CN106688061B - 双稳态电磁致动器设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双稳态电磁致动器设备,包括永磁装置(12;12a,12b)以及具有沿运动方向长形延伸的冲杆单元(10)的电枢单元(18),所述电枢单元(18)能够通过静态的电磁驱动器(22)运动到在无电流稳定的两个端部位置和/或止挡位置的至少之一中,其中,至少部分地围绕所述电枢单元的壳体(20)配属有静态的磁场探测器(34;34a,34b),用于在至少一个为探测电枢位置而设的端部位置或止挡位置中与所述永磁装置无接触地共同作用,所述冲杆单元在端侧具有冲击部段和/或作用部段(28),用于接触地且摩擦接合地与调整配对件共同作用,使得当电磁驱动器关闭、尤其被断电时,通过调整配对件的摩擦接合的接触和/或运动使电枢单元运动到所述端部位置或止挡位置之一上,在该位置中电枢单元在无电流时保持稳定,并且所述磁场探测器被布设和连接,用于尤其在接触或运动之后产生和输出与所述端部位置或止挡位置相对应的探测器信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种双稳态电磁致动器设备以及致动器设备的应用。
背景技术
电磁致动器设备在现有技术中是已知的;本申请人的DE 201 14 466 U1公开了一种双稳态电磁致动器设备,其具有带永磁装置的电枢单元以及沿着运动方向长形延伸的冲杆单元。永磁性地起作用的电枢单元由以静态芯子单元形式的静态电磁驱动器驱动,该静态芯子单元分配有能够被适当地激励的线圈单元。该结构由导磁外壳包围,该导磁外壳封闭了移动所需的磁路。
在根据本发明的现有技术中,在内燃机的设计为调节凸轮轴的调节槽的端部并且相对于接合配对件,冲杆单元为调整配对件形成冲击部段和/或作用部段,所述部段特别适合于将通过给驱动器供电以及随后造成的电枢单元的运动所产生的驱动力传递至所述调整配对件上。
这种类型的被认为是公知且惯用的技术不仅在内燃机的凸轮轴调节的技术领域中普遍实施,其中,除了已知装置的高开关循环数和较长使用寿命之外,特别地还有自动化可行性也有利于进一步广泛普及。
正如从现有技术已知的那样,进一步认为的是,将适合的传感器装置分配给电磁致动的致动器,该致动器特别地探测或检测冲杆单元的预期前进并且由此实现(例如,可电子分析的)执行机构的功能检查。因此,例如作为对尚未完全或不正确地执行的冲杆运动的反应,这将被适当地检测并且随后通过相应的控制功能、在使用传感器信号的情况下实现冲杆单元的完整、正确的运动(例如驶出)。
进一步地,以普遍公知的通用技术形式的用于定位和运动检测的各种传感器被认为是从现有技术中惯常公知的。这些传感器得以应用于几乎任意的工业技术和个人技术的用途中并且提供了(例如与前文讨论的技术和相应的应用领域相对应地)适合于控制或调节功能的基础。
然而,调整配对件的运动或位置探测在以下情形中是特别困难的:例如在受限的设计空间中或在特别负荷的环境条件如湿度、振动或热的情况下(例如在通用的机动车领域中),可靠的且无干扰的检测是与关于其运动或定位而言待检查的调整配对件的并非总是明确确定的初始或原始位置关联的。即,在该情况下,传统地首先在第一步骤中确定调整配对件的原始或初始位置,并且随后从该原始位置出发在相继的监控中由该初始或原始位置检测调整配对件的运动。相应地,为此所需的设备耗费高,额外地如同所讨论的那样,例如在机动车技术的示例性应用领域中存在的有问题的环境条件加剧了所述设备耗费。
发明内容
本发明要解决的技术问题因此在于,提供一种适用于调整配对件的位置和/或运动探测的设备,该设备不仅尤其在所讨论的有问题的环境影响下能够实现清晰的探测和信号输出,而且即使电信号或工作电源并非永久地存在或出现,该设备也能够实现可靠地产生探测初始状态。就此,要解决的技术问题还在于在(暂时)未通电状态中产生稳定的功能。
