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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Aktuatorvorrichtung nach dem Hauptanspruch sowie nach dem unabhängigen Patentanspruch 12.
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Bei derartigen Vorrichtungen ist an einer stationären Jocheinheit eine (typischerweise querschnittlich zylindrische) Spuleneinheit so vorgesehen, dass sie einen ersten Jochabschnitt der Jocheinheit umschließt und bei Bestromung einen Magnetfluss in die Jocheinheit einträgt. Über einen (Arbeits-)Luftspalt wirkt dann dieser Spulenmagnetfluss zusammen mit den Ankermitteln, welche wiederum die gewünschte Aktuator- bzw. Stellbewegung für einen abtriebsseitigen Stellpartner durchführen. Dabei ist es einerseits als gattungsbildend vorausgesetzt, dass in der Art einer lateral ausgelagerten Spule, die Spuleneinheit mit dem zugehörigen ersten Jochabschnitt beabstandet von dem den Luftspalt bildenden zweiten Jochabschnitt vorzusehen, d. h. den Luftspalt vollständig außerhalb des ersten Jochabschnitts vorzusehen. Während diesbezüglich von anmelderinternem, unveröffentlichtem Stand der Technik ausgegangen wird, ist es andererseits, wiederum gattungsbildend, als bekannt vorauszusetzen, dass die Spuleneinheit den (Arbeits-)Luftspalt zumindest teil- bzw. abschnittsweise umschließt (und insoweit auch unmittelbar mit den Ankermitteln zusammenwirkt), was dem Funktionsbetrieb typischer, axial entlang der linearen Ankerbewegungsrichtung vorgesehener elektromagnetischer Stellglieder entspricht.
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Beide gattungsbildenden Prinzipien weisen jeweils gewisse Vorteile auf, so ermöglicht etwa der erstgenannte Ansatz durch das Aktivieren (Bestromen) der Spuleneinheit eine gezielte Flussbeeinflussung im durch die Jocheinheit gebildeten, typischerweise mehrere Zweige aufweisenden Magnetflusskreis. Dagegen ist hier potentiell nachteilig festzustellen, dass der Spulenwirkungsgrad der Spuleneinheit (durch das Entstehen unerwünschter Streufelder) nicht optimal ist, zudem weisen derartige Ansätze der ausgelagerten Spule das Problem möglicher, auf die Ankereinheit wirkender Querkräfte durch den Spulenmagnetfluss auf, d. h. Kräfte (bzw. Kraftkomponenten), welche sich nicht (nur) entlang der linearen Ankerbewegungsrichtung erstrecken, sondern zusätzlich eine Verkippneigung bewirken und insoweit Verschleiß fördern, was insbesondere eine Eignung derartiger Vorrichtungen für einen verschleißarmen Dauerbetrieb herabsetzt.
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Dagegen ist das gattungsbildende Prinzip der von der Spuleneinheit umschlossenen bzw. ummantelten Ankereinheit weniger betroffen von derartigen Querkräften, allerdings sind etwa, konstruktionsbedingt, die Möglichkeiten, zusätzlichen Magnetfluss in die Ankereinheit (über den Arbeitsluftspalt) einzutragen, begrenzt und sind primär durch die Spulenabmessungen bestimmt. Hieraus entstehen dann wiederum Nachteile im Hinblick auf eine Ausnutzung von und/oder Anpassung an zur Verfügung stehende Bauräume, mögliche thermische bzw. Wicklungsverluste oder dergleichen Nachteile. Zusätzlich bietet etwa bei einer Nutzung einer derartigen elektromagnetischen Aktuatorvorrichtung zur Ventilsteuerung das Umschließen der insoweit ventilwirksamen Ankereinheit mittels der Spuleneinheit das Problem begrenzter Zu- und Ableitungsmöglichkeiten für ein jeweiliges, durch das Ventil zu beeinflussendes Fluid.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektromagnetische Aktuatorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs bzw. des unabhängigen Patentanspruchs 12 im Hinblick auf eine Flexibilisierung des magnetischen Flusses in der stationären Jocheinheit zu verbessern, insbesondere die Möglichkeit zu schaffen, eine derartige elektromagnetische Aktuatorvorrichtung (potentiell unter gleichzeitiger Wirkungsgrad-Optimierung) an Bauraumbeschränkungen anzupassen und/oder möglichen Verschleiß zu minimieren.
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Die Aufgabe wird durch die elektromagnetische Aktuatorvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie des unabhängigen Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise und gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Permanentmagnetmittel so magnetisch parallel zu der Spuleneinheit geschaltet, dass ein (zusätzlicher) Permanentmagnetfluss der Permanentmagnetmittel durch den ersten Jochabschnitt (auf der Spuleneinheit) erfolgen kann, insoweit, zumindest bei deaktivierter Spuleneinheit, ein magnetischer Kurzschluss der Permanentmagnetmittel erfolgt. Gleichzeitig ist erfindungsgemäß eingerichtet, dass ein über den Luftspalt fließender Spulenmagnetfluss der Spuleneinheit magnetisch parallel und/oder gleichgerichtet überlagert mit einem über den Luftspalt fließenden Permanentmagnetfluss der Permanentmagnetmittel ist, insoweit erreicht wird, dass zumindest bei Bestromung der Spuleneinheit der Permanentmagnetfluss (bzw. zumindest eine Komponente desselben) über den Luftspalt fließt, sodass, im Fall einer solchen Aktivierung der Spuleneinheit durch Bestromung, eine zumindest teilweise Magnetflussverschiebung des Permanentmagnetflusses aus dem ersten Jochabschnitt (nämlich dem durchgehenden, luftspaltfreien Abschnitt der Spuleneinheit), in den mit dem (Arbeits-)Luftspalt zusammenwirkenden zweiten Jochabschnitt fließt und entsprechend dieser Flussverlagerung bzw. Flussverdrängung zu einer Beeinflussung des Stell- bzw. Schaltverhaltens der mit dem Luftspalt zusammenwirkenden Ankereinheit führt.
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Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung gemäß dem ersten, hauptanspruchsgemäßen Erfindungsaspekt bewirkt vorteilhaft, dass als Reaktion auf die Bestromung der Spuleneinheit der dadurch erzeugte Spulenmagnetfluss die Verlagerung bzw. Verdrängung des Permanentmagnetflusses der Permanentmagnetmittel bewirkt. Damit bekommt der von der Spule erzeugte Spulenmagnetfluss den Charakter eines Gegenfeldes zum Permanentmagneten und kann insoweit den Permanentmagnetfluss effizient, potentiell (zu dem Spulenmagnetfluss) flussverstärkend beeinflussen, im einfachsten Fall im Hinblick auf einem jeweiligen Zweig ein- bzw. ausschalten.
