgangsbohrung 10 reichenden Endes ausgebildet. Beim Verschieben des Läufers 3 aus der in 1 dargestellten Grundposition in die in 3 dargestellte Endposition kommt der Läufer 3 mit der dritten Anschlagsfläche 21 an dem gehäuseseitigen Endanschlag 22 zum Anliegen. Dieser Endanschlag 22 ist vorliegend an einem sich in Axialrichtung zum Läufer 3 hin erstreckenden Fortsatz 23 ausgebildet.To the runner 3 from the in 2 shown intermediate position in the in 3 To bring shown end position, this must over the length of a second axial displacement in the direction of the second coil 5 be moved. This second displacement corresponds to a second axial distance 18 , This is present according to 1 between the intermediate element 8th facing end face 19 the second coil 5 and the intermediate element 8th educated. According to the present embodiment, the intermediate element 8th at its the second coil 5 facing end face a second stop surface 20 on. According to 3 lies the intermediate element 8th - When it is moved to the end position - with this second stop surface 20 at the front 19 the second coil 5 at. Additionally or alternatively, the position of the intermediate element 8th and / or the runner 3 via a housing end stop 22 be set. This corresponds to the runner according to the present embodiment 3 , This is on the runner 3 a third abutment surface in the region of its through the through hole 10 educated in the end. When moving the runner 3 from the in 1 represented basic position in the in 3 End position shown comes the runner 3 with the third stop surface 21 on the housing end stop 22 to the concern. This end stop 22 is present at a in the axial direction to the rotor 3 extending extension 23 educated.

Der wesentliche Vorteil des vorgeschlagenen Linearaktors besteht im Wesentlichen darin, dass mittels diesem ein großer Hub, d. h. ein großer axialer Verschiebeweg, mit zugleich hoher Aktuierungskraft, insbesondere im Bereich des ersten axialen Verfahrweges bzw. ersten Axialabstandes 17, bewirkt werden kann. Hierbei erfolgt die Verschiebung des Läufers 3 über die Länge des ersten Axialabstandes 17 mittels der ersten Spule 4 und anschließend über die Länge des zweiten Axialabstandes 18 mittels der zweiten Spule 5.The essential advantage of the proposed linear actuator consists essentially in that by means of this a large stroke, ie a large axial displacement, at the same time high Aktuierungskraft, especially in the region of the first axial travel or first axial distance 17 , can be effected. Here, the displacement of the rotor takes place 3 over the length of the first axial distance 17 by means of the first coil 4 and then over the length of the second axial distance 18 by means of the second coil 5 ,

Gemäß 1 ist der Läufer 3 über das erste Federelement 6 federbeaufschlagt in die Grundposition gedrückt. Hierbei liegt der Läufer 3 mit einer Anschlagsfläche an einem statorseitigen Grundanschlag 7 an. Das Zwischenelement 8 befindet sich im Gegensatz dazu in der Zwischenposition, so dass der erste Kontaktbereich 14 vom zweiten Kontaktbereich 15 beabstandet ist, nämlich im Umfang des ersten Axialabstandes 17. Das zweite Federelement 11 drückt das Zwischenelement 8 federbeaufschlagt in diese Zwischenposition. Hierbei wird das Zwischenelement 8 mit seiner ersten Anschlagsfläche 12 federbeaufschlagt gegen die Stirnseite 13 der ersten Spule 4 gedrückt.According to 1 is the runner 3 over the first spring element 6 Fedebeaufschlagt pressed into the basic position. This is the runner 3 with a stop surface on a stator base stop 7 at. The intermediate element 8th in contrast, is in the intermediate position, leaving the first contact area 14 from the second contact area 15 is spaced, namely in the extent of the first axial distance 17 , The second spring element 11 pushes the intermediate element 8th Fedebeaufschlagt in this intermediate position. This is the intermediate element 8th with its first stop surface 12 Fedebeaufschlagt against the front side 13 the first coil 4 pressed.

