CN103430251B - 电磁促动器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁促动器装置，其具有包围静止的磁轭单元的第一磁轭区段的、且可通过通电激活的线圈单元和可相对磁轭单元移动地导引的、与输出侧的调节对象共同作用的、且能被驱动用于执行调节运动的衔铁器件，通过形成位于所述第一磁轭区段外部的用于通过所述被激活的线圈单元产生的磁通的气隙，所述衔铁器件与所述磁轭单元的至少一个第二磁轭区段共同作用。按本发明规定，永磁器件磁并联于所述线圈单元地连接成，使得所述永磁器件的永磁通通过所述第一磁轭区段实现，流动经过所述气隙的、所述线圈单元的线圈磁通与流动经过所述气隙的、所述永磁器件的永磁通磁并联地和/或同向地叠加，并且所述线圈单元通过通电的激活引起所述永磁器件的永磁通至少部分地从所述第一磁轭区段移动，尤其是转移到所述第二磁轭区段中。

Description

电磁促动器装置

技术领域

本发明涉及一种电磁促动器装置，该电磁促动器装置具有包围静止的磁轭单元的第一磁轭区段的、且能通过通电激活的线圈单元和能相对磁轭单元移动地导引的、与输出侧的调节对象共同作用的、且能被驱动用于执行调节运动的衔铁器件，通过形成位于第一磁轭区段外部的、用于通过被激活的线圈单元产生的磁通的气隙，衔铁器件与磁轭单元的至少一个第二磁轭区段共同作用。本发明还涉及一种电磁促动器装置，该电磁促动器装置具有包围静止的磁轭单元的第一磁轭区段的且能通过通电激活的线圈单元和能相对磁轭单元移动地导引的、与输出侧的调节对象共同作用的，能被驱动用于执行调节运动且由线圈单元至少部分地包围的衔铁器件，通过形成用于通过被激活的线圈单元产生的磁通的气隙，衔铁器件与磁轭单元的第一磁轭区段共同作用。

背景技术

在这种装置中，在静止的磁轭单元上这样地设置(一般横截面为圆柱体的)线圈单元，使得它包围磁轭单元的第一磁轭区段并且在通电时将磁通引入磁轭单元中。然后，通过(工作)气隙该线圈磁通与衔铁器件共同作用，该衔铁器件又执行期望的用于输出侧的调节对象的促动或调节运动。在此一方面作为同一类的前提是，在这种横向扩展的线圈中，线圈单元设有与形成气隙的第二磁轭区段间隔的对应的第一磁轭区段，亦即，气隙完全设置在第一磁轭区段的外部。而与之相关地基于申请人内部的、未公开的现有技术，另一方面作为同一类已知的前提是，线圈单元至少部分地或局部区段地包围(并因此也直接与衔铁器件共同作用)(工作)气隙，这相当于一般的，轴向地沿直线的衔铁运动方向提供的电磁调节元件的功能作用。

两个类型相同的原理分别具有一定的优点，因此例如才提到的方法能够通过激活(通电)线圈单元实现在由磁轭单元形成的、一般具有多条支路的磁通回路内有针对性地影响磁通。而在此确定可能不利的是，线圈单元的线圈效率(通过产生不期望的散射场)不是最佳的，此外，扩展线圈的这种方法具有通过线圈磁通作用到衔铁单元上的可能的横向力问题，亦即，力(或力分量)并非(仅)沿直线的衔铁运动方向延伸，而是附加地引起倾斜并因此促进磨损，这尤其降低了这种装置低磨损连续运行的能力。

而由线圈单元包围或包套的衔铁单元的同一类型的原理很少与这种横向力有关，当然例如取决于结构地限制了将附加的磁通(通过工作气隙)引入衔铁单元的可能性，并且主要由线圈尺寸确定。因此，又产生很多在可供使用的结构空间利用和/或匹配方面的缺点，可能的热损失或绕组损失或类似缺点。附加地例如在利用这种电磁促动装置来进行阀门控制时因此起阀门作用的衔铁单元借助线圈单元的包围产生的问题是，可能限制分别要受阀门影响的流体的输入和输出。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，针对静止的磁轭单元内的磁通的灵活性改进电磁促动器装置，(尤其是在优化效率的同时)创造这种电磁促动器装置与结构空间限制匹配的和/或最小化可能的磨损的可能性。

该技术问题通过一种电磁促动器装置解决，该电磁促动器装置具有包围静止的磁轭单元的第一磁轭区段的、且能通过通电激活的线圈单元和能相对磁轭单元移动地导引的、与输出侧的调节对象共同作用的、且能被驱动用于执行调节运动的衔铁器件，通过形成位于第一磁轭区段外部的、用于通过被激活的线圈单元产生的磁通的气隙，衔铁器件与磁轭单元的至少一个第二磁轭区段共同作用，按本发明，永磁器件平行于线圈单元磁性地连接成，使得永磁器件的永磁通通过第一磁轭区段实现，流动经过气隙的、线圈单元的线圈磁通与流动经过气隙的、永磁器件的永磁通磁并联和/或同向地叠加。

