DE102013210871A1

DE102013210871A1 - Aktor mit Übertragungselement

Info

Publication number: DE102013210871A1
Application number: DE201310210871
Authority: DE
Inventors: Martin Steigerwald; Jens Hoppe; Stefan Konias
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-12-11
Also published as: WO2014198264A1; US20160125990A1; CN105339611B; CN105339611A; US9659697B2

Abstract

Es ist ein Aktor (1) offenbart umfassend mindestens einen Elektromagneten (121, 122, 13, 14, 16, 17, 181, 182, 19), ein Magnetgehäuse (11), mindestens einen Druckstift (24) und mindestens einen beweglichen Anker (14) mit jeweils einem in einer axialen Richtung beweglichen Stößel (16). Bei Bestromung des mindestens einen Elektromagneten (10) ist eine axiale Bewegung des mindestens einen Ankers (14) über den mindestens einen Stößel (16) auf den mindestens einen Druckstift (24) übertragbar. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Hebel (30) vorgesehen, der einseitig im Magnetgehäuse (11) schwenkbar gelagert ist und mit dem der mindestens eine Stößel (16) und der mindestens eine Druckstift (24) derart in Wirkverbindung stehen, dass die axiale Bewegung des mindestens einen Stößels (16) auf den mindestens einen Druckstift (24) übertragbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor. Der Aktor umfasst mindestens einen Elektromagneten, ein Magnetgehäuse, mindestens einen Druckstift und mindestens einen beweglichen Anker mit jeweils einem in einer axialen Richtung beweglichen Stößel. Bei Bestromung des mindestens einen Elektromagneten ist eine axiale Bewegung des mindestens einen Ankers über den mindestens einen Stößel auf den mindestens einen Druckstift übertragbar.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem Stand der Technik sind Aktoren bekannt, auch als „Wandler“, „Antriebselemente“, „Aktuatoren“ und „Stellvorrichtungen“ bezeichnet. Insbesondere sind auch Aktoren bekannt, die elektrische Signale für mindestens einen Elektromagneten in mechanische Bewegung eines damit verbundenen Ankers umsetzen. Der Anker wiederum überträgt zumindest einen Teil der mechanischen Bewegung auf einen mit dem Anker verbundenen oder mit ihm integrierten Stößel, Stößelstange oder Ankerstange. Der Stößel (oder Stößelstange oder Ankerstange) überträgt zumindest einen Teil der mechanischen Bewegung auf mindestens einen Druckstift, auch als „Laufpin“ bezeichnet. Der Druckstift überträgt zumindest einen Teil der mechanischen Bewegung auf Maschinenteile, beispielsweise auf Schiebenocken(stücke) eines Schiebenockensystems, die durch die genannten Bewegungen verstellt beziehungsweise verschoben werden.
Die deutschen Patentanmeldungen DE 10 2008 020 892 A1 und DE 10 2011 078 525 A1 offenbaren Aktoren der eingangs genannten Art.
Der Aktor der DE 10 2008 020 892 A1 umfasst eine Halte- und Lösevorrichtung, die den Druckstift (Aktuatorstift) nicht über magnetische Anziehungskräfte, sondern durch Klemmwirkung infolge reibungsbedingter Selbsthemmung eines Sperrkörpers an Stützflächen entgegen der Kraft einer den Druckstift in Ausfahrrichtung beaufschlagenden Druckfeder in einer Halteposition fixiert. Die Halte- und Lösevorrichtung umfasst einen in Verfahrrichtung des Druckstifts und von diesem unabhängig verlagerbaren Sperrschieber sowie eine den Sperrschieber in Ausfahrrichtung des Druckstifts kraftbeaufschlagende Federzunge. Die Federzunge kraftbeaufschlägt einen mit dem Sperrschieber fest verbundenen Anker in Ausfahrrichtung des Druckstifts. Der Aktor dient der Verstellung von Schiebenocken. Nachteilig bei dem Aktor ist, dass der Sperrschieber und die Federzunge filigrane und hochgenaue Bauteile sind, wodurch der Aktor teuer in der Herstellung der Einzelteile und der Montage ist.
