DE102009049009A1

DE102009049009A1 - Actuator for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102009049009A1
Application number: DE102009049009A
Authority: DE
Inventors: Michael Sanders; Dieter Thönnessen; Frank Bürger; Albert Genster; Albert Denne; Janusz Zurke
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-10
Also published as: EP2486575B1; DE102009049009B4; EP2486575A1; WO2011042273A1

Abstract

Bekannte elektromagnetische Aktuatoren mit Permanentmagneten weisen häufig den Nachteil auf, dass eine Rückführung des Stößels allein durch permanentmagnetische Kräfte häufig nicht möglich ist, wenn noch eine Entfernung von über 1 mm zwischen Anker und Kern zu überbrücken ist. Erfindungsgemäß wird daher ein Aktuator vorgeschlagen, bei dem der Permanentmagnet (32) ortsfest innerhalb des elektromagnetischen Kreises (4) angeordnet ist und Mittel (34, 40) zur Bündelung axialer magnetischer Feldlinien am permanentmagnetischen Kreis (8) ausgebildet sind.Known electromagnetic actuators with permanent magnets often have the disadvantage that a return of the plunger alone by permanent magnetic forces is often not possible if a distance of more than 1 mm between the armature and core is still to bridge. According to the invention, therefore, an actuator is proposed in which the permanent magnet (32) is arranged stationarily within the electromagnetic circuit (4) and means (34, 40) for focusing axial magnetic field lines are formed on the permanent magnetic circuit (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktuator für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Stellelement bestehend aus einem elektromagnetischen Kreis, der eine Spule, einen feststehenden Kern, einen beweglichen Anker und ein Joch aufweist, einem Stößel, welcher über den elektromagnetischen Kreis betätigbar ist und der mit dem Anker verbunden ist und einem permanentmagnetischen Kreis, der aus dem Joch, dem Kern, dem Anker und einem Permanentmagneten besteht, der den Anker in einer Halteendstellung im unbestromten Zustand des elektromagnetischen Kreises hält.The invention relates to an actuator for an internal combustion engine with an actuator consisting of an electromagnetic circuit having a coil, a fixed core, a movable armature and a yoke, a plunger which is actuated via the electromagnetic circuit and which is connected to the armature and a permanent magnetic circuit consisting of the yoke, the core, the armature and a permanent magnet which holds the armature in a holding end position in the de-energized state of the electromagnetic circuit.

Derartige Aktuatoren werden beispielsweise zur Verstellung von Schiebenockenkonturen, an denen unterschiedliche Hubprofile ausgebildet sind und die verschiebbar auf einer Nockenwelle angeordnet sind, verwendet. Dabei greift das Stellelement in eine Nut des Schiebenockens. Nach der hieraus folgenden axialen Verstellung wird das Stellelement normalerweise passiv über eine Hebekontur der Nut in seine Ausgangsstellung zurückgeführt.Such actuators are used for example for adjusting sliding cam contours on which different lifting profiles are formed and which are arranged displaceably on a camshaft. The actuator engages in a groove of the sliding cam. After the axial adjustment resulting therefrom, the actuating element is normally passively returned to its starting position via a lifting contour of the groove.

Ein derartiger Aktuator ist beispielsweise aus der WO 03/021612 A1 bekannt. Das Stellelement des hierin beschriebenen elektromagnetischen Aktuators wird durch einen Stößel gebildet, der in die Nut des Schiebenockens eingreifen kann. Die Stellvorrichtung weist einen Permanentmagneten auf, der mit dem Stößel fest verbunden ist und über dessen magnetische Kraft der Stößel in seiner eingefahrenen Stellung gehalten wird. Durch Ansteuern eines Elektromagneten wird das Feld des Permanentmagneten so weit geschwächt, dass die Haltekraft geringer ist als eine Kraft die in Ausfahrrichtung des Stößels über ein Federelement auf den Stößel ausgeübt wird, so dass der Stößel in die Nut bewegt wird. Durch eine Hebekontur wird der Stößel zurück in seine Ausgangsstellung bewegt.Such an actuator is for example from the WO 03/021612 A1 known. The actuator of the electromagnetic actuator described herein is formed by a plunger which is engageable with the sliding cam groove. The adjusting device has a permanent magnet, which is firmly connected to the plunger and is held by its magnetic force, the plunger in its retracted position. By driving an electromagnet, the field of the permanent magnet is so far weakened that the holding force is less than a force which is exerted in the extension direction of the plunger via a spring element on the plunger, so that the plunger is moved into the groove. By a lifting contour of the plunger is moved back to its original position.

Neben diesen Aktuatoren mit einem Elektromagneten und einem damit kommunizierenden Stößel ist es beispielsweise aus der DE 10 2007 028 600 A1 auch bekannt, mehrere Stellelemente in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen.In addition to these actuators with an electromagnet and a plunger communicating therewith, it is for example from the DE 10 2007 028 600 A1 also known to arrange a plurality of actuators in a common housing.