以按本发明的有利的方式，按本发明的第一方面，永磁器件磁并联于线圈单元，使得永磁器件的(附加的)永磁通可以通过(在线圈单元上的)第一磁轭区段实现，因此至少在未被激活的线圈单元中进行永磁器件的磁短路。同时，按本发明设置，线圈单元的流动经过(优选唯一的)气隙的线圈磁通与永磁器件流动经过气隙的永磁通磁并联和/或同向地叠加，因此实现，至少在给线圈单元通电时，永磁通(或永磁通的至少一个分量)流动经过气隙，以便在线圈单元通过通电的这种激活情况下永磁通至少部分地从第一磁轭区段(即，线圈单元连续的、无气隙的区段)，移动流入与(工作)气隙共同作用的第二磁轭区段并且与该磁通移动或磁通位移相应地导致影响与气隙共同作用的衔铁单元的调节或开关特性。

换言之，按本发明的第一方面，本发明有利的是，作为给线圈单元通电的反应，由此产生的线圈磁通造成永久磁器件的永久磁通的移动或转移。因此，由线圈产生的线圈磁通获得永磁体的反向磁场的特性并因此可能有效地、可能地(相对线圈磁通)、磁通强化地影响永磁通，在最简单的情况下针对各分支接通或断开。

按本发明的效果显得特别关注并且在实践中有益的是，当备选于持续地给线圈单元通电进行仅脉冲式地激活时，如按扩展设计规定，并且然后作为对脉冲式激活的反应，(和已经由此引起的移动或促动器装置的参与的运动单元的反应)实现单稳态或双稳态的开关特性。例如包括这种情况，作为对给线圈单元脉冲式通电的反应，于是引起的衔铁运动(该衔铁运动然后使永磁通的、适合的至少一个部分转移到气隙中并因此提高衔铁力)导致气隙关闭。然后这可以有利地导致，在该开关状态下永磁通(例如由于具有减小或闭合的气隙的第二磁轭区段更小的磁阻)主要流动通过该第二磁轭区段，因此然后此关闭气隙的衔铁位置通过永磁器件的作用保持稳定，而不必例如对线圈单元进行另外的、继续的通电。因此实现了该装置的双稳态。

若然后又在本发明的扩展设计中给衔铁器件配备例如压力弹簧或复位弹簧形式的复位装置，衔铁克服该该复位装置以前面运行的方式工作，则可以通过适合的建立例如弹簧力进一步影响衔铁单元的运动和/或开关特性，形成例如离开(abweisend)的单稳态，其中，然后在结束通电脉冲之后，设计得足够大的(弹簧)复位力使衔铁单元克服永磁通的力作用复位到初始位置。

又作为补充或备选可以以另外已知的方式，通过调节用于衔铁单元或气隙的有效距离(例如通过在第二磁轭区段上使用适合的非磁性的防黏附或粘合垫片)影响黏附和运动特性，方式是即例如这种非磁性的调整垫片增大衔铁和磁轭之间的气隙。

在所有这些实施形式中，既包含在本发明中的是，并且在适合设计方案的框架内可以形成单独的(优选长形构造的且沿延伸方向轴向磁化的)、磁体元件形式的永磁器件，也可以使用多个这种永磁元件，所述多个这种永磁元件然后设置在适合的位置上，尤其也相对气隙和/或线圈单元对置地设置，同样也包含在本发明中的是，设置多个适合地也彼此无关地导引或支承的衔铁单元形式的衔铁器件，其中，然后按本发明的第二磁轭区段与磁轭单元的多个区域或区段相应地实现。

又在与各应用领域匹配的观点下也有利的并且有意义的，但并非限制性地规定，例如轴向平行于(至少一个)衔铁单元的直线运动方向设置永磁器件的轴向的延伸方向(又相应于磁化方向)，又按扩展设计平行于该轴线(或轴线之一)地形成(由线圈单元包围的)第一磁轭区段的延伸方向，又按扩展设计并且有利地这样设置具有线圈轴线或线圈纵轴线的线圈单元，使得衔铁运动方向平行于线圈纵轴线进行。所有这种扩展设计也彼此无关地有利地使用在本发明的框架内。

尤其在现有技术问题的背景下，借助一个共同的线圈单元操作多个衔铁单元，按扩展设计规定并且优选，各对应的第二磁轭区段被设置得与该衔铁单元适合地相邻和/或相对线圈单元分散在周长上，以便因此可以实现几何形状或结构优点。

作为补充或备选，按扩展设计，该灵活性也适用于这种可能性，即，将多个单独的永磁元件形式的、按本发明的永磁器件分散地和/或在相对线圈单元和/或至少一个衔铁单元(或各对应的衔铁区段)预先确定的位置上定位。因此然后可以补充且有利地，除了(安装)空间优化外，尤其也优化了前面所描述的、在衔铁器件上的横向力问题，方式是使一方面线圈单元的各(工作)磁通分量以及另一方面永磁元件的永磁通分量这样地按磁通彼此平衡，使得在(单独的衔铁单元，按扩展设计也可能多个衔铁单元的)衔铁器件上的不利的横向力效果被最小化。

