EP3191695B1 - Elektromagnetische stellvorrichtung - Google Patents

Elektromagnetische stellvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP3191695B1
EP3191695B1 EP15777610.5A EP15777610A EP3191695B1 EP 3191695 B1 EP3191695 B1 EP 3191695B1 EP 15777610 A EP15777610 A EP 15777610A EP 3191695 B1 EP3191695 B1 EP 3191695B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
permanent magnets
axial direction
actuating apparatus
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15777610.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3191695A1 (de
Inventor
Dieter Maisch
Hartmut Weber
Bernhard Schatz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilite Germany GmbH
Original Assignee
Hilite Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilite Germany GmbH filed Critical Hilite Germany GmbH
Publication of EP3191695A1 publication Critical patent/EP3191695A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3191695B1 publication Critical patent/EP3191695B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H01F7/1615—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638—Armatures not entering the winding
    • H01F7/1646—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/031—Electromagnets

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic actuating device, in particular for actuating tasks on an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • an electromagnetic actuator in which a plurality of, for example, three actuator units with correspondingly three ram units is provided in a common, hollow cylindrical housing.
  • the drive of the elongated cylindrical, metallic plunger units takes place in that the plunger units are seated on an engagement surface of a respective associated actuator unit and, for example, adhere there by means of magnetic action.
  • the engagement surface typically forms the distal end of an anchor unit of the respective actuator unit.
  • plunger units In parallel to each other driven engagement surfaces of adjacent actuator units respective seated thereon plunger units therefore act eccentrically and with their engagement side faces with the engagement surfaces, whereby a compact arrangement of axially parallel plunger units is carried out, and thus - according to predetermined setting or use conditions - minimum axial distances of the plunger units can be realized to each other.
  • a disadvantage of this solution is that it comes through the eccentric force to tilting moments that lead to increased friction and wear and must be taken over an additional component. Further, an actuator is required for operation for each plunger. In the event of damage, the plungers could unintentionally be actuated simultaneously.
  • each actuator pin is associated with a permanent magnet, wherein the permanent magnets are oppositely poled aligned and a magnetic coil means by electrical reversal generates a reversing with the Bestromungsraum magnetic field. Again, the force is applied to the actuator pins due to the small space eccentric.
  • DE 10 2011 009 327 A1 describes an electromagnetic actuator with eccentric force. Permanent magnets are each assigned to a polar body.
  • the actuation actuators are designed as double actuators, each having an armature and a stator unit.
  • the anchor units each comprise an actuating pin, which in addition to the magnetic force by means of spring means is actuated.
  • Permanent magnets connect the actuating pins with centering elements by means of magnetic force.
  • An object of the invention is to provide an electromagnetic actuator with a plurality of actuator elements, which is inexpensive and robust to manufacture with a compact design and low lateral distance of actuators.
  • An electromagnetic positioning device with an actuator unit and an actuating unit acting in an axial direction wherein the actuator unit has a coil producing a magnetic field with a pole core arranged inside the coil. At least two permanent magnets are then arranged on an end face of the pole core in the axial direction, can be applied to these and designed to be displaceable in the axial direction, wherein the permanent magnets of the coil are independently drivable. Furthermore, the permanent magnets are differently polarized in the axial direction and can be driven by energizing the coil, so that when the coil is energized, at least one of two or more permanent magnets moves in the axial direction opposite to the other permanent magnets.
  • the Actuator is arranged in the axial direction subsequent to the actuator unit, wherein the actuating unit comprises at least two actuating elements, which are actuated in the axial direction.
  • each actuating element of the actuating unit is assigned to one of the permanent magnets and actuated by it in the axial direction.
  • the actuator unit and the actuating unit are arranged in a common housing of the adjusting device.
  • the actuating elements and the respective permanent magnet are arranged concentrically, so that a force is applied centrally to the actuating elements, which are arranged rotatably in the housing.
  • actuators are rotatable, wear, for example, when rolling in engagement grooves can be minimized.
  • the electromagnetic actuating device comprises a plurality of permanent magnets, which can be used in particular also at locations with limited installation space and in particular in systems with a small distance of the actuators.
  • the electromagnetic adjusting device comprises a current-carrying coil which is arranged in a housing and has a pole core in the interior for focusing the generated magnetic field.
  • the magnetic field of one coil acts on a plurality of, at least two permanent magnets which actuate actuating elements of an actuating unit.
  • the actuator is an integral part of the actuator.
  • the permanent magnets are attracted or repelled by the magnetic field of the coil. In this way, the permanent magnets, when energizing the coil and generating the magnetic field in the coil, moves and thereby also actuate the actuators of the actuator unit.
  • the permanent magnets hold the actuators by the magnetic force on the pole core.
  • the actuating elements by a counter force, such as a spring force, are held in a starting position. These holding forces are only overcome when the coil is energized by the generated magnetic field before the permanent magnets set in motion due to the magnetic field. With the movement of the actuating elements actuating elements, for example, on or in an internal combustion engine of a motor vehicle, are actuated. A mechanical provision is particularly advantageous when the permanent magnet forces are also used as holding forces in the extended position of the actuating elements.
  • An adjusting device can independently control two actuating elements.
