DE102006015294A1 - Blocking device for at least partially blocking a relative movement - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blockiereinrichtung zur zumindest teilweisen Blockierung einer Relativbewegung zwischen einem unbeweglichen und einem beweglichen Teil einer Vorrichtung.The The present invention relates to a blocking device for at least partial blocking of a relative movement between an immovable and a movable part of a device.
Aus der deutschen Patentanmeldung 10 2005 042 883.5 ist eine gattungsgemäße Blockiereinrichtung in einem Bedienelement bekannt, bei dem eine Kugel in Eingriff mit einem in dem beweglichen Teil des Bedienelements eingebrachten Rastprofil bringbar ist, um zumindest eine Bewegung des beweglichen Teils zu blockieren. Dabei wird die Kugel von einem Elektromagneten zwischen zwei Endpositionen verfahren. Der Elektromagnet ist auf einem der Schenkel eines U-förmigen Eisenkerns angeordnet. Ein Permanentmagnet liegt mit einem seiner Pole an der Verbindung zwischen den beiden Schenkeln an. Ist der Elektromagnet unbestromt, so bildet der Permanentmagnet im Eisenkern ein Magnetfeld aus, das in beiden Schenkeln des Eisenkerns identisch ist und die Kugel in ihrer aktuellen Position hält. Während der Elektromagnet bestromt ist ergibt sich im Eisenkern ein überlagertes Magnetfeld, durch das sich die Kugel aus ihrer aktuellen Position in die andere Endposition bewegt.Out German Patent Application 10 2005 042 883.5 is a generic blocking device in an operating element known in which a ball in engagement with a locking profile introduced in the movable part of the operating element can be brought to at least one movement of the movable part to To block. The ball is being replaced by an electromagnet move two end positions. The electromagnet is on one of the Thighs of a U-shaped Iron core arranged. A permanent magnet lies with one of its poles at the connection between the two thighs. Is the electromagnet de-energized, the permanent magnet in the iron core forms a magnetic field, that is identical in both thighs of the iron core and the ball in their current position. During the Electromagnet is energized results in the iron core a superimposed Magnetic field through which the ball moves from its current position moved to the other end position.
Die vorstehend beschriebene Blockiereinrichtung weist mehrere Nachteile auf. So muss der Permanentmagnet ein starkes Magnetfeld erzeugen, um die Kugel auch bei Erschütterungen in ihrer Position zu halten. Wird die Kugel dennoch durch Erschütterungen oder sonstige ungewollte Einflüsse aus ihrer Position gebracht, so besteht die Möglichkeit, dass die Kugel ungewollt in ihre andere Endlage gerät und dort gehalten wird.The The blocking device described above has several disadvantages on. So the permanent magnet must generate a strong magnetic field to the ball even with vibrations to hold in their position. Will the ball still be shaken or other unwanted influences brought to their position, so there is a possibility that the ball unintentionally into their other end position and held there.
Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Blockiereinrichtung müssen die einzelnen Komponenten sehr präzise gefertigt und angeordnet werden. So müssen die Enden der Schenkel des Eisenkerns über ihre gesamte Stirnfläche einen gleichbleibenden Abstand zur Lauffläche der Kugel aufweisen. Dieser Abstand darf einen gewissen Maximalwert nicht überschreiten, da die auf die Kugel wirkende Magnetkraft sonst zu klein wäre. Außerdem muss der Abstand zwischen den Schenkeln des Eisenkerns geringfügig größer sein als der Abstand der beiden Endpositionen der Kugel, damit sich die Endpositionen der Kugel in einem ausreichend starken Bereich des Magnetfeldes befinden. Dies führt zu Einschränkungen bei der Gestaltung des Bedienelementes.at the blocking device known from the prior art must have the individual components very precise be manufactured and arranged. So have the ends of the thighs the iron core over her entire face have a constant distance from the tread of the ball. This Distance may not exceed a certain maximum value, since the on the Ball-acting magnetic force would otherwise be too small. Also, the distance between be slightly larger than the distance of the legs of the iron core Both end positions of the ball, so that the end positions of Ball are located in a sufficiently strong area of the magnetic field. this leads to to restrictions in the design of the control.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Blockiereinrichtung bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.It The object of the present invention is a generic blocking device to provide that does not have the aforementioned disadvantages.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Is solved this task according to the invention by the features of claim 1. Further advantageous embodiments are in the dependent claims specified.
Eine Blockiereinrichtung zur zumindest teilweisen Blockierung einer Relativbewegung zwischen einem unbeweglichen und einem beweglichen Teil einer Vorrichtung weist gemäß Patentanspruch 1 mindestens einen Permanentmagneten, einen Elektromagneten auf einem ferromagnetischen Kern, ein Rastprofil im beweglichen Teil und ein Blockierelement, das in Eingriff mit dem Rastprofil bringbar ist, auf. Dabei ist der Permanentmagnet beweglich in der Vorrichtung angeordnet und zwischen zumindest zwei Endpositionen verfahrbar.A Blocking device for at least partially blocking a relative movement between a stationary and a movable part of a device has according to claim 1 at least one permanent magnet, an electromagnet on a ferromagnetic core, a locking profile in the moving part and a blocking member engageable with the detent profile is on. In this case, the permanent magnet is movable in the device arranged and movable between at least two end positions.