Bei dem bistabilen Aktor der DE 10 2011 078 525 A1 stützt sich eine Druckfeder an einer Rasteinrichtung ab. Am Druckstift (Aktorstift) greift eine der Druckfeder gegengerichtete Stützfeder an, die sich an einer Führungshülse für den Druckstift oder einem mit ihr verbundenen Bauteil abstützt. Die Druck- und Stützfeder bilden mit der Rasteinrichtung eine bistabile Anordnung des Druckstifts. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass das Ausfahren des Druckstifts zunächst durch den Elektromagneten bewirkt wird und zwar so weit, bis ein Kipppunkt der bistabilen Anordnung des Druckstifts erreicht ist und die Rasteinrichtung gelöst ist, so dass dann die Druckfeder das vollständige Ausfahren des Druckstifts in eine Verschiebenut übernimmt. Eine Wippe ist zweiseitig schwenkbar und mittig an einer Ankerstange gelagert, die nicht zum Magnetgehäuse gehört. Die Wippe steht mit der Ankerstange derart in Wirkverbindung, dass die axiale Bewegung der Ankerstange auf den Druckstift übertragbar ist. Nachteilig bei dem Aktor ist, dass die zusätzliche Stützfeder, die Rasteinrichtung und die Wippe ebenfalls eine filigrane und hochgenaue Anordnung darstellen, wodurch der Aktor ebenfalls teuer in der Herstellung der Einzelteile, im Zusammenbau und in der Montage ist.
Eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist daher, einen Aktor anzugeben, der für ein Schiebenockensystem geeignet und kostengünstig in der Herstellung und Montage ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Aktor gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Der erfindungsgemäße Aktor umfasst mindestens einen Elektromagneten, ein Magnetgehäuse, mindestens einen Druckstift und mindestens einen beweglichen Anker mit jeweils einem in einer axialen Richtung beweglichen Stößel. Bei Bestromung des mindestens einen Elektromagneten ist eine axiale Bewegung des mindestens einen Ankers über den mindestens einen Stößel auf den mindestens einen Druckstift übertragbar. Zudem umfasst der Aktor mindestens einen Hebel, der einseitig im Magnetgehäuse schwenkbar gelagert ist. Der mindestens eine Hebel steht mit dem mindestens einen Stößel und dem mindestens einen Druckstift derart in Wirkverbindung, dass die axiale Bewegung des mindestens einen Stößels auf den mindestens einen Druckstift übertragbar ist. Insbesondere liegt der mindestens eine Stößel am Hebel an zur Kraftübertragung. Der Aktor ist geeignet, ein Schiebenockensystem anzusteuern. Ein derart ausgestalteter und angeordneter Hebel im Aktor hat den Vorteil, dass er kostengünstig in der Herstellung und Montage ist.
Ein einzelner Elektromagnet umfasst üblicherweise eine Magnetspule, ein Magnetjoch, einen Polkern, einen Anker und einen Stößel. Die Magnetspule ist vom Magnetjoch, Polkern und Magnetgehäuse umgeben. In jeder Magnetspule ist der Anker mit dem Stößel frei axial bewegbar. Der Stößel ist einstückig mit dem Anker verbunden beziehungsweise integriert oder ein separates Stück, das mit dem Anker fest oder nicht fest verbunden ist. Zusätzlich kann der Elektromagnet optional einen Permanentmagnet umfassen, der den Anker in einer unteren Endlage hält. Falls mindestens zwei Elektromagneten im Magnetgehäuse angeordnet sind, kann jeder Elektromagnet ferner optional zur besseren Leitung des magnetischen Flusses ein Rückschlusselement umfassen, das den über den Polkern und den Anker verlaufenden Magnetkreis des Elektromagneten schließt. Falls nur ein Elektromagnet im Magnetgehäuse angeordnet ist, kann üblicherweise auf ein Rückschlusselement verzichtet werden, weil beispielsweise das Magnetgehäuse als Rückschluss genutzt werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind der mindestens eine Stößel und der dem mindestens einen Stößel jeweils zugeordnete Druckstift zueinander mit einem Parallelversatz angeordnet. Ein solcher Parallelversatz ist insbesondere in dem Fall gegeben, wenn mindestens zwei Magnetspulen und mindestens zwei jeweils zugeordnete Druckstifte vorgesehen sind, da die mindestens zwei Magnetspulen üblicherweise eine relativ große Baugröße aufweisen, wohingegen im Vergleich dazu zwischen den mindestens zwei Druckstiften ein relativ geringer Abstand ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der mindestens eine Hebel ein erstes Hebelende, ein zweites Hebelende und einen Abstützbereich. Das erste Hebelende ist um ein Lager des Magnetgehäuses schwenkbar gelagert. Das zweite Hebelende liegt an einem ersten Ende des mindestens einen Druckstifts an. Der Abstützbereich ist zwischen dem ersten Hebelende und dem zweiten Hebelende angeordnet und steht mit dem mindestens einen Stößel in Wirkverbindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lager für das erste Hebelende ein Stift oder eine Zylinderhälfte und das erste Hebelende ist gleitend daran gelagert oder daran wälzgelagert.