该技术问题通过本发明的如下技术方案解决。
一方面,本发明提供了一种双稳态电磁致动器设备,包括永磁装置以及具有沿运动方向长形延伸的冲杆单元的电枢单元,
所述电枢单元能够通过静态的电磁驱动器运动到在无电流稳定的两个端部位置和/或止挡位置的至少之一中,其中,至少部分地围绕所述电枢单元的壳体配属有静态的磁场探测器,用于在至少一个为探测电枢位置而设的端部位置或止挡位置中与所述永磁装置无接触地共同作用,
所述冲杆单元在端侧具有冲击部段和/或作用部段,用于接触地且摩擦接合地与调整配对件共同作用,使得当电磁驱动器关闭、尤其被断电时,通过调整配对件的摩擦接合的接触和/或运动使电枢单元运动到所述端部位置或止挡位置之一上,在该位置中电枢单元在无电流时保持稳定,
并且所述磁场探测器被布设和连接,用于尤其在接触或运动之后产生和输出与所述端部位置或止挡位置相对应的探测器信号。
在有利实施方式中,所述驱动器通过设在壳体上或内的静态线圈单元实现,所述静态线圈单元配属有针对用于电枢单元的止挡部段的止挡面而设计的静态的芯子单元,其中,优选地冲杆单元导引延伸进所述芯子单元中或者穿过所述芯子单元延伸。
在有利实施方式中,所述永磁装置被设计为沿轴向在芯子单元和/或线圈单元的两端设在冲杆单元上的、优选盘形的永磁体,使得所述两个端部位置或止挡位置分别设有在芯子单元或线圈单元上的一个永磁体的止挡,同时另一个永磁体与芯子单元或线圈单元轴向相间隔。
在有利实施方式中,基于半导体和/或通过探测器线圈实现的磁场探测器设在传导磁通的壳体上,使得为了电枢位置探测设有端部位置或止挡位置,所述壳体能够有效探测地被所述永磁装置的永磁磁场穿透、尤其为此具有壳体开口、壳体通孔和/或部分地不导磁的壳体部段。
在有利实施方式中,所述磁场探测器沿轴向设在芯子单元或线圈单元的两端。
在有利实施方式中,所述磁场探测器设在静态驱动器的一端,尤其在芯子单元或线圈单元的一端,使得电枢单元的多个位置能够优选通过磁场探测器的配属的多个探测器元件进行探测。
在有利实施方式中,所述冲击部段和/或作用部段设计用于产生沿运动方向或反向于运动方向对推力和/或拉力起作用的与调整配对件的机械接触和/或连接。
在有利实施方式中,所述冲击部段和/或作用部段具有或构造有机械耦连部、螺纹段、边槽、侧凹和/或探头。
在有利实施方式中,所述电枢单元配有蓄力件,用于通过调整配对件反向于作用力产生接触或运动,所述蓄力件尤其通过与冲杆单元同心地设计的螺旋弹簧和/或压力弹簧实现。
此外,在本发明的框架中还要求保护一种按照本发明的双稳态电磁致动器设备的应用,作为用于调整配对件的运动传感器和/或位置传感器,和/或用于探测调整配对件的运动或位置变化,以及一种系统,具有按照本发明的设备和为位置和/或运动探测而待分析或待监控的调整配对件。
本发明基于以下认知,根据本发明改进的前述类型的电磁调整设备有利地适合于不仅响应于静态驱动器的激励(即,通常为在此设置的线圈装置通电)而主动地导致对调整配对件的调整过程,而且还作为传感器起作用,特别地甚至在未通电或未激励的驱动器的情况下:方式是,使根据本发明的且设成适合与电枢单元的永磁装置配合作用的磁场探测器——甚至与电磁驱动无关地——用于分析载有永磁装置的冲杆单元的实时位置或运动,由此在已适合于湿度、冷、热和/或振动环境的根据本发明的壳体内得到可模块化使用的功能;在此,所述磁场探测器额外地并且协同作用地允许不仅连续地永久监控冲杆单元的运动(并且进而通过所述调整配对件造成待检测的接触或运动),而且配属于冲杆单元的驱动器能够定位所述冲杆单元,例如为了产生探测器初始状态和进而确定的传感器或测取位置而以期望的方式定位冲杆。由此,该技术也优于已知的途径,因为原则上通过监控驱动器在未通电或未激励的状态中的线圈信号来实现冲杆单元的探测;尤其地,这种基于感应的信号产生仅当存在电枢单元相对于线圈单元的运动时才以产生信号的方式起作用,其中,这再次仅在线圈的不通电状态中能够实现。然而,这使得这种途径不适合于位置探测,尤其甚至在电枢单元的静止或非运动状态下。