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Besonders interessant und praktisch nutzbringend erscheint diese erfindungsgemäße Wirkung, wenn, alternativ zu einer dauerhaften Bestromung der Spuleneinheit, diese Aktivierung lediglich impulsförmig erfolgt, wie weiterbildungsgemäß vorgesehen ist, und dann als Reaktion auf diese impulsförmige Aktivierung (und eine bereits dadurch hervorgerufene Verschiebung bzw. Reaktion der beteiligten Bewegungseinheiten der Aktuatorvorrichtung) ein mono- oder bistabiles Schaltverhalten erreicht wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn als Reaktion auf das impulsförmige Bestromen der Spuleneinheit eine daraufhin bewirkte Ankerbewegung (welche dann geeignet zumindest einen Teil des Permanentmagnetflusses in den Luftspalt verdrängt und insoweit die Ankerkraft erhöht) zu einem Schließen des Luftspaltes führt. Dies kann dann vorteilhaft bewirken, dass in diesem Schaltzustand der Permanentmagnetfluss (etwa aufgrund eines niedrigeren magnetischen Widerstands des zweiten Jochabschnitts mit reduziertem oder geschlossenem Luftspalt) primär durch diesen zweiten Jochabschnitt fließt, insoweit dann diese den Luftspalt schließende Ankerposition stabil durch Wirkung der Permanentmagnetmittel gehalten wird, ohne dass etwa eine weitere, fortgesetzte Bestromung der Spuleneinheit erfolgen muss. Mithin ist eine Bistabilität der Vorrichtung erreicht.
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Wird dann wiederum in Weiterbildung der Erfindung den Ankermitteln eine Rückstellvorrichtung, etwa in Form einer Druck- bzw. Rückstellfeder, zugeordnet, gegen welche der Anker in der vorstehend betriebenen Weise arbeitet, lässt sich durch geeignetes Einrichten etwa der Federkraft das Bewegungs- und/oder Schaltverhalten der Ankereinheit weiter beeinflussen, etwa abweichend monostabil gestalten, wobei dann, nach Beenden des Bestromungsimpulses, eine hinreichend groß bemessene (Feder-)Rückstellkraft die Ankereinheit gegen die Kraftwirkung des Permanentmagnetflusses zurück in eine Ausgangslage verbringt.
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Wiederum ergänzend oder alternativ kann, in ansonsten bekannter Weise, durch das Einstellen eines wirksamen Abstandes für die Ankereinheit bzw. den Luftspalt (z. B. durch den Einsatz geeigneter nicht-magnetischer Antihaft- bzw. Antikleb-Scheiben am zweiten Jochabschnitt) das Haft- und Bewegungsverhalten beeinflusst werden, indem nämlich etwa ein derartiger unmagnetischer Abstandshalter den Luftspalt zwischen Anker und Joch vergrößert.
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Bei all diesen Realisierungsformen ist es sowohl von der Erfindung umfasst und im Rahmen geeigneter Auslegungen möglich, die Permanentmagnetmittel in Form eines einzelnen (bevorzugt langgestreckt ausgebildeten und entlang der Erstreckungsrichtung axial magnetisierten) Magnetelements auszubilden, als auch eine Mehrzahl von derartigen Permanentmagnetelementen einzusetzen, welche dann an geeigneten Positionen, insbesondere auch an einer gegenüberliegend, bezogen auf den Luftspalt und/oder die Spuleneinheit, vorgesehen sind, gleichermaßen ist es von der vorliegenden Erfindung umfasst, die Ankermittel in Form einer Mehrzahl geeignet auch unabhängig voneinander geführter bzw. gelagerter Ankereinheiten vorzusehen, wobei dann der erfindungsgemäße zweite Jochabschritt entsprechend mehrere Bereiche bzw. Abschnitte der Jocheinheit realisiert.
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Auch ist es, wiederum unter Gesichtspunkten einer Anpassung an jeweilige Einsatzgebiete, vorteilhaft und sinnvoll, jedoch nicht beschränkend, vorgesehen, eine axiale Erstreckungsrichtung (wiederum entsprechend einer Magnetisierungsrichtung) der Permanentmagnetmittel in etwa achsparallel zu einer linearen Bewegungsrichtung der (mindestens einen) Ankereinheit vorzusehen, wiederum weiterbildungsgemäß eine Erstreckungsrichtung des (von der Spuleneinheit umgebenen) ersten Jochabschnitts parallel zu diesen Achsen (bzw. einer von diesen) auszugestalten.
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Insbesondere vor dem Hintergrund der sich stellenden Aufgabe, eine Mehrzahl von Ankereinheiten mittels einer gemeinsamen Spuleneinheit zu betätigen, ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen und bevorzugt, die jeweiligen zugehörigen zweiten Jochabschnitte dieser Ankereinheiten geeignet benachbart und/oder umfangsmäßig verteilt, bezogen auf die Spuleneinheit, vorzusehen, um insoweit geometrische bzw. Raumvorteile realisieren zu können.
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Diese Flexibilität gilt ergänzend oder alternativ weiterbildungsgemäß auch für die Möglichkeit, die erfindungsgemäßen Permanentmagnetmittel in Form einer Mehrzahl von einzelnen Permanentmagnetelementen verteilt und/oder an vorbestimmten Positionen relativ zur Spuleneinheit und/oder zur mindestens einen Ankereinheit (bzw. der jeweils zugehörigen Ankerabschnitte) zu positionieren. Damit lässt sich dann ergänzend und vorteilhaft, neben einer (Einbau-)Raumoptimierung, insbesondere auch die vorstehend beschriebene Querkraftproblematik auf die Ankermittel optimieren, indem nämlich jeweilige (Betriebs-)Magnetflusskomponenten der Spuleneinheit einerseits sowie der Permanentmagnetflusskomponenten der Permanentmagnetelemente andererseits so flussmäßig zueinander in ein Gleichgewicht gebracht werden, dass die nachteiligen Querkrafteffekte auf die Ankermittel (einer einzelnen Ankereinheit, potentiell weiterbildungsgemäß auch eine Mehrzahl von Ankereinheiten) minimiert sind.