Bevorzugt ist der mindestens eine Hebel durch Umformen hergestellt, beispielsweise durch ein Stanz-Biege-Verfahren.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Hebelende eine ballige Vertiefung und/oder das erste Ende des zugeordneten Druckstifts weist eine ballige Erhöhung auf. Durch diese Ausgestaltung besteht zwischen dem Druckstift und dem zugeordneten Hebel kein flächiger Kontakt, sondern (idealerweise) nur Kontakt in einem Punkt bzw. einer Linie. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kontakts zwischen Hebel und Druckstift hat den Vorteil, dass eine sichere und bessere Kraftübertragung vom Hebel zum Druckstift bewirkt wird, die unabhängig von der Hebelstellung ist. Zudem kann der Abstützbereich des Hebels als eine muldenartige Vertiefung ausgeformt sein. Durch diese Ausgestaltung liegt der Stößel stabil am Hebel an und der Stößel bleibt immer in der korrekten Arbeitsposition. Die ballige Fläche und die muldenartige Vertiefung am Hebel können einfach und kostengünstig am umgeformten Hebel hergestellt werden. Ebenso kann eine ballige Fläche am ersten Ende des Druckstifts einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Bevorzugt ist ein Hubweg des jeweiligen Druckstifts mittels der Lage des Abstützbereichs einstellbar, der zwischen dem ersten Hebelende und dem zweiten Hebelende angeordnet ist und mit dem der mindestens eine Stößel in Wirkverbindung steht. Die Länge des durch den jeweiligen Hebel vorgegebenen Hubwegs des jeweiligen Druckstifts sollte gleich oder größer der Länge des vorgegebenen Hubwegs des zugeordneten Ankers sein.
Falls die Lage des Abstützbereichs am Hebel derart eingestellt ist, dass die beiden Hubwege von gleicher Länge sind (Übersetzungsverhältnis 1:1), wird das Maß der Bewegung des Stößels vollständig in eine gleich bemessene Bewegung des entsprechenden Druckstifts umgesetzt. Der Hebel ist in bevorzugter Weise ein starrer Hebel, denn somit geht keine Energie in Form von einer Deformation verloren.
Idealerweise ist die Lage des Abstützbereichs am Hebel jedoch derart eingestellt, dass der Ankerhub im Vergleich zum Druckstifthub geringer entsprechend dem derart eingestellten Hebelverhältnis ist. Durch den geringeren Ankerhub kann die jeweilige Magnetspule kompakt und somit auch das Magnetgehäuse mit seinem mindestens einen Elektromagnet kompakter ausgestaltet werden als bei einer Ausführungsform, bei der der mindestens eine Anker den vollständigen Druckstifthub zurücklegt. Bei geringem Ankerhub kann somit der Aktor kompakt ausgestaltet werden. Als vorteilhaft hat sich ein Übersetzungsverhältnis von circa zwei erwiesen, wobei also die Länge des Hubwegs des Druckstifts circa das Zweifache des Hubwegs des zugeordneten Ankers beträgt. Es sind aber auch andere Übersetzungsverhältnisse umsetzbar.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Aktors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Ruheposition;
2 eine perspektivische Draufsicht eines Hebels, der in einem Aktor einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;
3 eine perspektivische Unteransicht des Hebels nach 2; und
4 eine Detailansicht des Hebels nach 2, eingebaut in die andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie der erfindungsgemäße Aktor ausgestaltet sein kann und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aktors 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Aktor umfasst im Wesentlichen eine Elektromagneteinheit 10 und eine Druckstifteinheit 20.