Der Permanentmagnet ist zwischen dem offenen Ende des ferromagnetischen Kerns und dem Blockierelement angeordnet. Bei dem Blockierelement handelt es sich beispielsweise um eine magnetisierbare Kugel. Prinzipiell kann das Blockierelement jede geeignete Form aufweisen. Das Blockierelement besteht aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material, damit durch ein Magnetfeld eine Kraft auf das Blockierelement ausgeübt wird. In jeder seiner Endpositionen befindet sich der Permanentmagnet im Bereich des Endes eines Schenkels des ferromagnetischen Kerns. Das Magnetfeld des Permanentmagneten erstreckt sich in die Schenkel des ferromagnetischen Kerns und hält den Permanentmagneten damit in seiner Position.Of the Permanent magnet is between the open end of the ferromagnetic Kerns and the blocking element arranged. At the blocking element it is, for example, a magnetizable ball. in principle For example, the blocking element may have any suitable shape. The blocking element consists of a magnetic or magnetizable material, so a force is exerted on the blocking element by a magnetic field. In each of its end positions is the permanent magnet in the region of the end of a leg of the ferromagnetic core. The magnetic field of the permanent magnet extends into the legs of the ferromagnetic core and holds the permanent magnet with it in his position.
Ein Positionswechsel des Permanentmagneten wird dadurch erreicht, dass der Elektromagnet bestromt wird und sich infolgedessen ein Magnetfeld im ferromagnetischen Kern ausbildet. Die Stromrichtung durch den Elektromagneten und damit die Richtung des Magnetfeldes im ferromagnetischen Kern wird so gewählt, dass sich an dem Schenkel, in dessen Bereich sich der Permanentmagnet befindet, der Magnetpol ausbildet, der dem dem ferromagnetischen Kern zugewandten Pol des Permanentmagneten entspricht. Dies führt zu einer Abstoßung des Permanentmagneten aus seiner aktuellen Lage in die andere Endposition. Bevorzugt ist der bewegliche Permanentmagnet derart geführt, dass ein Umkippen des Permanentmagneten verhindert wird. Umkippen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich der Permanentmagnet derart dreht, dass dem ferromagnetischen Kern der andere Magnetpol zugewandt ist.One Position change of the permanent magnet is achieved in that the electromagnet is energized and as a result a magnetic field in the ferromagnetic core forms. The current direction through the electromagnet and thus the direction of the magnetic field in the ferromagnetic core becomes chosen so that on the leg, in the area of the permanent magnet which forms the magnetic pole, that of the ferromagnetic Core facing pole of the permanent magnet corresponds. This leads to a rejection of the permanent magnet from its current position to the other end position. Preferably, the movable permanent magnet is guided in such a way that a tipping over of the permanent magnet is prevented. Tipping means in this context, that the permanent magnet rotates in such a way that the ferromagnetic core faces the other magnetic pole.
Das Blockierelement, das sich im Bereich des Magnetfelds des Permanentmagneten befindet, folgt der Bewegung des Permanentmagneten und ist so beispielsweise ebenfalls zwischen zwei Endpositionen verfahrbar. In einer Endposition ist das Blockierelement im Eingriff mit dem Rastprofil im beweglichen Teil der Vorrichtung und blockiert so die Bewegung des beweglichen Teils zumindest in einer Richtung. In einer anderen Endposition ist das Blockierelement nicht im Eingriff mit dem Rastprofil. Durch die relative Nähe zwischen dem Blockierelement und dem Permanentmagneten führt bereits ein vergleichsweise schwacher Permanentmagnet zu einer starken Magnetkraft auf das Blockierelement und somit zu einer hohen Vibrationsfestigkeit.The blocking element, which is located in the region of the magnetic field of the permanent magnet, follows the movement of the permanent magnet and is, for example, likewise movable between two end positions. In an end position, the blocking element is in engagement with the locking profile in the movable part of the device and thus blocks the movement of the movable part, at least in one direction tung. In another end position, the blocking element is not engaged with the locking profile. Due to the relative proximity between the blocking element and the permanent magnet, a comparatively weak permanent magnet already leads to a strong magnetic force on the blocking element and thus to a high vibration resistance.
Bevorzugt ist der ferromagnetische Kern, der beispielsweise aus Eisen besteht, im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist aber auch jede andere, insbesondere asymmetrische Form des ferromagnetischen Kerns möglich, ohne die Blockierfunktionalität einzuschränken. Auch können die Abstände zwischen dem ferromagnetischen Kern und dem Permanentmagneten beziehungsweise dem Permanentmagneten und dem Blockierelement deutlich größer gewählt werden als bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Bedienelement.Prefers is the ferromagnetic core, which consists for example of iron, essentially U-shaped educated. According to the present But invention is any other, especially asymmetric Shape of the ferromagnetic core possible without restricting the blocking functionality. Also can the distances between the ferromagnetic core and the permanent magnet or the permanent magnet and the blocking element are chosen to be much larger as in the known from the prior art control.
