DE102009047597A1 - Electromagnet for adjusting an actuator and corresponding crash box system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten (10) zum Verstellen eines Stellglieds mit einer bestrombaren Spuleneinheit (12), einer durch die Spuleneinheit (12) zwischen zwei Endlagen (14) bewegbaren Ankereinheit (18), die mit dem Stellglied wirkverbunden ist, und mindestens einer Federeinheit (20) zur Rückstellung der Ankereinheit (18) und ein zugehöriges Crashboxsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Elektromagneten (10). Erfindungsgemäß ist die Ankereinheit (18) über die mindestens eine Federeinheit (20) in eine zwischen den beiden Endlagen (14) liegende Ausgangslage (30) bewegbar.The invention relates to an electromagnet (10) for adjusting an actuator with a coil unit (12) which can be energized, an armature unit (18) which can be moved by the coil unit (12) between two end positions (14) and which is operatively connected to the actuator, and at least one spring unit (20) for resetting the anchor unit (18) and an associated crash box system for a motor vehicle with such an electromagnet (10). According to the invention, the armature unit (18) can be moved via the at least one spring unit (20) into an initial position (30) lying between the two end positions (14).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Elektromagneten zum Verstellen eines Stellglieds nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to an electromagnet for adjusting an actuator according to the preamble of independent claim 1.
Aus der
Aus der
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Elektromagnet mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Ankereinheit über die mindestens eine Federeinheit in eine zwischen den beiden Endlagen liegende Ausgangslage bewegbar ist. In vorteilhafter Weise können mit dem erfindungsgemäßen Elektromagneten aus der durch die Federeinheit vorgegebenen Ausgangslage heraus zwei verschiedene Schaltstellungen eingestellt werden. Damit sind auf einfache Weise drei Verstellpositionen bzw. Schaltpositionen der Ankereinheit bzw. des Stellglieds möglich. Hierdurch können kurze Verstellzeiten der Ankereinheit bzw. des Stellglieds erreicht werden, wobei der erfindungsgemäße Elektromagnet in vorteilhafter Weise hohen Beschleunigungen ausgesetzt werden kann.The electromagnet according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that the armature unit is movable via the at least one spring unit in a starting position lying between the two end positions. Advantageously, two different switching positions can be set with the electromagnet according to the invention from the initial position given by the spring unit. Thus, three adjustment positions or switching positions of the armature unit or of the actuator are possible in a simple manner. In this way, short adjustment times of the armature unit or of the actuator can be achieved, wherein the electromagnet according to the invention can be advantageously exposed to high accelerations.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Elektromagneten möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 electromagnets are possible.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektromagneten umfasst die Ankereinheit einen um eine Achse schwenkbaren Ankerring. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektromagneten umfasst die Spuleneinheit einen innerhalb des Ankerrings angeordneten Spulenring. Dadurch wird ein einfacher und kostengünstiger Aufbau des Elektromagneten ermöglicht, durch welchen sich in vorteilhafter Weise eine zuverlässige und störungsfreie Funktion ergibt. Die zwischen der Spuleneinheit und der Ankereinheit wirkenden elektromagnetischen Kräfte können aufgrund der kompakten Bauweise effektiv umgesetzt werden.In an embodiment of the electromagnet according to the invention, the armature unit comprises a pivotable about an axis anchor ring. In a further embodiment of the electromagnet according to the invention, the coil unit comprises a coil ring arranged within the anchor ring. As a result, a simple and cost-effective design of the electromagnet is made possible by which results in a reliable manner a reliable and trouble-free operation. The electromagnetic forces acting between the coil unit and the armature unit can be effectively implemented due to the compact design.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektromagneten sind an dem Spulenring vier voneinander beabstandete Spulen angeordnet. Hierbei können jeweils zwei im Wesentlichen einander gegenüberliegende Spulen die Ankereinheit in jeweils eine erste Endlage oder eine zweite Endlage bewegen. In vorteilhafter Weise können hierdurch aus der Ausgangslage heraus zwei verschiedene Schaltstellungen in umgekehrter Drehrichtung geschaltet werden, wodurch sich geringe Verstellzeiten des Stellglieds ergeben. Hieraus ergibt sich ein einfach und kostengünstig aufgebauter Elektromagnet, der in zwei Drehrichtungen schalten und gleichzeitig hohen Beschleunigungen ausgesetzt werden kann. In vorteilhafter Weise haben die stark wechselnden Beschleunigungen keinen Einfluss auf die Funktion und auf die Verstellzeiten des Stellglieds.In a further embodiment of the electromagnet according to the invention four spaced-apart coils are arranged on the coil ring. In this case, in each case two essentially oppositely located coils can move the armature unit into a respective first end position or a second end position. In an advantageous manner, two different switching positions can thereby be switched in the reverse direction of rotation from the starting position, resulting in small adjustment times of the actuator. This results in a simple and inexpensive electromagnet, which can switch in two directions and at the same time can be exposed to high accelerations. Advantageously, the rapidly changing accelerations have no effect on the function and on the adjustment of the actuator.