Die Elektromagneteinheit 10 umfasst mindestens einen Elektromagneten 121, 122, 13, 14, 16, 17, 181, 182, 19 und ein Magnetgehäuse 11. Jeder Elektromagnet weist üblicherweise eine Magnetspule 121 bzw. 122, ein Magnetjoch, das hier optional als eine Einheit aus einer Jochhülse 181 und einer Jochscheibe 182 gebildet ist, ein optionales Rückschlusselement 19, einen Polkern 13, einen Anker 14 und einen Stößel 16 auf. Dabei ist die Magnetspule 121, 122 jeweils von dem Magnetjoch 181, 182, dem Rückschlusselement 19 und dem Polkern 13 umgeben. In jeder Magnetspule 121, 122 ist jeweils der Anker 14 mit dem zugeordneten Stößel 16 frei axial bezüglich einer jeweiligen Ankerachse 141 bewegbar. Der Stößel 16 ist einstückig mit dem Anker 14 verbunden beziehungsweise integriert oder ein separates Stück, das mit dem Anker 14 fest oder nicht fest verbunden ist, wobei bei der Darstellung nach 1 der Anker 14 auf dem Stößel 16 aufliegt und keine feste Verbindung gegeben ist. Optional ist ein Permanentmagnet 17 vorgesehen, der den Anker 14 in der unteren Endlage hält.
Die Druckstifteinheit 20 umfasst mindestens einen Druckstift 24 sowie optional weitere Elemente wie ein Druckstiftgehäuse 22, Führungshülsen 27 und/oder Druckfedern 27, die nachfolgend noch beschrieben werden.
Bei Bestromung von mindestens einem der Elektromagneten 121, 122, 13, 14, 16, 17, 181, 182, 19 ist eine axiale Bewegung bezüglich der Ankerachse 141 des jeweils zugeordneten Ankers 14 über den zugeordneten Stößel 16 auf den zugeordneten Druckstift 24 übertragbar. Erfindungsgemäß ist beim Aktor 1 mindestens ein Hebel 30 vorgesehen, der einseitig im Magnetgehäuse 11 schwenkbar gelagert ist und mit dem ihm zugeordneten Stößel 16 und Druckstift 24 derart in Wirkverbindung steht, dass die axiale Bewegung des mindestens einen Stößels 16 entlang der Ankerachse 141 auf den zugeordneten Druckstift 24 übertragbar ist. Der Druckstift 24 bewegt sich somit entlang einer Druckstiftachse 243, die gegenüber der Ankerachse 141 parallel versetzt ist.