Eine vorliegend nicht dargestellte Steuereinheit des Linearaktors 1 ist derart ausgebildet, dass mittels dieser zum magnetischen Verschieben des Läufers 3 in die magnetische Verschieberichtung bzw. entlang der Längsachse des Linearaktors 1 die erste Spule 4 bestromt werden kann. Hierdurch wird ein erstes Magnetfeld erzeugt, das derart ausgebildet ist, dass das Zwischenelement 8 gegen die Stirnseite 13 der ersten Spule 4 magnetisch gezogen wird. Des Weiteren wird mittels der Steuereinheit ein derartiges erstes Magnetfeld der ersten Spule 4 erzeugt, dass der Läufer 3 aus der in 1 dargestellten Grundposition in Richtung des ersten Kontaktbereiches 14 des Zwischenelements 8 gezogen wird. Hierbei wird das erste Federelement 6 gestaucht. Über das Magnetfeld der ersten Spule 4 wird der Läufer 3 demnach so weit in Richtung des Zwischenelements 8 verschoben, bis dessen zweiter Kontaktbereich 15 an dem ersten Kontaktbereich 14 des Zwischenelementes 8 zum Anliegen kommt. In diesem in 2 dargestellten Zustand befindet sich der Läufer 3 somit in der Zwischenposition, in der sich auch das Zwischenelement 8 zu diesem Zeitpunkt befindet. Im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Zustand ist der Läufer 3 in dem in 2 dargestellten Zustand über die Länge des ersten Axialabstandes 17 mittels der ersten Spule 4 magnetisch verschoben.A not shown here control unit of the linear actuator 1 is formed such that by means of this for magnetic displacement of the rotor 3 in the magnetic displacement direction or along the longitudinal axis of the linear actuator 1 the first coil 4 can be energized. As a result, a first magnetic field is generated, which is designed such that the intermediate element 8th against the front side 13 the first coil 4 is pulled magnetically. Furthermore, by means of the control unit, such a first magnetic field of the first coil 4 that generates the runner 3 from the in 1 shown basic position in the direction of the first contact area 14 of the intermediate element 8th is pulled. Here, the first spring element 6 compressed. About the magnetic field of the first coil 4 becomes the runner 3 therefore, so far in the direction of the intermediate element 8th shifted until its second contact area 15 at the first contact area 14 of the intermediate element 8th comes to the concern. In this in 2 shown state is the runner 3 thus in the intermediate position, in which also the intermediate element 8th located at this time. Compared to the in 1 shown state is the runner 3 in the 2 shown state over the length of the first axial distance 17 by means of the first coil 4 shifted magnetically.

Um zu vermeiden, dass beim Deaktivieren der ersten Spule 4 der Läufer 3 über das erste Federelement 6 wieder zurück in die Grundstellung verschoben wird, wird von der vorliegend nicht dargestellten Steuereinheit die erste Spule 4 nicht deaktiviert, sondern zeitgleich auch die zweite Spule 5 bestromt. Innerhalb dieses Zeitfensters wird der Läufer 3 somit sowohl durch das durch die erste Spule 4 erzeugte Magnetfeld als auch durch das durch die zweite Spule 5 erzeugte zweite Magnetfeld in der in 2 dargestellten Zwischenposition gehalten. Dadurch, dass das durch die erste Spule 4 erzeugte erste Magnetfeld eine größere Kraft auf den Läufer 3 auswirkt als das durch die zweite Spule 5 erzeugte zweite Magnetfeld, werden der Läufer 3 und das Zwischenelement 8 zunächst nicht weiter in Richtung der Endposition verschoben. Erst wenn über die Steuereinheit die erste Spule 4 deaktiviert wird, wird der Läufer 3 und das Zwischenelement 8 gemeinsam über das durch die zweite Spule 5 erzeugte zweite Magnetfeld weiter in Richtung der Endposition verschoben. Hierbei wird das erste Federelement 6 weiter gestaucht. Zusätzlich erfolgt über die Länge des zweiten Axialabstandes 18 nunmehr eine Stauchung des zweiten Federelementes 11.To avoid disabling the first coil 4 the runner 3 over the first spring element 6 is moved back to the normal position, is the first coil of the present not shown control unit 4 not deactivated, but at the same time the second coil 5 energized. Within this time window will be the runner 3 thus both through the first coil 4 generated magnetic field as well as through the second coil 5 generated second magnetic field in the 2 held intermediate position held. By doing that through the first coil 4 generated first magnetic field a greater force on the runner 3 acts as that through the second coil 5 generated second magnetic field, become the runner 3 and the intermediate element 8th initially not moved further towards the final position. Only when the first coil via the control unit 4 is disabled, becomes the runner 3 and the intermediate element 8th together over that through the second coil 5 generated second magnetic field shifted further towards the end position. Here, the first spring element 6 further compressed. In addition, over the length of the second axial distance 18 now a compression of the second spring element 11 ,

Über die zweite Spule 5 wird der Läufer 3 und das Zwischenelement 8 so weit verschoben, bis die dritte Anschlagsfläche 21 des Läufers 3 an dem Fortsatz 23, insbesondere an dem Endanschlag 22, anstößt (vgl. 3). Zusätzlich oder alternativ kann die Endposition des Läufers 3 und/oder des Zwischenelements 8 aber auch über die zweite Anschlagsfläche 20 des Zwischenelements 8 gebildet sein. Gemäß dem vorliegenden dargestellten Ausführungsbeispiel schlägt demnach das Zwischenelement 8 mit seiner zweiten Anschlagsfläche 20 an der Stirnseite 19 der zweiten Spule 5 an.About the second coil 5 becomes the runner 3 and the intermediate element 8th moved so far until the third stop surface 21 of the runner 3 on the extension 23 , in particular at the end stop 22 , abuts (cf. 3 ). Additionally or alternatively, the end position of the runner 3 and / or the intermediate element 8th but also on the second stop surface 20 of the intermediate element 8th be formed. According to the present illustrated embodiment, therefore suggests the intermediate element 8th with its second stop surface 20 at the front 19 the second coil 5 at.