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Besonders vorteilhaft im Rahmen derartiger bevorzugter Weiterbildungen der Erfindung ist es, die jeweiligen flusserzeugenden bzw. auf Magnetfluss reagierenden Komponenten (Spuleneinheit mit erstem Jochabschnitt, Ankermittel mit zweitem Jochabschnitt und Luftspalt, Permanentmagnetmittel) mittels Flussleitelementen, weiter bevorzugt jeweils beidends unter Ausbildung einer magnetischen Paralleischaltung bzw. einer flussleitenden Anordnung aus mindestens zwei Flussleitkreisen, zu verbinden, wobei es sich konstruktiv und magnetisch als besonders bevorzugt herausgestellt hat, derartige Flussleitelemente (welche insbesondere auch als Abschnitte der z. B. einstückigen, alternativ baukastenartig aus vorbestimmten Baugruppen zusammengesetzten Jocheinheit realisiert sein können), so vorzusehen, dass sie rechtwinkelig zu einer (linearen) Bewegungsrichtung der mindestens einen Ankereinheit bzw. rechtwinkelig zu einer Magnetisierungsrichtung der mindestens einen Permanentmagneteinheit bzw. rechtwinkelig zu einer Langsrichtung des ersten Jochabschnitts (damit rechtwinkelig zu einer Erstreckungsrichtung der Spuleneinheit) verlaufen. Geeignet kann ein derartiges Flussleitelement, welches weiter bevorzugt beidends der genannten magnetischen Komponenten vorgesehen werden kann, als flache Baugruppe (etwa als Plättchen) auszugestalten, und/oder eine Ausbildung zu benutzen, welche mindestens eine Flachseite besitzt, sodass günstig etwa ansonsten bekannte magnetisch flussleitende Bleche (welche wiederum fertigungstechnisch günstig gestanzt werden können und damit Großserientauglichkeit ermöglichen) geeignet gestapelt zur Realisierung der verschiedenen Abschnitte der Jocheinheit verwendet werden können.
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In der weiteren Optimierung der vorliegenden Erfindung, insbesondere bei einer Mehrzahl vorgesehener (Einzel-)Magnetelemente und Einzelspulen der Spulenvorrichtung, ist es beispielsweise möglich, zur Realisierung des vorbeschriebenen Erfindungsprinzips Permanentmagneteinheit und Spuleneinheit zueinander paarweise anzuordnen, so dass, bezogen auf ein derartiges Paar, jeweils der Permanentmagnetfluss durch den ersten Jochabschnitt der zugehörigen Spuleneinheit fließen kann, während dann eine Bestromung der jeweiligen Spuleneinheiten in der erfindungsgemäßen Weise den Permanentmagnetfluss zur Beeinflussung der Ankerbewegung in den mindestens einen zweiten Jochabschnitt für eine oder mehrere Ankereinheiten verdrängt. Im Rahmen von Optimierungen für eine jeweilige Anordnungsgeometrie (bzw. in Abhängigkeit von jeweiligen Einbaubedingungen) wären dann wiederum weiterbildungsgemäß derartige Paare von Spuleneinheiten/Permanentmagneteinheiten geeignet relativ zu den Ankermitteln auszurichten, etwa geeignet bogen- und/oder kreisförmig um die Ankermittel, wiederum geeignet und weiter bevorzugt über ein- oder beidends angreifende Flussleitelemente magnetisch angekoppelt.
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Gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt, insoweit entsprechend der Lösung gemäß unabhängigem Anspruch 12, werden erfindungsgemäße Permanentmagnetmittel benutzt, um das magnetische Fluss- und Stellverhalten einer elektromagnetischen Aktuatorvorrichtung zu beeinflussen, bei welcher die Spuleneinheit den Arbeitsluftspalt und/oder die Ankermittel zumindest teilweise umschließt, also keine lateral ausgelagerte Anordnung wie im ersten Erfindungsaspekt vorliegt.
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Gleichwohl ist auch hier der Spuleneinheit ein flussleitender Abschnitt der Jocheinheit außerhalb des ersten Jochabschnitts vorgesehen, zum Ausbilden mindestens eines luftspaltfreien magnetischen Flusszweiges. Permanentmagnetmittel sind im Rahmen dieses Erfindungsaspekts so magnetisch parallel zu der Spuleneinheit geschaltet, dass in einem unbestromten Zustand der Spuleneinheit ein Permanentmagnetfluss der Permanentmagnetmittel über diesen flussleitenden Abschnitt geführt wird, sodass insoweit der flussleitende Abschnitt als magnetischer Kurzschluss für die Permanentmagnetmittel wirkt, wenn die Spuleneinheit nicht aktiviert wird.
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Dem vorliegenden, übergreifenden Erfindungsgedanken folgend, bewirkt dann jedoch eine Aktivierung der Spuleneinheit durch die Bestromung eine zumindest teilweise Magnetflussverschiebung, insbesondere Magnetflussverdrängung, des Permanentmagnetflusses aus dem flussleitenden Abschnitt der Jocheinheit in den ersten Jochabschnitt (und damit über den Luftspalt) mit der Folge, dass dadurch dann die Ankerkraft beeinflusst wird. Insoweit ermöglicht damit auch dieser Erfindungsaspekt vorteilhaft, dass als Reaktion auf eine Aktivierung der Spuleneinheit gezielt ein Permanentmagnetfluss, der zusätzlich flussleitend in das System eingekoppelt wird, beeinflusst, insbesondere bezogen auf den ersten Jochabschnitt und die Ankereinheit, an- bzw. abgeschaltet wird.
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Auch bei diesem Erfindungsaspekt gelten die eingangs diskutierten Möglichkeiten, geometrisch die jeweiligen magnetisch wirksamen Abschnitte ein- oder mehrteilig auszugestalten, wobei etwa eine bevorzugte Realisierungsform der Erfindung vorsieht, dass der erfindungsgemäße flussleitende Abschnitt (für das Führen des Permanentmagnetflusses im unbestromten Zustand der Spuleneinheit) mindestens zwei zueinander magnetisch parallel verlaufende Flussleitzweige ausbildet, die etwa bevorzugt der Spulenvorrichtung mantelseitig benachbart vorgesehen sein können, weiter bevorzugt einander, bezogen auf die Spulenvorrichtung, gegenüberstehen.
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In besonders bevorzugter Weise ist der flussleitende Abschnitt zu dem etwa als Abschnitt oder Bereich eines fussleitenden Gehäuses (insbesondere Gehäuseschale) der Aktuatorvorrichtung ausgebildet, wobei diese Gehäuseschale die Spuleneinheit weiterbildungsgemäß mantelseitig umschließt und die Permanentmagnetmittel entweder an oder in der Gehäuseschale zum Erreichen der beschriebenen Flussführung vorgesehen sind; vorteilhaft ist es besonders, wenn etwa eine Magnetisierungsrichtung der Permanentmagnetmittel parallel zu einer Bewegungsrichtung der Ankermittel verläuft, sodass in diesem Fall dann, bei einem typischen hülsen- bzw. zylinderförmigen Gehäuse, eine Erstreckungsrichtung und Magnetisierungsrichtung der Permanentmagnetmittel auch parallel zu einer axialen Richtung der Hülse bzw. des Zylinders verläuft.