In der Ausführungsform nach 1 ist beispielsweise eine Elektromagneteinheit 10 mit zwei Elektromagneten 121, 122, 13, 14, 16, 17, 181, 182, 19 vorgesehen. Jeder Elektromagnet umfasst jeweils einen Anker 14, einen Stößel 16, einen Hebel 30 und einen Druckstift 24. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass das erfindungsgemäße Hebelprinzip auch bei Aktoren 1 mit nur einem Elektromagneten, einem Anker 14, einem Stößel 16, einem Hebel 30 und einem Druckstift 24, aber auch mit mehr als zwei Elektromagneten, mehr als zwei Ankern 14, mehr als zwei Stößeln 16, mehr als zwei Hebeln 30 und mehr als zwei Druckstiften 24 angewendet werden kann. Weiter ist für einen Fachmann offensichtlich, dass abhängig davon, ob die Ansteuerung der Druckstifte 24 durch die Elektromagneten mittels Anker 14, Stößel 16 und Hebel 30 synchron oder asynchron erfolgen soll, die Anzahl der Elektromagneten, Anker 14, Stößel 16 und Hebel 30 entsprechend gleich oder kleiner der Anzahl der Druckstifte 24 sein kann. Zudem ist für einen Fachmann offensichtlich, dass auch bei gleicher Anzahl von Elektromagneten, Ankern 14, Stößeln 16, Hebeln 30 und Druckstiften 24 sowohl eine synchrone als auch eine asynchrone Ansteuerung der Druckstifte 24 erfolgen kann. Hier steuern bei synchroner Ansteuerung zeitgleich entsprechend viele Elektromagnete mit Ankern 14, Stößeln 16, Hebeln 30 gleich viele Druckstifte 24 an. Falls die Kraftübertragung über die zweiten Enden 242 auf mehrere Druckstifte 24 ausschließlich synchron erfolgen soll, kann insbesondere nur ein einziger Elektromagnet mit entsprechend einem Anker 14, einem Stößel 16 und einem Hebel 30 eingesetzt werden. Dieser eine Hebel 30 überträgt die Kraft auf die mehreren Druckstifte 24. Bei asynchroner Ansteuerung werden dagegen nicht alle Druckstifte 24 zeitgleich betätigt und es sind für einen Aktor 1 mindestens zwei Elektromagneten mit jeweiligem Anker 14, Stößel 16 und Hebel 30 und mindestens zwei Druckstifte 24 erforderlich.
Per Kraftübertragung durch die Anker 14, Stößel 16 Hebel 30 und Druckstifte 24 steuert der Aktor 1 zu betätigende Maschinenteile an, beispielsweise Verschiebenute 41 eines Schiebenockenstücks 40.
Die Stößel 16 sind in der Darstellung nach 1 in Form von Stangen ausgebildet. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass sie auch eine andere Form aufweisen können, die für die Kraftübertragung von den Ankern 14 zu den Hebeln 30 geeignet ist.
In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors 1 nach 1 liegen die Magnetspulen 121, 122 beziehungsweise die Stößel 16 beziehungsweise die Ankerachsen 141 einerseits und die Druckstiftachsen 243 andererseits aufgrund der Baugröße der Magnetspulen 121, 122 der Elektromagneten und des geringen Abstands d2 der beiden Druckstifte 24 nicht in einer Linie, sondern weisen einen relativ großen Parallelversatz zueinander auf. Insbesondere ist ein Abstand d1 zwischen zwei benachbarten Magnetspulen 121, 122 bzw. den zugehörigen Stößeln 16 und Ankerachsen 141 größer als der Abstand d2 zwischen den beiden Druckstiftachsen 243 der zugeordneten benachbarten Druckstifte 24.
In der Ausführungsform nach 1 umfasst jeder Hebel 30 des Aktors 1 ein erstes Hebelende 31, ein zweites Hebelende 32 und einen Abstützbereich 33. Dabei ist das erste Hebelende 31 um ein Lager 111 im Magnetgehäuse 11 schwenkbar gelagert. Das zweite Hebelende 32 liegt an einem ersten Ende 241 des mindestens einen Druckstifts 24 an. Der Abstützbereich 33 ist zwischen dem ersten Hebelende 31 und dem zweiten Hebelende 32 angeordnet und steht mit dem mindestens einen Stößel 16 in Wirkverbindung.
In der Ausführungsform nach 1 ist das Lager 111 für das erste Hebelende 31 ein Stift mit einem kreisförmigen Querschnitt. In einer anderen Ausführungsform ist das Lager 111 beispielsweise eine Zylinderhälfte (siehe 4). Unabhängig von der Ausgestaltung des Lagers 111 ist das erste Hebelende 31 stets gleitend daran gelagert oder daran wälzgelagert.
