CN114448288A - 包括具有改进的阻尼的驱动器的用于激励振动的致动器 - Google Patents

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J·克尔克曼
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P·科勒
R·维克
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Abstract

一种用于激励机动车辆的至少一个部件(7)振动的致动器，其中，该致动器具有以下各项：‑壳体(4)，该壳体被配置成直接或间接连接到该部件(7)，‑电线圈(8)，该电线圈连接到该壳体(4)，并且被配置成当电流流经该线圈(8)时产生电磁场，以及‑磁体(1)，该磁体全部或部分布置在该壳体(4)中，并且‑该磁体(1)被布置成可相对于该壳体(4)在有限程度上移动，其中，该壳体(4)在周围具有至少一个导电环(9)，该至少一个导电环就该磁体(1)的未偏移状态来说围绕该磁体。

Description

包括具有改进的阻尼的驱动器的用于激励振动的致动器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的致动器。
发明内容
本发明的目的是提出一种致动器，该致动器具有相对精确的设计和/ 或是相对成本有效的和/或展现出改进的阻尼。
根据本发明，此目的通过如权利要求1所述的致动器来实现。
作为替代方案，本发明优选地涉及一种用于激励机动车辆的至少一个部件振动的致动器，其中该致动器具有以下各项：
-壳体，该壳体被配置成直接或间接连接到该部件，
-至少一个电线圈，该至少一个电线圈连接到该壳体，并且被配置成当电流流经该线圈时产生电磁场，以及
-至少一个磁体，该至少一个磁体全部或部分布置在该壳体中，并且
-该磁体被布置成可相对于该壳体在有限程度上移动，其中该壳体在周围具有至少一个环，该至少一个环由基本上非永久磁化的铁磁材料形成或含有此材料，其中该环就该磁体的未偏移状态来说围绕该磁体。特别地，此环由导电材料形成，或具有周围闭合的导电环或带。
部件适宜地被配置为扁平部件或扁平结构或机动车辆的以下结构中的一个：底板、车门结构板、行李箱盖、备胎凹部、车顶结构、横梁、挡泥板、纵向构件、车门托架、端壁或车架零件。此处，此结构特别地被配置为碳和/或玻璃纤维增强塑料GFRP和/或碳纤维增强塑料CFRP 或钢或铝。
磁体适宜地被配置为永磁体、特别是由铁磁材料(例如，钕铁硼) 构成的永磁体。
磁体的移动方向优选地被理解为意指其振动方向，此处特别是它由于被线圈驱动而振动的振动方向。
环或带适宜地基本在其中心具有切口/孔，磁体可以移动穿过该切口 /孔。
致动器优选地具有壳体，该壳体被配置成直接或间接连接到该部件，特别是经由壳体与部件之间的至少一个中间层或至少一个附加中间元件而间接连接。
该一个电线圈优选地刚性连接到壳体。
磁体优选地被布置成可在有限程度上移动，基本上就一个自由度来说而移动，特别是基本上平行于穿过线圈的纵向方向而移动。
环特别是以环形方式适宜地配置，此处特别是以圆环的方式配置或者配置为椭圆形带。作为替代方案，环优选地就其闭合的周线或其边界线来说具有多边形形状，其中其拐角可以是圆形的或圆化的。
磁体的未偏移状态被适宜地理解为意指特别是在没有力的作用和/ 或零电流施加到线圈的情况下、磁体就其在壳体中的移动来说的非操作状态或非操作位置或未激励状态。
致动器优选地被配置成使得环和/或壳体围绕或环绕或缠绕磁体，或者就磁体的未偏移状态来说被配置成在磁体周围。
环优选地在未偏移状态下围绕磁体而就其在移动方向上的高度来说基本上居中。特别地，如果环的高度低于磁体的高度，那么环围绕磁体，使得在磁体的未偏移状态下，磁体在磁体的移动方向上在任一侧上突出超过被环围绕的区域，特别优选地在任一侧上基本上相等。
导电环优选地由铁磁材料形成，或者致动器具有由铁磁材料构成的至少一个附加环，其中此附加环就磁体的未偏移状态来说围绕磁体。特别地，导电环围绕附加环、或者反过来，并且导电环和附加环在这种情况下一起布置在壳体中或壳体上、或者是壳体的一部分。由于铁磁材料在环或附加环中的优选使用，就磁体沿着其移动方向的偏移来说，实现了限定复位或限定复位力。
优选的是，导电环部分或完全并入到壳体中，和/或布置在壳体上和 /或是壳体的一部分。
适宜的是，导电环和附加铁磁环未被永久磁化。
就磁体的移动方向来说，环的高度优选地基本上等于磁体的高度。
适宜的是，就磁体的移动方向来说，环的高度比磁体的高度大至多 50％、特别是大至多30％。
作为替代方案，就磁体的移动方向来说，环的高度优选地比磁体的高度低至多50％、特别是低至多30％。
适宜的是，导电环基本上形成壳体。