在这种优选的扩展设计框架内特别有利的是，产生磁通的各部件或对磁通反应的部件(具有第一磁轭区段的线圈单元、具有第二磁轭区段的衔铁器件和气隙、永磁器件)借助磁导元件，进一步优选分别在两端通过形成并联磁路或由至少两个导磁回路构成的导磁装置连接，其中，已表明在结构上和磁性上特别有利的是，这种导磁元件(该导磁元件尤其也可以实现为例如一体式的磁轭单元，备选地由预先确定的组件组成的组合式磁轭单元)被规定为垂直于至少一个衔铁单元的(直线)运动方向或垂直于至少一个永磁单元的磁化方向或垂直于第一磁轭区段的纵向(因此垂直于线圈单元的延伸方向)走向。进一步优选可以设置在所述磁性构件两端的这种磁导元件可以适合地形成为平坦的部件(例如形成为薄板)和/或利用具有至少一个平坦面的构造，以便有利地例如其他已知的、磁性地导磁的板(该板又可以在制造技术上有利地冲压而成并因此能够实现大批量有用)适合地堆积地使用，以实现磁轭单元不同的区段。

在本发明的其他优化方案中，尤其在提供多个的(单独)磁体元件和线圈装置的单个线圈中，例如可以，为了实现前述的本发明原理，将永磁单元和线圈单元彼此成对地布置，以便相对这种对，各永磁通可以流动通过对应的线圈单元的第一磁轭区段，而然后各线圈单元的通电以按本发明的方式将用于影响衔铁运动的永磁通转移到用于一个或多个衔铁单元的至少一个第二磁轭区段中。然后又按扩展设计，在用于各装置的几何形状和尺寸(或根据各安装条件)优化的框架内，这对线圈单元/永磁单元适合地相对衔铁器件定向，例如适合地围绕衔铁器件弧形和/或圆形地，又适合地并且进一步优选通过一端或两端作用的导磁元件磁性地耦合。

因此，按本发明的第二方面，使用按本发明的永磁器件，以便影响电磁促动器装置的磁通和调节特性，其中，线圈单元至少部分地包围工作气隙和/或衔铁器件，也就是说不存在如本发明第一方面的侧面移出的装置。

在此在线圈单元的两侧，磁轭单元的导磁区段仍然设置在第一磁轭区段的外部，以便形成至少一个无气隙的磁通分支。永磁器件在本发明方面的框架内这样地磁并联于线圈单元，使得在线圈单元未通电的状态下，永磁器件永磁通导引经过该导磁的区段，因此在线圈单元未被激活时导磁的区段用作永磁器件的磁短路。

但然后根据本发明具有决定性意义的思想，线圈单元通过通电的激活导致至少部分地磁通移动，尤其是永磁通从磁轭单元的导磁的区段到第一磁轭区段(并因此通过气隙)中的磁通位移，然后由此影响衔铁力。因此本发明方面也能够有利地实现，作为对线圈单元的激活的反应，有针对性地影响，尤其相对第一磁轭区段和衔铁单元接通或断开，附加导磁地耦合到系统内的永磁通。

即使在本发明方面中，开头讨论的可能性也适合各磁性作用的区段在几何形状上形成为由一部分或多部分构成的，其中，例如本发明优选的实施形式规定，按本发明的导磁的区段(用于在线圈单元的未通电状态下导引永磁通)形成至少两个相互磁并联地走向的磁导分支，这两个磁导分支例如可以优选与线圈装置周面相邻地设置，进一步优选相对线圈装置彼此对置。

以特别优选的方式，导磁的区段，例如设计成促动器装置的、导磁的壳体(尤其是套壳)的区段或区域，其中，该套壳按扩展设计周面地包围线圈单元并且永磁器件要么设置在套壳上，要么设置在套壳中，以便实现所述的磁通导向；特别有利的是，例如永磁器件的磁化方向平行于衔铁器件的运动方向走向，以便在该情况下即使在一般的套筒或圆柱形的壳体中，永磁器件的延伸方向和磁化方向也平行于套筒或圆柱体的轴向走向。

作为补充或备选可行的是，永磁器件，又按扩展设计以所述的相对定向，从外部装上套壳的(闭合的)壳体区段，以便因此然后又侧向(短路)磁通在线圈单元未通电状态时可以流动；备选的实施形式可以规定，(长形的)永磁器件设置在适合的尺寸的且端侧导磁接合的、套壳的凹处(缝或缺口)中。

按扩展设计规定永磁器件和第一磁轭区段通过适合的垂直于各延伸方向走向的磁导区域或导磁元件(与线圈单元)连接的可能性也适用于本发明的此方面，其中，该导磁元件又作为磁轭单元的组成部分，按扩展设计可以实现为平坦的和/或能借助单独板或板叠适合大批量生产。