Bevorzugt wird der mindestens eine Hebel 30 durch Umformen hergestellt, beispielsweise durch ein Stanz-Biege-Verfahren. In der Darstellung nach 1 weist bei jedem der beiden Hebel 30 das zweite Hebelende 32 eine ebene Auflagefläche gegenüber einer balligen Erhöhung am ersten Ende 241 des jeweils zugeordneten Druckstifts 24 auf. Durch diese Ausgestaltung besteht zwischen dem jeweiligen Druckstift 24 und dem jeweils zugeordneten Hebel 30 ein im Wesentlichen punkt- oder linienförmiger Kontakt, was eine bessere und sichere Übertragung der Bewegung vom Hebel 30 zum Druckstift 24 bewirkt. Zudem ist in der Darstellung nach 1 der Abstützbereich 33 jedes der beiden Hebel 30 als eine muldenartige Vertiefung ausgeformt, in der der jeweilige Stößel 16 anliegt und wobei er dort stabil während dessen Betätigung gelagert ist.
Bevorzugt ist bei dem Hebel 30 ein Hubweg s2 des jeweiligen Druckstifts 24 mittels der Lage des Abstützbereichs 33 einstellbar, der zwischen dem ersten Hebelende 31 und dem zweiten Hebelende 32 angeordnet ist und mit dem der mindestens eine Stößel 16 in Wirkverbindung steht. Insbesondere sollte die Länge des durch den jeweiligen Hebel 30 vorgegebenen Hubwegs s2 des jeweiligen Druckstifts 24 gleich oder größer der Länge des Hubwegs s1 des zugeordneten Ankers 14 sein. Als vorteilhaft hat sich ein Übersetzungsverhältnis von circa zwei erwiesen, wobei also die Länge des Hubwegs s2 des Druckstifts 24 circa das Zweifache des Hubwegs s1 des zugeordneten Ankers 14 beträgt. Es sind aber auch andere Übersetzungsverhältnisse umsetzbar.
Am Polkern 13 und/oder am Anker 14 kann ein Permanentmagnet 17 integriert oder angeordnet sein, der verhindert, dass beim Abschalten der Spannung für den Elektromagnet der zugeordnete Druckstift 24 vorzeitig durch die Druckfeder 27 aus der Verschiebenut 41 gedrückt wird. Alternativ können die Magnetspulen 121, 122 auch so lange bestromt werden, bis die Verschiebung des Schiebenockenstücks 40 des Schiebenockensystems abgeschlossen ist. Bei der Alternative muss allerdings ein sehr schneller Stromabbau gewährleistet sein, um beim Einfahren der Druckstifte 24 oder eines der beiden Druckstifte 24 zurück in das Druckstiftgehäuse 22 und damit beim Rückhub der Anker 14 bzw. des jeweiligen Ankers 14 ein auswertbares Rückwurfsignal zu erhalten.
Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass diese Bestromung und dieser schnelle Stromabbau unabhängig von der Anzahl der Elektromagneten und Druckstifte 24 vorgenommen werden muss.
Die Druckstifte 24 sitzen beispielsweise, wie in 1 dargestellt, in einem Druckstiftgehäuse 22 der Druckstifteinheit 20 und sind darin axial bezüglich ihrer jeweiligen Druckstiftachsen 243 verschieblich führbar. Die Druckstifte 24 sind somit bezüglich ihrer zentralen Bewegungsachse 3 verschieblich geführt und rotieren frei um die jeweilige Druckstiftachse 243. Im Druckstiftgehäuse 22 kann für jeden Druckstift 24 eine Führungshülse 26 vorgesehen sein. Üblicherweise bilden die Führungshülse 26 und der Druckstift 24 eine Einheit. Eine Druckfeder 27 je Druckstift 24 stützt sich am Druckstiftgehäuse 22 und an der Führungshülse 26 des zugehörigen Druckstifts 24 ab. Dadurch werden die Druckstifte 24 in ihrer axialen Position gehalten.
Am Druckstift 24 kann optional ein Absatz 28 ausgebildet sein, so dass der Durchmesser des Druckstifts 24 oberhalb des Absatzes 28 geringfügig unterschiedlich zum Durchmesser des Druckstifts 24 unterhalb des Absatzes 28 ist.