Bei den genannten Aktuatoren besteht jedoch das Problem, dass der Permanentmagnet Stößen und somit mechanischen Kräften ausgesetzt ist, die zu einer Entmagnetisierung und somit zum Verlust der Haltekraft führen können. Zusätzlich hat sich bei den bekannten Aktuatoren der Nachteil gezeigt, dass die passive Rückführung des Stößels nicht immer funktioniert, da keine ausreichende Kraft zur Überbrückung des Abstandes zwischen der Ankerplatte und dem übrigen permanentmagnetischen Kreis aufgebracht werden kann. Aufgrund der beim Einbau eines derartigen Aktuators zur Nockenwellenverstellung immer notwendigen Toleranzen, muss jedoch ein Anziehen des Stößels in seine Halteendposition bereits bei einem Abstand von ca. 1 mm sichergestellt werden. Des Weiteren muss bei den bekannten Aktuatoren eine relativ große Masse bei der Betätigung beschleunigt werden.In the mentioned actuators, however, there is the problem that the permanent magnet shocks and thus mechanical forces is exposed, which can lead to demagnetization and thus the loss of holding power. In addition, in the known actuators has the disadvantage that the passive return of the plunger is not always working, since no sufficient force can be applied to bridge the distance between the armature plate and the rest of the permanent magnetic circuit. Due to the always necessary for the installation of such an actuator for camshaft adjustment tolerances, however, a tightening of the plunger must be ensured in its Halteendposition already at a distance of about 1 mm. Furthermore, in the known actuators, a relatively large mass must be accelerated upon actuation.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Aktuator zu schaffen, bei dem ohne Betätigung des Elektromagneten bereits sichergestellt ist, dass die Ankerplatte und damit der Stößel bereits bei einem größeren Abstand vom übrigen permanentmagnetischen Kreis in ihre eingefahrene Stellung gezogen wird. Gleichzeitig muss eine zu große und somit über einen Elektromagneten normaler Größe nicht mehr lösbare Haftkraft in der Endstellung verhindert werden. Zusätzlich soll eine mechanische Belastung des Permanentmagneten möglichst vermieden werden. Eine lange Lebensdauer des Aktuators bei möglichst geringem Stromverbrauch soll erreicht werden.It is therefore the object to provide an actuator in which without actuation of the solenoid is already ensured that the armature plate and thus the plunger is already pulled at a greater distance from the rest of the permanent magnetic circuit in its retracted position. At the same time a too large and thus not solvable about an electromagnet normal size adhesive force in the final position must be prevented. In addition, a mechanical load on the permanent magnet should be avoided as much as possible. A long life of the actuator with the lowest possible power consumption should be achieved.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs gelöst. Dadurch, dass der Permanentmagnet ortsfest innerhalb des elektromagnetischen Kreises angeordnet ist und Mittel zur Bündelung axialer magnetischer Feldlinien am permanentmagnetischen Kreis ausgebildet sind, wird die in Bewegungsrichtung des Stößels wirkende Permanentmagnetkraft erhöht, wodurch der Stößel bereits bei größerem Abstand zum übrigen permanentmagnetischen Kreis angezogen wird. Zusätzlich entfällt eine mechanische Belastung des Permanentmagneten durch Stöße, so dass dessen Funktionalität über einen langen Zeitraum sichergestellt wird. Die zu bewegende Masse ist sehr klein, so dass keine hohen Stellkräfte aufgebracht werden müssen.This object is achieved by the characterizing part of the main claim. Characterized in that the permanent magnet is arranged stationary within the electromagnetic circuit and means for concentrating axial magnetic field lines are formed on the permanent magnetic circuit, the force acting in the direction of movement of the plunger permanent magnet force is increased, whereby the plunger is already attracted at a greater distance from the rest permanent magnetic circuit. In addition, a mechanical load of the permanent magnet due to shocks, so that its functionality is ensured over a long period of time. The mass to be moved is very small, so that no high actuating forces must be applied.

Vorzugsweise ist als Mittel zur Bündelung axialer magnetischer Feldlinien der Permanentmagnet axial zwischen dem Kern und dem Joch angeordnet und sind der Kern und der Permanentmagnet radial beabstandet vom Joch angeordnet. Durch die axiale Anordnung des Permanentmagneten wird eine mechanische Stoßbelastung dessen ausgeschlossen. Durch den radialen Abstand zwischen dem Magnet beziehungsweise dem Kern und dem Joch wird ein Übertreten magnetischer Feldlinien in radialer Richtung im permanentmagnetischen Kreis vermieden. Es findet somit eine Bündelung axialer magnetischer Feldlinien statt, da sich das Magnetfeld nur in diese Richtung fortsetzen kann. Dies führt zu einer erhöhten magnetischen Kraft in axialer Richtung, also in Bewegungsrichtung des Stößels bei gleichbleibend großem Magneten.Preferably, as means for concentrating axial magnetic field lines, the permanent magnet is arranged axially between the core and the yoke, and the core and the permanent magnet are arranged radially spaced from the yoke. Due to the axial arrangement of the permanent magnet, a mechanical impact load is excluded. Due to the radial distance between the magnet or the core and the yoke, a violation of magnetic field lines in the radial direction in the permanent magnetic circuit is avoided. Thus, a bundling of axial magnetic field lines takes place, since the magnetic field can continue only in this direction. This leads to an increased magnetic force in the axial direction, ie in the direction of movement of the plunger with a constant large magnet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Anker eine sich radial erstreckende Ankerplatte auf. Diese dient zum Schließen der magnetischen Kreise, wobei der permanentmagnetische Kreis nur in der Halteposition schließbar ist.In an advantageous embodiment, the armature has a radially extending armature plate. This serves to close the magnetic Circles, wherein the permanent magnetic circuit can be closed only in the holding position.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zur Bündelung der magnetischen Feldlinien durch einen am Joch sich axial in Richtung zur Ankerplatte erstreckenden Fortsatz verringerter Dicke gebildet, der in der Halteendstellung die Ankerplatte zumindest teilweise radial umgibt. In diesem Fortsatz werden entsprechend die magnetischen Feldlinien aus dem Joch gebündelt. Aufgrund der geringen Dicke des Fortsatzes weisen die Feldlinien auch vor allem eine axiale Richtung auf. Entsprechend wirkt dieses gebündelte Feld auf die Ankerplatte bereits, wenn die Ankerplatte sich noch in einem Abstand zu ihrem Auflagepunkt befindet, da je nach Höhe des Fortsatzes auch die magnetische Kraft über den Fortsatz auf die Ankerplatte wirkt, so dass ein entsprechender Abstand zur Auflagefläche überwunden werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, the means for concentrating the magnetic field lines are formed by a yoke axially extending in the direction of the armature plate extension reduced thickness, which surrounds the armature plate at least partially radially in the Halteendstellung. In this extension, the magnetic field lines are correspondingly bundled out of the yoke. Due to the small thickness of the extension, the field lines also mainly have an axial direction. Accordingly, this focused field acts on the anchor plate already when the anchor plate is still at a distance to its support point, since depending on the height of the extension and the magnetic force acts on the extension on the anchor plate, so that a corresponding distance to the support surface are overcome can.