  • the solution according to the invention requires few components for driving two rams. This results in a saving of space and weight, since each set of components coil, pole core and permanent magnet omitted and a small housing can be used
  • the selection of the controlled actuating element is carried out according to an advantageous embodiment in a simple manner in that the coil has a single winding and the permanent magnets are each driven by reversing and energizing the coil.
  • the selection takes place in that the coil has two windings on a bobbin with different flow directions, wherein a winding is associated with a permanent magnet and the permanent magnets are each driven by energizing the associated winding.
  • the two coil windings By correspondingly connecting the two coil windings, it is achieved that the two coil windings have different directions of flow when they are energized. Thus, depending on which winding is flowed through, different-acting magnetic fields constructed and thus the same effect is achieved as when reversing the coil.
  • the two + poles of the coil windings are placed on permanent plus and can ideally be connected to the same connector pin.
  • the two other ends of the double winding are connected separately via a respective switch with the ground. About the respective switch, the corresponding coil winding can now be energized.
  • the energy consumption of the adjusting device according to the invention is favorable, since a lower friction in the system and lower moving masses are present, due to the fact that per actuator only one permanent magnet segment is moved. This also allows higher accelerations and thus shorter switching times.
  • the actuating elements are designed as plungers. Conceivable according to the invention, however, other forms of actuators.
  • the actuators may themselves be magnetized or small permanent magnets may be provided with approximately the diameter of the actuators integrated into the actuator.
  • the permanent magnets are arranged as ring magnets on a peripheral shoulder of the actuating elements and provided fixed thereto.
  • the ring magnets are preferably each between two Disc elements of a magnetically conductive material arranged on the shoulder, wherein at least the disc facing the disc element is attached to the actuating element. It results in a simple attachment of the magnets on the actuators.
  • the permanent magnets each comprise a magnetically non-conductive ring element, which can be fastened to the disk elements, the permanent magnets are particularly insensitive to impact and damage with the associated disadvantageous consequences can be ruled out.
  • the permanent magnets are immersed in paragraphs of the housing and each can be applied to a bottom of paragraphs.
  • the magnetic force can then be used in the extended position of the respective actuating element as a holding force and it results in each case a bistable position.
  • the pole core is disposed within the coil and extends at its end associated with the actuating elements in the axial direction almost to one end of the coil, wherein the housing in the axial direction directly adjoins the coil.
  • a particularly high magnetic force can be achieved because the magnetic field lines are introduced approximately perpendicular to the axial direction of the pole core in the housing.
  • FIG. 1 shows a section through an energized actuator 10.
  • the electromagnetic actuator 10 includes an actuator 44 and an acting in an axial direction L actuator 46.
  • the actuator 44 has a cylindrically shaped, a magnetic field generating coil 12 with a pole core 13 disposed within the coil ,
  • Two actuator elements 14, 16 are then arranged on an end face 48 of the pole core 13 in the axial direction L, wherein an actuator element 14, 16 each formed as a permanent magnet 15, 17, or more Gleichpolpolte permanent magnet elements.
  • the coil 12 drives both actuator elements 14, 16.
  • the actuating unit 46 is arranged in the axial direction L subsequent to the actuator unit 44, wherein the actuating unit 46 comprises two actuating elements in the form of plungers 22, 24 which are slidably mounted in bores 32, 34 of the actuating unit 46 in the axial direction L.
  • the plungers 22, 24 of the actuating unit 46 are each associated with one of the actuator elements 14, 16 and the respective actuator elements 14, 16 actuates its associated plunger 22, 24 in the axial direction L. Due to the design of the actuators 22, 24 as a plunger For example, the actuating unit 46 may also be referred to as a ram unit.
  • the shape of the actuators is not limited to a plunger shape.
  • the actuator unit 44 and the plunger unit 46 are arranged in a common housing 26 of the adjusting device, which favors the compact design of the adjusting device 10.
  • the coil 12 is a cylindrical toroidal coil. In the de-energized state, the coil 12, whose coil wires are perpendicular to the plane of representation, no magnetic field. If the coil 12 is energized via the terminals 36, 38, a magnetic field builds up around the coil 12, wherein the field lines again run perpendicular to the coil wires and thus extend in the sectional plane parallel to the display plane. The magnetic field also acts at the location of the actuator elements 14, 16 and thus the permanent magnets 15, 17. Thus occurs an interaction, attractive or repulsive type, between the magnetic field of the coil 12 and the magnetic fields of the permanent magnets 15, 17, which is a movement of the actuator 14, 16 causes.
  • the actuating elements 22, 24 may themselves be magnetized or may be provided as small permanent magnets 15, 17 with approximately the diameter of the actuating elements 22, 24 integrated in the actuating element 22, 24.
  • the Permanent magnets 15, 17 arranged in this embodiment within the coil 12.
  • the permanent magnets 15, 17, which constitute the actuator elements 14, 16, are arranged at the end of the actuating elements 22, 24 and immerse with the actuating elements 22, 24 in an area inside the coil 12.
  • Distances 40, 42 between the permanent magnets 15, 17 and the pole core 13 can be so minimal when the permanent magnets 15, 17 abut the end face 48 of the pole core 13.
  • the actuators 22, 24 are also either magnetized over a portion of their length itself or provided with small permanent magnets 15, 17 with approximately the diameter of the actuators 22, 24 which are arranged at the end of the actuators 22, 24.
  • This example provides a very compact and cost-effective embodiment of the actuators 22, 24, as also in the example in FIG. 1 is used
  • FIG. 2 dive the Permanent magnets 15, 17, however, not in the interior of the coil 12, since this interior is filled in this case with the pole core 13.