相应地,本发明因此显著升高了已知的双稳态电磁致动器设备的功能性,方式是,该双稳态电磁致动器设备在原理上被理解为位置传感器,并且该致动器——通过耦合作用直接或间接地——利用固有的运动功能性来产生期望或设定的传感器(初始)位置。由此,本发明则适合于基于调整配对件的任意的测取任务,其中,“调整配对件”在本发明的范围内无需理解为或用于通过执行机构调节设备组件,而是说“调整配对件”在本发明的方法中要理解为以机械方式并且根据本发明触摸式或致动式地与冲杆单元配合作用的任何配对体、主体或类似的设备组件,其以此作用于冲杆单元并且相应地适合作为用于根据本发明的传感器过程的基础。
在此,在本发明的范围内优选的是,根据本发明的静态电磁驱动器被构造为集成在包绕的壳体中并且通常借助静态的线圈/芯子功能性来实现的组件,因为以该方式,优选封闭的模块化效应以特别有利的方式产生并且该设备特别简单地以串联方式制造。然而,本发明原则上不限于这种集成的方案,而是说原则上也包括在本发明的范围内的还有静态电磁驱动器被理解为经绝缘的(并且原则上无关于例如借助否则已知的电磁执行机构来实现的)组件,该组件则例如沿着纵向延伸的冲杆单元抵靠着端侧的冲击部段或作用部段地作用于冲杆单元。
在本发明的范围内有利且有效的是,使用为电磁驱动电枢单元而设的永磁装置,所述永磁装置进一步优选地设计为相对于纵向延伸的冲杆单元而言径向扩张的永磁体或(尤其优选地在绕着沿运动方向延伸的对称轴线来实施径向对称的情况下)径向扩展的盘:该永磁场非常适用、尤其也在导致问题的环境条件下形成可靠的检测信号,方式是,根据改进方案通常基于半导体工作的、例如作为霍尔反应器实现或备选地借助线圈实现的磁场探测器设在壳体上或壳体中希望的探测器位置并且由此在探测器位置中能够实现有效探测。进一步有利的是,该探测在致动器的每个机械和电致动状态下均能够实现,尤其还可以与电磁驱动器的通电状态无关地进行。
在本发明的优选扩展方式的范围内,可以以各种方式实现根据本发明的双稳态。因此有利的是,一方面例如在仅借助永磁装置中的一个实施的永磁体(例如位于冲杆单元上的永磁盘)来实现本发明,将止挡面的一端和进而第一端部位置或止挡位置的一端构造在驱动器上(即,通常为静态芯子部段),其中必要时和对应于具体设计方式还可以在电枢侧(即,对应于永磁体)和/或芯子侧(例如以防粘盘的形式)设置另外的机械盘或组件,所述另外的机械盘或组件防止(通常易碎的)永磁材料在止挡时受损和/或确保在止挡时的磁性最小距离。在仅一个永磁体的情况下,在致动器的运动路径中相对置的第二端部位置或止挡位置可以通过壳体的壳体端面部段实现,该壳体端面部段(例如在适合的磁性构造中)会发生与永磁体的粘附作用以便产生无电流的双稳定状态(永磁体的芯子侧同样会粘附在芯子处)。
在相对来说机械简单的、用仅一个永磁体实现的本发明的构造方式中,在本发明的范围内优选的具有(至少)两个实现永磁装置的永磁体的变型解决方案具有以下优点:电枢单元沿着其运动路径的两个端部位置或止挡位置(具有所配属的静态线圈单元)可以通过实现该驱动器的芯子单元来实施,而无需分别在壳体中在端侧处的(无电流时稳定的)止挡。进一步地,在该变型中,长形延伸的冲杆单元被构造为,冲杆单元例如在静态芯子单元内导引、在两端处均从芯子单元中延伸出,其中分别在两端处并且为了与芯子端面的粘附式配合作用而在冲杆单元上形成永磁装置的(优选盘形的)永磁体。在此,所述永磁体这样彼此隔开地设置在冲杆单元上,使得相应于电枢单元相对静态芯子单元(具有位于其上的线圈单元)的位置或运动状态,仅分别一个永磁盘(粘附地)位于芯子单元上(更准确地说:分别朝向永磁盘的芯子单元的外表面),而芯子单元的分别轴向对置的端部形成芯子单元与永磁盘之间的间隔。为了在该方面近乎任意灵活地设计与调整配对件的配合作用,(分别基于轴向方向)开放的壳体端部在两侧上近乎任意地设计并且相应地具有适合的用于与(至少一个)调整配对件配合作用的机械接口装置;该设计方式也直接能够实现以特别精巧的方式在轴向两端处探测调整配对件或其运动和位置情况。
