DE102017125786A1 - Bistable linear magnet - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen bistabilen Linearmagneten (1) mit einem Tauchkern (3), der zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar in einem Gehäuse (2) angeordnet ist. Um den Aufwand für die Herstellung und/oder den Betrieb von bistabilen Linearmagneten zu reduzieren, ist das Gehäuse (2) leitungstechnisch in zwei elektrisch voneinander isolierte Gehäusekörper (11,12) unterteilt, die elektrisch leitende Anschläge (15,16) für den Tauchkern (3) in seinen beiden Endpositionen aufweisen.
The invention relates to a bistable linear magnet (1) with a plunger core (3), which is arranged between two end positions movable back and forth in a housing (2). In order to reduce the outlay for the production and / or operation of bistable linear magnets, the housing (2) is subdivided into two electrically isolated housing bodies (11, 12) which contain electrically conductive stops (15, 16) for the immersion core (11). 3) in its two end positions.
Description
Die Erfindung betrifft einen bistabilen Linearmagneten mit einem Tauchkern, der zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar in einem Gehäuse angeordnet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Parksperre mit einem Parksperrenrad, das mit einem Halteaktor blockiert werden kann, insbesondere für ein Elektrofahrzeug.The invention relates to a bistable linear magnet with a plunger core, which is arranged between two end positions movable back and forth in a housing. The invention further relates to a parking lock with a parking lock wheel that can be locked with a holding actuator, in particular for an electric vehicle.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand für die Herstellung und/oder den Betrieb von bistabilen Linearmagneten mit einem Tauchkern, der zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar in einem Gehäuse angeordnet ist, insbesondere für die Anwendung in einer Parksperre, zu reduzieren.The object of the invention is to reduce the expense for the production and / or operation of bistable linear magnets with a plunger that is arranged between two end positions movable back and forth in a housing, in particular for use in a parking brake.
Die Aufgabe ist bei einem bistabilen Linearmagneten mit einem Tauchkern, der zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar in einem Gehäuse angeordnet ist, dadurch gelöst, dass das Gehäuse leitungstechnisch in zwei elektrisch voneinander isolierte Gehäusekörper unterteilt ist, die elektrisch leitende Anschläge für den Tauchkern in seinen beiden Endpositionen aufweisen. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass Kolbenpositionsdetektoren, wie sie zum Beispiel aus der europäischen Offenlegungsschrift
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des bistabilen Linearmagnets ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkern in dem Gehäuse durch eine Lagereinrichtung aus einem elektrisch isolierenden Material axial verlagerbar ist. Dadurch wird ein unerwünschter elektrischer Kontakt über die Lagereinrichtung mit dem Gehäuse sicher verhindert. Die Lagereinrichtung aus dem elektrisch isolierenden Material hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels.A preferred embodiment of the bistable linear magnet is characterized in that the plunger is axially displaceable in the housing by a bearing device made of an electrically insulating material. As a result, unwanted electrical contact via the bearing device with the housing is reliably prevented. The bearing device made of the electrically insulating material essentially has the shape of a straight circular cylinder jacket.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des bistabilen Linearmagnets ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse durch einen vorzugsweise zentral angeordneten Isolatorkörper unterteilt ist. Der Isolatorkörper hat vorteilhaft im Wesentlichen die Gestalt eines Kreisrings mit einem rechteckigen Ringquerschnitt. Die beiden Gehäusekörper haben vorteilhaft im Wesentlichen die Gestalt von Kreiszylindermantelkörpern, die im Wesentlichen gleich ausgeführt und an ihren einander abgewandten Enden geschlossen sind. Dann können die beiden Gehäusekörper auch als Gehäusehälften bezeichnet werden. Einer der Gehäusekörper ist vorteilhaft mit einem zentralen Durchgangsloch ausgestattet, durch das eine Tauchkernverlängerung aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Die Tauchkernverlängerung stellt vorteilhaft ein Betätigungselement dar.A further preferred embodiment of the bistable linear magnet is characterized in that the housing is divided by a preferably centrally arranged insulator body. The insulator body advantageously has substantially the shape of a circular ring with a rectangular ring cross section. The two housing bodies advantageously have substantially the shape of circular cylindrical jacket bodies, which are designed essentially the same and are closed at their ends remote from one another. Then, the two housing body may also be referred to as housing halves. One of the housing body is advantageously equipped with a central through hole through which a plunger extension is led out of the housing. The Tauchkernverlängerung advantageously represents an actuator.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des bistabilen Linearmagnets ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnet so zwischen den Gehäusekörpern und dem Tauchkern angeordnet ist, dass der Permanentmagnet zu beiden Gehäusekörpern magnetischen Kontakt hat. Dadurch wird auf einfache Art und Weise die gewünschte Haltefunktion und/oder Bistabilität ermöglicht. Die Lagereinrichtung aus dem elektrisch isolierenden Material ist in radialer Richtung zwischen dem Permanentmagneten und dem Tauchkern angeordnet.Another preferred embodiment of the bistable linear magnet is characterized characterized in that a permanent magnet is arranged between the housing bodies and the plunger so that the permanent magnet has magnetic contact with both housing bodies. As a result, the desired holding function and / or bistability is made possible in a simple manner. The bearing device made of the electrically insulating material is arranged in the radial direction between the permanent magnet and the plunger core.