In der Darstellung nach 1 ist die axiale Position beider Druckstifte 24 oben nahe den Elektromagneten, also in der sogenannten Ruheposition, in der das Schiebenockenstück 40 nicht durch den Aktor 1 betätigt wird. Nach Abschluss der Kraftübertragung durch den mindestens einen Anker 14, den mindestens einen Stößel 16, den mindestens einen Hebel 30 auf den mindestens einen Druckstift 24 ist die axiale Position des mindestens einen Druckstifts 24 unten in der sogenannten Arbeitsposition. Nur einer der Druckstifte 24 greift dann in die zugeordnete Verschiebenut 41 ein, unabhängig davon ob nur einer oder mehrere Druckstifte 24 nach unten ausgefahren wurden (nicht dargestellt, jedoch angedeutet durch das untere Ende des Hubwegs s2 des Druckstifts 24). Dieser eine Druckstift 24 verschiebt dann das Schiebenockenstück 40. Abhängig von der Formgebung der Verschiebenute 41 kann in einer Ausführungsform nur ein einziger Druckstift 24 vollständig ausgefahren werden (asynchrone Betätigung). In einer anderen Ausführungsform können mehrere Druckstifte 24 synchron ausgefahren werden bei entsprechender unterschiedlicher Formgebung der Verschiebenute 41, jedoch derart, dass nur ein einziger Druckstift 24 vollständig ausgefahren wird und letztendlich in eine ihm zugeordnete Verschiebenut 41 eingreift und die anderen Druckstifte 24, auch wenn sie zumindest einen Teil des entsprechenden Hubwegs s2 ausgefahren sind, nicht in die ihnen zugeordneten Verschiebenute 41 eingreifen. In beiden Ausführungsformen wird also letztendlich stets nur ein einziger Druckstift 41 bis zum Ende seinen Hubwegs s2 ausgefahren und in die jeweils zugeordnete Verschiebenut 41 eingefahren, um Schäden an den Druckstiften 24 und/oder Schäden an den Verschiebenuten 41 und letztendlich Schäden am Motor der Einrichtung, in der der Aktor 1 verwendet wird, zu vermeiden. Die Einrichtung ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor.
2 zeigt eine perspektivische Draufsicht eines Hebels 30, der in einem Aktor 1 einer anderen Ausführungsform der Erfindung als der der 1 vorgesehen ist. 3 zeigt eine perspektivische Unteransicht des Hebels 30 nach 2. Der Hebel 30 ist durch Umformen hergestellt, beispielsweise durch ein Stanz-Biege-Verfahren. Im Gegensatz zu den Hebeln 30 der 1 weist hier das zweite Hebelende 32 eine ballige oder zylinderartige Erhöhung auf. Diese ballige oder zylinderartige Erhöhung liegt, wie in 4 dargestellt, am ersten Ende 241 des jeweils zugeordneten Druckstifts 24 auf. Wie bei 1 so ist auch bei 2 der Abstützbereich 33 des Hebels 30 als eine muldenartige Vertiefung ausgeformt. Das erste Hebelende 31 hat eine zylinderartige Aufnahme ausgeformt, in der das Lager 111 (siehe 4) für das erste Hebelende 31 aufgenommen ist.
4 zeigt eine Detailansicht des Hebels 30 nach 2 und 3. Der Hebel 30 ist in eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors 1 eingebaut. Bei der hier dargestellten Ausführungsform hat das Lager 11 die Form eines halben Zylinders und wirkt mit der am ersten Hebelende 31 ausgeformten zylinderartigen Aufnahme zusammen.
