Stellvorrichtung locking device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung mit einem Gehäuse und mindestens zwei elektromagnetischen Linearaktuatoren, welche jeweils The present invention relates to an adjusting device comprising a housing and at least two electromagnetic linear actuators, each of which
- eine gehäusefeste, sich um eine Spulenachse herum erstreckende Spulenanordnung, a housing-fixed coil arrangement extending around a coil axis,
- eine zumindest teilweise in einem innerhalb der - one at least partially in one within the
Spulenanordnung angeordneten Hohlraum aufgenommene, längs der Spulenachse relativ zu der Spulenanordnung bewegbare, einen axial magnetisierten Coil arrangement arranged cavity, movable along the coil axis relative to the coil assembly, an axially magnetized
Permanentmagneten aufweisende Ankeranordnung und Permanent magnet armature assembly and
- einen von der Ankeranordnung betätigten, in dem - One operated by the armature assembly, in which
Gehäuse längs einer Stößelachse verschiebbar Housing displaceable along a ram axis
geführten Stößel guided pestle
umfassen, wobei bei zumindest einem der Linearaktuatoren zwischen der Spulenachse und der Stößelachse ein Versatz besteht . comprise, wherein at least one of the linear actuators between the coil axis and the plunger axis is an offset.
Eine derartige Stellvorrichtung ist beispielsweise aus der US 2010/0192885 AI bekannt. Die Ankeranordnungen umfassen hier jeweils einen in einer Bohrung eines Such an actuator is known for example from US 2010/0192885 AI. The anchor assemblies here each include one in a bore of a
Kernkörpers der zugeordneten Spulenanordnung geführten Führungsstab und eine Permanentmagnet- und Core body of the associated coil assembly guided guide rod and a permanent magnet and
Flussleitstückanordnung, welche dergestalt mit dem Flussleitstückanordnung, which in such a way with the
Führungsstab verbunden ist, dass sie sich versetzt zu der Spulenanordnung und benachbart zu einer von deren Guide rod is connected, that it is offset from the coil assembly and adjacent to one of them
Stirnseiten erstreckt. Die Stößel haften dabei durch Magnetkraft an der freien Stirnfläche der jeweils zugeordneten Permamentmagnet- und End faces extends. The plunger adhere by magnetic force on the free end face of the respective Permamentmagnet- and
Flussleitstückanordnung, und zwar exzentrisch, d.h. Flux assembly, eccentrically, i.
versetzt zu der Spulenachse. Der Versatz der jeweiligen
Stößelachse zur Spulenachse dient dabei einer Minimierung des Abstandes zwischen den beiden Stößeln, was für verschiedene Anwendungen von Stellvorrichtungen mit zwei durch elektromagnetische Linearaktuatoren betätigten Stößeln bedeutsam ist. Das Gehäuse dieser bekannten offset to the coil axis. The offset of the respective The ram axis to the coil axis serves to minimize the distance between the two plungers, which is important for various applications of actuators with two operated by electromagnetic linear actuators rams. The case of these known
Stellvorrichtung umfasst ein Basisteil, in welchem die Stößel längs ihrer Achsen verschiebbar geführt sind, und eine an einen Bund des Basisteils angesetzte Adjusting device comprises a base part, in which the plungers are guided displaceably along their axes, and one attached to a collar of the base part
Gehäuseklappe, welche die Spulenanordnungen, die Housing flap, the coil arrangements, the
Ankeranordnungen und die aus dem Basisteil des Gehäuses in Richtung auf die Ankeranordnungen herausstehenden Endabschnitte der Stößel umschließt. Anchor assemblies and the projecting from the base portion of the housing in the direction of the armature assemblies protruding end portions of the plunger.
Eine nur einen elektromagnetischen Linearaktuator aufweisende Stellvorrichtung, bei der zwischen der An actuator having only an electromagnetic linear actuator, wherein between the
Spulenachse und der Stößelachse ein Versatz besteht, ist der US 2011/0133576 AI entnehmbar. Coil axis and the ram axis is an offset, US 2011/0133576 AI is removable.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Stellvorrichtung der eingangs angegebenen gattungsgemäßen Art bereitzustellen, die sich durch eine gegenüber dem Stand der Technik gesteigerte Praxistauglichkeit The present invention is directed to provide a control device of the generic type mentioned above, which is characterized by an increased practicality over the prior art
auszeichnet. Angestrebt wird insoweit eine distinguished. The aim is a so far
Stellvorrichtung, bei der auch bei besonders hoher Actuator, in which even at very high
Stellkraft der Linearaktuatoren die Stößel einen Force of the linear actuators the plunger one
besonders geringen Abstand zueinander aufweisen können, ohne dass hierdurch die Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird . can have particularly small distance from each other, without affecting the reliability is impaired.
Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung, indem das Gehäuse einen durch Umspritzen der The above object is achieved by the housing by a molding of the
Spulenanordnungen mit einem Thermoset-Material Coil arrangements with a thermoset material
entstandenen Gehäuseabschnitt umfasst, welcher axial zu
den Spulenanordnungen versetzt Führungsbereiche für die Ankeranordnungen mit aus Thermoset-Material bestehenden Stützflächen aufweist, an denen die jeweils zugeordnete Ankeranordnung gleitend anliegt. resulting housing portion includes, which axially to The coil assemblies offset guide portions for the armature assemblies having consisting of thermoset material support surfaces on which the respective associated armature assembly is slidably.
Durch die erfindungsgemäße Führung der Ankeranordnungen in ihrem dem jeweils zugeordneten Stößel mehr oder weniger benachbarten Bereich an dem aus Thermoset- Material geformten Gehäuseabschnitt lässt sich ein besonders großer Versatz der jeweiligen Stößelachse relativ zur zugeordneten Spulenachse realisieren, ohne dass die betreffende Exzentrizität des Angriffs des Stößels an der Ankeranordnung zu die Betriebssicherheit bzw. Zuverlässigkeit beeinträchtigenden Verkantungen führt. So können im Interesse einer hohen The guide according to the invention of the armature arrangements in their respective associated tappet more or less adjacent area on the molded thermoset material housing section can be a particularly large offset of the respective ram axis relative to the associated coil axis realize without the relevant eccentricity of the attack of the plunger the armature assembly leads to the reliability or reliability impairing tilting. Thus, in the interest of a high
Leistungsfähigkeit der Stellvorrichtung, d. h. einer hohen Stellkraft und/oder einer hohen Schaltdynamik, Spulenanordnungen mit einem vergleichsweise großen Performance of the actuator, d. H. a high force and / or high switching dynamics, coil arrangements with a comparatively large
Durchmesser zum Einsatz kommen, zugleich aber der Abstand zwischen den Stößeln minimal gehalten werden. Tatsächlich ist in konstruktiver Umsetzung der Erfindung möglich, dass der Versatz zwischen Stößelachse und Spulenachse mindestens ebenso groß ist wie die maximale radiale Diameter are used, but at the same time the distance between the plungers are kept to a minimum. In fact, it is possible in a constructive implementation of the invention that the offset between the ram axis and coil axis is at least as large as the maximum radial
Erstreckung des Permanentmagnets bezogen auf die Extension of the permanent magnet with respect to the
Spulenachse. Ebenfalls erlaubt die vorliegende Erfindung die Realisierung solcher Stellvorrichtungen, bei denen der Abstand zwischen den Stößeln weniger als 25% des Stößeldurchmessers und/oder weniger als einen Millimeter beträgt . Coil axis. Also, the present invention allows the realization of such adjusting devices, in which the distance between the plungers is less than 25% of the plunger diameter and / or less than one millimeter.
Neben dem vorstehend erläuterten, erfindungsgemäß In addition to the above-explained, according to the invention
gestalteten Gehäuseabschnitt aus Thermoset umfasst das Gehäuse mindestens ein weiteres Gehäuseteil, nämlich
einen (bevorzugt spanend aus Metall gefertigten) designed housing portion of thermoset, the housing comprises at least one other housing part, namely a (preferably machined from metal)
Gehäuseabschnitt, in welchem die Stößel längs ihrer Achse verschiebbar geführt sind. Vorteilhaft, insbesondere in fertigungstechnischer Hinsicht, ist dabei ein Housing section in which the plunger are guided displaceably along its axis. Advantageous, especially in terms of manufacturing technology, is one
dreiteiliger Aufbau des Gehäuses dergestalt, dass dieses aus einer metallischen Grundplatte, dem auf einer Seite daran angesetzten ersten Gehäuseabschnitt aus Thermoset- Material (s. o.) und einem auf der anderen Seite daran angesetzten metallischen zweiten Gehäuseabschnitt mit den darin ausgeführten Stößelführungen besteht. Unter three-part structure of the housing such that it consists of a metallic base plate, the one attached to it on the first housing portion of thermoset material (s. O.) And on the other side attached thereto metallic second housing portion with the ram guides executed therein. Under
Gesichtspunkten einer wirtschaftlichen Fertigung ist dabei besonders attraktiv, dass sich ein Typ eines ersten Gehäuseabschnitts (mit durch Umspritzen darin Aspects of an economical production is particularly attractive that a type of a first housing portion (with by encapsulation therein