优选的是，壳体由若干层不同材料分段形成，其中环被配置为层中的一个。此处，这些层被配置成在壳体中一个是在另一个之上和/或一个围绕另一个或一个靠近另一个。
该至少一个导电环优选地由具有自适应可变电阻的半导体材料形成。
优选的是，除了导电环之外，致动器还具有附加的导电环，在各自情况下，就磁体的移动方向来说，该附加的导电环在其上方和下方，特别是齐平的和/或截面对齐的，或者就横截面来说基本上相同，其中两个附加的导电环特别是具有不同于第一环或中心环的特定电导率，其中就磁体的未偏移状态来说，这两个附加的环特别优选地在任一侧上突出超过磁体的高度。这两个附加的导电环非常特别优选地由铝形成。
优选的是，线圈布置在壳体的内侧表面上，并且导电环在线圈周围布置在外侧上。
适宜的是，磁体在各自情况下就其高度来说在顶部和底部上具有由铁磁材料构成的极板，所述极板特别具有与磁体基本相同的底面。
优选的是，磁体沿着其移动方向具有导引件，该导引件就壳体来说提供居中，特别地，该导引件此处由多个弹簧元件形成，磁体通过该多个弹簧元件直接或间接从壳体悬挂。
设计参数α优选地描述/限定在振动方向上磁体的高度与环的高度之比。此处，0.5≤α≤2的范围此处特别相关，其中对于α>1，产生了复位力的近似线性特性，并且对于α<1，产生了复位力的渐进特性。
壳体和/或环和/或附加环适宜地全部或部分由材料铁或镍或钴制成和/或含有一种、两种或所有这些材料。
环优选地就其电导率或其导电材料来说而配置，使得所述环或所述材料具有介于0.22μΩ·m与920Ω·m之间的电阻率。
壳体和/或环和/或附加环就其铁磁材料来说适宜地完全或部分地由材料铁或铝或铜或镍、钴或镁或碳形成。
环和/或一个或多个附加环优选地就其电导率或其导电材料来说而配置，使得壳体由具有不同电阻率的若干种不同材料、特别是在径向或切向或轴向方向上、以分层方式分段构造。
附图说明
图1示出了致动器或电动激振器的示例性实施例的示意性设计。
图2以示意性展示的方式示出了穿过所布置的壳体中的环中的铁磁材料的居中的磁复位力。
图3示意性地展示了致动器。
图4通过举例方式示意性地示出了针对α(＝h磁体/h铁磁)的各值的磁复位力的特性。
附图标记：
1 磁体
2 极板
3 弹簧元件
4 壳体
5 磁体的移动方向
6 未偏移状态
7 被激励而振动的部件
8 线圈
9 环
10 磁体与环或附加环的铁磁材料之间的磁力或复位力
11 环的高度
12 磁体的高度或具有极板的磁体的总高度
具体实施方式
图1示出了致动器或电动激振器的示例性实施例的示意性设计。极板2被装配到磁体1的两极。包括磁体1和极板2的整个振动系统通过弹簧元件3而弹性地联接到壳体4，其方式使得振动可能主要在所展示的振动方向或磁体1的移动方向5上，其中振动围绕中心非操作位置或未偏移状态6发生。壳体4联接到部件7，该部件被激励而振动并且被配置为例如扁平结构。接合到壳体4的线圈8被电激励，使得电流在线圈中流动。由于在线圈8(电流流过该线圈)与磁体1、以及与极板2 之间的相互作用，在线圈8与极板2之间产生了激励力，这导致在扁平结构7中激励了机械振动。
例如，图2以示意性展示的方式示出了穿过所布置的壳体4中的环 9中的铁磁材料的居中的磁复位力10。由磁体1产生并由极板2集中的磁场在环9的铁磁材料的方向上产生了磁力10。因此，磁体1在偏移方向5上居中，其极板2始终大致围绕环9的铁磁材料。根据该示例，环 9也由导电材料形成，结果另外实现了磁体1沿着其移动方向5的振动或偏移移动的阻尼。
根据该示例，图3a示意性地展示了致动器，其中由铁磁的且导电的材料构成的环9的高度11h铁磁低于磁体1和极板2的总高度12h磁体。结果，在偏移方向5上的磁性自居中已通过磁力或复位力10发生，而不会偏移离开非操作位置或未偏移状态6。
此外，由于环9由导电材料形成，在磁体1的移动过程中，在环9 中感应出涡电流，其中这些涡电流根据楞次定律与磁体的移动相反，结果，阻碍了磁体的移动。
图3b示意性地示出了致动器的示例性实施例，其中由铁磁的且导电的材料构成的环9的高度11h铁磁大于磁体1和极板2的总高度12h磁体。结果，根据该示例，当磁体1的偏移如此之大以至于一个极板2突出超过环9的边缘时，在偏移方向6上的磁性自居中通过磁力10发生。因此，可以产生渐进的弹簧特性曲线。
图4a)和4b)通过举例方式示意性地示出了针对α(＝h磁体/h铁磁)的各值的磁复位力的特性。如果由铁磁材料构成的环9在振动方向5上的高度等于磁体1及其任一侧上的极板2的总高度之和(α＝1)，那么围绕非操作位置或未偏移状态6产生了磁性复位力的实际上线性的特性。如果由铁磁材料构成的环9在振动方向5上的高度大于磁体1及其任一侧上的极板2的总高度(α<1)，那么围绕非操作位置6产生了磁性复位力的渐进特性。取决于磁体的偏移的磁性复位力的曲线此处由图4b) 示出。