  • the distance 40, 42 between the permanent magnets 15, 17 and the end face 48 of the pole core 13 can only reduce to zero, so that the permanent magnets 15, 17 abut the pole core 13.
  • FIG. 3 shows a section through an embodiment.
  • the permanent magnets 15, 17 are arranged here as ring magnets on a circumferential shoulder 18, 20 of the actuating elements 22, 24 and secured thereto.
  • the actuating element 22 is in FIG. 4 shown in an enlarged view cut.
  • the actuating element 24 is of identical design, wherein, as described, the polarity of the permanent magnet 17 is reversed.
  • the ring magnet 15 between two disc elements 28, 30 of a magnetically conductive material on the shoulder 18, 20 is arranged.
  • the disk element 18 facing the shoulder 18 is provided annularly and, like the permanent magnet 15, is centered by a central projection 50 and fastened to the actuating element 22, for example by laser welding or gluing.
  • each of a magnetically non-conductive Ring element 56, 58 comprises, they are particularly impact-resistant by such encapsulation and damage with the associated adverse consequences can be excluded.
  • the ring element 56, 58 can also be fastened to the disc elements 28, 30 in a simple and reliable manner by means of laser welding or gluing.
  • the pole core 13 is arranged in this embodiment exclusively within the coil 12 and its bobbin 60 and extends at its the actuators 22, 24 associated end in the axial direction almost to one end of the coil 12.
  • the housing 26 closes in axial Direction directly to the coil 12 and the bobbin 60, so that a particularly high magnetic force can be achieved because the magnetic field lines are introduced approximately perpendicular to the axial direction L of the pole core 13 in the housing 26.
  • the arrangement of the pole core 13 to the housing 26 is crucial, since an air gap between the pole core 13 and the housing 26 has a very strong influence on the force level of the adjusting device 10.
  • the housing 26 is integrally formed in the region of the actuating unit 46 and additionally comprises the coil 12 on its outer side.
  • the bobbin 60 forms on a side facing away from the actuating unit 46 has a bottom 72 which is sealed to the housing 26.
  • the permanent magnets 15, 17 are further immersed in paragraphs 62, 64 of the housing 26 and each at a bottom 66, 68 of the paragraphs 62, 64 can be applied.
  • the magnetic force can also be used in the extended position of the respective actuating element 22, 24 as a holding force and it results in each case a bistable position.
  • the actuating elements 22, 24 are rotatably arranged in the housing 26, so that Wear, for example, when rolling in engagement grooves can be minimized.
  • the invention is not limited to two actuators. Thus, the arrangement of more than two - for example, four or six - actuators is conceivable.
  • the selection of the controlled actuating element 22, 24 is effected as described in a simple manner in that the coil 12 has a single winding and the permanent magnets 15, 17 are respectively controlled by reversing and energizing the coil 12.
  • the coil 12 on the bobbin 60 also have two windings with different flow directions, whereby the magnetic field builds up in each case in different directions.
  • a different effect on the permanent magnets 15, 17 is applied, so that they can be actuated in each case by energizing the associated winding.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung, insbesondere für Stellaufgaben an einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
    • Stand der Technik
  • Aufgrund begrenzten Einbauraums an einem Einsatzort besteht häufig die Notwendigkeit, mit einer Mehrzahl von typischerweise selektiv, d. h. unabhängig voneinander ansteuerbaren Stößeleinheiten für eine jeweilige Stellaufgabe eine Stellvorrichtung hinreichend kompakt zu realisieren. So ist einerseits eine hinreichende elektromagnetische Funktionalität gewährleistet, etwa im Hinblick auf notwendigen Stellhub der Stößeleinheiten sowie Reaktions- bzw. Schaltzeit, andererseits liegt keine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung - mechanisch oder elektromagnetisch - vor.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Stellaufgaben, welche eine Mehrzahl von Aktuatoreinheiten benötigen, mit Hilfe einzelner, unabhängig voneinander befestigter bzw. vorgesehener Aktuatoreinheiten zu realisieren, wobei dies zu erhöhtem Konfigurations- bzw. Montageaufwand führt und üblicherweise die Kompaktheit der Gesamtanordnung nur begrenzt ist.
  • Dieses Problem wird dadurch verschärft, dass häufig die vorgesehene Einsatzumgebung, welche einen Eingriff einer Mehrzahl von Stößeleinheiten erfordert, vorgibt, dass die Stößeleinheiten einander eng benachbart und häufig lediglich einen vorbestimmten Maximalabstand voneinander beabstandet sein dürfen. Dies ist jedoch häufig mit einzelnen, individuell befestigten Aktuatoreinheiten nicht oder nur mit Einschränkungen lösbar.
  • Aus der DE 10 2007 028 600 B4 ist eine elektromagnetische Stellvorrichtung bekannt, bei der eine Mehrzahl von beispielsweise drei Aktuatoreinheiten mit entsprechend drei Stößeleinheiten in einem gemeinsamen, hohlzylindrischen Gehäuse vorgesehen ist. Dabei erfolgt der Antrieb der langgestreckten zylindrischen, metallischen Stößeleinheiten dadurch, dass die Stößeleinheiten auf einer Eingriffsfläche einer jeweiligen zugeordneten Aktuatoreinheit aufsitzen und beispielsweise dort mittels Magnetwirkung haften. Dabei bildet die Eingriffsfläche typischerweise das distale Ende einer Ankereinheit der betreffenden Aktuatoreinheit.
  • Bei parallel zueinander angetriebenen Eingriffsflächen benachbarter Aktuatoreinheiten wirken jeweilige darauf aufsitzende Stößeleinheiten daher exzentrisch und mit ihren eingriffsseitigen Stirnflächen mit den Eingriffsflächen zusammen, womit eine kompakte Anordnung der achsparallel zueinander geführten Stößeleinheiten erfolgt, und mithin - entsprechend vorgegebenen Stell- bzw. Einsatzbedingungen - minimale Achsenabstände der Stößeleinheiten zueinander realisiert werden können.
  • Nachteilig wirkt sich bei dieser Lösung aus, dass es durch die exzentrische Krafteinwirkung zu Kippmomenten kommt, die zu einer erhöhten Reibung und Verschleiß führen und über ein zusätzliches Bauteil aufgenommen werden müssen. Weiter wird zur Betätigung für jeden Stößel ein Aktuator benötigt. Im Schadensfall könnten ungewollt die Stößel gleichzeitig betätigt werden.
  • Aus der DE 10 2009 015 486 A1 ist weiter ein elektromagnetischer Aktuator bekannt, bei dem jedem Aktuatorstift ein Permanentmagnet zugeordnet ist, wobei die Permanentmagnete entgegengesetzt zueinander gepolt ausgerichtet sind und eine Magnetspuleneinrichtung durch elektrische Umpolung ein sich mit der Bestromungsrichtung umkehrendes Magnetfeld erzeugt. Auch hier erfolgt die Krafteinleitung auf die Aktuatorstifte aufgrund des geringen Bauraumes exzentrisch.