Gemäß 3 befindet sich der Läufer 3 und das Zwischenelement 8 somit in ihrer Endposition, was dem maximalen Hub des Linearaktors 1 entspricht. Sobald die zweite Spule 5 von der Steuereinheit nicht mehr bestromt bzw. deaktiviert ist, wird das Zwischenelement 8 über das zweite Federelement 11 aus seiner in 3 dargestellten Endposition zurück in die in 1 und 2 dargestellte Zwischenposition zurückverschoben. Gleichzeitig wird auch der Läufer 3 über das erste Federelement 6 und das zweite Federelement 11 aus der in 3 dargestellten Endposition in die in 2 dargestellte Zwischenposition verschoben. In dieser angelangt wird der Läufer 3 über das erste Federelement 6 aus der in 2 dargestellten Zwischenposition weiter in die in 1 dargestellte Grundposition verschoben.According to 3 is the runner 3 and the intermediate element 8th thus in its final position, which is the maximum stroke of the linear actuator 1 equivalent. Once the second coil 5 is no longer energized or deactivated by the control unit, the intermediate element 8th over the second spring element 11 from his in 3 shown end position back to the in 1 and 2 shifted back position shown. At the same time also the runner becomes 3 over the first spring element 6 and the second spring element 11 from the in 3 shown end position in the in 2 shown intermediate position shifted. In this arrived the runner 3 over the first spring element 6 from the in 2 shown intermediate position in the in 1 displayed basic position shifted.

Mittels des vorgeschlagenen Linearaktors 1 kann der Läufer 3 somit über zwei Hubbereiche bzw. zwei axiale Verschiebewege verschoben werden. Diese entsprechen dem ersten Axialabstand 17 und dem zweiten Axialabstand 18. Des Weiteren sind die beiden Spulen 4, 5 vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie ein unterschiedlich starkes Magnetfeld erzeugen können. Infolgedessen kann der Läufer 3 über die Länge des ersten Axialabstandes 17 mittels der ersten Spule 4 mit einer ersten magnetischer Kraft und über die Länge des zweiten Axialabstandes 18 mit einer dazu unterschiedlichen, insbesondere niedrigeren, magnetischen Kraft verfahren werden. Hierdurch kann die Aktuierungskraft insbesondere am Hubanfang deutlich erhöht werden. Des Weiteren kann der Gesamthub des Linearaktors 1 vergrößert werden, der sich aus den vorstehend genannten Teilhüben, insbesondere dem ersten Axialabstand 17 und dem zweiten Axialabstand 18, zusammensetzt.By means of the proposed linear actuator 1 can the runner 3 thus be moved over two stroke ranges or two axial displacement paths. These correspond to the first axial distance 17 and the second axial distance 18 , Furthermore, the two coils 4 . 5 preferably designed such that they can generate a different strong magnetic field. As a result, the runner can 3 over the length of the first axial distance 17 by means of the first coil 4 with a first magnetic force and over the length of the second axial distance 18 be moved with a different, in particular lower, magnetic force. As a result, the Aktuierungskraft can be significantly increased in particular at the beginning of stroke. Furthermore, the total stroke of the linear actuator 1 be increased, arising from the above partial strokes, in particular the first axial distance 17 and the second axial distance 18 , composed.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.The present invention is not limited to the illustrated and described embodiments. Variations within the scope of the claims are also possible as a combination of features, even if they are shown and described in different embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: LinearaktorLinear Actuator
22: Statorstator
33: Läuferrunner
44: erste Spulefirst coil
55: zweite Spulesecond coil
66: erstes Federelementfirst spring element
77: Grundanschlagground attack
88th: Zwischenelementintermediate element
99: AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
1010: DurchgangsbohrungThrough Hole
1111: zweites Federelementsecond spring element
1212: erste Anschlagsflächefirst stop surface
1313: Stirnseite der ersten SpuleFront side of the first coil
1414: erster Kontaktbereichfirst contact area
1515: zweiter Kontaktbereichsecond contact area
1616: Kreisflächecircular area
1717: erster Axialabstandfirst axial distance
1818: zweiter Axialabstandsecond axial distance
1919: Stirnseite der zweiten SpuleFront side of the second coil
2020: zweite Anschlagsflächesecond stop surface
2121: dritte Anschlagsflächethird stop surface
2222: Endanschlagend stop
2323: Fortsatzextension

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005057794 A1 [0002]

Claims

Electromagnetic linear actuator ( 1 ), in particular for a parking brake, with a stator ( 2 ), a relative to this axially displaceable rotor ( 3 ) and a first coil ( 4 ), by means of which the runner ( 3 ) is displaceable when energized from a basic position to an intermediate position, characterized in that the linear actuator ( 1 ) one of the first coil ( 4 ) downstream second coil ( 5 ), by means of which the runner ( 3 ) is further displaced in an end position when energized from the intermediate position.