Claims (11)

1.一种用于激励机动车辆的至少一个部件(7)振动的致动器，
其中，该致动器具有以下各项：
-壳体(4)，该壳体被配置成直接或间接连接到该部件(7)，
-至少一个电线圈(8)，该至少一个电线圈连接到该壳体(4)，并且被配置成当电流流经该线圈(8)时产生电磁场，以及
-至少一个磁体(1)，该至少一个磁体全部或部分布置在该壳体(4)中，并且
-该磁体(1)被布置成可相对于该壳体(4)在有限程度上移动，
其中，
该壳体(4)在周围具有至少一个导电环(9)，该至少一个导电环就该磁体的未偏移状态来说围绕该磁体(1)。
2.如权利要求1所述的致动器，其中，该导电环(9)由铁磁材料形成，或者该致动器具有由铁磁材料构成的至少一个附加环，其中此附加环就该磁体(1)的未偏移状态(6)来说围绕该磁体。
3.如权利要求2所述的致动器，其中，该导电环(9)围绕该附加环，或者附加环围绕该导电环(9)，并且该导电环和该附加环在这种情况下一起布置在该壳体(4)中或该壳体上，或者是该壳体的一部分。
4.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，该导电环(9)部分或完全并入到该壳体(4)中。
5.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，该导电环(9)和该附加铁磁环未被永久磁化。
6.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，就该磁体的移动方向(5)来说，该环(9)的高度(11)基本上等于该磁体(1)的高度(12)。
7.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，就该磁体的移动方向(5)来说，该环(9)的高度(11)比该磁体(1)的高度(12)大至多50％、特别是大至多30％。
8.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，就该磁体的移动方向(5)来说，该环(9)的高度(11)比该磁体(1)的高度(12)低至多50％、特别是低至多30％。
9.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，该导电环(9)基本上形成该壳体(4)。
10.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，该壳体(4)由多层不同材料分段形成，其中该环(9)被配置为这些层中的一个。
11.如前述权利要求中至少一项所述的致动器，其中，该至少一个导电环(9)由具有自适应可变电阻的半导体材料形成。
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