Vorzugsweise weist der Anker in seinem Innern einen Hohlraum auf. Hierdurch wird das Gewicht des Ankers verringert, so dass Trägheitskräfte und somit benötigte Halte- und Verstellkräfte sinken und eine schnellere Betätigung möglich ist.Preferably, the anchor has a cavity in its interior. As a result, the weight of the armature is reduced so that inertial forces and thus required holding and adjusting forces decrease and faster actuation is possible.

In einer weiterführenden Ausführung sind die Mittel zur Bündelung der magnetischen Feldlinien durch einen sich axial in Richtung zum Anker erstreckenden Abschnitt des Kerns gebildet, der in der Halteendstellung in den Hohlraum des Ankers hineinragt. Diese Anordnung besitzt im Wesentlichen die gleiche Wirkung, wie der sich axial erstreckende Fortsatz am Joch. Auch hier werden Feldlinien in axialer Richtung gebündelt und in Bereiche geführt, die einen axialen Abstand zwischen den Teilen des magnetischen Kreises verringern, um auch bei einer Enfernung von ca. 1 mm von der Halteendstellung eine Kraft aus den Anker auszuüben, die diesen in Richtung seiner Halteendstellung bewegt.In a further embodiment, the means for focusing the magnetic field lines are formed by an axially extending in the direction of the armature portion of the core, which projects into the holding end position in the cavity of the armature. This arrangement has substantially the same effect as the axially extending projection on the yoke. Here, too, field lines are bundled in the axial direction and guided into areas which reduce an axial distance between the parts of the magnetic circuit to exert a force from the armature, even at an distance of about 1 mm from the holding end position, in the direction of its Holding end position moves.

In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform ist im Hohlraum des Ankers ein Federelement angeordnet, welches gegen einen im Innern des Ankers ausgebildeten Anschlag und gegen den Kern anliegt. Im Vergleich zu bekannten Ausführungen kann hierdurch nicht nur die bewegte Masse sondern auch der benötigte axiale Bauraum verringert werden.In a further embodiment, a spring element is arranged in the cavity of the armature, which rests against a stop formed in the interior of the armature and against the core. Compared to known designs, not only the moving mass but also the required axial space can be reduced as a result.

Vorzugsweise ist die Ankerplatte in der Halteendstellung beabstandet vom Joch angeordnet. Entsprechend wird in der eingefahrenen Endposition ein Spalt im magnetischen Kreis aufrecht erhalten. Durch diesen Spalt wird die Haltekraft des Permanentmagneten so verringert, dass ein Lösen der Ankerplatte mit einem üblichen Elektromagneten möglich bleibt. Die sonst sehr hohen magnetischen Kräfte werden somit reduziert um kleinere Elektromagneten oder eine geringere Stromstärke zum Lösen der Haltekraft verwenden zu können.Preferably, the anchor plate is spaced apart from the yoke in the holding end position. Accordingly, a gap in the magnetic circuit is maintained in the retracted end position. Through this gap, the holding force of the permanent magnet is reduced so that a release of the armature plate with a conventional electromagnet remains possible. The otherwise very high magnetic forces are thus reduced to use smaller electromagnet or a lower amperage to release the holding power can.

In einer alternativen oder weiterführenden Ausgestaltung ist der Anker in der Halteendstellung beabstandet vom Kern angeordnet. Auch dies verringert die Haltekraft des Permanentmagneten in gleicher Weise.In an alternative or further embodiment, the armature is arranged in the holding end position at a distance from the core. This also reduces the holding force of the permanent magnet in the same way.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchmesser des Permanentmagneten größer als der freie Durchmesser im Innern des Spulenträgers und ist der Permanentmagnet am zum Stößel abgewandten Ende der Spule angeordnet. Somit können starke relativ groß bauende Permanentmagneten verwendet werden, mit denen ausreichende Anziehungskräfte auch bei beabstandeten Teilen des magnetischen Kreises erzielt werden können.In an advantageous embodiment of the invention, the diameter of the permanent magnet is greater than the free diameter in the interior of the bobbin and the permanent magnet is arranged on the end facing away from the plunger of the coil. Thus, strong relatively large-sized permanent magnets can be used with which sufficient attraction forces can be achieved even at spaced portions of the magnetic circuit.

Vorzugsweise ist im Gehäuse eine Auflagefläche für die Ankerplatte in ihrer zweiten Endstellung ausgebildet, wobei in der Auflagefläche zumindest ein zusätzlicher Permanentmagnet angeordnet ist. So kann in der zweiten Endstellung eine zusätzliche Haltekraft erzeugt werden, deren Magnetfeld auch zur Lagerückmeldung nutzbar ist.Preferably, a support surface for the armature plate is formed in the housing in its second end position, wherein in the support surface at least one additional permanent magnet is arranged. Thus, an additional holding force can be generated in the second end position, the magnetic field is also available for bearing feedback.

Vorzugsweise ist in einem Gehäuse des Aktuators ein berührungsloser Sensor angeordnet, über den ein sich mit Bewegung der Ankerplatte veränderndes magnetisches Feld detektierbar ist. Diese Feldänderung bewirkt ein unterschiedliches Ausgangssignal des Sensors dessen Größe ein Maß für die Position des Stößels ist. Somit wird eine genaue Lagerückmeldung möglich. Dabei können je nach verwendetem Sensor sowohl sich ändernde Feldlinienrichtungen als auch -stärken zur Lagemessung benutzt werden. Die bewegliche Ankerplatte erzeugt dabei eine Feldänderung bei ihrer Bewegung.Preferably, a non-contact sensor is arranged in a housing of the actuator, via which a changing with movement of the armature plate magnetic field is detected. This field change causes a different output signal of the sensor whose size is a measure of the position of the plunger. Thus, a precise bearing feedback is possible. Depending on the sensor used, both changing field line directions and strengths can be used for position measurement. The movable anchor plate generates a field change during their movement.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind zwei Stellelemente nebeneinander im Gehäuse angeordnet. Dabei kann zur Verstellung eines Schiebenockens das erste Stellelement den Nocken in eine erste Richtung verschieben und das zweite Stellelement den Nocken in die entgegengesetzte Richtung verschieben. Entsprechend ist eine Betätigung jeweils nur eines der Stellelemente notwendig und gewünscht. Deren Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse vereinfacht die Montage und verringert den benötigten Bauraum.In a particularly advantageous embodiment, two adjusting elements are arranged side by side in the housing. In this case, to adjust a sliding cam, the first adjusting element to move the cam in a first direction and the second actuator to move the cam in the opposite direction. Accordingly, an actuation only one of the actuating elements is necessary and desired. Their arrangement in a common housing simplifies assembly and reduces the required space.