结果，通过本发明的两个方面，产生惊人高效的、高度灵活的、线圈单元、衔铁器件和永磁单元的系统，该系统将优化的机械布置和/或结构空间利用的可能性与磁性的磁通优化结合以便(就例如线圈单元而言)部件的尺寸设计、损失最小化和就衔铁单元而言防止不期望的可能的横向力，因此也能够实现磨损的优化。

附图说明

本发明其他的优点、特点和细节从实施例的下列说明中以及根据附图获得；附图中：

图1是说明本发明第一方面的功能元件的主要功能及其共同作用的简略图；

图2至图5：按图1的功能元件在通电工作时共同作用以达到双稳态；

图6、图7：用于实现图1的变型和永磁通不同的导引；

图8至图12：是本发明第一方面的另一个变型，具有通过磁导器件连接的并联布置的多个衔铁单元或多个单独的永磁元件；

图13至图15：具体的、立体示出的且结构上机械地实现本发明第一方面的实施形式，此布置包括线圈单元和一对两端部通过平坦的磁导器件连接的永磁体；

图16，17：对图13至图15的结构变型的简略的环境图，具有两个成对布置在衔铁单元两侧的线圈-永磁体对；

图18至图21：是线圈-永磁体对相对中间衔铁单元在圆周上的另外的布置；

图22和图23：是永磁体和线圈与图18至21的结构相似的非对称的变型；

图24，25：以包围衔铁单元或气隙的线圈装置说明本发明第二方面的原理图；

图26至图31：永磁器件与壳套(作为导磁区段)关联的不同的结构变型以及其中在未通电或通电的线圈中产生的磁通。

具体实施方式

根据图1至图5描述了一般的结构上和磁性的原理和本发明可能的(例如双稳态的)工作模式。因此，在图1中简略示出并且在图2中与功能元件类似示出的装置具有电磁促动器装置，该电磁促动器装置具有轴向地(亦即，在各附图平面中向上指向地)移动到磁轭区段12(本发明中的第二磁轭区段)的衔铁器件。在衔铁器件和磁轭区段12之间形成(优选唯一的)与衔铁和磁轭之间距离相应变化的气隙14，磁通导引经过作为工作气隙的气隙14，以便因此将力引入到衔铁单元10上来驱动该衔铁单元。

磁轭区段12是(静止的，亦即，保持不运动或固定的)磁轭单元的组成部分，该磁轭单元基本上包括与相邻分支中提供的线圈单元16对应的磁轭区段18(本发明中的第一磁轭区段，也称作线圈芯)。此外，永磁单元20保持在磁轭单元18对置的分支中，其中，导磁区段22，24在所示的实施例中在永磁单元20的两侧以及线圈单元16(或对应的磁轭区段)的两侧连接导磁元件，在所示的实施例中在大致中央引起到磁轭区段12的磁通连接并且，如在图2至图5中所示，提供用于导引穿过衔铁单元10(并因此用于将磁通引入用于气隙14或磁轭区段的衔铁单元10中)的缺口26。在静止的磁轭单元的此结构中，在此，为了实现紧凑的布置，参与的元件的各纵或运动轴线相互相邻地且平行地定向：由磁轭区段18的延伸方向定义的线圈纵轴线平行于长形构造的永磁元件20的延伸方向(和磁化方向)走向，与之平行的还有衔铁单元10的延伸方向和运动方向。

图3说明在图1和图2中仅示意出的装置在线圈单元16的未通电状态下的磁通走向，其中，箭头表示仅由永磁单元20引起的(永久)磁通28。因为在图1至图4的装置中气隙14打开，因此相对磁轭区段18提供增大的磁阻，如在图3中按箭头所示，全部的永磁通实际上在该衔铁-位置状态中延伸经过磁轭区段18，因此通过线圈单元16的第一磁轭区段18(芯区段)实现永磁单元20的磁短路。

那么若如图4中所示，给线圈单元16通电，则产生线圈磁场，该线圈磁场引起根据箭头所表示的线圈磁通30。线圈单元这样地设定极性，使得在磁轭区段18中流动的磁通与永磁体的方向(在区段18中)相反指向，因此通过线圈磁通30的作用不仅防止永磁通28(另外的)进入磁轭区段18，而该该永磁通(也在图4中用附图标记28以箭头表示)转移到衔铁单元10或第二磁轭区段12中。此外因为永磁单元20给线圈磁通30一个比由衔铁单元10、气隙14和磁轭区段(定子)12构成的顺序更大的相反的阻力，所以线圈磁通30也转移到中间的分支中，从而用于封闭磁通回路。

结果如在图4中根据相互平行指向的磁通，延伸通过衔铁单元并且经过气隙，线圈磁通30和永磁通28相互驱动作用地通过工作气隙相应地以其作用加和并且导致，有原因地通过给线圈单元16通电，使得共同的、叠加的且加和的磁通作用到衔铁单元上并且驱动该衔铁单元(以便关闭气隙14)。