在根据本发明的扩展和有利的方式中,不仅如上所述地用于测取永磁装置的永磁场的各种传感器和探测器原理都是可能的,而且(各个)探测器或传感器还可以设在壳体上或中的近乎任意位置处(甚至以多个数量),从而特别地还可将冲杆单元在致动时通过调整配对件全面导引的运动路径分成多个部段并且相应地可以用探测器跟踪或监控。根据本发明,这种探测器在此不仅可以设在壳体上或中的任意位置处,而且本发明也可以扩展地设成确保(在通常传导磁通量的壳体内导引的)永磁装置与探测器(或多个探测器)之间必要的磁场通信,方式是,壳体在探测器位置(或多个探测器位置)处设有开口、通孔、非传导性的材料嵌件或类似技术手段。
在冲杆单元的冲击和/或作用部段(其同上原则上也可以设计在两端)的具体机械设计中,可以任意地变型或构造。相对于以拉力和/或推力来摩擦接合地连接在调整配对件上,可以采用例如通过的耦连和连接技术,如螺纹连接、闩锁、卡锁或类似措施,同样正如适合的冲击或作用部段那样,可以以槽、侧凹或类似措施的形式简化沿两个轴向方向的摩擦接合的操作。然而,本发明同样还设计为,例如关于仅沿一个方向(例如沿推力方向)有效的摩擦接合而言,冲杆的操作可以通过调整配对件来实现。在这种情况下,原则上冲杆单元的一个平面状或适合地成型的用于与调整配对件配合作用的冲击面或端面就够用,其中,这里再次根据扩展方式,可以例如以探头形式设计一个造型件(例如圆锥形或胡萝卜形的构造方式),该造型件不仅测取纯粹沿轴向施加的致动力,而且还测取与轴向方向呈角度地作用的致动。
本发明的另一扩展方式设成,通过设置弹簧件作为可能的蓄力器来影响作为对调整配对件的触碰或操作的反应而进行的电枢单元的运动和探测。这种弹簧件,优选地且例如作为螺旋弹簧和/或压力弹簧在壳体中与冲杆单元同心地实现并且进一步优选地支撑在永磁装置上,这种弹簧件具有以下优点:与已知或预定的蓄力器作用或力的变化相应地,能够根据对调整配对件的位置或运动的要求、以机械上简单的方式进行对各种探测器条件的匹配。
结果是,本发明允许以令人惊讶地简单、精巧和有利于制造的方式使用电磁致动器作为作用于冲杆单元上的调整配对件的位置探测器和/或运动探测器,其中额外地还可以利用致动器的模块化或制造技术优点。额外的耗费也仅限于将静态磁场探测器适合地设置在壳体上或中。因此,本发明适合于人性化和工业技术的任意应用,其中,所讨论的例如在机动车领域中的有负担的环境条件对本发明的应用来说是优选的,然而该应用情况并不专门地划定本发明的应用范围。而且,本发明不应解读为纯粹装置发明,而是也可以延伸至方法方面,正如从本公开内容以及接下来对实施例的说明中明确得知的那样。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节从接下来对优选实施例的描述中以及借助附图得知;在附图中,
图1示出剖切根据本发明的第一实施例的双稳态电磁致动器的示意性纵剖视图,该双稳态电磁致动器仅具有一个用于实现永磁装置的永磁体;
图2和图3示出类似图1的根据本发明的第二和优选实施例的纵剖视图,其中永磁装置设计成在静态电磁驱动器的两个轴向双侧上的形式并且图2和3分别示出了端部位置或止挡位置;
图4示出图2和3的第二实施例的变型,其附加地设有磁场探测器的的另外的探测器;
图5示出在图2和3的实施例中根据本发明的磁场探测器的各种设成单个或累加式的布局可能性的示意图;
图6示出借助在端侧设置的用于实现图2、3的实施例中的磁场探测器的线圈进行探测的变型;
图7示出图2、3的实施例的另一变型,其中逆向于致动方向设置弹簧件;和
图8示出第一实施方式作为通用实施例的发明构思的一般性概括,其中示意性示出的、模块化的独立致动器作为图1的第一实施例的致动器内的组件。