In einer weiterführenden Ausführung ist auf einer Symmetrieachse der beiden Stellelemente im Gehäuse der berührungslose Sensor angeordnet, der mit beiden Stellelementen wirkverbunden ist, wobei jedem Stellelement je ein zusätzlicher Permanentmagnet zugeordnet ist, wobei die beiden Permanentmagnete entgegengesetzt polarisiert mit dem Sensor wirkverbunden sind. Aufgrund der Lage des Sensors ist es somit möglich, mit nur einem Sensor die Lage beider Stellelemente aufgrund der unterschiedlichen Richtung der Feldlinien zu detektieren. Entsprechend wird die Anzahl der verwendeten Bauelemente im Vergleich zu bekannten Ausführungen verringert.In a further embodiment, the non-contact sensor is arranged on an axis of symmetry of the two control elements in the housing, which is operatively connected to two actuators, each actuator is associated with an additional permanent magnet, wherein the two permanent magnets are polarized opposite to the sensor operatively connected. Due to the location of the Sensors, it is thus possible to detect the position of both control elements with only one sensor due to the different direction of the field lines. Accordingly, the number of components used is reduced compared to known designs.

Es wird somit ein Aktuator geschaffen, der eine ausreichende Kraft zum Anziehen des Stößels auch aus einer Entfernung von über 1 mm zur Endlagenposition aufbringen kann. Dennoch bleibt die Haltekraft in dieser Endlage derart, dass ein Lösen mittels eines normalen Elektromagneten möglich bleibt. Mehrere derartiger Stellelemente können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und deren Stellung mittels eines gemeinsamen Stellungssensors detektiert werden. Der erfindungsgemäße Aktuator benötigt aufgrund seiner geringen Ausdehnung nur einen kleinen Bauraum. Er weist durch die geringe mechanische Belastung des Permanentmagneten eine hohe Lebensdauer auf.There is thus provided an actuator which can apply a sufficient force to tighten the plunger even from a distance of about 1 mm to the end position. Nevertheless, the holding force in this end position remains such that a release by means of a normal electromagnet remains possible. Several such control elements can be arranged in a common housing and their position can be detected by means of a common position sensor. The actuator according to the invention requires only a small space due to its small size. It has a high durability due to the low mechanical load of the permanent magnet.

Zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Aktuatoren sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.Two embodiments of actuators according to the invention are shown in the figures and will be described below.

1 zeigt eine Seitenansicht eines Stellelementes eines erfindungsgemäßen Aktuators in geschnittener Darstellung. 1 shows a side view of an actuating element of an actuator according to the invention in a sectional view.

2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Aktuators mit zwei zu 1 alternativ ausgeführten Stellelementen in geschnittener Darstellung. 2 shows a side view of an actuator according to the invention with two to 1 alternatively executed actuators in a sectional view.

3 zeigt schematisch eine Kopfansicht einer Anordnung eines Sensors für einen erfindungsgemäßen Aktuator gemäß der 2. 3 schematically shows a top view of an arrangement of a sensor for an actuator according to the invention according to the 2 ,

Das in 1 dargestellte Stellelement 2 eines erfindungsgemäßen Aktuators besteht aus einem elektromagnetischen Kreis 4, einem Stößel 6, welcher über den elektromagnetischen Kreis 4 betätigbar ist und einem permanentmagnetischen Kreis 8 zur Erzeugung einer Haltekraft in einer Halteendposition des Stößels 6.This in 1 illustrated actuator 2 An actuator according to the invention consists of an electromagnetic circuit 4 , a pestle 6 which is above the electromagnetic circuit 4 is operable and a permanent magnetic circuit 8th for generating a holding force in a holding end position of the plunger 6 ,

Der elektromagnetische Kreis 4 weist eine Spule 10 auf, die von einem Joch 12 umgeben ist und in deren Innern ein axial beweglicher Anker 14 angeordnet ist, der mit dem Stößel 6 fest verbunden ist, so dass dieser bei Bewegung des Ankers 14 mit bewegt wird. Der Anker 14 ist als Hohlzylinder ausgeführt, von dem aus sich eine Ankerplatte 16 radial nach außen erstreckt und die eine Ausnehmung 18 aufweist, in der der Stößel 6 durch Schweißen befestigt ist. Im Hohlraum 20 des Ankers 14 ist ein Federelement 22 in Form einer Schraubenfeder angeordnet, die sich mit ihrem ersten Ende gegen einen lediglich in 2 dargestellten Absatz 24 des Ankers 14 oder des Stößels 6 abstützt und mit ihrem zweiten Ende gegen einen Kern 26 abstützt, der in vorliegender Ausführung in einem Spulenträger 28 angeordnet ist.The electromagnetic circuit 4 has a coil 10 up, from a yoke 12 is surrounded and in the interior of an axially movable anchor 14 is arranged, with the pestle 6 is firmly connected, so that this movement of the anchor 14 with being moved. The anchor 14 is designed as a hollow cylinder from which an anchor plate 16 extends radially outward and the one recess 18 in which the plunger 6 is fixed by welding. In the cavity 20 of the anchor 14 is a spring element 22 arranged in the form of a helical spring, with its first end against a purely in 2 presented paragraph 24 of the anchor 14 or the pestle 6 supported and with its second end against a core 26 supports, in the present embodiment in a bobbin 28 is arranged.

Der Außendurchmesser des Ankers 14 bewegt sich mit Spiel innerhalb eines Spulenträgers 28. Die Führung des Stößels 6 erfolgt in einem wiederum nur in 2 dargestellten Führungsgehäuseteil 30, welches den Stößel 6 in axialer Erstreckungsrichtung radial umschließt.The outer diameter of the anchor 14 moves with play inside a bobbin 28 , The leadership of the pestle 6 takes place in a turn only in 2 illustrated guide housing part 30 which is the pestle 6 radially encloses in the axial direction.