Bei einem Verfahren zum Betätigen eines vorab beschriebenen bistabilen Linearmagneten ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass beide Gehäusekörper und der Tauchkern elektrisch kontaktiert werden, wobei ein Kontakt zwischen dem Tauchkern und einem der Gehäusekörper detektiert wird, sobald der Tauchkern eine seiner beiden Endpositionen einnimmt. Erreicht der Tauchkern eine seiner beiden Endlagen oder Endpositionen, so wird der Tauchkern magnetisch in dieser Lage festgehalten und es entsteht ein elektrischer Kontakt vom Tauchkern zu dem entsprechenden Gehäusekörper. Dieser Kontakt kann per Durchgangsprüfung an entsprechenden Leitungen detektiert werden. Eine Kontaktierung des Tauchkerns kann zum Beispiel mittels Schleifkontakt oder elastischer Anbindung erfolgen.In a method for operating a bistable linear magnet described above, the above object is alternatively or additionally achieved in that both housing body and the plunger are electrically contacted, wherein a contact between the plunger and one of the housing body is detected as soon as the plunger core one of his two Occupies final positions. If the plunger core reaches one of its two end positions or end positions, the plunger core is magnetically held in this position and an electrical contact is made from the plunger core to the corresponding housing body. This contact can be detected by continuity testing on corresponding lines. A contacting of the plunger can be done for example by means of sliding contact or elastic connection.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Gehäusekörper, einen Tauchkern, eine Lagereinrichtung, einen Isolatorkörper und/oder einen Permanentmagneten für einen vorab beschriebenen bistabilen Linearmagneten. Die genannten Teile sind separat handelbar.The invention further relates to a housing body, a plunger core, a bearing device, an insulator body and / or a permanent magnet for a previously described bistable linear magnet. The parts mentioned are separately tradable.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Parksperre mit einem Parksperrenrad, das mit einem Halteaktor blockiert werden kann, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, wobei der Halteaktor einen vorab beschriebenen bistabilen Linearmagneten umfasst. Der bistabile Linearmagnet liefert den Vorteil, dass ohne zusätzliche Sensoreinrichtung festgestellt werden kann, ob das Parksperrenrad durch den Halteaktor blockiert ist, oder nicht. Dadurch kann zum Beispiel eine elektrische Maschine eines mit der Parksperre ausgestatteten Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, entlastet werden.The invention further relates to a parking brake with a parking lock wheel that can be locked with a holding actuator, in particular for an electric vehicle, wherein the holding actuator comprises a bistable linear magnet described above. The bistable linear magnet provides the advantage that it can be determined without additional sensor device, whether the parking lock gear is blocked by the holding actuator, or not. As a result, for example, an electric machine of a vehicle equipped with the parking brake motor vehicle, in particular an electric vehicle, be relieved.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Parksperre ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkern an einem Ende ein Sperrelement aufweist, das aus dem Gehäuse herausgeführt ist und zum Blockieren des Parksperrenrads in eine Ausnehmung des Parksperrenrads eingreift. Das Sperrelement ist zum Beispiel eine Tauchkernverlängerung, die durch ein zentrales Durchgangsloch eines der Gehäusekörper aus dem Gehäuse herausragt. Sobald das Sperrelement in die Ausnehmung des Parksperrenrads eingreift, ist dieses blockiert, das heißt die Parksperre ist aktiviert oder verriegelt.A preferred embodiment of the parking brake is characterized in that the plunger core has at one end a locking element, which is led out of the housing and engages for blocking the parking lock gear in a recess of the parking lock gear. The blocking element is, for example, a plunger extension projecting out of the housing through a central through hole of one of the housing bodies. As soon as the blocking element engages in the recess of the parking lock gear, this is blocked, that is, the parking lock is activated or locked.