在接下来对实施例的阐述中,相同的附图标记表示所示实施例的相同或作用相同的功能部件。
具体实施方式
根据图1中所示的第一实施例的双稳态电磁致动器的纵剖视图示出了长形延伸的轴向行进的冲杆单元10(其中在本发明的范围内,“轴向”应理解为沿着运动方向和进而横向于图1的图示平面的轴向延伸),在所述冲杆单元10上设有(轴向磁化的)永磁盘12,该永磁盘的两端由(以其他方式已知的)导流盘14或16限定边界。这样构成的电枢单元18在壳体20中相对于以芯子单元24和包围芯子单元24的(未示出的)线圈单元形式的电磁驱动器22可轴向运动地导引,其中,在端侧上和沿定子芯的永磁装置12的方向构造静态的止挡面26(以其他方式已知的起间隔作用的防粘盘的形式)。
由磁性导流板构成的中空筒状壳体20分别在端侧上(导磁地)封闭,其中,盘形的壳体壁26的一个端部(图1中右侧)上设有用于冲杆10的端部的贯通孔并且在另一端部上、沿冲杆10的作用端部28的方向在这里形成盘形的壳体壁部段30,同样作为用于电枢单元(更准确地说是永磁单元12,其具有位于其上的磁通盘14、16)的止挡和无电流稳定的固定位置。就此,图1明确示出了电枢单元相对于壳体中的驱动器的两个终端状态或止挡状态中的无电流稳定的第一状态。
图1示出设备与仅示意性示出的调整配对件32探测地共同作用,该调整配对件32作用在冲杆单元10上和进而作用在电枢单元18上以便施加推力(在图1的图示平面中沿朝右的方向)。相应地,在端侧设在冲杆10上的作用部段28是平坦的盘形平面。
图1中,在壳体20的下部罩盖区域中示出磁性的探测器元件34,其位于壳体罩中(用不导磁的固定材料封闭)的切口中并且由此可以与永磁盘12的永磁场发生探测地交互作用。在此,霍尔传感器34这样构造和设计,使得在图1中所示的左侧的止挡状态下发出探测器信号或位置信号,而在电枢单元18的相对置的止挡位置(这时永磁单元12无电流地贴在芯子24上并且相应地,盘14靠在外表面26上)产生另一传感器信号,该另一传感器信号用于通过(未示出的)分析装置进行分析并且随后进行电子处理。
图1中示出的设备的操作方法如下:调整配对件32(例如通过沿图1的轴向方向向右运动)借助作用面28将推力施加于电枢单元18上,当所施加的力超过壳体正面30上的永磁性粘附力时,该电枢单元从所示的左侧的端部位置或止挡位置向右运动直至芯子区域处的止档。随着该运动增强,额外地在永磁盘12与(静态)芯子24之间产生永磁性吸引力(当存在磁性交互作用时)。在该操作过程中,驱动单元22中的线圈不通电;该设备作为用于调整配对件32的位置传感器或操纵传感器:一旦在电枢单元的持续操纵和进而的运动中,永磁铁12离开磁场传感器34的探测器工作区域,该探测器的信号就发生改变,从而可靠地探测出由于调整配对件32导致的位置变化并且将其用于分析。
为了进入随后的状态、必要时也在不清楚或不确定的相对于壳体的电枢位置中(例如因为中间阶段的不通电状态不容许电子的位置存储),随后设在单元22中的线圈的通电以另外已知的方式通过在永磁单元12上的排斥作用而将电枢单元再次带回至图1中示出的驶出(初始)位置中。由此,在该实施例中集成到壳体20中的执行机构能够实现每次确定的电枢位置,方式是必要时在执行前述测取或测量操作之前通过与调整配对件32的配合作用经由通电而目标性地导致图1所示的位置。
在此,所有过程和部件均以所示方式由所构造的(在优选实施方式中为筒形,由此呈径向对称的构造)的壳体封闭,相应地有效防止各种环境影响,如湿度、温度或振动等,使得本发明理想地适合于相应负荷的使用环境。