Besonders bevorzugt ist der Spulenring als ferromagnetisches Kernelement ausgeführt. Eine besonders gute Wirkung des bestromten Spulenrings kann durch einen elektrisch leitfähigen Werkstoff aus ferromagnetischem Stahl erzielt werden. Der Spulenring kann beispielsweise am Gehäuse des Elektromagneten befestigt sein.Particularly preferably, the coil ring is designed as a ferromagnetic core element. A particularly good effect of the energized coil ring can be achieved by an electrically conductive material made of ferromagnetic steel. The coil ring may for example be attached to the housing of the electromagnet.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektromagneten umfasst die mindestens eine Federeinheit eine Blattfeder, die in einem im Ankerring und im Spulenring verlaufenden Schlitz angeordnet ist. Bevorzugt ist die Blattfeder in ihrer Mitte am Spulenring befestigt. Durch diese bauraumsparende Anordnung ist die Blattfeder in vorteilhafter Weise leicht montierbar und kostengünstig herstellbar. Die Blattfeder ist für die auftretenden wechselnden Zug-/Druck-Belastungen, insbesondere bei hohen Lastspielwechseln, besonders gut geeignet. Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Elektromagneten ist in vorteilhafter Weise ein Federelement ausreichend, um drei Schaltstellungen der Ankereinheit vorzusehen und einzustellen.In a further embodiment of the electromagnet according to the invention, the at least one spring unit comprises a leaf spring which is arranged in a slot extending in the anchor ring and in the coil ring. Preferably, the leaf spring is fixed in its center on the coil ring. By this space-saving arrangement, the leaf spring is advantageously easy to install and inexpensive to produce. The leaf spring is particularly well suited for the occurring alternating tensile / compressive loads, especially at high load cycle changes. In embodiments of the electromagnet according to the invention, a spring element is advantageously sufficient to provide and adjust three switching positions of the armature unit.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektromagneten ist die mindestens eine Federeinheit an einem mit dem Spulenring feststehenden Gehäuse des Elektromagneten befestigt und greift tangential und/oder radial von außen und/oder innen an der Ankereinheit an. In vorteilhafter Weise ermöglicht diese Ausgestaltung ein Freihalten des Raumes innerhalb des ringförmigen Stators. Bevorzugt sind Einzelfedern der Federeinheit axial zur Ankereinheit symmetrisch angeordnet, wodurch im Betrieb des Elektromagneten beim Bewegen der Ankereinheit durch die Spuleneinheit Querkräfte auf die Ankereinheit vermieden werden können.In a further embodiment of the electromagnet according to the invention, the at least one spring unit is attached to a stationary with the coil ring housing of the electromagnet and engages tangentially and / or radially from the outside and / or inside of the anchor unit. Advantageously, this embodiment allows a free space within the annular stator. Preferably, individual springs of the spring unit are arranged symmetrically axially to the armature unit, whereby transverse forces can be avoided on the armature unit during operation of the electromagnet when moving the armature unit by the coil unit.
Der erfindungsgemäße Elektromagnet kann beispielsweise als Bestandteil eines Crashboxsystems eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, um die Eigenschaften des Crashboxsystems vor und/oder während eines Aufpralls gezielt zu verändern.The electromagnet according to the invention can be used for example as part of a crash box system of a motor vehicle in order to change the properties of the crash box system before and / or during an impact.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die
Um kurze Verstellzeiten des Stellglieds zu erreichen, ist die Ankereinheit
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ankereinheit
Vorzugsweise sind am Spulenring
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die mindestens eine Federeinheit
Alternativ hierzu kann die mindestens eine Federeinheit
In den
Der erfindungsgemäße Elektromagnet
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006000746 A1 [0002] DE 102006000746 A1 [0002]
- DE 102006031508 A1 [0003] DE 102006031508 A1 [0003]
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Also Published As
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