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Parksperre ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung des Parksperrenrads die Gestalt eines Langlochs aufweist. Das Langloch ist vorteilhaft im Wesentlichen kreisbogenförmig gekrümmt. Durch das Langloch wird das Einfädeln des Sperrelements in die Ausnehmung des Parksperrenrads vereinfacht.A further preferred embodiment of the parking brake is characterized in that the recess of the parking lock wheel has the shape of a slot. The slot is advantageously curved substantially circular arc. Through the slot, the threading of the locking element is simplified in the recess of the Parksperrenrads.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Parksperre ist dadurch gekennzeichnet, dass das Parksperrenrad mehrere Ausnehmungen aufweist, die über einen Umfang des Parksperrenrads gleichmäßig verteilt sind. Die Ausnehmungen sind vorteilhaft radial innerhalb einer Verzahnung des Parksperrenrads angeordnet. Das Parksperrenrad kann ein Getrieberad eines Getriebes eines mit der Parksperre ausgestatteten Kraftfahrzeugs, insbesondere Elektrofahrzeugs, sein.Another preferred embodiment of the parking brake is characterized in that the parking lock wheel has a plurality of recesses which are distributed uniformly over a circumference of the parking lock gear. The recesses are advantageously arranged radially within a toothing of the parking lock gear. The parking lock gear may be a gear wheel of a transmission of a vehicle equipped with the parking brake motor vehicle, in particular electric vehicle.
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betätigen einer vorab beschriebenen Parksperre.If appropriate, the invention also relates to a method for actuating a parking lock described above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines bistabilen Linearmagneten mit einem Tauchkern, der zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar in einem Gehäuse angeordnet ist; -
2 ein Ersatzschaltbild zu dem bistabilen Linearmagneten aus1 ; und -
3 eine Parksperre mit einem Parksperrenrad, das mit einem Halteaktor blockiert werden kann, der einen bistabilen Linearmagneten, wie er in den1 und2 dargestellt ist, umfasst.
-
1 a schematic representation of a bistable linear magnet with a plunger, which is arranged between two end positions movable back and forth in a housing; -
2 an equivalent circuit to the bistablelinear magnet 1 ; and -
3 a parking brake with a parking lock wheel, which can be blocked with a holding actuator, which is a bistable linear magnet, as in the1 and2 is shown.
In den
In dem Gehäuse
Der bistabile Linearmagnet
Radial außerhalb des Permanentmagneten
Die Gehäusekörper
Der Endabschnitt
Das Gehäuse
Durch die Lagereinrichtung
Durch Kleinbuchstaben
Die Kontaktierung des Tauchkerns
Durch die Integration der Endlagendetektierung oder Endpositionsdetektierung kann vorteilhaft ein Gehäuse für eine ansonsten erforderliche Sensoreinheit sowie die Montage und Anbindung derselben an den bistabilen Linearmagneten
Prinzipiell kann die Konfiguration auch für unidirektionale, nicht stabile, monostabile Linearmagnete oder lediglich mit einem Endlagensensor beziehungsweise Endlagetaster ausgeführt sein.In principle, the configuration can also be designed for unidirectional, unstable, monostable linear magnets or only with an end position sensor or end position sensor.
In
Das Parksperrenrad
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- bistabiler Linearmagnetbistable linear magnet
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Tauchkernplunger
- 44
- erste Spulefirst coil
- 55
- zweite Spulesecond coil
- 6 6
- LagereinrichtungStorage facility
- 77
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 1010
- Isolatorkörperinsulator body
- 1111
- Gehäusekörperhousing body
- 1212
- Gehäusekörperhousing body
- 1313
- Endabschnittend
- 1414
- Endabschnittend
- 1515
- Anschlagattack
- 1616
- Anschlagattack
- 1818
- Doppelpfeildouble arrow
- 1919
- TauchkernverlängerungPlunger extension
- 2020
- DurchgangslochThrough Hole
- 3030
- Parksperreparking lock
- 3131
- elektrische Anschlusseinrichtungelectrical connection device
- 3333
- Sperrelementblocking element
- 3535
- Parksperrenradparking gear
- 3636
- Verzahnunggearing
- 3737
- Ausnehmungrecess
- 3838
- Ausnehmungrecess
- 3939
- Ausnehmungrecess
- 4040
- HalteaktorHalteaktor
- aa
- TauchkernkontaktierungTauchkernkontaktierung
- bb
- EndlagenkontaktierungEndlagenkontaktierung
- cc
- EndlagenkontaktierungEndlagenkontaktierung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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