图2和3示出了图1的实施例的另一实施方式,其中在图2和3的实施例中永磁装置以左侧永磁单元12a或右侧永磁单元12b的形式(相对于图示平面)存在,由此在中央的定子单元的双侧上再次以静态芯子26以及其所属的(未示出的)线圈装置的形式;芯子这时在轴向双侧上均提供了用于与相应的永磁组件12a,12b配合作用的止挡面26,其中,纵向延伸的、连接这些永磁盘12a,12b(具有相应配属的圆盘14,16)的冲杆单元10沿轴向且居中地延伸穿过静态驱动单元22并且以此方式被静态驱动单元22导引。
在图2、3的实施例中,图2示出了第一终端状态或止挡状态,其这样设计,使得电枢单元的右侧的永磁部段12b(只要无电流式粘附地)位于静态芯子上,而图3说明了相反设置的终端状态或止挡状态;这里,永磁单元12a(具有相邻的侧16,14)位于芯子26处,而永磁单元12b保持沿轴向与芯子隔开。图3与图2进行比较可知,该位置变化以切换形式还通过借助调整配对件32的操纵从而水平地(在附图中向右指向)施力于冲杆10的平坦的端面的作用端部28上。然而,图2、3的实施例对于壳体而言设置成双侧开放的筒38;与图1的第一实施例相比,既不在开放的左侧壳体区域又不在右侧的开放区域都需要封闭壁。相反,只是由中心的固定(静态)芯子区域22决定水平可运动的电枢单元的两个止挡位置。
图2、3中仅示意性地示出了一对霍尔传感器34a,34b,它们在这里例如出于与相应的永磁盘12a,12b更简单的固定或更容易的磁场耦合的目的而伸入到开放的壳体端部区域中(原则上,图2、3的设计方式也可通过非磁性或不导磁的夹持装置来实现,所述夹持装置可以适合地设在用于固定这些传感器元件的区域中)。显然,每个永磁元件12a,12b均配属相应的传感器元件34a或34b,从而就此可以实现专用地且高度检测安全地实施电枢单元连同冲杆10(进而还有调整配对件32)的位置探测。
在图2、3的实施例中,定子线圈的通电随后会再次导致(根据该通电的极性),致动器可有目的地移至永磁装置的左侧的止挡位置(图2)或永磁装置的右侧的止挡位置(图3),从而就此而言并且相较于图1的第一实施例来说仍进一步升高探测的灵活性和适用性或适配性。图2、3中未示出,还可以在冲杆10上,在与端面28相对置的端部区域中适合地配属第二调整配对件(其中,这原则上也可以通过第一实施例1实现)。
图4和5明确示出了在图2、3的机械设计中提供探测器功能的其它可能性;因此例如附图标记34c、34d表示用于设置探测器元件的其它可能性;图4的实施例在此方面为位置识别提供了双重的探测器安全性,因为每个止挡或终端状态则配属两个探测器元件并且相应地可分析两个探测器信号。这样的实施方式以它们的冗余性进而适合特别敏感或容易失效的应用。与之相反,图5中明确示出了(分别示意性地设有标记“传感器”)磁场传感器(例如半导体基的霍尔传感器类型的传感器)阵列的原则上可能的方案:明确可知的是,不仅可以沿着运动路径(并且还例如在轴向的中间位置中)布设传感器,也可以径向错开地布设传感器,也就是说既从相应的正面起,也相对于中间的定子装置之上或之中的可能的安装位置。与之相反地,图6的实施例(否则作为对分别在正面设置半导体基的霍尔磁场传感器的变型,在结构上可与图2、3的功能比较)示出了在端侧上提供磁性线圈探测器40,该磁性线圈探测器40相应于冲杆单元10的自由端部42的(由于致动器运动造成的)位置变化而产生相应的可变化的线圈信号用以进一步分析和处理。
图7的实施例(否则在结构上可与图2、3的实施例比较)示出了例如相对于冲杆10在右侧和中央使用的压力弹簧44,例如探测器单元的推动或运动操作经由右侧施力因调整配对件32而遭遇弹簧反作用力(对应于所需的压力弹簧44的压缩力),因此提供了影响这种或其它类型的探测器性能的可能性。尤其能够提供这种弹簧方案,以将调整配对件32强烈振动的力信号供应给所示装置的可比较的或以更好的其它方式改善的机械反应性。