Der auf dem ferromagnetischen Kern angeordnete Elektromagnet und der bewegliche Permanentmagnet bilden ein mechanisches, bi-stabiles Flip-Flop, wobei das Blockierelement der Position des Permanentmagneten folgt.Of the on the ferromagnetic core arranged electromagnet and the movable permanent magnets form a mechanical, bi-stable flip-flop, wherein the blocking element follows the position of the permanent magnet.
Die erfindungsgemäße Verwendung eines beweglichen Permanentmagneten hat einen weiteren Vorteil, wenn das Blockierelement die Bewegung des beweglichen Teils der Vorrichtung blockiert. In diesem Fall ist das Blockierelement in der Rastkontur verklemmt und kann daher bei entsprechend großer Klemmkraft seine Position nicht verlassen. In einem Bedienelement aus dem Stand der Technik wird der Positionswechsel der Kugel durch eine kurze Bestromung des Elektromagneten erzielt. Ist die Kugel während der Bestromung eingeklemmt, so ändert sie ihre Position nicht. In einer erfindungsgemäßen Blockiereinrichtung ist der Permanentmagnet jedoch stets beweglich und ändert auch bei eingeklemmtem Blockierelement seine Position, wenn der Elektromagnet entsprechend bestromt wird. Das Blockierelement folgt der Bewegung des Permanentmagneten, sobald es nicht mehr eingeklemmt ist, auch wenn der Elektromagnet nicht mehr bestromt ist.The use according to the invention a movable permanent magnet has a further advantage when the blocking element controls the movement of the movable part of the Device blocked. In this case, the blocking element is in the locking contour jammed and can therefore with correspondingly large clamping force do not leave his position. In a control of the state The technique is the position change of the ball by a short Energization of the electromagnet achieved. Is the ball during the Current supply pinched, so changes she does not know her position. In a blocking device according to the invention However, the permanent magnet always movable and changes even when clamped Blocking element its position when the solenoid accordingly is energized. The blocking element follows the movement of the permanent magnet, once it is no longer trapped, even if the electromagnet is no longer energized.
Die erfindungsgemäße Blockiereinrichtung ist beispielsweise als Aktuator in einem Bedienelement, insbesondere einem Drehsteller oder einem Joystick einsetzbar. Bei einer als Drehsteller ausgebildeten Vorrichtung wird mit der Blockiereinrichtung zum Beispiel eine Drehrichtung gesperrt oder bei einem Joystick eine Kipprichtung. Das Bedienelement mit einer erfindungsgemäßen Blockiereinrichtung ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar.The Blocking device according to the invention is For example, as an actuator in a control, in particular a turntable or a joystick can be used. At one as Turntable trained device is used with the blocking device For example, one direction of rotation disabled or one for a joystick Tilt direction. The operating element with a blocking device according to the invention is particularly applicable in a motor vehicle.
Alternativ handelt es sich bei der Vorrichtung beispielsweise um eine Tür, insbesondere um eine Tür in einem Kraftfahrzeug. Mit der Blockiereinrichtung ist das Öffnen der Tür blockierbar und somit die Tür abschließbar, beispielsweise zur Zugangsbeschränkung oder als Kindersicherung. Weiterhin alternativ handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Zündschloss. Mittels der Blockiereinrichtung ist der Zündschlüssel im Schloss arretierbar, sodass der Schlüssel beispielsweise während der Fahrt nicht abgezogen werden kann.alternative For example, the device is a door, in particular around a door in a motor vehicle. With the blocking device is the opening of the Door lockable and thus the door lockable, for example, to restrict access or as a child safety lock. Furthermore, it is alternatively the device around an ignition lock. By means of the blocking device, the ignition key can be locked in the lock, so the key for example during the journey can not be deducted.
In noch weiteren Alternativen handelt es sich bei der Vorrichtung um eine Betätigungsvorrichtung, beispielsweise um eine Verstellvorrichtung für ein Lenkrad oder einen Sitz insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Somit wird beispielsweise verhindert, dass das Lenkrad oder der Sitz während der Fahrt verstellt werden kann.In Still other alternatives are the device an actuator, for example to an adjustment for a steering wheel or a seat, in particular in a motor vehicle. Thus, for example, prevents the steering wheel or the Seat during the drive can be adjusted.
Die vorliegende Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigtThe The present invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment. It shows
Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
ist rein exemplarisch und insofern nicht beschränkend. So ist die Blockiereinrichtung
bestehend aus dem Elektromagneten, dem ferromagnetischen Kern, dem
Rastprofil im beweglichen Teil, dem Blockierelement und dem beweglichen
Permanentmagneten nicht nur in einem Drehsteller, sondern beispielsweise
auch in einem Wippschalter, einem Joystick, einer Tür, einem
Zündschloss,
einer Betätigungsvorrichtung
oder einer sonstiger Vorrichtung verwendbar. Anstatt der in
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |