DE102012204322A1 - Bi-directional electromagnetic positioning device for selecting shifting path in transmission of drivetrain of e.g. passenger car, has helical spring arranged at actuator such that holding force of spring restrains actuator in positions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer eine Mittenlängsachse aufweisenden und einen Spuleninnenraum umgebenden elektrischen Spule sowie mit einem längs der Mittenlängsachse und zumindest teilweise in dem Spuleninnenraum angeordneten Stellglied. The invention relates to an electromagnetic actuator having a central longitudinal axis and a coil inner space surrounding electrical coil and with a along the central longitudinal axis and at least partially disposed in the coil interior actuator.
Bei einer derartigen elektromagnetischen Stellvorrichtung kann es sich um einen Aktor handeln. Andere in der Regelungstechnik übliche Bezeichnungen für einen Aktor sind Aktuator, Stellmotor und/oder Hubmagnet. Ein solches Bauteil dient zum Beispiel zum Antrieb oder zum Verstellen von Ventilen oder Klappen zur Durchflussregelung von gasförmigen oder flüssigen Medien. Ein mögliches Einsatzfeld ist hierbei die Kfz-Technik. Such an electromagnetic actuator may be an actuator. Other common in control technology designations for an actuator are actuator, servo motor and / or solenoid. Such a component is used for example for driving or adjusting valves or valves for flow control of gaseous or liquid media. A possible field of application here is the motor vehicle technology.
In der
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Stellvorrichtung der eingangs bezeichneten Art anzugeben, die bidirektional wirkt und sich einfach realisieren lässt. The object of the invention is therefore to provide an adjusting device of the type described, which acts bidirectionally and can be easily implemented.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine elektromagnetische Stellvorrichtung entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angegeben. Bei dieser Stellvorrichtung handelt es sich um eine solche, bei der das Stellglied eine Stellstange und einen an der Stellstange angebrachten geteilten, insbesondere zweigeteilten, Anker mit einem ersten und einem zweiten Ankerteil umfasst, wobei die beiden Ankerteile axial durch eine Ankerlücke voneinander beabstandet sind, im Bereich der Ankerlücke ein hohlzylindrisches den Anker umgebendes Joch ortsfest und insbesondere konzentrisch zur Mittenlängsachse im Spuleninnenraum angeordnet ist, das Stellglied längs zwischen einer ersten und einer zweiten stabilen axialen Endposition hin und her beweglich und mittels, insbesondere sukzessiver und vorzugsweise pulsförmiger, Strombeaufschlagung der Spule von der ersten Endposition in die zweite Endposition und umgekehrt überführbar ist, wobei in jeder Endposition eines der beiden Ankerteile eine kleinere axiale Überlappung mit dem Joch aufweist als das andere der beiden Ankerteile. An dem Stellglied ist mindestens ein bistabiles Halteelement so ausgeführt, dass eine Haltekraft des Halteelements das Stellglied in jeder der beiden Endpositionen zurückhält, insbesondere solange die Spule stromfrei ist. Dabei fluchten die beiden Ankerteile bevorzugt zueinander in axialer Richtung. To solve this problem, an electromagnetic actuator according to the features of
Das Stellglied der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung wirkt in beide axialen Richtungen, wobei „axial“ hier eine Orientierung längs oder in Richtung der Mittenlängsachse bedeutet. Dementsprechend bedeutet „radial“ eine zur Mittenlängsachse senkrechte Orientierung und „tangential“ eine Orientierung in Umfangsrichtung bezogen auf die Mittenlängsachse. Das Stellglied kann aufgrund seiner Längsbeweglichkeit auch Stellvorgänge in beide axialen Richtungen, also bidirektional, durchführen. Vorteilhafterweise ist für diese bidirektionale Funktionalität insbesondere nur eine einzige elektrische Spule erforderlich. Die Richtungsumkehr wird durch das Zusammenwirken des im Spuleninnenraum angeordneten hochzylindrischen Jochs mit dem zweigeteilten Anker im Bereich der Ankerlücke erreicht. The actuator of the adjusting device according to the invention acts in both axial directions, wherein "axially" here means an orientation along or in the direction of the central longitudinal axis. Accordingly, "radially" means a direction perpendicular to the central longitudinal axis orientation and "tangential" an orientation in the circumferential direction with respect to the central longitudinal axis. Due to its longitudinal mobility, the actuator can also perform adjusting operations in both axial directions, that is, bidirectionally. Advantageously, in particular only a single electric coil is required for this bidirectional functionality. The reversal of direction is achieved by the interaction of the highly cylindrical yoke arranged in the coil interior with the two-part armature in the region of the armature gap.
Zur Sicherung des Stellglieds in den beiden axialen Endpositionen kann als Halteelement eine kostengünstige Feder vorgesehen, die so mit dem Stellglied wechselwirkt, dass eine Rückhalte- oder Arretierungsfunktion in jeder der beiden Endpositionen des Stellglieds gegeben ist. Die Feder bildet somit ein bistabiles Halteelement. Die Feder ist folglich so an dem Stellglied angebracht, dass deren Federkraft das Stellglied in jeder der beiden Endpositionen zurückhält. To secure the actuator in the two axial end positions can be provided as a holding element, a cost-effective spring which interacts with the actuator so that a retaining or locking function is given in each of the two end positions of the actuator. The spring thus forms a bistable retaining element. The spring is thus attached to the actuator so that its spring force retains the actuator in each of the two end positions.
Die Feder ist insbesondere als Schnappfeder ausgeführt. Eine Schnappfeder ist bistabil und verfügt demnach über zwei stabile Zustände. Eine Schnappfeder verformt sich bei äußerer Krafteinwirkung ausgehend von dem ersten stabilen Zustand unter Aufbringung einer gegen die Verformung bzw. äußere Krafteinwirkung gerichteten Federkraft bis hin zu einem Umschlagpunkt. Ab diesem Umschlagpunkt kehrt sich die Wirkungsrichtung der Federkraft schlagartig um und wirkt damit in die gleiche Richtung, wie die äußere Krafteinwirkung, bis der zweite stabile Zustand erreicht ist. Derartige Schnappfedern werden beispielsweise in elektrischen Sprung- oder Schnappschaltern eingesetzt. Eine Schnappfeder ist bevorzugt so an der Stellvorrichtung angeordnet, dass der Umschlagpunkt erreicht ist, wenn sich das Stellglied im Bereich einer Mittenposition zwischen der ersten und zweiten stabilen Endposition befindet. The spring is designed in particular as a snap spring. A snap spring is bistable and therefore has two stable states. A snap spring deforms in external force from the first stable state applying a directed against the deformation or external force spring force up to a turning point. From this turning point, the direction of action of the spring force reverses abruptly and thus acts in the same direction as the external force, until the second stable state is reached. Such snap springs are used for example in electrical jump or snap-action switches. A snap spring is preferably arranged on the adjusting device, that the turning point is reached when the actuator is in the region of a center position between the first and second stable end position.
Statt als Feder kann das Halteelement jedoch beliebig anders geeignet ausgeführt sein, um das Stellglied in jeder der beiden Endpositionen zurückzuhalten. Das Haltelement kann daher insbesondere als Arretierung ausgeführt sein, welche das Stellglied in den Endpositionen solange arretiert, bis die durch die Strombeaufschlagung der Spule ausgeübte Stellkraft auf das Stellglied die von der Arretierung ausgeübte Haltekraft übersteigt. Derartige Arretierungen können über zumindest einen Körper (beispielsweise eine Kugel, Rolle oder einen Stift) verfügen, der federbelastet in eine Nut eingreift und hierdurch eine von der Federbelastung abhängige Haltekraft auf das Stellglied erzeugt. Eine solche Arretierung ist dem Fachmann auch als Kugelarretierung bekannt, wobei in diesem Fall als Körper eine Kugel genutzt wird. Statt einer Kugel kann auch jede andere geeignete Form des Körpers genutzt werden, beispielsweise eine Rolle oder ein Stift. Derartige Arretierungen sind einfach und kostengünstig. Die Arretierung kann auch mit der obig genannten Feder in Kombination eingesetzt werden. However, instead of a spring, the retaining element may be designed as otherwise suitable to retain the actuator in each of the two end positions. The holding element can therefore be designed in particular as a lock, which locks the actuator in the end positions until the force exerted by the current applied to the coil actuating force on the actuator exceeds the holding force exerted by the locking. Such detents can have at least one body (for example a ball, roller or a pin) which engages in a groove in a spring-loaded manner and thereby generates a holding force dependent on the spring load on the actuator. Such a lock is known in the art as ball lock, in which case a ball is used as the body. Instead of a ball, any other suitable form of the body can be used, for example a roller or a pin. Such detents are simple and inexpensive. The lock can also be used in combination with the spring mentioned above.
Das Stellglied erreicht bei Verwendung einer Arretierung als Haltelement die jeweils andere Endposition bevorzugt dadurch, dass die Bestromung der Spule nach Überwindung der Haltekraft der Arretierung und während der Stellbewegung des Stellglieds in Richtung der jeweils anderen Endposition zurückgenommen wird. Hierdurch gelangt das Stellglied in die jeweils andere Endposition durch den während der anfänglichen Stellbewegung gesammelten Schwung (träge Masse des Stellglieds). The actuator reaches when using a lock as a holding element, the respective other end position preferably characterized in that the energization of the coil is withdrawn after overcoming the holding force of the locking and during the adjusting movement of the actuator in the direction of the other end position. As a result, the actuator reaches the other end position by the momentum collected during the initial setting movement (inert mass of the actuator).
Insgesamt lässt sich die erfindungsgemäße Stellvorrichtung trotz der bidirektionalen und zumindest bistabilen Funktionalität mit vergleichsweise geringem Aufwand realisieren. Verglichen mit den bisher bekannten Lösungen wird nur eine einzige Spule benötigt, wodurch sich auch die Ansteuerung derselben vereinfacht. Außerdem kann anstelle des kostenträchtigen Permanentmagneten eine erheblich günstigere Feder oder Arretierung als Halteelement zur Sicherung der beiden Endpositionen zum Einsatz. Overall, the adjusting device according to the invention despite the bidirectional and at least bistable functionality can be realized with relatively little effort. Compared with the previously known solutions only a single coil is needed, which also simplifies the control of the same. In addition, instead of the costly permanent magnet a much cheaper spring or locking as a holding element for securing the two end positions used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Stellvorrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche. Advantageous embodiments of the adjusting device will become apparent from the features of the dependent claims of
Günstig ist eine Ausgestaltung, bei der das Joch eine größere axiale Ausdehnung hat als die Ankerlücke. Dadurch wird sichergestellt, dass die bereits angesprochene Richtungsumkehr erfolgt, wenn sich das Stellglied in den Endpositionen befindet. Favorable is an embodiment in which the yoke has a greater axial extent than the armature gap. This ensures that the direction reversal already mentioned occurs when the actuator is in the end positions.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist für jede der beiden Endpositionen jeweils ein Endanschlag vorgesehen. Das bei Erreichen der Endposition an einem der beiden Endanschläge anschlagende Ankerteil ist dann dasjenige mit der geringeren Jochüberlappung. Dann führt der sich bei einer erneuten Strombeaufschlagung der Spule im Anker und im Joch einstellende magnetische Fluss dazu, dass sich das Stellglied aus der gerade eingenommenen Endposition weg in Richtung der anderen Endposition bewegt. According to a further advantageous embodiment, an end stop is provided for each of the two end positions. The abutting on reaching the end position on one of the two end stops anchor part is then the one with the lower yoke overlap. Then, when a renewed current is applied to the coil in the armature and in the yoke, the magnetic flux causes the actuator to move away from the currently assumed end position in the direction of the other end position.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist mindestens ein weiteres hohlzylindrisches den Anker umgebendes Joch ortsfest im Spuleninnenraum angeordnet. Dadurch lassen sich weitere, ebenfalls insbesondere stabile Zwischenpositionen für das Stellglied realisieren. Die Stellvorrichtung ist dann ein Mehrstellungsaktuator. According to a further advantageous embodiment, at least one further hollow-cylindrical yoke surrounding the armature is arranged stationarily in the coil interior. As a result, further, also particularly stable intermediate positions for the actuator can be realized. The actuator is then a multi-position actuator.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Feder eine eine Federlängsachse aufweisende Schraubenfeder, die in einem zusammengedrückten, insbesondere überdrückten, Zustand eingespannt ist und mit senkrecht zur Mittenlängsachse orientierter Federlängsachse an dem Stellglied angebracht ist. Durch diese einfache Maßnahme, die Feder mechanisch einzuspannen und am Stellglied zu befestigen, wird die gewünschte bistabile Haltefunktion sehr gut erreicht. Die Schraubenfeder ist insbesondere dann am stärksten zusammengedrückt, wenn sich das Stellglied im Bereich der axialen Mitte zwischen den beiden axialen Endpositionen befindet. Demgegenüber liegt eine niedrigere Federspannung vor, wenn das Stellglied in einer der beiden Endpositionen ist. Die Entspannung der Feder erfolgt in Verbindung mit einer Auslenkung in Richtung der Mittenlängsachse, also senkrecht zur Federlängsachse. Hierbei kann die axiale Auslenkung vorteilhafterweise in beide Richtungen erfolgen. Eine Bewegung des Stellglieds aus den beiden Endpositionen heraus erfolgt stets gegen die Federkraft, sodass das Stellglied ohne Eingriff von außen, also insbesondere ohne eine Strombeaufschlagung der Spule, durch die Federkraft in der jeweiligen Endposition gehalten wird. According to a further advantageous embodiment, the spring is a spring longitudinal axis having a helical spring which is clamped in a compressed, in particular over-pressed, state and is mounted perpendicular to the central longitudinal axis oriented spring longitudinal axis on the actuator. By this simple measure, mechanically clamp the spring and fasten it to the actuator, the desired bistable holding function is achieved very well. The helical spring is most strongly compressed, in particular, when the actuator is in the region of the axial center between the two axial end positions. In contrast, there is a lower spring tension when the actuator is in one of the two end positions. The relaxation of the spring takes place in conjunction with a deflection in the direction of the central longitudinal axis, ie perpendicular to the spring longitudinal axis. In this case, the axial deflection can advantageously be carried out in both directions. A movement of the actuator out of the two end positions always takes place against the spring force, so that the actuator is held without intervention from the outside, ie in particular without a current applied to the coil, by the spring force in the respective end position.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung kehrt sich die Wirkungsrichtung der Federkraft bei einem Wechsel des Stellglieds von der einen in die andere Endposition um. Dadurch wird die Haltefunktion der Feder in beiden Endpositionen sichergestellt. Die Bistabilität der Stellvorrichtung lässt sich also vorteilhafterweise mit nur einem einzigen Federelement erreichen. According to a further advantageous embodiment, the direction of action of the spring force reverses when changing the actuator from one to the other end position. This ensures the holding function of the spring in both end positions. The bistability of the adjusting device can thus be advantageously achieved with only a single spring element.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist das Stellglied mittels einer Dauerstrombeaufschlagung der Spule in eine mittig zwischen den beiden Endpositionen liegende stabile axiale Mittenposition überführbar, wobei die beiden Ankerteile in der Mittenposition jeweils eine gleichgroße axiale Überlappung mit dem Joch aufweisen. In dieser Ausgestaltung ist die Stellvorrichtung tristabil, wobei die Haltefunktion in der Mittenposition nicht durch die Federkraft, sondern durch eine Magnetkraft der mit einem Dauerstrom beaufschlagten Spule bewirkt wird. Diese magnetische Haltewirkung stellt sich insbesondere dann ein, wenn sich die Ankerlücke im Wesentlichen mittig innerhalb des Jochs befindet und eine in etwa gleichgroße Überlappung des Jochs mit beiden Ankerteilen gegeben ist. Dann liegen auch in etwa gleichgroße magnetische Widerstände zwischen dem Joch einerseits und den beiden Ankerteilen andererseits vor, wodurch ein stabiler Zustand erreicht ist. According to a further advantageous embodiment, the actuator by means of a continuous current application of the coil in a centrally located between the two end positions stable axial center position can be transferred, wherein the two anchor parts each have an equal axial overlap with the yoke in the center position. In this embodiment, the adjusting device is tristable, wherein the holding function is effected in the center position not by the spring force, but by a magnetic force of the coil acted upon by a continuous current. This magnetic holding effect arises in particular when the armature gap is located substantially centrally within the yoke and an approximately equal overlap of the yoke is given with two anchor parts. Then there are also approximately equal magnetic resistances between the yoke on the one hand and the two anchor parts on the other hand, whereby a stable state is reached.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Feder eine eine Federlängsachse aufweisende Schraubenfeder, die in Richtung der Federlängsachse gesehen eine Federmitte hat und die außerhalb der Federmitte an dem Stellglied angebracht ist. Die außermittige Anbringung oder Befestigung der Feder am Stellglied ermöglicht insbesondere nach einem Betriebszustand, in dem das Stellglied durch eine Dauerstrombeaufschlagung der Spule in der Mittenposition gehalten worden ist, nach dem Ende des Stromflusses in der Spule einen selbsttätigen Übergang in eine der beiden Endpositionen. Dieser Übergang erfolgt bevorzugt ohne zusätzlichen Eingriff von außen, wenn die Feder asymmetrisch oder außermittig am Stellglied angebracht ist. According to a further advantageous embodiment, the spring is a spring longitudinal axis having a helical spring, which seen in the direction of the spring longitudinal axis has a spring center and which is mounted outside of the spring center on the actuator. The eccentric attachment or attachment of the spring to the actuator allows, in particular after an operating condition in which the actuator has been held in the center position by a continuous current application of the coil, after the end of the current flow in the coil an automatic transition to one of the two end positions. This transition is preferably carried out without additional external intervention when the spring is mounted asymmetrically or eccentrically on the actuator.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Spule in mindestens zwei räumlich voneinander getrennte, axial hintereinander angeordnete und elektrisch in Reihe geschaltete Teilspulen aufgeteilt. Weiterhin sind zwischen zwei benachbarten Teilspulen jeweils eine axiale Trennungszone sowie ein elektrischer Mittenabgriff vorgesehen, wobei über den Mittenabgriff ein zur Bestimmung einer axialen Position des Ankers vorgesehener Sensorstrom in eine Untermenge der Teilspulen einspeisbar ist. Dadurch, dass die Spule in zwei oder mehrere Teilspulen aufgeteilt ist, ergibt sich die Möglichkeit zur Erfassung der Position des Ankers und damit des Stellglieds. Für diese zusätzliche Funktionalität ist vorteilhafterweise kein zusätzliches Bauteil erforderlich. Die Positionserfassung erfolgt im Wesentlichen über eine geeignete Strombeaufschlagung der Teilspulen sowie über eine Erfassung und Auswertung der daraus resultierenden Potentialverläufe an den elektrischen Spulenanschlüssen. Trotz der mehrteiligen, vorzugsweise zwei- oder dreiteiligen, Ausgestaltung der Spule handelt es sich insbesondere immer noch um ein einziges Gesamtbauteil, dessen Teilspulen bevorzugt in einem einzigen Wicklungsvorgang hergestellt sind. Das Bauvolumen der Stellvorrichtung ist nach wie vor sehr kompakt. Es erhöht sich aufgrund der zusätzlich vorgesehenen Möglichkeit zur Positionserfassung nicht oder zumindest nicht wesentlich. According to a further advantageous embodiment, the coil is divided into at least two spatially separated, axially arranged one behind the other and electrically connected in series coil sections. Furthermore, an axial separation zone and an electrical center tap are respectively provided between two adjacent partial coils, wherein a sensor current provided for determining an axial position of the armature can be fed into a subset of the partial coils via the center tap. The fact that the coil is divided into two or more sub-coils, there is the possibility to detect the position of the armature and thus the actuator. For this additional functionality advantageously no additional component is required. The position detection takes place essentially via a suitable current application of the partial coils and via detection and evaluation of the resulting potential profiles at the electrical coil terminals. Despite the multi-part, preferably two- or three-part design of the coil, it is still in particular still a single overall component whose partial coils are preferably produced in a single winding process. The volume of the actuator is still very compact. It does not increase, or at least not significantly, due to the additionally provided possibility for position detection.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung liegt eine axiale Stirnfläche zumindest eines der beiden Ankerteile, wenn sich das Stellglied in einer der beiden Endpositionen befindet, innerhalb eines axialen Bereichs, der durch die axiale Trennungszone bestimmt ist. Damit lässt sich für die Positionserfassung des Stellglieds ein Messsignal mit einem besonders hohen und gut auswertbaren Informationsgehalt erzeugen. Die Positionsbestimmung kann dann sehr genau durchgeführt werden. Insbesondere kann die Spule in drei Teilspulen aufgeteilt sein, wobei die dann gebildeten beiden Trennungszonen vorzugsweise axial jeweils so platziert sind, dass die oben genannte Bedingung erfüllt ist. Die axiale Position jeder der beiden Trennungszonen stimmt mit der axialen Position einer axialen Stirnfläche eines der beiden Ankerteile überein, wenn sich das Stellglied in den beiden Endpositionen befindet. Die Trennungszonen in der Spule sind also im Wesentlichen an den gleichen axialen Stellen angeordnet, an denen sich im Spuleninnenraum die Materialsprünge bzw. änderungen mit dem größten Einfluss auf die magnetischen Verhältnisse, nämlich die Übergänge vom insbesondere ferromagnetischen Material der beiden Ankerteile auf die in der Ankerlücke vorgesehene Umgebungsluft, befinden. Dadurch wird die Auswertegenauigkeit der Positionserfassung weiter verbessert. According to a further advantageous embodiment, an axial end face of at least one of the two anchor parts, when the actuator is in one of the two end positions, within an axial range, which is determined by the axial separation zone. This can be used to generate a measurement signal with a particularly high and easily evaluable information content for the position detection of the actuator. The position determination can then be carried out very accurately. In particular, the coil may be divided into three sub-coils, wherein the then formed two separation zones are preferably axially each placed so that the above condition is met. The axial position of each of the two separation zones coincides with the axial position of an axial end face of one of the two anchor parts when the actuator is in the two end positions. The separation zones in the coil are thus arranged essentially at the same axial locations where the material jumps or changes in the coil interior with the greatest influence on the magnetic conditions, namely the transitions from the particular ferromagnetic material of the two anchor parts to those in the armature gap intended ambient air, are located. As a result, the evaluation accuracy of the position detection is further improved.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die axiale Trennungszone als freier und insbesondere unbefüllter Zwischenraum ausgeführt. Dadurch reduziert sich der ohnehin geringe Platzbedarf für die Zwischenzone weiter. According to a further advantageous embodiment, the axial separation zone is designed as a free and in particular unfilled intermediate space. This further reduces the already small footprint for the intermediate zone on.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann in der axialen Trennungszone aber auch ein gesondertes, insbesondere scheibenringförmiges Bauteil angeordnet sein. Dadurch lässt sich insbesondere während des Bewicklungsvorgangs sicherstellen, dass die gewünschte Trennung zwischen den benachbarten Teilspulen fehlerfrei erfolgt. According to an alternative embodiment, however, a separate, in particular disk-ring-shaped component can also be arranged in the axial separation zone. As a result, it is possible, in particular during the winding process, to ensure that the desired separation between the adjacent sub-coils takes place without errors.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen der Erfindungsgegenstands keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf. Both the features specified in the claims and the features specified in the subsequent embodiments of the adjusting device according to the invention are each suitable alone or in combination with each other to further develop the subject invention. The respective combinations of features represent no limitation with respect to the developments of the subject invention, but have essentially merely exemplary character.
Bei der elektromagnetischen Stellvorrichtung kann es sich insbesondere um diejenige eines Kraftfahrzeugs handeln, beispielsweise eines Personen- oder Lastkraftwagens. Demgemäß kann die Stellvorrichtung zur Auswahl einer Schaltgasse eines Kraftfahrzeuggetriebes dienen oder andere Stellaufgaben in einem Fahrzeuggetriebe übernehmen (beispielsweise Zu- oder Abkoppeln von An-/Abtriebswellen des Getriebes, Einlegen von Getriebegängen, Zu- oder Abschalten von Sperren). Bei dem Fahrzeuggetriebe handelt es sich insbesondere um ein Getriebe im Fahrzeugantriebsstrang, mittels dessen der Vortrieb des Fahrzeugs erfolgt. Die Stellvorrichtung kann auch zur Einstellung eines Fahrzeugfluidruckes oder einer -durchflussrate (beispielsweise in einem Pneumatik-, Hydraulik-, Heizungs- oder Kühlsystem) dienen. Ebenso können andere geeignete Stellaufgaben, auch auf anderen Technikgebieten, durch die Stellvorrichtung durchgeführt werden. Insbesondere kann es sich bei der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung auch um eine Stellvorrichtung eines elektrischen Schließmechanismus‘ einer Türe oder eines Fensters (beispielsweise eines Gebäudes, Möbelstücks, Sicherheitsschranks oder Fahrzeugs) handeln. The electromagnetic adjusting device may in particular be that of a motor vehicle, for example a passenger or heavy goods vehicle. Accordingly, the adjusting device can be used to select a shift gate of a motor vehicle transmission or take over other control tasks in a vehicle transmission (for example, coupling or uncoupling input / output shafts of the transmission, engaging transmission gears, locking or unlocking). The vehicle transmission is, in particular, a transmission in the vehicle drive train, by means of which the propulsion of the vehicle takes place. The actuator may also be used to adjust a vehicle fluid pressure or rate (for example in a pneumatic, hydraulic, heating or cooling system). Likewise, other suitable actuating tasks, even in other fields of technology, can be carried out by the adjusting device. In particular, the electromagnetic actuating device according to the invention can also be an adjusting device of an electrical closing mechanism of a door or of a window (for example of a building, piece of furniture, safety cabinet or vehicle).