Linear actuator according to the preceding claim, characterized in that the linear actuator ( 1 ) an axially displaceable intermediate element ( 8th ), preferably in the axial direction between the two coils ( 4 . 5 ) and / or is displaceable between the intermediate position and the end position.

Linear actuator according to the preceding claim 2, characterized in that the intermediate element ( 8th ) is disc-shaped, on its outer peripheral surface ( 9 ) is guided and / or a through hole ( 10 ), preferably through which the runner ( 3 ) at least partially extends.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 2 to 3, characterized in that the intermediate element ( 8th ) in the region of the first coil ( 4 ) facing end face a first stop surface ( 12 ), with which the intermediate element ( 8th ) in the intermediate position on the front side of the first coil ( 4 ) is present.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the intermediate element ( 8th ) in the region of its second coil ( 5 ) facing a second stop face ( 20 ), with which the intermediate element ( 8th ) in the end position on the front side of the second coil ( 5 ), and / or that the runner ( 3 ) a third stop surface ( 21 ), with which this in the end position on a housing-side end stop ( 22 ) is present.

Linear actuator according to the preceding claim 5, characterized in that in the intermediate position, the second stop surface ( 20 ) to the front side ( 19 ) of the second coil ( 5 ) and / or the third stop surface ( 21 ) of the runner ( 3 ) to the end stop ( 22 ) of the housing an axial distance ( 18 ) exhibit.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 2 to 6, characterized in that the intermediate element ( 8th ) a the runner ( 3 ) facing first contact area ( 14 ), of which a corresponding second contact area ( 15 ) of the runner ( 3 ) a further axial distance ( 17 ), when the runner ( 3 ) is in the home position and / or on which it is present when the runner ( 3 ) is in the intermediate position and together with the intermediate element ( 8th ) is moved further into the end position.

Linear actuator according to the preceding claim 7, characterized in that the first and / or second contact region ( 14 . 15 ) has a step-shaped and / or tapering in the direction of the end position contour, which preferably consists of a plurality of concentric and mutually offset in the axial direction circular surfaces ( 16 ) is trained.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 7 to 8, characterized in that on the end face of the intermediate element ( 8th ) the first stop surface ( 12 ) radially outward and the first contact area ( 14 ) are arranged radially inside.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims, characterized in that the linear actuator ( 1 ) a first spring element ( 6 ), by means of which the runner ( 3 ) against the magnetic displacement direction spring loaded in the basic position, in particular against a housing-side base stop ( 7 ), is pressed.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 2 to 10, characterized in that the linear actuator ( 1 ) a second spring element ( 11 ), by means of which the intermediate element against the magnetic displacement direction spring-loaded in the intermediate position, in particular with its first abutment surface ( 12 ) against the facing end face ( 13 ) of the first coil ( 4 ), is pressed.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 2 to 11, characterized in that the linear actuator ( 1 ) has a control unit, by means of which by energizing the first coil ( 4 ) a first magnetic field can be generated, that the intermediate element ( 8th ) with its first stop surface ( 12 ) opposite to the magnetic displacement direction of the rotor ( 3 ) frontally against the first coil ( 4 ) pulls and / or the runner ( 3 ) in magnetic displacement direction over the first axial distance ( 17 ) moves from the basic position to the intermediate position and against the intermediate element ( 8th ) pulls.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims 2 to 12, characterized in that the control unit is designed in this way is that by energizing the second coil ( 5 ) a second magnetic field can be generated which, in particular when the first coil is deactivated ( 4 ) the runner ( 3 ) together with the intermediate element ( 8th ) in the magnetic displacement direction over the second axial distance ( 18 ) moves from the intermediate position to the end position.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control unit is designed such that after moving the rotor ( 3 ) in the intermediate position simultaneously with the first coil ( 4 ) also the second coil ( 5 ) can be energized within a time window.

Linear actuator according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first axial distance ( 17 ) shorter than the second axial distance ( 18 ) and / or that the magnetic force of the magnetic field of the first coil ( 4 ) greater than that of the magnetic field of the second coil ( 5 ).