Der permanentmagnetische Kreis 8 besteht aus einem Permanentmagneten 32, welcher axial zwischen dem Kern 26 und einem sich radial erstreckenden Abschnitt des Jochs 12 und radial innerhalb des Spulenträgers 28 angeordnet ist, sowie dem Joch 12, dem Anker 14 und dem Kern 26.The permanent magnetic circuit 8th consists of a permanent magnet 32 which is axially between the core 26 and a radially extending portion of the yoke 12 and radially inside the bobbin 28 is arranged, as well as the yoke 12 , the anchor 14 and the core 26 ,

Der Kern 26 weist drei axial hintereinanderliegende Abschnitte auf. Ein erster sich axial erstreckender Abschnitt 34 besitzt eine zylindrische Form mit einem Absatz, so dass zwei axial hintereinanderliegende Zylinder entstehen, und ragt in den hohlzylindrischen Anker 14 hinein, wobei der Außendurchmesser des Abschnitts 34 im Bereich des größeren Abschnitts geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlraums 20. An diesen zylindrischen Abschnitt 34 schließt sich ein zweiter zylindrischer Abschnitt 36 größeren Durchmessers an, der im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist, wie der Anker 14. Es folgt ein dritter Abschnitt 38, der einen sich in entgegengesetzter Richtung zum Stößel wachsenden Durchmesser aufweist bis dieser Durchmesser dem Durchmesser des Permanentmagneten 32 entspricht. Der gesamte Kern 26, der Permanentmagnet 32 und der Anker 14 sind vom Spulenträger 28 aus Kunststoff umgeben. Der Spulenträger 28 erstreckt sich somit in entgegengesetzter Richtung zum Stößel axial über die Spule 10 hinweg bis vor den axial begrenzenden Abschnitt des Jochs 12. Dabei wird durch den Spulenträger 28 der radiale Abstand zwischen dem Kern 26 beziehungsweise dem Permanentmagneten 32 und dem sich axial erstreckenden Joch 12 so groß gehalten, dass ein Übertreten magnetischer Feldlinien möglichst vollständig vermieden wird, wodurch eine Bündelung der vorhandenen Magnetkräfte erreicht wird.The core 26 has three sections axially one behind the other. A first axially extending portion 34 has a cylindrical shape with a shoulder, so that two axially successive cylinders arise, and protrudes into the hollow cylindrical armature 14 into it, the outer diameter of the section 34 in the region of the larger section is slightly smaller than the inner diameter of the cavity 20 , At this cylindrical section 34 closes a second cylindrical section 36 larger diameter, which has substantially the same diameter as the anchor 14 , There follows a third section 38 having a diameter growing in the opposite direction to the plunger until said diameter is equal to the diameter of the permanent magnet 32 equivalent. The whole core 26 , the permanent magnet 32 and the anchor 14 are from the coil carrier 28 surrounded by plastic. The coil carrier 28 thus extends in the opposite direction to the plunger axially over the coil 10 away until the axially limiting portion of the yoke 12 , It is by the coil carrier 28 the radial distance between the core 26 or the permanent magnet 32 and the axially extending yoke 12 held so large that a violation of magnetic field lines is avoided as completely as possible, whereby a bundling of the existing magnetic forces is achieved.

Des Weiteren ist am Joch 12 am zum Stößel weisenden Ende ein sich radial nach innen erstreckender Abschnitt ausgebildet, der als Rückschluss dient. Von diesem Abschnitt aus erstreckt sich axial in Richtung zur Ankerplatte 16 ein ringförmiger Fortsatz 40, der in der Haltestellung die Ankerplatte 16 radial umgibt.Furthermore, at the yoke 12 formed at the end facing the plunger, a radially inwardly extending portion which serves as a conclusion. From this section extends axially toward the anchor plate 16 an annular extension 40 , in the holding position the anchor plate 16 radially surrounds.

Die Funktionsweise des konstruktiv im Vorangegangen beschriebenen Aktuator wird im Folgenden anhand einer Anwendung des Aktuators zur Schiebenockenverstellung beschrieben.The operation of the constructively described in the foregoing actuator is described below with reference to an application of the actuator for sliding cam adjustment.

In seiner Ausgangsstellung, welches der eingefahrenen Position oder der Halteendstellung des Stößels 6 entspricht, liegt der Anker 14 mit seinem ersten axialen Ende gegen den Kern 26 an. In dieser Position wird der Anker 14 und somit der Stößel 6 durch den permanentmagnetischen Kreis 8 gehalten, dessen Feldlinien vom Permanentmagneten 32 über das Joch 12 in die Ankerplatte 16 und den Anker 14 und zurück über den Kern 26 zum entgegengesetzten Pol des Permanentmagneten 32 verlaufen. Es handelt sich entsprechend um ein geschlossenes magnetisches Feld, welches eine Haltekraft auf den Anker 14 ausübt, die größer ist als eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Federkraft, die das Federelement 22 auf den Anker 14 ausübt. Die vorhandene Haltekraft ist dabei insbesondere abhängig von vorhandenen Spalten im permanentmagnetischen Kreis 8. Da die Haltekraft in einem derartigen Aktuator ohne Spalte sehr groß ist, wird der sich axial erstreckende Abschnitt des Ankers 14 geringfügig länger ausgebildet, als der Abstand zwischen der Auflagefläche des Ankers 14 am Kern 26 und der Unterkante des Joches 12 ohne den ringförmigen Fortsatz 40. Hierdurch ergibt sich ein Spalt 42 zwischen dem sich nach radial innen erstreckenden Abschnitt des Jochs 12 und der Ankerplatte 16 in der Halteendstellung. Alternativ wäre es möglich, einen Abstand zwischen dem Kern 26 und dem Anker 14 in der Halteendstellung zu belassen, indem die Ankerplatte 16 am Joch 12 anliegt bevor der Anker 14 den Kern 26 erreicht. In its initial position, which is the retracted position or the holding end position of the plunger 6 corresponds, is the anchor 14 with its first axial end against the core 26 at. In this position becomes the anchor 14 and thus the plunger 6 through the permanent magnetic circuit 8th held, whose field lines from the permanent magnet 32 over the yoke 12 in the anchor plate 16 and the anchor 14 and back over the core 26 to the opposite pole of the permanent magnet 32 run. It is accordingly a closed magnetic field, which has a holding force on the armature 14 which is greater than a spring force acting in the opposite direction, which is the spring element 22 on the anchor 14 exercises. The existing holding force is particularly dependent on existing columns in the permanent magnetic circuit 8th , Since the holding force in such an actuator without a column is very large, the axially extending portion of the armature 14 slightly longer than the distance between the bearing surface of the armature 14 at the core 26 and the lower edge of the yoke 12 without the ring-shaped extension 40 , This results in a gap 42 between the radially inwardly extending portion of the yoke 12 and the anchor plate 16 in the holding end position. Alternatively, it would be possible to have a distance between the core 26 and the anchor 14 to leave in the holding end position by the anchor plate 16 at the yoke 12 rests before the anchor 14 the core 26 reached.