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Ergänzend oder alternativ ist es möglich, dass die Permanentmagnetmittel, wiederum weiterbildungsgemäß in der beschriebenen Relativausrichtung, außen auf einem (geschlossenen) Gehäuseabschnitt der Gehäuseschale aufgesetzt sind, sodass insoweit dann wiederum der laterale (Kurzschluss-)Magnetfluss bei unbestromtem Zustand der Spuleneinheit fließen kann; eine alternative Realisierungsform könnte vorsehen, dass die (langgestreckten) Permanentmagnetmittel in einer geeignet bemessenen und endseitig flussleitend angekoppelten Ausnehmung (Schlitz oder Durchbruch) der Gehäuseschale vorgesehen sind.
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Auch für diesen Erfindungsaspekt gelten die weiterbildungsgemäß vorgesehenen Möglichkeiten, die Permanentmagnetmittel und den ersten Jochabschnitt (mit der Spuleneinheit) über geeignet rechtwinkelig zu den jeweiligen Erstreckungsrichtungen verlaufende Flussleitbereiche bzw. Flussleitelemente zu verbinden, wobei diese Flussleitelemente wiederum, als Bestandteil der Jocheinheit, weiterbildungsgemäß flach und/oder mithilfe von Einzelblechen oder Blechstapeln großserientauglich realisiert sein können.
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Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung beider Erfindungsaspekte ein überraschend leistungsfähiges, hochgradig flexibles System von Spuleneinheit, Ankermitteln und Permanentmagneteinheit, welches die Möglichkeit einer optimierten mechanischen Anordnung und/oder Bauraumausnutzung kombiniert mit magnetischer Flussoptimierung zur Baugruppendimensionierung, Verlustminimierung (bezogen etwa auf die Spuleneinheit) und das Verhindern unerwünschter möglicher Querkräfte bezogen auf die Ankereinheit, sodass insoweit auch eine Verschleißoptimierung ermöglicht ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1: ein schematisches Schaubild zum Verdeutlichen der wesentlichen Funktionskomponenten des ersten Erfindungsaspektes und deren Zusammenwirken untereinander;
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2 bis 5: das Zusammenwirken der Funktionskomponenten gemäß 1 im Bestromungsbetrieb zum Erreichen einer Bistabilität;
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6, 7: eine Variante zur Realisierung der 1 und abweichender Führung des Permanentmagnetflusses;
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8 bis 12: weitere Varianten des ersten Erfindungsaspekts mit einer Mehrzahl von Ankereinheiten bzw. einer Mehrzahl von Einzel-Permanentmagnetelementen im Rahmen einer durch Flussleitmittel verbundenen Parallelanordnung;
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13 bis 15: eine konkrete, perspektivisch gezeigte und konstruktivmechanische Realisierung des ersten Erfindungsaspekts mit einer Anordnung aus einer Spuleneinheit und einem Paar von Permanentmagneten, welche beidseits durch flache Flussleitmittel verbunden sind;
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16, 17: eine schematische Topografiedarstellung einer Konstruktionsvariante zu den 13 bis 15 mit zwei paarweise angeordneten Spulen-Permanentmagnetpaaren, beidseits benachbart der Ankereinheit;
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18 bis 21: weitere Anordnungen mit Spulen-Permanentmagnet-Paaren in kreisförmig-umfangsmäßiger Zuordnung zu einer mittleren Ankereinheit;
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22, 23: unsymmetrische Varianten in der Zuordnung von Permanentmagneten und Spule analog den Konfigurationen der 18 bis 21;
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24, 25: Prinzipdarstellungen zum Verdeutlichen des zweiten Erfindungsaspekts mit die Ankereinheit bzw. den Luftspalt umschließender Spulenvorrichtung;
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26 bis 31: verschiedene konstruktive Varianten der Zuordnung von Permanentmagnetmittel zu einem Gehäusemantel (als flussleitendem Abschnitt) sowie darin bei unbestromter bzw. bestromter Spule erzeugten Magnetflüssen.
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Anhand der 1 bis 5 wird das allgemeine konstruktive und magnetische Prinzip samt einem möglichen (z. B. bistabilen) Betriebsmodus der vorliegenden Erfindung beschrieben. So weist die in 1 schematisch und in der 2 analog mit den Funktionskomponenten gezeigte Vorrichtung eine elektromagnetische Aktuatorvorrichtung auf, welche Ankermittel 10, axial (d. h. in der jeweiligen Figurenebene aufwärts gerichtet) bewegbar zu einem Jochabschnitt 12 (zweiter Jochabschnitt im Sinne der Erfindung) bewegbar geführt aufweist. Zwischen den Ankermitteln 10 und dem Jochabschnitt 12 ist ein entsprechend einem Abstand zwischen Anker und Joch veränderlicher Luftspalt 14 gebildet, über welchen, als Arbeitsluftspalt, ein Magnetfluss geführt wird, um insoweit einen Krafteintrag auf die Ankereinheit 10 zum Antreiben derselben vorzunehmen.
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Der Jochabschnitt 12 ist Bestandteil einer (stationären, d. h. unbeweglich gehaltenen bzw. befestigten) Jocheinheit, im Wesentlichen bestehend auf einem einer in einem benachbarten Zweig vorgesehenen Spule 16 zugeordneten Jochabschnitt 18 (erster Jochabschnitt im Sinne der Erfindung, auch als Spulenkern bezeichnet). Ferner wird eine Permanentmagneteinheit 20 in einem gegenüberliegenden Zweig der Jocheinheit 18 gehalten, wobei Flussleitabschnitte 22, 24, im dargestellten Beispiel beidseits der Permanentmagneteinheit 20 sowie beidseits der Spuleneinheit 16 (bzw. des zugehörigen Jochabschnitts) die flussleitenden Komponenten verbinden, im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa mittig eine Magnetflussverbindung zum Jochabschnitt 12 bewirken und, wie in den 2 bis 5 angedeutet, einen Durchbruch 26 zum Hindurchführen der Ankereinheit 10 (und insoweit zum Eintragen eines Magnetflusses in die Ankereinheit für den Luftspalt 14 bzw. den Jochabschnitt 10) anbieten. Bei dieser Konfiguration der stationären Jocheinheit sind dabei, zum Erreichen einer kompakten Anordnung, die jeweiligen Längs- bzw. Bewegungsachsen der beteiligten Komponenten zueinander benachbart und parallel ausgerichtet: Eine Spulenlängsachse, definiert durch die Erstreckungsrichtung des Jochabschnitts 18, verläuft parallel zur Erstreckungsrichtung (und Magnetisierungsrichtung) des langgestreckt ausgebildeten Permanentmagnetelements 20, parallel dazu eine Erstreckungsrichtung und Bewegungsrichtung der Ankereinheit 10.