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt: Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows:
Einander entsprechende Teile sind in den
In
Die Spule
Der Anker
Im Bereich der Ankerlücke
Die in dem Magnetflusskreis angeordneten Komponenten enthalten insbesondere ein ferromagnetisches Material oder bestehen insbesondere aus einem solchen Material. Dies betrifft zumindest den Anker
Die Stellvorrichtung
Außerdem ist die Stellstange
Im Folgenden werden die Funktionsweise, Vorteile und besondere Eigenschaften der Stellvorrichtung
Wie bereits erwähnt, hat die Stellvorrichtung
Darüber hinaus hat die Stellvorrichtung
Die Stabilität des Stellglieds
Gegenüber den Verhältnissen in der Mittenposition ist die Schraubenfeder
In dem in
Um einen Stellvorgang, verbunden mit einem Positionswechsel des Stellglieds
Wird die Spule
Da nach dem Abschalten des Stromflusses in der Spule
In
Zwischen jeweils zwei benachbarten Teilspulen
Die drei Teilspulen
Die Spule
Die Erfassungsgenauigkeit bei der Bestimmung der Ankerposition kann durch die vorteilhafte axiale Positionsübereinstimmung der axialen Stirnfläche
Für die Positionsbestimmung ist vorteilhafterweise kein zusätzliches Bauteil erforderlich. Die Spule
Ansonsten entspricht die Stellvorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- elektromagnetische Stellvorrichtung electromagnetic actuator
- 2 2
- Mittenlängsachse central longitudinal axis
- 3 3
- Stellglied actuator
- 4 4
- Spuleninnenraum Coils interior
- 5 5
- Spule Kitchen sink
- 6 6
- Anker anchor
- 7 7
- Stellstange control rod
- 8 8th
- Doppelpfeil double arrow
- 9 9
- zylinderförmiger Mantel cylindrical jacket
- 10 10
- axiale Stirnseitenabdeckung axial front cover
- 11 11
- axiale Stirnseitenabdeckung axial front cover
- 12 12
- Durchgangsöffnung Through opening
- 13 13
- Durchgangsöffnung Through opening
- 14 14
- Führungsrohr guide tube
- 15 15
- Führungsrohr guide tube
- 16 16
- erstes Ankerteil first anchor part
- 17 17
- erstes Ankerteil first anchor part
- 18 18
- Ankerlücke anchor gap
- 19 19
- Joch yoke
- 20 20
- erste Jochüberlappung first yoke overlap
- 21 21
- zweite Jochüberlappung second yoke overlap
- 22 22
- axialer Endanschlag axial end stop
- 23 23
- axialer Endanschlag axial end stop
- 24 24
- axiale Stirnfläche axial end face
- 25 25
- axiale Stirnfläche axial end face
- 26 26
- Durchgangsöffnung Through opening
- 27 27
- Durchgangsöffnung Through opening
- 28 28
- Schraubenfeder coil spring
- 29 29
- Federlängsachse spring longitudinal axis
- 30 30
- Federmitte spring center
- 31 31
- elektromagnetische Stellvorrichtung electromagnetic actuator
- 32 32
- Spule Kitchen sink
- 33 33
- Teilspule partial coil
- 34 34
- Teilspule partial coil
- 35 35
- Teilspule partial coil
- 36 36
- Trennungszone separation zone
- 37 37
- Trennungszone separation zone
- 38 38
- Trennbauteil separating member
- 39 39
- Trennbauteil separating member
- 40 40
- axiale Stirnfläche axial end face
- 41 41
- axiale Stirnfläche axial end face
- 42 42
- elektrische Verbindung electrical connection
- 43 43
- elektrische Verbindung electrical connection
- 44 44
- elektrischer Hauptanschluss main electrical connection
- 45 45
- elektrischer Hauptanschluss main electrical connection
- 46 46
- Mittenabgriff center tap
- 47 47
- Mittenabgriff center tap
- 48 48
- Steuereinheit control unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008000534 A1 [0003, 0003] DE 102008000534 A1 [0003, 0003]
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-
2012
- 2012-03-19 DE DE102012204322.5A patent/DE102012204322B4/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE102012204322B4 (en) | 2022-07-14 |
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