图5的图示示出该驱动过程的结果，在又去激活的线圈单元中(因此，如前面图2至图5的实施例的描述可知，临时的，例如脉冲式给线圈单元16通电已经足以使衔铁单元10从第一分离或打开状态运动到关闭气隙的第二接触状态(图5)。此外可见，现在流动通过顺序衔铁单元10-磁轭区段12的永磁通28保证衔铁单元10在磁轭区段12上稳定的接触位置(而实际上无永磁通，或仅有忽略不计的永磁通分量流动经过与线圈单元16对应的磁轭区段18，因为现在闭合的衔铁位置提供更小的磁阻)。

因此，示出电磁促动装置的双稳态的工作方式，该双稳态的工作方式在所示的衔铁位置中分别是无电流稳定的。同时，在所示的结构中需要的是，又使衔铁单元10从图5的下方的接触位置复位到打开的位置(图2至图4)中；这可以，在该图中未进一步示出，大致通过输入外力实现，例如与凸轮轴等的阀行程调节相关地已知那样，作为补充或备选，通过设置弹簧或类似能量储存器，例如衔铁单元10克服该弹簧或储能器做功，然后它们在结束给线圈16通电时使衔铁单元复位到上方的、打开气隙的位置中。

例如为了减小衔铁可能的复位力可以给线圈单元16适合地临时反向通电。

图6、图7的实施例使与永磁器件相邻的分支反转；在此轴向地相邻于永磁单元20设置与线圈单元对应的(第一)磁轭区段18以便形成磁通回路(以短路的形式)；然后轴向地相互定向的且可移动的、由静止的磁轭区段12或可轴向地移动的衔铁单元10构成的装置与磁轭区段18相邻。

如图6的永磁通(在线圈单元去激活时)示出，永磁通34流动通过磁轭区段18，因此让由衔铁和磁轭区段12连同气隙14构成的分支在磁通走向的外部。然后，线圈单元16的激活导致，与前述的实施例相似地，永久磁通和线圈磁通在气隙分支中的加和或叠加，因此衔铁单元运动以便关闭气隙，从而在重新去激活线圈单元之后产生图7的双稳态情况。但因为由于闭合的气隙，由磁轭区段12和衔铁单元10构成的分支具有相对图6的打开的气隙减小的磁阻，所以永磁通分量35也流动通过该分支，所以划分永磁单元20的永磁通。相对更大的、重要的磁通份额仍然和以前一样流动通过磁轭区段18。

因此结果这导致，相比图5的情况，在首先描述的实施例中，需要更小的复位力，以使衔铁单元10从图7的调节位置中与对应的磁轭区段12松开。因此，若附加地在磁轭元件12的端面或接触面上朝衔铁单元10的方向还使用另外已知的、由非磁性材料制成的间隔或抗粘元件，则可以通过由此达到的作用的气隙扩大(在接触状态下)进一步最小化保持力(图7)，以便为各种应用情况提供适合的构造和设计可能性。

图8至图10的实施例示出本发明的变型，其中，永磁单元借助多个通过各工作气隙与静止的磁轭区段共同作用的衔铁单元驱动。在此参照在磁轭单元18或对应的线圈单元16两侧提供的衔铁单元40或42，该衔铁单元40或42具有与静止的衔铁单元48或50对应的气隙44或46，由此形成的磁通分支构造为，使得例如通过相对气隙44距离更短的气隙46的距离，由衔铁单元42、气隙46和静止的衔铁单元50构成的分支相对由衔铁单元40、气隙44和衔铁单元48构成的分支具有更小的磁阻，因此虽然在图8的去激活状态，其中，永磁通(箭头52)仅导引通过磁轭区段18，但两个衔铁分支保持无磁通，但然后给线圈16通电，与前述效果相似地，永磁通52和由线圈激活引起的线圈磁通54的磁通位移和磁通集中主要在右侧的衔铁分支上，因此在更短的气隙46上进行。这导致，右侧的气隙46首先通过相应作用到衔铁单元42上的力封闭。

然后，若通过由衔铁单元42，50形成的分支的磁通作用的横截面相应的尺寸设计，该分支由于磁通提高而处于磁性饱和，则又进行，如图10所示，磁通(部分地)移动到由衔铁单元40、气隙44和衔铁单元48构成的分支中，如通过箭头56所示；该磁通基本上由线圈磁通的分量供给，该线圈磁通仅还受到所述的在分支中的饱和效果限制地在该分支上延伸并且然后主要转移到左侧的分支中。结果是，于是也封闭气隙44。

因此，图8至图10的实施例显示，如何通过适合的设计各导磁回路或磁导分支，例如通过导磁的磁轭区段适合的横截面尺寸设计和/或气隙的结构方案可以设置或实现驱动各衔铁单元的顺序，在所描述的实施例中例如设计成，使得衔铁单元42首先运动，然后才是衔铁单元40运动。

图11、图12的实施例以第二永磁单元21补充图8至图10的变型，该第二永磁单元21按原理图，在另一端对置于永磁单元21设置，首先产生自身的永磁通58并且如，相比图10和图11可见，作为对关闭气隙46(或在对应的导磁元件中然后发生的饱和)的反应，该永磁通58，与线圈磁通56的分量一同(类似于图10)就工作气隙44而言叠加，因此按本发明的原理导致接通的磁通加强并因此造成影响。