  • Ebenso die DE 10 2011 009 327 A1 beschreibt eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit exzentrischer Krafteinwirkung. Permanentmagnete sind dabei jeweils einem Polkörper zugeordnet.
  • Ferner ist aus der DE 10 2009 006 061 A1 eine Betätigungseinrichtung mit zwei Betätigungsaktuatoren bekannt. Die Betätigungsaktuatoren sind als Doppelaktuator mit jeweils einer Anker- und eine Statoreinheit ausgebildet. Die Ankereinheiten umfassen jeweils einen Betätigungspin, welcher zusätzlich zur Magnetkraft mittels Federmitteln betätigbar ist. Permanentmagnete verbinden mittels Magnetkraft die Betätigungspins mit Zentrierelementen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer Mehrzahl von Aktuatorelementen, zu schaffen, welche bei kompakter Bauweise und geringem lateralen Abstand von Betätigungselementen kostengünstig und robust zu fertigen ist.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Es wird eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer Aktuatoreinheit und einer in einer axialen Richtung wirkenden Betätigungseinheit vorgeschlagen, wobei die Aktuatoreinheit eine ein Magnetfeld erzeugende Spule mit einem innerhalb der Spule angeordneten Polkern aufweist. Wenigstens zwei Permanentmagnete sind anschließend an eine Stirnseite des Polkerns in axialer Richtung angeordnet, an diese anlegbar sowie in axialer Richtung verschiebbar ausgeführt, wobei die Permanentmagnete von der Spule unabhängig voneinander antreibbar sind. Weiter sind die Permanentmagnete in axialer Richtung unterschiedlich gepolt und durch Bestromen der Spule jeweils ansteuerbar, so dass bei Bestromung der Spule wenigstens einer von zwei oder mehreren Permanentmagneten sich in der axialen Richtung entgegengesetzt zu den anderen Permanentmagneten bewegt. Die Betätigungseinheit ist in axialer Richtung anschließend an die Aktuatoreinheit angeordnet, wobei die Betätigungseinheit wenigstens zwei Betätigungselemente umfasst, welche in axialer Richtung betätigbar sind. Dabei wird jedes Betätigungselement der Betätigungseinheit jeweils einem der Permanentmagnete zugeordnet ist-und von diesem in axialer Richtung betätigt. Die Aktuatoreinheit und die Betätigungseinheit sind in einem gemeinsamen Gehäuse der Stellvorrichtung angeordnet.
  • Erfindungsgemäß sind die Betätigungselemente und der jeweilige Permanentmagnet konzentrisch angeordnet, so dass eine Krafteinwirkung auf die Betätigungselemente zentrisch erfolgt, welche drehbar im Gehäuse angeordnet sind. Hierdurch werden eine exzentrische Beaufschlagung und der damit erhöhte Verschleiß ausgeschlossen, ohne dass auf eine Bauraum-optimierte Stellvorrichtung und einen minimalen Achsabstand der Betätigungselemente verzichtet werden muss. Auch kostenintensive Führungsmaßnahmen können entfallen.
  • Da die Betätigungselemente drehbar ausgeführt sind, kann ein Verschleiß beispielsweise beim Abrollen in Eingriffsnuten minimiert werden.
  • Die erfindungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Permanentmagneten, welche insbesondere auch an Einsatzorten mit beschränktem Einbauraum sowie insbesondere bei Systemen mit geringem Abstand der Betätigungselemente eingesetzt werden können.
  • Die elektromagnetische Stellvorrichtung umfasst dabei eine stromdurchflossene Spule welche in einem Gehäuse angeordnet ist und im Inneren einen Polkern zur Fokussierung des erzeugten Magnetfelds aufweist. Das Magnetfeld der einen Spule wirkt auf mehrere, wenigstens zwei Permanentmagnete, welche Betätigungselemente einer Betätigungseinheit betätigen. Die Betätigungseinheit ist integraler Bestandteil der Stellvorrichtung. Je nach Polung der Permanentmagnete und Polung des in der Spule erzeugten Magnetfelds werden die Permanentmagnete von dem Magnetfeld der Spule angezogen oder abgestoßen. Auf diese Weise werden die Permanentmagnete, beim Bestromen der Spule und Erzeugen des Magnetfelds in der Spule, bewegt und betätigen dadurch auch die Betätigungselemente der Betätigungseinheit. In einer Ausgangsstellung halten die Permanentmagnete die Betätigungselemente durch die Magnetkraft auf dem Polkern fest. Zusätzlich können die Betätigungselemente durch eine Gegenkraft, beispielsweise eine Federkraft, in einer Ausgangslage gehalten werden. Diese Haltekräfte werden beim Bestromen der Spule durch das erzeugte Magnetfeld erst überwunden, bevor sich die Permanentmagnete auf Grund des Magnetfelds in Bewegung setzen. Mit der Bewegung der Betätigungselemente können Stellelemente, beispielsweise an oder in einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, betätigt werden. Eine mechanische Rückstellung ist insbesondere vorteilhaft, wenn in ausgefahrener Stellung der Betätigungselemente ebenfalls die Permanentmagnetkräfte als Haltekräfte genutzt werden.
  • Eine Stellvorrichtung kann unabhängig voneinander zwei Betätigungselemente ansteuern. Die erfindungsgemäße Lösung erfordert wenige Bauteile zum Ansteuern von zwei Stößeln. Damit ergibt sich eine Einsparung an Bauraum und Gewicht, da jeweils ein Satz der Bauteile Spule, Polkern und Permanentmagnet wegfallen und ein kleines Gehäuse genutzt werden kann
  • Bei einem Schadensfall, beispielsweise einem Kurzschluss, ist es nicht möglich, dass beide Betätigungselemente einer Stellvorrichtung betätigt werden. Beim Stand der Technik können alle Aktuatoreinheiten im Gehäuse und damit alle Stößel gleichzeitig betätigt werden.
  • Die Auswahl des angesteuerten Betätigungselementes erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung in einfacher Weise dadurch, dass die Spule eine einzige Wicklung aufweist und die Permanentmagnete durch Umpolen und Bestromen der Spule jeweils ansteuerbar sind.
  • Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Auswahl dadurch, dass die Spule auf einem Spulenkörper zwei Wicklungen mit unterschiedlichen Durchströmungsrichtungen aufweist, wobei eine Wicklung jeweils einem Permanentmagneten zugeordnet ist und die Permanentmagnete jeweils durch Bestromen der zugeordneten Wicklung ansteuerbar sind.
  • Durch entsprechenden Anschluss der beiden Spulenwicklungen wird erreicht, dass die beiden Spulenwicklungen beim Bestromen unterschiedliche Durchströmungsrichtungen aufweisen. Damit werden, abhängig welche Wicklung durchströmt wird, unterschiedlich wirkende Magnetfelder aufgebaut und somit wird dieselbe Wirkung erzielt, wie beim Umpolen der Spule. Die beiden + Pole der Spulenwicklungen werden auf Dauerplus gelegt und können idealerweise an denselben Steckerpin verbunden werden. Die beiden anderen Enden der Doppelwicklung werden getrennt über jeweils einen Schalter mit der Masse verbunden. Über den jeweiligen Schalter kann nun die entsprechende Spulenwindung bestromt werden.
  • Weiter ergibt sich eine Erhöhung der Funktionssicherheit dadurch, dass bei einer Störung der Ansteuerung bzw. Stromführung immer nur ein Betätigungselement betätigt werden kann.
  • Der Energieverbrauch der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ist günstig, da eine geringere Reibung im System und geringere bewegte Massen vorhanden sind, auf Grund der Tatsache, dass pro Betätigungselement nur ein Permanentmagnetsegment bewegt wird. Dadurch sind außerdem höhere Beschleunigungen und damit kürzere Schaltzeiten möglich.
  • Vorzugsweise sind die Betätigungselemente als Stößel ausgebildet. Denkbar sind gemäß der Erfindung aber auch andere Formen der Betätigungselemente.
  • Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsformen können auch die Betätigungselemente selbst magnetisiert werden oder kleine Permanentmagnete mit ungefähr dem Durchmesser der Betätigungselemente in das Betätigungselement integriert vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise sind die Permanentmagnete als Ringmagnete auf einem umlaufenden Absatz der Betätigungselemente angeordnet und an diesem befestigt vorgesehen.
  • Zur verlustfreien Anordnung sind die Ringmagnete vorzugsweise jeweils zwischen zwei Scheibenelementen aus einem magnetisch leitenden Werkstoff auf dem Absatz angeordnet, wobei wenigstens das dem Absatz zugewandte Scheibenelement an dem Betätigungselement befestigt ist. Es ergibt es eine einfache Befestigung der Magnete auf den Betätigungselementen.
  • Sind die Permanentmagnete jeweils von einem magnetisch nicht leitenden Ringelement umfasst, welches an den Scheibenelementen befestigbar ist, sind die Permanentmagnete besonders stoßunempfindlich und eine Beschädigung mit den einhergehenden nachteiligen Folgen kann ausgeschlossen werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Permanentmagnete in Absätze des Gehäuses eintauchbar und jeweils an einem Boden der Absätze anlegbar. Wie weiter oben schon erwähnt, kann die Magnetkraft dann auch in ausgefahrener Stellung des jeweiligen Betätigungselementes als Haltekraft genutzt werden und es ergibt sich jeweils eine bistabile Stellung.
  • Vorzugsweise ist der Polkern innerhalb der Spule angeordnet und erstreckt sich an seinem den Betätigungselementen zugeordneten Ende in axialer Richtung nahezu bis zu einem Ende der Spule, wobei sich das Gehäuse in axialer Richtung unmittelbar an die Spule anschließt. Dadurch kann eine besonders hohe Magnetkraft erzielt werden, da die Magnetfeldlinien annähernd senkrecht zur axialen Richtung von dem Polkern in das Gehäuse eingeleitet werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung, bei dem die Permanentmagnete am Ende der Betätigungselemente innerhalb der Spule angeordnet sind;
    Fig. 2
    einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung, bei dem die Permanentmagnete am Ende der Betätigungselemente angeordnet sind und stirnseitig am Polkern außerhalb der Spule anliegen.
    Diese Beispiele fallen nicht unter dem Wortlaut des Anspruchs 1.
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Ausgangsstellung und
    Fig. 4
    einen Schnitt durch ein Betätigungselement der Stellvorrichtung gemäß Fig. 3.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
  • Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine unbestromte Stellvorrichtung 10. Die elektromagnetische Stellvorrichtung 10 umfasst eine Aktuatoreinheit 44 und eine in einer axialen Richtung L wirkende Betätigungseinheit 46. Die Aktuatoreinheit 44 weist eine zylinderförmig ausgebildete, ein Magnetfeld erzeugende Spule 12 mit einem innerhalb der Spule angeordneten Polkern 13 auf. Zwei Aktuatorelemente 14, 16 sind anschließend an eine Stirnseite 48 des Polkerns 13 in axialer Richtung L angeordnet, wobei ein Aktuatorelement 14, 16 jeweils als ein Permanentmagnet 15, 17, oder mehrere gleichgepolte Permanentmagnetelemente ausgebildet ist. Die Spule 12 treibt beide Aktuatorelemente 14, 16 an. Die Betätigungseinheit 46 ist in axialer Richtung L anschließend an die Aktuatoreinheit 44 angeordnet, wobei die Betätigungseinheit 46 zwei Betätigungselemente in Form von Stößeln 22, 24 umfasst, welche in Bohrungen 32, 34 der Betätigungseinheit 46 in der axialen Richtung L verschiebbar gelagert sind. Die Stößel 22, 24 der Betätigungseinheit 46 sind jeweils einem der Aktuatorelemente 14, 16 zugeordnet und das jeweilige der Aktuatorelemente 14, 16 betätigt den ihm zugeordneten der Stößel 22, 24 in der axialen Richtung L. Aufgrund der Ausführung der Betätigungselemente 22, 24 als Stößel kann die Betätigungseinheit 46 auch als Stößeleinheit bezeichnet werden. Die Form der Betätigungselemente ist jedoch nicht auf eine Stößelform begrenzt.
  • Die Aktuatoreinheit 44 und die Stößeleinheit 46 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 26 der Stellvorrichtung angeordnet, was die kompakte Bauform der Stellvorrichtung 10 begünstigt.
  • Die Spule 12 ist eine zylinderförmige Ringspule. Im unbestromten Zustand weist die Spule 12, deren Spulendrähte senkrecht zu der Darstellungsebene verlaufen, kein Magnetfeld auf. Wird die Spule 12 über die Anschlüsse 36, 38 bestromt, so baut sich um die Spule 12 ein Magnetfeld auf, wobei die Feldlinien wiederum senkrecht zu den Spulendrähten verlaufen und so in der Schnittebene parallel zur Darstellungsebene verlaufen. Das Magnetfeld wirkt auch am Ort der Aktuatorelemente 14, 16 und damit der Permanentmagnete 15, 17. Damit tritt eine Wechselwirkung, anziehender oder abstoßender Art, zwischen dem Magnetfeld der Spule 12 und den Magnetfeldern der Permanentmagnete 15, 17 auf, welches eine Bewegung der Aktuatorelemente 14, 16 bewirkt.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel können die Betätigungselemente 22, 24 selbst magnetisiert werden oder als kleine Permanentmagnete 15, 17 mit ungefähr dem Durchmesser der Betätigungselemente 22, 24 in das Betätigungselement 22, 24 integriert vorgesehen sein. Um den Einbauraum zu verringern, sind die Permanentmagnete 15, 17 in dieser Ausführung innerhalb der Spule 12 angeordnet. Die Permanentmagnete 15, 17, die die Aktuatorelemente 14, 16 darstellen, sind am Ende der Betätigungselemente 22, 24 angeordnet und tauchen mit den Betätigungselementen 22, 24 in einen Bereich im Inneren der Spule 12 ein. Abstände 40, 42 zwischen den Permanentmagneten 15, 17 und dem Polkern 13 kann so minimal werden, wenn die Permanentmagnete 15, 17 an der Stirnseite 48 des Polkerns 13 anliegen.
  • Bei Bestromung der Spule 12 wird je nach Polung der Bestromung einer der Permanentmagnete 15, 17 abgestoßen und der andere der beiden Permanentmagnete 17, 15 angezogen. Auf diese Weise werden die Betätigungselemente 22, 24 in der Betätigungseinheit 46 durch ein Rückschlusselement 70, welches als Platte oder Scheibe aus magnetischem Material ausgeführt ist, in axialer Richtung L bewegt. In Figur 1 sind die beiden Permanentmagnete 15, 17 im unbestromten Zustand der Spule 12 in einem mittleren Abstand 40, 42 zwischen Permanentmagneten 15, 17 und der Stirnseite 48 des Polkerns 13 dargestellt.
  • In einem zweiten Beispiel, das in Figur 2 dargestellt ist, sind die Betätigungselemente 22, 24 ebenfalls entweder über einen Bereich ihrer Länge selbst magnetisiert oder mit kleinen Permanentmagneten 15, 17 mit ungefähr dem Durchmesser der Betätigungselemente 22, 24 versehen, die am Ende der Betätigungselemente 22, 24 angeordnet sind. Dieses Beispiel stellt eine sehr kompakte und kosteneffiziente Ausführung der Betätigungselemente 22, 24, wie sie ebenfalls bei dem Beispiel in Figur 1 verwendet wird, dar. In Figur 2 tauchen die Permanentmagnete 15, 17 jedoch nicht in den Innenraum der Spule 12 ein, da dieser Innenraum in diesem Fall mit dem Polkern 13 ausgefüllt ist. Der Abstand 40, 42 zwischen Permanentmagneten 15, 17 und der Stirnseite 48 des Polkerns 13 kann sich lediglich bis auf Null verringern, sodass die Permanentmagnete 15, 17 am Polkern 13 anliegen. Wird die Spule 12 bestromt, so wird je nach Polung der Bestromung einer der Permanentmagnete 15, 17 abgestoßen und der andere der beiden Permanentmagnete 17, 15 angezogen. Auf diese Weise erfahren die Betätigungselemente 22, 24 in der Betätigungseinheit 46 auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte zentrische Krafteinleitung und werden in axialer Richtung L bewegt, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel auf eine weitere Führung der Betätigungselemente 22, 24 außer den Bohrungen 32, 34 der Betätigungseinheit 46 verzichtet wurde. In Figur 2 sind die beiden Permanentmagnete 15, 17 im unbestromten Zustand der Spule 12 in einem Abstand 40, 42 zwischen Permanentmagneten 15, 17 und der Stirnseite 48 des Polkerns 13 von Null dargestellt, da im unbestromten Zustand der Aktuatoreinheit 44 die Permanentmagnete 15, 17 von dem Polkern 13, der beispielsweise aus Stahl ausgeführt sein kann, angezogen werden.
  • Figur 3 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Permanentmagnete 15, 17 hierbei als Ringmagnete auf einem umlaufenden Absatz 18, 20 der Betätigungselemente 22, 24 angeordnet und an diesem befestigt vorgesehen. Das Betätigungselement 22 ist in Figur 4 in vergrößerter Darstellung geschnitten gezeigt. Das Betätigungselement 24 ist baugleich vorgesehen, wobei wie beschrieben die Polung des Permanentmagneten 17 umgekehrt ist.
  • Es ist ersichtlich, dass der Ringmagnet 15 zwischen zwei Scheibenelementen 28, 30 aus einem magnetisch leitenden Werkstoff auf dem Absatz 18, 20 angeordnet ist. Das dem Absatz 18 zugewandte Scheibenelement ist dabei ringförmig vorgesehen und wird wie der Permanentmagnet 15 von einem mittigen Vorsprung 50 zentriert und an dem Betätigungselement 22 beispielsweise durch Laser-Schweißen oder Kleben befestigt.
  • Sind die Permanentmagnete 15, 17 jeweils von einem magnetisch nicht leitenden Ringelement 56, 58 umfasst, sind sie durch eine derartige Kapselung besonders stoßunempfindlich und eine Beschädigung mit den einhergehenden nachteiligen Folgen kann ausgeschlossen werden. Auch das Ringelement 56, 58 kann in einfacher und sicherer Weise jeweils mittels Laser-Schweißen oder Kleben an den Scheibenelementen 28, 30 befestigt sein.
  • Insgesamt ergibt sich eine einfache und sichere Befestigung der Magnete 15, 17 auf den Betätigungselementen 22, 24.
  • Der Polkern 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich innerhalb der Spule 12 bzw. dessen Spulenkörper 60 angeordnet und erstreckt sich an seinem den Betätigungselementen 22, 24 zugeordneten Ende in axialer Richtung nahezu bis zu einem Ende der Spule 12. Das Gehäuse 26 schließt sich dabei in axialer Richtung unmittelbar an die Spule 12 bzw. den Spulenkörper 60 an, so dass eine besonders hohe Magnetkraft erzielt werden, da die Magnetfeldlinien annähernd senkrecht zur axialen Richtung L von dem Polkern 13 in das Gehäuse 26 eingeleitet werden.
  • Dabei ist die Anordnung des Polkerns 13 zum Gehäuse 26 entscheidend, da ein Luftspalt zwischen dem Polkern 13 und dem Gehäuse 26 sehr starken Einfluss auf das Kraftniveaus der Stellvorrichtung 10 hat.
  • Wie Figur 3 weiter zu entnehmen ist, ist das Gehäuse 26 im Bereich der Betätigungseinheit 46 einteilig ausgebildet und umfasst zusätzlich die Spule 12 an ihrer Außenseite. Der Spulenkörper 60 bildet an einem der Betätigungseinheit 46 abgewandten Ende einen Boden 72, welcher mit dem Gehäuse 26 abgedichtet verbunden ist.
  • Die Permanentmagnete 15, 17 sind ferner in Absätze 62, 64 des Gehäuses 26 eintauchbar und jeweils an einem Boden 66, 68 der Absätze 62, 64 anlegbar. Hierdurch kann die Magnetkraft auch in ausgefahrener Stellung des jeweiligen Betätigungselementes 22, 24 als Haltekraft genutzt werden und es ergibt sich jeweils eine bistabile Stellung.
  • Die Betätigungselemente 22, 24 sind drehbar in dem Gehäuse 26 angeordnet, so dass ein Verschleiß beispielsweise beim Abrollen in Eingriffsnuten minimiert werden kann. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf zwei Betätigungselemente begrenzt. So ist auch die Anordnung von mehr als zwei - beispielsweise vier oder sechs - Betätigungselementen denkbar.
  • Die Auswahl des angesteuerten Betätigungselementes 22, 24 erfolgt wie beschrieben in einfacher Weise dadurch, dass die Spule 12 eine einzige Wicklung aufweist und die Permanentmagnete 15, 17 durch Umpolen und Bestromen der Spule 12 jeweils entsprechend ansteuerbar sind.
  • Alternativ kann die Spule 12 auf dem Spulenkörper 60 auch zwei Wicklungen mit unterschiedlichen Durchströmungsrichtungen aufweisen, wodurch sich das Magnetfeld jeweils in unterschiedlicher Richtung aufbaut. Dabei wird eine unterschiedliche Wirkung auf die Permanentmagneten 15, 17 ausgeübt, so dass diese jeweils durch Bestromen der zugeordneten Wicklung betätigbar sind.
  • Es sind weitere Varianten möglich, die durch Kombination der hier aufgeführten Merkmale entstehen können, jedoch nicht alle dargestellt sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Stellvorrichtung
    12
    Spule
    13
    Polkern
    14
    Aktuatorelement
    15
    Permanentmagnet
    16
    Aktuatorelement
    17
    Permanentmagnet
    18
    Absatz
    20
    Absatz
    22
    Betätigungselement
    24
    Betätigungselement
    26
    Gehäuse
    28
    Scheibenelement
    30
    Scheibenelement
    32
    Bohrung Stößel
    34
    Bohrung Stößel
    36
    Anschluss Spule
    38
    Anschluss Spule
    40
    Abstand Aktuatorelement - Polkern
    42
    Abstand Aktuatorelement - Polkern
    44
    Aktuatoreinheit
    46
    Betätigungseinheit
    48
    Stirnseite Polkern
    50
    Vorsprung
    54
    Vorsprung
    56
    Ringelement
    58
    Ringelement
    60
    Spulenkörper
    70
    Rückschlusselement
    72
    Boden

Claims (10)

  1. Elektromagnetische Stellvorrichtung (10) mit einer Aktuatoreinheit (44) und einer in einer axialen Richtung (L) wirkenden Betätigungseinheit (46), wobei
    - die Aktuatoreinheit (44) eine ein Magnetfeld erzeugende Spule (12) mit einem innerhalb der Spule (12) angeordneten Polkern (13) aufweist,
    - wenigstens zwei Permanentmagnete (15,17) anschließend an eine Stirnseite (48) des Polkerns (13) in axialer Richtung (L) angeordnet, an diese anlegbar sowie in axialer Richtung (L) verschiebbar ausgeführt sind, wobei die Permanentmagnete (15,17) von der Spule (12) unabhängig voneinander antreibbar sind,
    - die Permanentmagnete (15,17) in axialer Richtung unterschiedlich gepolt und durch Bestromen der Spule (12) jeweils ansteuerbar sind, so dass bei Bestromung der Spule (12) wenigstens einer von zwei oder mehreren Permanentmagneten (15, 17) sich in der axialen Richtung (L) entgegengesetzt zu den anderen Permanentmagneten (15, 17) bewegt,
    - die Betätigungseinheit (46) in axialer Richtung (L) anschließend an die Aktuatoreinheit (44) angeordnet ist, wobei die Betätigungseinheit (46) wenigstens zwei Betätigungselemente (22, 24) umfasst, welche in axialer Richtung (L) betätigbar sind, wobei jedes Betätigungselement (22, 24) der Betätigungseinheit (46) jeweils einem der Permanentmagnete (15,17) zugeordnet ist und von diesem in axialer Richtung (L) betätigt wird,
    - die Aktuatoreinheit (44) und die Betätigungseinheit (46) in einem gemeinsamen Gehäuse (26) der Stellvorrichtung angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (22, 24) und der jeweilige Permanentmagnet (15, 17) konzentrisch angeordnet sind, so dass eine Krafteinwirkung auf die Betätigungselemente (22, 24) zentrisch erfolgt, welche drehbar im Gehäuse (26) angeordnet sind.
  2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (12) eine einzige Wicklung aufweist und die Permanentmagnete (15,17) durch Umpolen und Bestromen der Spule (12) jeweils ansteuerbar sind.
  3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (12) auf einem Spulenkörper (60) zwei Wicklungen mit unterschiedlichen Durchströmungsrichtungen aufweist, wobei eine Wicklung jeweils einem Permanentmagneten (15, 17) zugeordnet ist und die Permanentmagnete (15,17) jeweils durch Bestromen der zugeordneten Wicklung ansteuerbar sind.
  4. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (22, 24) magnetisiert sind.
  5. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (15, 17) in den Betätigungselementen (22, 24) integriert vorgesehen sind.
  6. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (15, 17) als Ringmagnete auf einem umlaufenden Absatz (18, 20) der Betätigungselemente (22, 24) angeordnet und an diesem befestigt vorgesehen sind.
  7. Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringmagnete jeweils zwischen zwei Scheibenelementen (28, 30) aus einem magnetisch leitenden Werkstoff auf dem Absatz (18, 20) angeordnet sind, wobei wenigstens das dem Absatz (18, 20) zugewandte Scheibenelement (28) an dem Betätigungselement (22, 24) befestigt ist.
  8. Stellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (15, 17) jeweils von einem magnetisch nicht leitenden Ringelement (56, 58) umfasst sind, welches an den Scheibenelementen (28, 30) befestigbar ist.
  9. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (15, 17) in Absätze (62, 64) des Gehäuses (26) eintauchbar und jeweils an einem Boden (66, 68) der Absätze (62, 64) anlegbar sind.
  10. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Polkern (13) innerhalb der Spule (12) angeordnet ist und an seinem den Betätigungselementen (22, 24) zugeordneten Ende sich in axialer Richtung nahezu bis zu einem Ende der Spule (12) erstreckt und sich das Gehäuse (26) in axialer Richtung unmittelbar an die Spule (12) anschließt.
EP15777610.5A 2014-09-11 2015-08-31 Elektromagnetische stellvorrichtung Active EP3191695B1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014013191 2014-09-11
DE102014116661 2014-11-14
DE102015113970.7A DE102015113970A1 (de) 2014-09-11 2015-08-24 Elektromagnetische Stellvorrichtung
PCT/EP2015/069826 WO2016037876A1 (de) 2014-09-11 2015-08-31 Elektromagnetische stellvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3191695A1 EP3191695A1 (de) 2017-07-19
EP3191695B1 true EP3191695B1 (de) 2019-10-02