Soll nun einer der Schiebenocken auf einer Nockenwelle betätigt werden, muss der Stößel 6 in einen ausgefahrenen Zustand verschoben werden. Hierzu wird durch den elektromagnetischen Kreis 4 ein Magnetfeld erzeugt, welches dem Magnetfeld 8 des Permanentmagneten entgegen gerichtet wirkt. Dies führt zu einer Schwächung der zwischen dem Anker 14 und dem Kern 26 wirkenden Haltekraft bis schließlich die Federkraft größer ist als die Haltekraft, wodurch der Anker 14 sich vom Kern 26 löst. Es folgt unter Einwirkung der Federkraft eine Bewegung des Ankers 14 und somit des Stößels 6, bei der diese sich vom Kern 26 in seine zweite ausgefahrene Endstellung bewegen. Hierzu ist bei dieser Ausführung keine elektromagnetische Kraft erforderlich. In dieser zweiten Endstellung wird der Stößel 6 durch die Federkraft und eine permanentmagnetische Kraft gehalten, die durch einen oder mehrere zusätzliche Permanentmagnete 45 erzeugt wird, die im Bereich einer Auflagefläche 48 des Gehäuses 44 beziehungsweise im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 im Führungsgehäuseteil 30 angeordnet sind, auf dem die Ankerplatte 16 in ihrer ausgefahrenen Position aufliegt, wie lediglich in 3 dargestellt ist. Diese wirken mit einem berührungslosen Sensor 46 zusammen, mittels dessen das Aufliegen der Ankerplatte 16 in bekannter Weise erkennbar ist.If one of the sliding cams is now to be actuated on a camshaft, the plunger must 6 be moved to an extended state. This is done by the electromagnetic circuit 4 generates a magnetic field, which is the magnetic field 8th the permanent magnet counteracts acts. This leads to a weakening of the between the anchor 14 and the core 26 acting holding force until finally the spring force is greater than the holding force, causing the anchor 14 from the core 26 solves. It follows under the action of the spring force movement of the armature 14 and thus the plunger 6 in which these are from the core 26 move to its second extended end position. For this purpose, no electromagnetic force is required in this embodiment. In this second end position is the plunger 6 held by the spring force and a permanent magnetic force by one or more additional permanent magnets 45 is generated in the area of a bearing surface 48 of the housing 44 or in the present embodiment according to 2 in the guide housing part 30 are arranged, on which the anchor plate 16 rests in its extended position, as only in 3 is shown. These act with a non-contact sensor 46 together, by means of which the resting of the anchor plate 16 recognizable in a known manner.

Der Stößel 6 gleitet in diesem Zustand mit seinem aus dem Aktuator weisenden Ende in einer Nut des Schiebenockens und verschiebt diesen in die gewünschte Position. Diese Nuten sind so ausgebildet, dass am Ende der Drehung der Stößel 6 aktiv durch eine Erhebung der Nut angehoben wird, so dass der Stößel 6 und der Anker 14 in Richtung der Halteendstellung verschoben werden. Bei dieser Verwendung des Aktuators wird der Hub der Nut geringfügig kleiner ausgeführt als der Hub des Ankers 14. Dies ist aufgrund von Einbautoleranzen erforderlich, da sonst die Gefahr eines Verklemmens der Nockenwelle bestehen würde. Der in dieser Position vorhandene Spalt muss jedoch überbrückt werden, um den Anker 14 in seiner Endstellung halten zu können und zwar möglichst ohne den elektromagnetischen Kreis 4 aktivieren zu müssen. Entsprechend soll die hierzu notwendige magnetische Kraft durch den permanentmagnetischen Kreis 8 aufgebracht werden. Hierzu ist es notwendig, permanentmagnetische in axialer Richtung wirkende Magnetlinien bereits in einem Abstand von ca. 1 mm zwischen dem Anker 14 und dem Kern 26 zu erzeugen.The pestle 6 slides in this state with its pointing out of the actuator end in a groove of the sliding cam and moves it to the desired position. These grooves are designed so that at the end of the rotation of the plunger 6 is actively raised by a survey of the groove, so that the plunger 6 and the anchor 14 be moved in the direction of the holding end position. In this use of the actuator, the stroke of the groove is made slightly smaller than the stroke of the armature 14 , This is necessary due to installation tolerances, otherwise there would be a risk of jamming of the camshaft. However, the gap present in this position must be bridged to the anchor 14 to be able to hold in its end position, if possible without the electromagnetic circuit 4 to activate. Accordingly, the necessary magnetic force through the permanent magnetic circuit 8th be applied. For this purpose, it is necessary to permanently magnetic magnetic lines acting in the axial direction already at a distance of about 1 mm between the armature 14 and the core 26 to create.