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Die 3 verdeutlicht einen Flussverlauf in der in den 1 bzw. 2 lediglich schematisch gezeigten Anordnung in unbestromtem Zustand der Spuleneinheit 16, wobei die Pfeilschaar 28 lediglich den durch die Permanentmagneteinheit 20 hervorgerufenen (Permanent-)Magnetfluss verdeutlicht. Da in der Anordnung der 1 bis 4 der Luftspalt 14 geöffnet ist, insoweit gegenüber dem Jochabschnitt 18 einen erhöhten magnetischen Flusswiderstand anbietet, verläuft, wie gemäß Pfeilanordnung 28 in 3 verdeutlicht, praktisch der gesamte Permanentmagnetfluss in diesem Anker-Positionszustand über den Jochabschnitt 18, so dass insoweit ein magnetischer Kurzschluss der Permanentmagneteinheit 20 über den ersten Jochabschnitt 18 (Kernabschnitt) der Spuleneinheit 16 erfolgt.
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Wird dann, wie in 4 gezeigt, die Spule 16 bestromt, entsteht ein Spulenmagnetfeld, welches den anhand der Pfeilschaar 30 verdeutlichten Spulenmagnetfluss hervorruft. Die Spuleneinheit ist so gepolt, dass ein im Jochabschnitt 18 fließender Magnetfluss der Richtung des Permanentmagneten (im Abschnitt 18) entgegengerichtet ist, so dass durch Wirkung des Spulenmagnetflusses 30 nicht nur das (weitere) Eintreten des Permanentmagnetflusses 28 in den Jochabschnitt 18 verhindert wird, vielmehr wird dieser Permanentmagnetfluss (auch in der 4 mit dem Bezugszeichen 28 als Pfeilschaar illustriert) in die Ankereinheit 10 bzw. den zweiten Jochabschnitt 12 verdrängt. Da zudem die Permanentmagneteinheit 20 dem Spulenmagnetfluss 30 einen größeren Widerstand entgegensetzt, als die Abfolge aus Ankereinheit 10, Luftspalt 14 und Jochabschnitt (Stator) 12, wird auch der Spulenmagnetfluss 30, insoweit zum Schließen dieses Magnetflusskreises, in diesen mittleren Zweig verdrängt.
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Im Ergebnis verlaufen, wie in der 4 anhand der parallel zueinander gerichteten Magnetflüsse durch die Ankereinheit und über den Luftspalt verdeutlicht, sowohl der Spulenmagnetfluss 30, als auch der Permanentmagnetfluss 28, miteinander antriebswirksam über den Arbeitsluftspalt, addieren sich entsprechend in ihrer Wirkung und bewirken so, ursächlich durch Bestromen der Spuleneinheit 16, dass ein gemeinsamer, überlagerter und addierter Magnetfluss auf die Ankereinheit wirkt und diese (zum Schließen des Luftspalts 14) antreibt.
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Das Ergebnis dieses Antriebsprozesses zeigt die Darstellung der 5, bei wiederum deaktivierter Spuleneinheit (so dass, wie die vorstehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 2 bis 5 erkennen lässt, bereits eine temporäre, z. B. impulsförmige Bestromung der Spuleneinheit 16 ausreicht, um die Ankereinheit 10 in einem ersten, entfernten bzw. geöffneten Zustand zu einem zweiten, den Luftspalt schließenden Anschlagzustand (5) zu bewegen. Erkennbar ist zudem, dass der nunmehr durch die Abfolge Ankereinheit 10 – Jochabschnitt 12 fließende Pemanentmagnetfluss 28 für eine stabile Anschlagposition der Ankereinheit 10 am Jochabschnitt 12 sorgt (während praktisch kein Permanentmagnetfluss, oder lediglich nur noch eine vernachlässigbare Komponente des Permanentmagnetflusses, über den der Spuleneinheit 16 zugeordneten Jochabschnitt 18 fließt, da die nunmehr geschlossene Ankerposition einen niedrigeren magnetischen Flusswiderstand anbietet).
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Gezeigt ist damit eine bistabile Betriebsweise der elektromagnetischen Aktuatorvorrichtung, welche in den gezeigten Ankerpositionen jeweils stromlos stabil ist. Gleichzeitig wäre es bei der gezeigten Konfiguration notwendig, wiederum eine Rückstellung der Ankereinheit 10 aus der unteren Anschlagposition der 5 in die geöffnete Position (2 bis 4) zu bringen; dies kann, in den Figuren nicht näher gezeigt, etwa über einen äußeren Krafteintrag erfolgen, wie es beispielsweise im Zusammenhang mit einer Ventilhubverstellung von Nockenwellen od. dgl. bekannt ist, ergänzend oder alternativ über das Vorsehen einer Feder od. dgl. Kraftspeicher, gegen welche etwa die Ankereinheit 10 arbeitet, und welche dann, bei Beendigung der Bestromung der Spule 16, die Ankereinheit in eine obere, den Luftspalt öffnende Position zurückführt.
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Auch wäre es, etwa zum Reduzieren einer möglichen Rückstellkraft des Ankers, möglich, die Spuleneinheit 16 geeignet temporär umgekehrt zu bestromen.
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Das Ausführungsbeispiel der 6, 7 kehrt die Anordnung der den Permanentmagnetmitteln benachbarten Zweige um; hier ist der der Spuleneinheit zugeordnete (erste) Jochabschnitt 18 zum Ausbilden eines magnetischen Flusskreises (in der Art eines Kurzschlusskreises) axial benachbart der Permanentmagneteinheit 20 vorgesehen; dem Jochabschnitt 18 dann benachbart die axial zueinander ausgerichtete und bewegbare Anordnung aus stationärem Jochabschnitt 12 bzw. axial bewegbarer Ankereinheit 10.
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Wie die Permanentmagnetflussillustration der 6 (bei deaktivierter Spuleneinheit) zeigt, fließt ein Permanentmagnetfluss 34 durch den Jochabschnitt 18, lässt insoweit den aus Anker und Jochabschnitt 12 gebildeten Zweig samt Luftspalt 14 außerhalb des Flussverlaufs. Eine Aktivierung der Spuleneinheit 16 bewirkt dann, analog zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, dass Addieren bzw. Überlagern von Permanent- und Spulenmagnetfluss im Luftspaltzweig, bewegt mithin die Ankereinheit zum Schließen des Luftspaltes, so dass, nach erneutem Deaktivieren der Spuleneinheit, die bistabile Situation der 7 entsteht. Da jedoch aufgrund des geschlossenen Luftspalts der aus Jochabschnitt 12 und Ankereinheit 10 gebildete Zweig einen gegenüber dem geöffneten Luftspalt der 6 verringerten magnetischen Widerstand aufweist, fließt insoweit eine Permanentmagnetflusskomponente 35 auch durch diesen Zweig, teilt insoweit den Permanentmagnetfluss des Permanentmagneten 20 auf. Gleichwohl fließt ein relativ größerer, signifikanter Flussanteil nach wie vor durch den Jochabschnitt 18.
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Im Ergebnis führt dies dann dazu, dass, im Vergleich zur Situation der 5 beim zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel, geringere Rückstellkräfte erforderlich sind, um die Ankereinheit 10 aus der Stellposition der 7 vom zugehörigen Jochabschnitt 12 zu lösen. Wenn dann zusätzlich noch ein ansonsten bekanntes Distanz- bzw. Antiklebelement aus nicht magnetischem Material an der Stirn- bzw. Kontaktseite des Jochelements 12 in Richtung auf die Ankereinheit 10 verwendet wird, kann durch die dadurch erreichte wirksame Luftspaltvergrößerung (im Anschlagzustand) die Haltekraft (7) weiter minimiert werden, so dass für jeweilige Anwendungsfälle geeignete Konfigurations- und Auslegungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen.
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Das Ausführungsbeispiel der 8 bis 10 verdeutlicht eine Variante der Erfindung, bei welcher eine Permanentmagneteinheit mit einer Mehrzahl von über einen jeweiligen Arbeitsluftspalt mit einem stationären Jochabschnitt zusammenwirkenden Ankereinheiten betrieben werden. Dabei sind, vgl. die beidseits der Jocheinheit 18 bzw. der zugehörigen Spuleneinheit 16 vorgesehenen Ankereinheiten 40 bzw. 42 mit zugehörigen Luftspalten 44 bzw. 46 zu stationären Jochabschnitten 48 bzw. 50, die dadurch gebildeten Magnetflusszweige so ausgestaltet, dass, etwa durch einen kürzeren Spaltabstand 46 gegenüber dem Spaltabstand 44, der Zweig 42, 46, 50 gegenüber dem Zweig 40, 44, 48 einen geringeren magnetischen Widerstand aufweist, so dass zwar im deaktivierten Zustand der 8, bei welchem lediglich der Permanentmagnetfluss (Pfeilschar 52) durch den Jochabschnitt 18 führt, beide Ankerzweige flusslos bleiben, jedoch dann das Bestromen der Spule 16, analog zum vorbeschriebenen Effekt, die Verdrängung und Flusskonzentration sowohl des Permanentmagnetflusses 52, als auch des durch die Spulenaktivierung bewirkten Spulenmagnetflusses 54 primär über den rechtsseitigen Ankerzweig erfolgt, mithin über den kürzeren Luftspalt 46. Dies führt dazu, dass zuerst der rechtsseitige Luftspalt 46 durch die entsprechend auf die Ankereinheit 42 wirkende Kraft geschlossen wird.
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Gerät dann, durch entsprechende Dimensionierung des flusswirksamen Querschnitts des aus den Einheiten 42, 50 gebildeten Zweiges, dieser durch das Ansteigen des Magnetflusses in eine magnetische Sättigung, erfolgt wiederum, wie in 10 gezeigt, eine (teilweise) Verlagerung des Flusses in den aus Ankereinheit 40, Luftspalt 44 und Jocheinheit 48 gebildeten Zweig, wie durch die Pfeilschaar 56 gezeigt; dieser Fluss speist sich im Wesentlichen aus Komponenten des Spulenmagnetflusses, welcher, durch den beschriebenen Sättigungseffekt im Zweig 42, 50, nur noch begrenzt über diesen Zweig verläuft und primär dann in den linksseitigen Zweig 40, 48 verdrängt ist. Ergebnis ist, dass daraufhin auch der Luftspalt 44 geschlossen wird.
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Damit demonstriert das Ausführungsbeispiel der 8 bis 10, wie durch geeignete Auslegung jeweiliger Flussleitkreise bzw. Flussleitzweige, etwa durch geeignete Querschnittsdimensionierung der flussleitenden Jochabschnitte und/oder Ausgestaltung der Luftspalte, eine Abfolge eines Antriebs der jeweiligen Ankereinheiten eingerichtet bzw. erreicht werden kann, im beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa dergestalt, dass die Ankereinheit 42 zuerst bewegt wird und erst daraufhin die Ankereinheit 40.
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Das Ausführungsbeispiel der 11, 12 ergänzt die Variante der 8 bis 10 um eine zweite Permanentmagneteinheit 21, welche, gemäß Prinzipdarstellung, anderenends gegenüberliegend der Permanentmagneteinheit 21 vorgesehen ist, zunächst einen eigenen Permanentmagnetfluss 58 erzeugt und wie, im Vergleich der 10 und 11 erkennbar ist, als Reaktion auf das Schließen des Luftspalts 46 (bzw. eine darauf erfolgende Sättigung in den zugehörigen flussleitenden Komponenten 42, 50) dieser Permanentmagnetfluss 58, zusammen mit einer Komponente des Spulenmagnetflusses 56 (analog zur 10) sich im Hinblick auf den Arbeitsluftspalt 44 überlagert, insoweit, im Sinne des Erfindungsprinzips, eine geschaltete Flussverstärkung und damit Beeinflussung bewirkt.
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Die 13 bis 15 beschreiben ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Realisierungsformen, welche in der Darstellung eher schematisch waren, liegt mit diesen Darstellungen ein typisches Beispiel vor, wie die jeweiligen flussleitenden bzw. an der Realisierung der schematisch dargestellten Funktionalität beteiligten Komponenten ausgestaltet sein können. So zeigt etwa die Perspektivdarstellung, wie gerade die Jochabschnitte 22, 24 (als endseitig die jeweils beteiligten Komponenten verbindenden Abschnitte) geeignet aus einem Stapel von typischerweise zu stanzenden Transformatorenblechen od. dgl. realisiert sein können und so die ansonsten bekannten günstigen Wirbelstrom-Minderungseffekte kombinieren mit vorteilhafter Flussleitfähigkeit und guter Eignung für eine bevorzugt großserientaugliche Fertigung.