Family

ID=55406165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15777610.5A Active EP3191695B1 (de) 2014-09-11 2015-08-31 Elektromagnetische stellvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10714250B2 (de)
EP (1) EP3191695B1 (de)
CN (1) CN106716565B (de)
DE (1) DE102015113970A1 (de)
WO (1) WO2016037876A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017106180A1 (de) 2017-03-22 2018-09-27 ECO Holding 1 GmbH Aktuatoreinheit und elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer Aktuatoreinheit
DE102017121947A1 (de) * 2017-09-21 2019-03-21 Kendrion (Villingen) Gmbh Stellvorrichtung mit einem abgedichteten Führungszylinder
US20200174150A1 (en) * 2018-11-29 2020-06-04 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Power-efficient transient electromagnetic evaluation system and method
US11762120B2 (en) * 2018-11-29 2023-09-19 Baker Hughes Holdings Llc Power-efficient transient electromagnetic evaluation system and method
DE102019103831A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aktoreinheit für eine formschlüssige, schaltbare Kupplung oder eine Bremse und formschlüssige, schaltbare Kupplung oder Bremse für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
CN114050016B (zh) * 2021-09-15 2024-03-29 上海欧一安保器材有限公司 螺线管致动器
CN114483244B (zh) * 2022-01-26 2023-09-22 重庆长安汽车股份有限公司 一种用于可变气门升程凸轮轴的电磁执行器及车辆

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20114466U1 (de) * 2001-09-01 2002-01-03 Eto Magnetic Kg Elektromagnetische Stellvorrichtung
US7719394B2 (en) * 2004-10-06 2010-05-18 Victor Nelson Latching linear solenoid
FR2896615A1 (fr) * 2006-01-20 2007-07-27 Areva T & D Sa Actionneur magnetique a aimant permanent a volume reduit
DE102007028600B4 (de) 2007-06-19 2011-06-22 ETO MAGNETIC GmbH, 78333 Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102007052253B4 (de) * 2007-11-02 2023-07-06 Mercedes-Benz Group AG Ventiltriebvorrichtung
DE102008029325A1 (de) * 2008-06-20 2009-12-24 Daimler Ag Ventiltriebvorrichtung
DE102009006061A1 (de) 2009-01-24 2010-07-29 Daimler Ag Betätigungsvorrichtung
DE102009010949A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102009015486A1 (de) 2009-03-28 2010-09-30 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektromagnetischer Aktuator
DE102009015466A1 (de) 2009-03-28 2010-09-30 Wolfgang Leuchten Gerät zur Erzeugung spezieller Licht-(Ton)signale
DE102009015846A1 (de) 2009-04-01 2009-10-29 Daimler Ag Aggregateraum für einen Personenkraftwagen
DE202009006940U1 (de) * 2009-04-16 2010-09-02 Eto Magnetic Gmbh Elektromagnetische Nockenwellen-Verstellvorrichtung
DE102009056609A1 (de) * 2009-12-02 2011-06-09 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102010024030A1 (de) * 2010-06-16 2011-12-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Aktorvorrichtung zur Verstellung eines Schiebenockensystems
DE102011009327B4 (de) 2011-01-18 2012-09-27 Hydac Electronic Gmbh Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102012206569A1 (de) * 2012-04-20 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktoreinheit mit verringerter Reibung der Aktorstifte
DE102012111851B4 (de) * 2012-12-05 2023-03-16 Eto Magnetic Gmbh Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102012222370A1 (de) * 2012-12-06 2014-06-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Schiebenockensystem und Schiebenockenaktor mit an einer Permanentmagneteinheit angebundenem Laufpin
FR3008542B1 (fr) * 2013-07-09 2015-10-02 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de detection du rearmement d'un disjoncteur, actionneur d'un mecanisme de separation des contacts du disjoncteur, disjoncteur electrique et utilisation d'un courant induit pour generer un signal d'indication du rearmement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170178779A1 (en) 2017-06-22
CN106716565A (zh) 2017-05-24
EP3191695A1 (de) 2017-07-19
US10714250B2 (en) 2020-07-14
DE102015113970A1 (de) 2016-03-17
WO2016037876A1 (de) 2016-03-17
CN106716565B (zh) 2018-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3191695B1 (de) Elektromagnetische stellvorrichtung
EP1421591B1 (de) Elektromagnetische stellvorrichtung
EP2880696B1 (de) Aktuatorvorrichtung
EP2486575B1 (de) Aktuator für eine verbrennungskraftmaschine
DE102010010801B4 (de) Aktuator
EP3025358B1 (de) Elektromagnetische stellvorrichtung und system zur verstellung einer funktionalität eines kraftfahrzeugaggregats
DE102009015486A1 (de) Elektromagnetischer Aktuator
DE102013107744A1 (de) Aktuatorvorrichtung
EP2775485B1 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine
EP2587495B1 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung
EP2929550B1 (de) Elektromagnetische stellvorrichtung
DE202007008281U1 (de) Hubmagnet
DE102012107922A1 (de) Elektromagnetische Aktuatorvorrichtung
EP0796503B1 (de) Polarisiertes relais
DE102017106180A1 (de) Aktuatoreinheit und elektromagnetische Stellvorrichtung mit einer Aktuatoreinheit
EP2878001B1 (de) Elektromagnetische stellvorrichtung
DE19900788B4 (de) Antriebsvorrichtung
DE102005027299B4 (de) Vorrichtung zur Betätigung einer Getriebeschaltstelle
DE102013108029B4 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102005049620A1 (de) Schwingantrieb
DE202011004021U1 (de) Elektromagnetische Aktuatorvorrichtung
EP1479880B1 (de) Elektrischer Ventiltrieb mit Elektro- und Permanentmagneten
DE102015103169A1 (de) Stellvorrichtung mit eingehängten Stößeln
DE202004011676U1 (de) Elektromagnetische Linear-Stelleinrichtung
DE102018111195A1 (de) Hubmagnet

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20170313

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WEBER, HARTMUT

Inventor name: SCHATZ, BERNHARD

Inventor name: MAISCH, DIETER

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190705

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1186401

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20191015

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502015010538

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20191002

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200102

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200103

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200203

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200102

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200224

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502015010538

Country of ref document: DE

PG2D Information on lapse in contracting state deleted

Ref country code: IS

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200202

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

26N No opposition filed

Effective date: 20200703

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20200831

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20200831

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1186401

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20200831

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200831

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20210819

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20210819

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191002

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502015010538

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220831

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230301