Bezugszeichenliste

1: Aktor (Stellvorrichtung)
3: Bewegungsachse
10: Elektromagneteinheit
11: Magnetgehäuse
111: Lager (Gehäusestift)
121, 122: Magnetspule
13: Polkern
14: Anker
141: Ankerachse
16: Stößel (Stößelstange)
17: Permanentmagnet
181: Jochhülse
182: Jochscheibe
19: Rückschlusselement
20: Druckstifteinheit
22: Druckstiftgehäuse
24: Druckstift (Laufpin, Aktorstift)
241: erstes Ende des Druckstifts
242: zweites Ende des Druckstifts
243: Druckstiftachse
26: Führungshülse
27: Druckfeder
28: Absatz
30: Hebel
31: erstes Hebelende
32: zweites Hebelende
33: Abstützbereich
40: Schiebenockenstück
41: Verschiebenut
d1: Abstand zwischen zwei benachbarten Stößeln
d2: Abstand zwischen zwei benachbarten Druckstiften
s1: Hubweg des Ankers
s2: Hubweg des Druckstifts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008020892 A1 [0003, 0004]
DE 102011078525 A1 [0003, 0005]

Claims

Aktor (1) umfassend mindestens einen Elektromagneten (121, 122, 13, 14, 16, 17, 181, 182, 19), ein Magnetgehäuse (11), mindestens einen Druckstift (24) und mindestens einen beweglichen Anker (14) mit jeweils einem in einer axialen Richtung beweglichen Stößel (16), wobei bei Bestromung des mindestens einen Elektromagneten (121, 122, 13, 14, 16, 17, 181, 182, 19) eine axiale Bewegung des mindestens einen Ankers (14) über den mindestens einen Stößel (16) auf den mindestens einen Druckstift (24) übertragbar ist, gekennzeichnet durch mindestens einen Hebel (30), der einseitig im Magnetgehäuse (11) schwenkbar gelagert ist und mit dem der mindestens eine Stößel (16) und der mindestens eine Druckstift (24) derart in Wirkverbindung stehen, dass die axiale Bewegung des mindestens einen Stößels (16) auf den mindestens einen Druckstift (24) übertragbar ist.
Aktor (1) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Stößel (16) und der dem mindestens einen Stößel (16) jeweils zugeordnete Druckstift (24) zueinander mit einem Parallelversatz angeordnet sind.
Aktor (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Hebel (30) umfasst: ein erstes Hebelende (31), das um ein Lager (111) des Magnetgehäuses (11) schwenkbar gelagert ist, ein zweites Hebelende (32), das an einem ersten Ende (241) des mindestens einen Druckstifts (24) anliegt, und einen Abstützbereich (33), der zwischen dem ersten Hebelende (31) und dem zweiten Hebelende (32) angeordnet ist und mit dem der mindestens eine Stößel (16) in Wirkverbindung steht.
Aktor (1) nach Anspruch 3, wobei das Lager (111) für das erste Hebelende (31) ein Stift oder eine Zylinderhälfte ist und das erste Hebelende (31) gleitend gelagert oder wälzgelagert ist.
Aktor (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei der mindestens eine Hebel (30) durch Umformen hergestellt ist, beispielsweise durch ein Stanz-Biege-Verfahren, wobei das zweite Hebelende (32) eine ballige Vertiefung und/oder das erste Ende (241) des zugeordneten Druckstifts (24) eine ballige Erhöhung aufweist und/oder wobei der Abstützbereich (33) des Hebels (30) als eine muldenartige Vertiefung ausgeformt ist.
Aktor (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein Hubweg (s2) des jeweiligen Druckstifts (24) mittels der Lage des Abstützbereichs (33), der zwischen dem ersten Hebelende (31) und dem zweiten Hebelende (32) angeordnet ist und mit dem der mindestens eine Stößel (16) in Wirkverbindung steht, einstellbar ist.
Aktor (1) nach Anspruch 6, wobei die Länge des durch den jeweiligen Hebel (30) vorgegebenen Hubwegs (s2) des jeweiligen Druckstifts (24) gleich oder größer der Länge des vorgegebenen Hubwegs (s1) des zugeordneten Ankers (14) ist.
Aktor (1) nach Anspruch 7, wobei die Länge des Hubwegs (s2) des Druckstifts (24) das Zweifache des Hubwegs (s1) des zugeordneten Ankers (14) beträgt.