图13至图15描述本发明的另一个实施例；与前面描述的、在图示中早先示意的实施形式对照，通过图示存在典型的例子，如何设计各导磁的或参与实现简略示出的功能的元件。因此，示出例如立体图，如正好导磁区段22，24(作为端侧连接各参与的元件的区段)可以适合地由一叠一般待冲压的变压器板等实现并因此实现其他已知的、结合有利的磁导性和良好的优选批量生产的能力的、有利的减少涡电流的效果。

图13至图15的实施例还示出，如通过线圈单元或一对永磁体相对可运动的衔铁单元适合的定位，可以减小在衔铁单元上可能的不利的重力分量(如这一般在侧向移出的线圈-衔铁组合中否则会产生并且导致磨损或寿命减小)。

因此，例如图13至图15的立体图(其中，图14说明纯永磁通，图15说明永久磁通和线圈磁通的叠加)示出，如沿磁导板叠在工作气隙外部实现永磁体短路磁通(图14)，而如在图15中所示，通过从两侧或所有侧朝衔铁单元10的方向引入磁通(通过形成工作气隙，该衔铁单元10与在附图中隐藏示出的静止的磁轭区段共同作用)，如与衔铁单元的轴向运动方向有关地进行在各磁导板元件的平面中定向的力分量的平衡或比较。

类似于前述的实施例(相比图3，例如图4的原理图)在线圈未通电的状态下(图14)实现通过与线圈单元16对应的磁轭区段18的永磁通，而在线圈通电状态下(图15)，该线圈磁场引起永久磁场和线圈磁场的磁通移动或转移穿过工作气隙。为了说明原则上的共同点，图14和图15中引入了与前述实施例相似的附图标记。

图16至图23的实施例说明，如何通过布置各永磁体(多个)和适合地例如成对的对应的线圈单元(连同各个与线圈对应的磁轭区段用于在各线圈未通电状态下使对应的永久磁通的短路)，在各种实施情况下存在大量的构造和修改可能性并且保证在实际所有线圈中最小化横向力：因此例如说明按图16，图17的装置的简略俯视图(其中，在中央衔铁单元60的两侧分别设有线圈-永磁体对，该线圈永磁体对由永磁体条以及分别又由磁轭区段和对应的绕组组成的对应的线圈单元66或68组成，如以图16中所示的未通电形式的永磁体磁通，由于短路通过各线圈-磁轭区段保持远离衔铁，而在图17中所示的两个线圈单元66或68通电的情况中，前面所描述的永磁单元64或62的永磁通的移动到衔铁单元(或与之轴向定向的气隙，在图中未示出)上。

其他的变型，类似于该做法，从图18(未通电)或21(类似的布局，但通电了)的对结构中获得，进一步以仅未通电示出的图19或20的布局形式变化。在此黑色的实心圆或方块代表各永磁体70，该永磁体类似于图16、图17的图示，轴向地在垂直于附图平面的方向上延伸，而白色的空心圆分别代表与之平行延伸的磁轭区段和围绕它的线圈单元72，同时表明各永磁通并且，在图21的情况下，即通电状态下。

在此，本发明既不限于永磁体和线圈对所示的顺序也不限于永磁体和线圈对的数量(2或3)；而此系统可以任意地匹配并且重复或加倍，其中，尤其是(具有对应的磁轭区段的)各线圈单元的数量也不必与永磁体的数量一致，例如图22和图23的变型所示。当然，在本发明优选实施例的框架内有利的是，永磁体和线圈相对衔铁单元的布置是对称的(进一步优选径向对称)，因此在有意的横向力优化的背景下在此可以实现优点。

与之相关地，在图22的实施形式中有意义的是，所有三个磁体源(亦即，永磁体70的对以及线圈单元72)在所示的布置中提供相同的磁场强度，以便无横向力作用到衔铁单元上。在图23的布置中，其中，一对永磁体相对中心的衔铁轴线相互对置地布置，通过给线圈单元72通电仅永磁通必须从对应的线圈磁轭区段中转移，以便通过按本发明的方式由永磁体产生轴向力。有利地又通过对称的布置最小化横向力。

下列根据图24至图31以实施例描述本发明的另一个本发明方面；在此，备选于前面描述的本发明第一方面，衔铁-气隙-定子分支本身用线圈包套，其中，本发明的该方面，与侧向移出的永磁单元共同作用地，以有利的方式提高线圈效率。

相应的原理连同磁通走向示出图24或图25的对照：通过导磁区段22或24又在两侧和两端连接，在端侧设有长条形的，轴向磁化的永磁单元20，另一端以及直接与线圈相邻地分别设有磁轭区段80或82。在磁轭区段80或82之间(其以下列要描述的方式通过电磁调节装置适合的壳体实现)由绕组包套一个由衔铁单元、起定子作用的磁轭区段12以及提供设置在其间的气隙14构成的组合。