作为图1的发明基本原理的可替代的设计方式,图8可选择地还示出了作为图2、3的实施例的可能变型和由此导出的实施例,例如作为特别封装的冲杆单元50固定在壳体20'端侧上的致动器单元以其能够驶出的冲杆部段52实现电枢单元的电磁运动;这里,电枢单元(图1)则被缩减至具有位于其上的永磁体12(连同两个相邻的圆盘14、16)的明显变短的冲杆单元10;在端侧上能够从仅作为黑框示出的致动器壳体50驶出的致动器冲杆52在此(并且顶着调整配对件32的向右指向的、待探测的压力或推力)将向左指向的调节力施加在致动器10、12上。该原理,即,用于将已知的致动器作为完整的组件50进一步模块化的原理,同样能够应用于图2、3的实施例,其中在这里则是致动器冲杆在轴向两端从该致动器中驶出,以便随后以类似方式分别推动所述永磁组件之一。
Claims (8)
1.一种双稳态电磁致动器设备,包括永磁装置(12;12a,12b)以及具有沿运动方向长形延伸的冲杆单元(10)的电枢单元(18),
所述电枢单元(18)能够通过静态的电磁驱动器(22)运动到在无电流稳定的两个端部位置和/或止挡位置的至少之一中,其中,至少部分地围绕所述电枢单元的壳体(20)配属有静态的磁场探测器(34;34a,34b),用于在至少一个为探测电枢位置而设的端部位置或止挡位置中与所述永磁装置无接触地共同作用,
所述冲杆单元在端侧具有冲击部段和/或作用部段(28),用于接触地且摩擦接合地与调整配对件共同作用,使得当电磁驱动器关闭,通过调整配对件的摩擦接合的接触和/或运动使电枢单元运动到所述端部位置或止挡位置之一上,在该位置中电枢单元在无电流时保持稳定,
并且所述磁场探测器被布设和连接,用于在接触或运动之后产生和输出与所述端部位置或止挡位置相对应的探测器信号,
其中,基于半导体和/或通过探测器线圈实现的磁场探测器这样设在传导磁通的壳体上,使得在为了电枢位置探测而设的端部位置或止挡位置中,所述壳体能够有效探测地被所述永磁装置的永磁磁场穿透,其中所述壳体为此目的而具有壳体开口、壳体通孔和/或部分地不导磁的壳体部段,
其中,所述驱动器通过设在壳体上或内的静态的线圈单元实现,所述线圈单元配属有针对用于电枢单元的止挡部段的止挡面(26)而设计的静态的芯子单元,其中,冲杆单元(10)导引延伸进所述芯子单元中或者穿过所述芯子单元延伸,
其中,所述磁场探测器沿轴向设在芯子单元或线圈单元的两端。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述永磁装置被设计为沿轴向在芯子单元和/或线圈单元的两端设在冲杆单元上的两个永磁体(12;12a,12b),使得所述两个端部位置或止挡位置分别设有在芯子单元或线圈单元上的一个永磁体的止挡,同时另一个永磁体与芯子单元或线圈单元轴向相间隔。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述冲击部段和/或作用部段设计用于产生沿运动方向或反向于运动方向对推力和/或拉力起作用的与调整配对件的机械接触和/或连接。
4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,所述冲击部段和/或作用部段具有或构造有机械耦连部、螺纹段、边槽、侧凹和/或探头。
5.根据权利要求1至4之一所述的设备,其特征在于,所述电枢单元配有蓄力件(44),用于通过调整配对件反向于作用力产生接触或运动,所述蓄力件通过与冲杆单元同心地设计的螺旋弹簧和/或压力弹簧实现。
6.一种根据权利要求1至5之一所述的双稳态电磁致动器设备的应用,作为用于调整配对件的运动传感器和/或位置传感器,和/或用于探测调整配对件的运动或位置变化。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,通过调整配对件操纵的电枢单元的位置被无电流地存储。
8.一种系统,由为位置和/或运动探测而待分析或待监控的调整配对件和根据权利要求1至5之一所述的设备组成。
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