Hierzu dient der sich axial erstreckende Fortsatz, von dem aus sich permanentmagnetische Feldlinien in Richtung zu Ankerplatte 16 erstrecken, die eine große axial wirkende Komponente aufweisen und der sich in den Anker 16 erstreckende Absatz 34, von dem aus sich permanentmagnetische Feldlinien in Richtung des Ankers 16 erstrecken. Dabei besteht insbesondere im Bereich des Fortsatzes 40 eine hohe Magnetkraft, da die permanentmagnetischen sich axial erstreckenden Feldlinien im dünnen Fortsatz 40 gebündelt werden. Entsprechend wird eine hohe Anziehungskraft erzeugt, mittels derer die Federkraft bereits ca. 1 mm vor Erreichen des Endanschlags überwunden werden kann. Somit besteht ein extrem geringer Stromverbrauch, da ein Strom nur zum Auslösen der Verstellung aus der Halteendstellung erforderlich ist.This purpose is served by the axially extending extension, from which permanent magnetic field lines in the direction of the anchor plate 16 extend, which have a large axial-acting component and extending into the armature 16 extending paragraph 34 , from which are permanent magnetic field lines in the direction of the armature 16 extend. It consists in particular in the region of the extension 40 a high magnetic force, since the permanent magnetic axially extending field lines in the thin extension 40 be bundled. Accordingly, a high attraction force is generated, by means of which the spring force can be overcome already about 1 mm before reaching the end stop. Thus, there is an extremely low power consumption, since a current is only required to trigger the adjustment of the holding end position.

Zusätzlich wird ersichtlich, dass keine mechanische Belastung des Permanentmagneten 32 vorliegt, da die Bewegung des Ankers 14 nicht auf den feststehenden Magneten 32 wirkt.In addition it becomes apparent that no mechanical load of the permanent magnet 32 present, since the movement of the anchor 14 not on the stationary magnet 32 acts.

Als zusätzliche Maßnahme zur Bündelung der permanentmagnetischen axial wirkenden Feldlinien dient der sich axial erstreckende Abschnitt 34 des Kerns 26. Die gesamten Feldlinien des Permanentmagneten 32 werden durch die sich in Richtung des Ankers 14 verengende Form des Kerns 26 gebündelt, so dass auch hier hohe axiale Magnetkräfte zwischen dem Kern 26 und dem Anker 14 auftreten.As an additional measure for bundling the permanent magnetic axially acting field lines is the axially extending portion 34 of the core 26 , The entire field lines of the permanent magnet 32 be by looking in the direction of the anchor 14 narrowing shape of the nucleus 26 bundled, so that here too high axial magnetic forces between the core 26 and the anchor 14 occur.

Der in 2 dargestellte Aktuator unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten insbesondere dadurch, dass zwei Stellelemente 2a, 2b in einem gemeinsamen Gehäuse 44 nebeneinander angeordnet sind, wobei das erste Stellelement 2a in seiner zweiten Endstellung dargestellt ist und das zweite Stellelement 2b in seiner Halteendstellung dargestellt ist. Des Weiteren erstreckt sich der Kern 26 über die gesamte axiale Länge des Spulenträgers 28, so dass die Ankerplatte 16 zum Schließen der magnetischen Kreise 4, 8 dient. Bei dieser Ausführung erstreckt sich ebenfalls ein Fortsatz 40 vom Joch 12 in Richtung zur Ankerplatte 16. Zusätzlich erstreckt sich ein zylindrischer Abschnitt 34 des Kerns 26 in den Hohlraum 20 des Ankers. Der Spalt 42 wird in dieser Ausführung zwischen der Ankerplatte 16 und dem Kern 26 in der Halteendstellung ausgebildet, während die Ankerplatte am Joch 12 anliegt.The in 2 shown actuator differs from that in 1 represented in particular in that two adjusting elements 2a . 2 B in a common housing 44 arranged side by side are, wherein the first actuator 2a is shown in its second end position and the second actuator 2 B is shown in its holding end position. Furthermore, the core extends 26 over the entire axial length of the bobbin 28 so that the anchor plate 16 to close the magnetic circuits 4 . 8th serves. In this embodiment also extends an extension 40 from the yoke 12 towards the anchor plate 16 , In addition, a cylindrical section extends 34 of the core 26 in the cavity 20 of the anchor. The gap 42 is in this embodiment between the anchor plate 16 and the core 26 formed in the holding end position, while the anchor plate on the yoke 12 is applied.

Als weiterer Unterschied ergibt sich lediglich die Anordnung des Federelementes im Stößel 6 anstatt im Anker 14. Die Funktionsweise ist identisch zu der oben Beschriebenen.Another difference is only the arrangement of the spring element in the plunger 6 instead of in the anchor 14 , The operation is identical to that described above.

Aus 3 ist zusätzlich eine Möglichkeit zur Anordnung des berührungslosen Magnetsensors 46 ersichtlich. Dieser ist auf einer Symmetrieachse 50 zwischen den beiden Stellelementen 2a, 2b angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass beide Stellelemente 2a, 2b über den Magnetsensor 46 überwacht bzw. deren Position detektiert werden kann. Zum Halten in der Endposition dienen hier jeweils vier kleine Stabmagnete 45 im Führungsgehäuseteil 30, im Bereich des Anschlags der Ankerplatte 16, wobei darauf zu achten ist, dass der jeweils zum Sensor 46 nächstgelegene Permanentmagnet 45a des ersten Stellelementes 2a eine entgegengesetzte Polarität zum nächstgelegenen Permanentmagnet 45b des zweiten Stellelementes 2b aufweist. Hierdurch ist aufgrund des Ausgangssignals des Sensors 46 eine Unterscheidung zwischen den beiden Stellelementen 2a, 2b möglich. Durch diese Anordnung entstehen vier unterschiedliche Signale für die vier anfahrbaren Stellungen des Aktuators, so dass eine eindeutige Zuordnung des Signals zur Stellung des Aktuators möglich ist.Out 3 is additionally a possibility for the arrangement of the non-contact magnetic sensor 46 seen. This one is on a symmetry axis 50 between the two control elements 2a . 2 B arranged. This arrangement has the advantage that both control elements 2a . 2 B over the magnetic sensor 46 monitored or their position can be detected. For holding in the end position, four small bar magnets are used here 45 in the guide housing part 30 , in the area of the stop of the anchor plate 16 , while making sure that each to the sensor 46 nearest permanent magnet 45a of the first control element 2a an opposite polarity to the nearest permanent magnet 45b of the second control element 2 B having. This is due to the output signal of the sensor 46 a distinction between the two control elements 2a . 2 B possible. By this arrangement, four different signals for the four approachable positions of the actuator, so that a clear assignment of the signal to the position of the actuator is possible.