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Die Ausführungsbeispiele der 13 bis 15 verdeutlichen zudem, wie durch geeignete Positionierung der Spuleneinheit bzw. eines Paares von Permanentmagneten relativ zu der beweglichen Ankereinheit, potentiell nachteilige Schwerkraftkomponenten auf die Ankereinheit vermindert werden können (wie dies typischerweise bei lateral ausgelagerten Spulen Ankerkombinationen ansonsten zu erwarten wäre und zu Verschleiß bzw. Standzeitminderung führen kann).
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So zeigt etwa die Perspektivdarstellung der 13 bis 15 (wobei die 14 den reinen Permanentmagnetfluss, die 15 den überlagerten Permanent- und Spulenmagnetfluss verdeutlicht), wie entlang der Flussleitblechstapel 22 bzw. 24 ein Permanentmagnet-Kurzschlussfluss (14) außerhalb des Arbeitsluftspalts erfolgt, während, wie in 15 verdeutlicht, durch einen beid- bzw. allseitigen Flusseintrag in Richtung auf die Ankereinheit 10 (welche mit einem in den Figuren verdeckt dargestellten stationären Jochabschnitt unter Ausbildung des Arbeitsluftspalts zusammenwirkt), wie eine Balance bzw. ein Ausgleich der in der Ebene der jeweiligen Flussleitblechelemente 22 bzw. 24 ausgerichteten Kraftkomponenten, bezogen auf eine axiale Bewegungsrichtung der Ankereinheit, erfolgt.
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Analog zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen (etwa die Prinzipdarstellung der 4 im Vergleich zur 3) erfolgt im umbestromten Zustand der Spule (14) der Permanentmagnetfluss durch den der Spule 16 zugeordneten Jochabschnitt 18, während im bestromten Zustand der Spule (15) das Spulenmagnetfeld eine Flussverlagerung bzw. Verdrängung vom Permanent- und Spulenmagnetfeld durch den Arbeitsluftspalt hindurch bewirkt. Zur Verdeutlichung der prinzipiellen Gemeinsamkeiten wurden in die 14 und 15 zu dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen äquivalente Bezugszeichen eingetragen.
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Die Ausführungsbeispiele der 16 bis 23 verdeutlichen, wie durch eine Anordnung von jeweiligen Dauermagneten (in Mehrzahl) mit geeignet, z. B. paarweise, zugeordneten Spureneinheiten (samt jeweils einem einer Spule zugehörigen Jochabschnitt zum Kurzschließen des zugehörigen Permanentmagnetflussen im unbestromten Zustand der jeweiligen Spule), zahlreiche Konfgurations- und Adaptionsmöglichkeiten an einem jeweiligen Ausführungsfall bestehen und für eine Querkraftminimierung in praktisch allen Spulen sorgen: So verdeutlichen etwa die schematische Draufsicht auf eine Anordnung gemäß 16, 17 (bei welcher beidseits einer zentralen Ankereinheit 60 jeweils ein Spulen-Permanentmagnetpaar bestehend aus einem Permanentmagnetstab 62 bzw. 64 sowie einer zugehörigen Spuleneinheit 66 bzw. 68, jeweils wiederum bestehend aus einem Jochabschnitt und zugehöriger Wicklung, wie in der in 16 gezeigten unbestromten Form jeglichen Permanentmagneteinfluss, durch Kurzschluss über einen jeweiliger Spulen-Jochabschnitt, vom Anker ferngehalten wird, während in der in der 17 gezeigten Bestromungssituation der beiden Spuleneinheiten 66 bzw. 68 die vorstehend beschriebene Verlagerung der Permanentmagnetflüsse der Permanentmagneteinheiten 64 bzw. 62 auf die Ankereinheit (bzw. den axial dazu ausgerichteten Luftspalt, in den Fig. nicht gezeigt), erfolgt.
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Weitere Varianten, analog zu dieser Vorgehensweise, ergeben sich aus den Paarkonfigurationen der 18 (unbestromt) bzw. 21 (analoge Topologie, jedoch bestromt), weiter variiert in Form der Topologien der nur unbestromt gezeigten 19 bzw. 20. Dabei symbolisieren die schwarzen, ausgefüllten Kreise bzw. Quadrate jeweilige Permanentmagneten 70, welche, analog der Darstellung der 16, 17, sich axial in einer Richtung senkrecht zur Figurenebene erstrecken, während die weiß ausgefüllten Kreise 72 jeweils einen sich dazu parallel erstreckenden Jochabschnitt samt diesen umgebender Spulenwicklung symbolisieren, unter Andeutung der jeweiligen Permanentmagnetflüsse und, im Fall der 21, im bestromten Zustand.
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Dabei ist die vorliegende Erfindung weder auf die gezeigten Ordnungen, noch Anzahlen (2 oder 3) von Permanentmagnet- und Spulenpaaren beschränkt; vielmehr lässt sich diese Systematik beliebig anpassen und duplizieren bzw. multiplizieren, wobei insbesondere auch die Anzahl jeweiliger Spuleneinheiten (mit zugehörigem Jochabschnitt) nicht mit der Anzahl der Dauermagnete übereinstimmen muss, wie etwa die Varianten der 22 und 23 verdeutlichen. Allerdings ist es im Rahmen bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung günstig, wenn die Anordnung der Permanentmagnete und der Spulen relativ zur Ankereinheit symmetrisch ist (weiter bevorzugt radialsymmetrisch), so dass vor dem Hintergrund einer beabsichtigten Querkraftaptimierung hier Vorteile realisiert werden können.
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Bei der Ausführungsform der 22 ist es diesbezüglich sinnvoll, wenn alle drei Magnetquellen (d. h. das Paar der Permanentmagneten 70 sowie die Spuleneinheit 72) bei der gezeigten Anordnung eine gleiche Magnetfeldstärke liefern, um keine Querkräfte auf die Ankereinheit wirken zu lassen. Bei der Anordnung der 23, bei welcher das Paar der Permanentmagneten einander gegenüberliegend bezogen auf die mittige Ankerachse angeordnet ist, muss durch die Bestromung der Spule 72 lediglich der Permanentmagnetfluss aus dem zugehörigen Spulen-Jochabschnitt verdrängt werden, um in der vorliegenden erfindungsgemäßen Weise eine Axialkraft durch die Permanentmagnete zu erzeugen. Wiederum ist vorteilhaft die Querkraft durch die symmetrische Anordnung minimiert.