在按图24的线圈单元16未通电的状态下，在此永磁通84与所示的箭头相应地走向，即，在重心中通过近侧的磁轭区段82并且，以减小的磁通分量(因为进一步远离并因此以略微更高的磁阻)通过远侧的磁轭区段80。

然后，线圈单元16的通电，如在图25中简略地示出，导致合成的磁通走向，使得与现在转移到衔铁分支中以及通过气隙14转移的永磁通84叠加地，附加地与线圈磁通86加和并且叠加地延伸，以便按本发明在此以优化的方式将力引入到衔铁单元10上。

图26至图31说明该原理转化为现实的可能性，其中，图26示出在轴向部分剖切状态下的结构上的第一实施例，图27示出在该装置中的永磁通，图28示出在按图26的结构上的实施形式中给线圈单元附加的通电时合成的磁通走向：在该实施例中，壳体这样地设计成弓形，使得位于外部的、(两侧作用的对20,21的)永磁体通过导磁区段22，24连接在磁轭区段80或82上，该磁轭区段80或82在所示的实施例中通过壳体的区段实现。为了进一步说明，与在图26至图31中选择的附图标记与图24或25的附图标记相应。明显的是，在给线圈单元(图28)通电时永磁通84(相比图27，其中在未通电的状态下仅在壳壁82上发生永磁短路)以衔铁单元10、气隙14和定子磁轭区段12的起运动作用的顺序转移。

作为图26至图28的实施形式的变型，图29至图31的实施例示出，如永磁体，不从外部通过弓形物装置装上圆柱体的促动器壳体，而装入该壳体的纵向缝90中，其中，然后为了在未通电状态(图30)下实现永磁短路功能，永磁通在与缝相邻的壳体区段走向，而在线圈单元的通电状态下并且按图31的图示，然后也在此又进行磁通位移并且与线圈磁通叠加。

所有这些实施例都具有的优点是(相对前面描述的本发明方面)，线圈在其整个圆周上被导磁的壳体包围，这相应地减少了不期望的散射区域。通过永磁体整合到壳体中的所示的变型，要么在按图26从外部装上的装置的框架内，备选借助缝装入壳体内的变型，仍然可以获得闭合的壳体的优点。在此有意义的是，通过电磁体(具有磁轭区段的线圈单元)在壳体内产生较高的磁通密度，以便电磁场不仅局部地散布在壳体侧上(并且然后永磁通还存在于壳体侧上)。已述的第二本发明方面也提供的优点是，壳体(或可能的从外侧装上的、导磁的弓形物)可以设计得比较薄；仅通过永磁场的转移已在工作气隙上产生相对高的磁通，因此全部磁通在大部分的壳体中可以是很少的并且能够实现相应地仅很小的、磁性作用的磁通横截面。

此外，此按本发明的原理可通过仅一个永磁元件实现(例如在图29的实施例中)，而例如在图26的实施例中可以通过设置在两侧的永磁体实现，多个磁体可以适合地设置并因此又与分别提供的应用条件匹配地布置。

Claims (23)

1.一种电磁促动器装置，该电磁促动器装置具有

包围静止的磁轭单元的第一磁轭区段(18)的、且能通过通电激活的线圈单元(16)和能相对磁轭单元移动地导引的、与输出侧的调节对象共同作用的、且能被驱动用于执行调节运动的衔铁器件，通过形成位于所述第一磁轭区段外部的、用于通过所述被激活的线圈单元产生的磁通的气隙(14)，所述衔铁器件与所述磁轭单元的至少一个第二磁轭区段(12)共同作用，

其特征在于，永磁器件平行于所述线圈单元磁性地连接成，使得所述永磁器件的永磁通(28，34)通过所述第一磁轭区段实现，流动经过所述气隙的、所述线圈单元的线圈磁通(30)与流动经过所述气隙的、所述永磁器件的永磁通(28)磁并联和/或同向地叠加，

并且所述线圈单元通过通电的激活导致所述永磁器件的永磁通至少部分地移动，所述第一磁轭区段、所述至少一个第二磁轭区段和具有至少一个永磁单元的所述永磁体器件分别两端通过导磁区段(22，24)和/或所述磁轭单元的导磁区段作为磁性的并联电路和/或导磁的装置与至少两个导磁回路相互连接。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，设置所述线圈单元持续或脉冲式的激活用于引起所述磁通移动并且在所述脉冲式的激活时引起所述衔铁器件无电流单稳态或双稳态地定位在各终端位置中。

3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少一个第二磁轭区段与所述线圈单元的外套相邻地设置用于所述衔铁器件的至少一个对应的衔铁单元。

4.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少局部区段长形构造的第一磁轭区段轴向的延伸方向平行于所述衔铁器件的至少一个衔铁单元的直线的运动方向定向和/或平行于所述永磁器件的磁化方向定向，或者，所述运动方向和/或磁化方向相对所述轴向的延伸方向倾翻或倾斜不多于10°的角度。