Es wird deutlich, dass der beschriebene Aktuator einen geringen Stromverbrauch sowie durch die geringe mechanische Belastung des Magneten eine hohe Lebensdauer aufweist. Ein mögliches Lösen ohne zu große aufzubringende Stellkräfte wird ebenso sichergestellt wie eine ausreichende Anzugskraft durch den permanentmagnetischen Kreis vor Erreichen der Halteendstellung. Eine Haltekraft und eine Lagerückmeldung auch bei zwei Stellelementen in einem Gehäuse wird mit nur einem Sensor sichergestellt und ein ungewolltes Lösen verhindert. Des Weiteren besteht eine gute elektromagnetische Verträglichkeit.It becomes clear that the described actuator has a low power consumption as well as a high service life due to the low mechanical load of the magnet. A possible release without too large to be applied actuating forces is also ensured as a sufficient tightening force by the permanent magnetic circuit before reaching the holding end position. A holding force and a bearing feedback even with two actuators in a housing is ensured with only one sensor and prevents unwanted loosening. Furthermore, there is good electromagnetic compatibility.

Es sollte deutlich sein, dass konstruktive Änderungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele im Schutzbereich des Hauptanspruchs denkbar sind und eine Verwendung eines derartigen Aktuators auch in anderen Bereichen möglich ist. So wäre es beispielsweise möglich, eine Anziehungskraft zum Erreichen der Halteendstellung durch Bestromen der Spule zu erzeugen. Hierzu wäre die Stromrichtung im Vergleich zum Lösen des Stellelementes aus der Halteendstellung umzukehren. Dies würde zu einem das Permanentmagnetfeld verstärkenden Feld führen und somit ebenfalls ein Rückführen des Ankers in die Ausgangsposition unterstützen. Des Weiteren lassen sich unterschiedliche konstruktive Formen zur Verstärkung oder Schwächung der vorhandenen permanent- und elektromagnetischen Felder entwickeln.It should be clear that design changes of the described embodiments in the scope of the main claim are conceivable and a use of such an actuator in other areas is possible. For example, it would be possible to create an attractive force for achieving the holding end position by energizing the coil. For this purpose, the current direction in comparison to the release of the actuating element from the holding end position would be reversed. This would lead to a permanent magnetic field amplifying field and thus also support a return of the armature to the starting position. Furthermore, different constructive forms can be developed to reinforce or weaken existing permanent and electromagnetic fields.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/021612 Al [0003]
DE 102007028600 A1 [0004]

Claims

An actuator for an internal combustion engine having an actuator comprising: an electromagnetic circuit having a coil, a fixed core, a movable armature and a yoke, a plunger which is actuated via the electromagnetic circuit and which is connected to the armature, and a Permanent magnetic circuit consisting of the yoke, the core, the armature and a permanent magnet which holds the armature in a Halteendstellung in the de-energized state of the electromagnetic circuit, characterized in that the permanent magnet ( 32 ) stationary within the electromagnetic circuit ( 4 ) and means ( 34 . 40 ) for focusing axial magnetic field lines on the permanent magnetic circuit ( 8th ) are formed.

Actuator for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that as means for concentrating axial magnetic field lines of the permanent magnet ( 32 ) axially between the core ( 26 ) and the yoke ( 12 ) and the core ( 26 ) and the permanent magnet ( 32 ) radially spaced from the yoke ( 12 ) are arranged.

Actuator for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the armature ( 14 ) a radially extending anchor plate ( 16 ) having.

Actuator for an internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the means for focusing the magnetic field lines through a yoke ( 12 ) axially towards the anchor plate ( 16 ) extending extension ( 40 ) of reduced thickness, which in the holding end position the anchor plate ( 16 ) at least partially surrounds radially.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 14 ) in its interior a cavity ( 20 ) having.

Actuator for an internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the means for concentrating the magnetic field lines through an axially towards the armature ( 14 ) extending section ( 34 ) of the core ( 26 ) formed in the holding end position in the cavity ( 20 ) of the anchor ( 14 ) protrudes.

Actuator for an internal combustion engine according to one of claims 5 or 6, characterized in that in the cavity ( 20 ) of the anchor ( 14 ) a spring element ( 22 ) is arranged, which against one inside the anchor ( 14 ) or the plunger ( 6 ) paragraph ( 24 ) and against the core ( 26 ) is present.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the armature plate ( 16 ) in the holding end position spaced from the yoke ( 12 ) is arranged.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 14 ) in the holding end position spaced from the core ( 26 ) is arranged.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the permanent magnet ( 32 ) is greater than the free diameter inside the bobbin ( 28 ) and the permanent magnet ( 32 ) on the ram ( 6 ) facing away from the end of the coil ( 10 ) is arranged.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 44 ) a support surface ( 48 ) for the anchor plate ( 16 ) is formed in its second end position, wherein in the support surface ( 48 ) at least one additional permanent magnet ( 45 ) is trained.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that in a housing ( 44 ) of the actuator a non-contact sensor ( 46 ) is arranged, over which one with movement of the anchor ( 14 ) changing magnetic field is detectable.

Actuator for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that two control elements ( 2a . 2 B ) side by side in the housing ( 44 ) are arranged.

Actuator for an internal combustion engine according to claim 12, characterized in that on an axis of symmetry ( 50 ) of the two control elements ( 2a . 2 B ) in the housing ( 44 ) the non-contact sensor ( 46 ) is arranged, which with both control elements ( 2a . 2 B ) is operatively connected, wherein each actuator ( 2a . 2 B ) one additional permanent magnet ( 45a . 45b ), wherein the two permanent magnets ( 45a . 45b ) polarized opposite to the sensor ( 46 ) are operatively connected.