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Anhand der 24 bis 31 wird nachfolgend ein weiterer Erfindungsaspekt mit Ausführungsbeispielen beschrieben; hier wird, alternativ zum vorbeschriebenen ersten Erfindungsaspekt, der Anker-Luftspalt-Statorzweig selbst mit einer Spule ummantelt, wobei dieser Erfindungsaspekt, im Zusammenwirken mit einer lateral ausgelagerten Permanentmagneteinheit, in vorteilhafter Weise den Spulenwirkungsgrad erhöht.
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Das entsprechende Prinzip samt Magnetflussverlauf zeigt die Gegenüberstellung der 24 bzw. 25: Wiederum beidseits und beidends verbunden durch flussleitende Abschnitte 22 bzw. 24 ist endseitig eine langgestreckte, axial magnetisierte Permanentmagneteinheit 20 vorgesehen, anderenends sowie unmittelbar der Spule benachbart jeweils ein Jochabschnitt 80 bzw. 82. Zwischen den Jochabschnitten 80 bzw. 82 (welche in der nachfolgend zu beschreibenden Weise durch ein geeignetes Gehäuse der elektromagnetischen Stellvorrichtung realisiert werden) ist, von einer Wicklung 16 ummantelt, eine Kombination bestehend aus Ankereinheit 10, als Stator wirkendem Jochabschnitt 12 sowie dazwischen vorgesehenem Luftspalt 14 vorgesehen. Im umbestromten Zustand der Spuleneinheit 16 gemäß 24 verläuft dabei ein Permanentmagnetfluss 84 entsprechend den gezeigten Pfeilen, nämlich im Schwerpunkt durch den proximalen Jochabschnitt 82 und, mit einer reduzierten Flusskomponente (da weiter entfernt und insoweit mit etwas höherem magnetischem Widerstand) durch den distalen Jochabschnitt 80.
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Die Bestromung der Spuleneinheit 16, wie in 25 schematisch gezeigt, führt dann zu einem resultierenden Flussverlauf dergestalt, dass, überlagert mit dem nunmehr in den Ankerzweig sowie über den Luftspalt 14 verdrängten Permanentmagnetfluss 84, zusätzlich ein Spulenmagnetfluss 86 addierend und überlagert verläuft, so dass im Sinne der vorliegenden Erfindung hier in optimierter Weise ein Krafteintrag auf die Ankereinheit 10 erfolgt.
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Die 28 bis 31 verdeutlichen Realisierungsmöglichkeiten dieses Prinzips in der praktischen Umsetzung, wobei die 26 ein erstes konstruktives Ausführungsbeispiel im axial teilweise aufgeschnittenen Zustand zeigt, 27 den Permanentmagnetfluss in dieser Anordnung und 28 einen resultierenden magnetischen Flussverlauf bei zusätzlicher Bestromung der Spuleneinheit bei der konstruktiven Realisierung gemäß 26: In diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse bügelartig realisiert, dergestalt, dass ein außenliegender Permanentmagnet 20 (eines beidseitig angreifenden Paares 20, 21) über die Flussleitabschnitte 22, 24 angebunden ist an die Jochabschnitte 80 bzw. 82, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel über Abschnitte des Gehäuses realisiert sind. Zur weiteren Illustration entsprechen die in den 26 bis 31 gewählten Bezugszeichen denen der 24 bzw. 25. Es zeigt sich, dass bei Bestromung der Spuleneinheit (28) der Permanentmagnetfluss 84 (im Vergleich zur 27, bei welcher im unbestromten Zustand lediglich ein permanentmagnetischer Kurzschluss über die Gehäusewand 82 statt findet), verdrängt wird in die bewegungswirksame Abfolge von Ankereinheit 10, Luftspalt 14 und Stator-Jochabschnitt 12.
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Als Variante zur Ausführungsform der 26 bis 28 zeigt das Ausführungsbeispiel der 29 bis 31, wie der Permanentmagnet 20, anstatt von außen über eine Bügelanordnung auf das zylindrische Aktuatorgehäuse aufgesetzt zu sein, in einen Längsschlitz 90 dieses Gehäuses eingebracht ist, wobei dann, zur Realisierung der permanentmagnetischen Kurzschlussfunktion im nichtbestromten Zustand (30), der Permanentmagnetfluss über dem Schlitz benachbarte Gehäuseabschnitte verläuft, während im Bestromungszustand der Spuleneinheit und gemäß Darstellung in 31, auch hier wiederum dann die Flussverdrängung und Überlagerung mit dem Spulenmagnetfluss erfolgt.
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All diese Ausführungsbeispiele weisen den Vorteil (gegenüber dem vorbeschriebenen Efindungsaspekt) auf, dass die Spule über ihren gesamten Umfang von einem magnetisch leitenden Gehäuse ummantelt ist, was entsprechend unerwünschte Streufelder verringert. Durch die gezeigten Varianten der Integration des Permanentmagneten in das Gehäuse, entweder im Rahmen einer von außen aufgesetzten Anordnung gemäß 26, alternativ einer mittels Schlitz in das Gehäuse eingesetzten Variante, lässt sich gleichwohl der Vorteil des geschlossenen Gehäuses erhalten. Dabei ist es sinnvoll, durch den Elektromagneten (Spuleneinheit mit Jochabschnitt) eine hohe Magnetflussdichte im Gehäuse zu erzeugen, so dass sich das elektromagnetische Feld nicht nur lokal auf einer Gehäuseseite ausbreitet (und dann der Permanentmagnetfluss an einer Gehäuseseite erhalten bliebe). Auch bietet der beschriebene zweite Erfindungsaspekt den Vorteil, dass sich das Gehäuse (bzw. etwaige von außen ansitzende, flussleitende Bügel) vergleichsweise dünn realisieren lassen; allein durch das Verdrängen des Permanentmagnetfeldes entsteht bereits ein relativ hoher Magnetfluss über dem Arbeitsluftspalt, so dass der Gesamt-Magnetfluss in großen Teilen des Gehäuses gering sein kann und entsprechend nur geringe magnetisch wirksame Flussquerschnitte ermöglicht.
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Während sich zudem dieses erfinderische Prinzip mit lediglich einem Permanentmagnetelement realisieren lässt (wie etwa im Ausführungsbeispiel der 29), ist es etwa, wie im Ausführungsbeispiel der 26 mit dem beidseits ansitzenden Permanentmagneten, möglich, mehrere Magneten geeignet vorzusehen und so wiederum auf die Anordnung an jeweils vorgesehene Anwendungsbedingungen anpassen zu können.