5.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，与所述线圈单元的外套相邻的、至少两个第二磁轭区段设计用于与所述衔铁器件的两个衔铁单元这样地共同作用，使得所述衔铁单元相对所述第一磁轭区段的轴向的延伸方向单侧地、双侧地和/或围绕所述线圈单元的周边均匀地分布。

6.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述永磁器件具有多个相互磁并联地连接的和/或带极性的永磁单元(20,21)，所述永磁单元(20,21)沿永久磁化方向长形延伸地构造，并且通过所述第一磁轭区段和/或所述至少一个第二磁轭区段的磁性的中间连接相互间隔地布置。

7.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导磁区段和/或所述磁轭单元的导磁区段垂直于至少一个衔铁单元的直线的运动方向和/或垂直于至少一个永磁单元的磁化方向和/或所述第一磁轭区段的纵向延伸地构造。

8.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述永磁器件相对所述第二磁轭区段与所述线圈单元对置地布置成，使得补偿或减小由于所述线圈单元的激活作用在衔铁单元上的倾斜于所述衔铁单元的运动纵轴线的力或横向力分量。

9.按权利要求6所述的装置，其特征在于，所述永磁器件的多个永磁单元，以相互间隔地且沿各磁化方向相互平行布置的单个磁铁的形式，局部区段地在圆周侧和/或弧形地围绕所述衔铁器件设置。

10.按权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个永磁单元与所述线圈单元的一个或多个单个线圈成对地与所述线圈单元共同作用地围绕所述衔铁器件布置。

11.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线圈单元通过通电的激活导致所述永磁器件的永磁通从所述第一磁轭区段至少部分地转移到所述第二磁轭区段中。

12.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少局部区段长形构造的所述第一磁轭区段轴向的延伸方向平行于所述衔铁器件的至少一个衔铁单元的直线的运动方向定向和/或平行于所述永磁器件的磁化方向定向，或者，所述运动方向和/或磁化方向相对所述轴向的延伸方向倾翻或倾斜不多于5°的角度。

13.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述永磁器件相对所述第二磁轭区段与所述线圈单元对置地布置成，使得补偿或减小由于所述线圈单元的激活作用在衔铁单元(10)上的横向力。

14.一种电磁促动器装置，该电磁促动器装置具有

包围静止的磁轭单元的第一磁轭区段(18)的且能通过通电激活的线圈单元(16)和能相对磁轭单元移动地导引的、与输出侧的调节对象共同作用的，能被驱动用于执行调节运动且由所述线圈单元至少部分地包围的衔铁单元(10)，通过形成用于通过所述被激活的线圈单元产生的磁通的气隙(14)，所述衔铁器件与所述磁轭单元的第一磁轭区段共同作用，

其特征在于，所述线圈单元在所述第一磁轭区段的外部配有所述磁轭单元的导磁的区段(80,82)以便形成至少一个无气隙的磁通分支，

永磁器件磁并联于所述线圈单元，使得在所述线圈单元的未通电的状态中，所述永磁器件的永磁通在所述导磁的区段上，以磁短路方式导引，

所述线圈单元通过通电的激活导致所述永磁通至少部分地移动以及通过所述气隙，所述磁轭单元的两端部分别连接所述第一磁轭区段和所述永磁器件的导磁区段(22，24)设计成平坦的或具有平坦面并且借助由板构成的布置实现。

15.按权利要求14所述的装置，其特征在于，所述导磁的区段(80,82)形成两个相互磁并联地走向的磁导分支，所述磁导分支分别与所述线圈单元的线圈装置周面相邻地设置。

16.按权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述导磁的区段设计成所述促动器装置的导磁套壳的区段，所述套壳周面地包围所述线圈单元，其中，所述永磁器件设置在所述套壳上和/或内并且定向为，使得所述永磁器件的磁化方向平行于所述衔铁器件的运动方向走向。

17.按权利要求16所述的装置，其特征在于，用于与所述导磁的区段共同作用的所述永磁器件通过导磁的连接器件安装在所述套壳的外部。

18.按权利要求16所述的装置，其特征在于，用于与所述导磁的区段共同作用的所述永磁器件容纳在所述套壳内的凹处(90)和/或缺口中。

19.按权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述永磁器件具有多个沿其磁化方向彼此平行定向的永磁单元(20,21)，所述永磁单元还分别配有相互间隔的各个磁导分支。

20.按权利要求14所述的装置，其特征在于，所述线圈单元通过通电的激活导致所述永磁通从所述磁轭单元的导磁的区段至少部分地位移到所述第一磁轭区段中。

21.按权利要求14所述的装置，其特征在于，所述导磁的区段(80,82)形成两个相互磁并联地走向的磁导分支，所述磁导分支分别与所述线圈单元的线圈装置周面相对所述线圈装置相互对置地布置。

22.按权利要求14所述的装置，其特征在于，所述由板构成的布置是叠层。

23.按权利要求18所述的装置，其特征在于，所述凹处(90)和/或缺口是长形的和/或缝形的。