eingebetteten Spulenanordnungen) mit unterschiedlich ausgeführten zweiten Gehäuseabschnitten kombinieren lässt. Insbesondere können mit einer Ausführung des ersten Gehäuseabschnitts, dessen Gestaltung und embedded coil assemblies) can be combined with differently designed second housing sections. In particular, with an embodiment of the first housing portion, its design and
Dimensionierung entscheidend durch die Spulenanordnungen bestimmt wird, verschiedene zweite Gehäuseabschnitte kombiniert werden, die sich hinsichtlich des Abstands der Stößelachsen zueinander unterscheiden. Um diesen Vorteil eines "Baukastenkonzepts" optimal nutzen zu können, ist die Verbindung des Stößels mit der jeweils zugeordneten Ankeranordnung bevorzugt so ausgeführt, dass sie Dimensioning is decisively determined by the coil arrangements, different second housing sections are combined, which differ with respect to the distance of the ram axes to each other. In order to be able to optimally use this advantage of a "modular concept", the connection of the tappet with the respective associated armature arrangement is preferably designed such that it
unterschiedlich große Versätze zwischen Spulenachse und Stößelachse möglich sind. different large offsets between the coil axis and ram axis are possible.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der According to a first preferred embodiment of
Erfindung greifen der Stößel und die zugeordnete Invention grab the plunger and the associated
Ankeranordnung im Bereich einer zugfesten Verbindung formschlüssig ineinander. Stößel und Anker sind auf diese Weise - bei geschlossenem Gehäuse - untrennbar. Somit kann, anders als im Falle des magnetischen Haftens des
jeweiligen Stößels an der zugeordneten Ankeranordnung nach dem Stand der Technik, eine besonders hohe Anchor arrangement in the region of a tensile connection form fit into each other. Plunger and armature are in this way - with the housing closed - inseparable. Thus, unlike in the case of magnetic adhesion of the respective tappet on the associated anchor assembly according to the prior art, a particularly high
Schaltdynamik auch beim Einziehen des Stößels in das Gehäuse realisiert werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich der Stößel - trägheitsbedingt - von der Schaltdynamik be realized even when pulling the plunger into the housing, without the risk that the plunger - due to inertia - of the
Ankeranordnung trennt. Und ebenso wenig kann eine erhöhte Reibung bzw. sonstige Haftkraft des aus dem Gehäuse herausragenden Ende des Stößels an dem zu schaltenden Bauteil dazu führen, dass sich beim Einfahren der Anchor arrangement separates. And just as little can an increased friction or other adhesive force of the protruding from the housing end of the plunger on the component to be switched cause that when retracting the
Ankeranordnung der Stößel von dieser trennt. Somit profitieren Schaltdynamik und Zuverlässigkeit Anchor arrangement of the ram separates from this. Thus, switching dynamics and reliability benefit
gleichermaßen von dieser Weiterbildung der equally from this further education
erfindungsgemäßen Stellvorrichtung . Adjusting device according to the invention.
Besonders bevorzugt ermöglicht die formschlüssige Particularly preferably, the form-fitting allows
zugfeste Verbindung des Stößels mit der zugeordneten Ankeranordnung allerdings eine Drehbarkeit des Stößels um die Stößelachse. Kann der Stößel sich in diesem Sinne im Betrieb ungehindert um seine Achse drehen, ist dies unter verschleißtechnischen Gesichtspunkten günstig und somit für Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Vorteil. However, high-tensile connection of the plunger with the associated armature arrangement, however, a rotatability of the plunger about the plunger axis. If the plunger can rotate freely around its axis in this sense during operation, this is favorable from a wear technology point of view and thus advantageous for life and reliability.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ankeranordnung zwei beidseits stirnseitig an dem Permanentmagneten Another preferred development of the invention is characterized in that the armature arrangement has two end faces on both sides of the permanent magnet
angeordnete Flussleitstücke und einen Konnektor, an dem die zugfeste Verbindung zum Stößel ausgeführt ist, aufweist. Der Konnektor bestimmt somit den Abstand, den der Stößel zu der Magnetgruppe (Permanentmagnet und die beiden Flussleitstücke) einhält. In baulicher Hinsicht ist dabei besonders vorteilhaft, wenn sich ein (aus nicht ferromagnetischem Material bestehender) Kern durch die beiden Flussleitstücke und den Permanentmagnet hindurch
in den (beispielsweise aus Thermoset-Material arranged flux guides and a connector on which the tensile connection is made to the plunger has. The connector thus determines the distance that the plunger to the magnet group (permanent magnet and the two flux guides) complies. In terms of construction, it is particularly advantageous if a core (consisting of non-ferromagnetic material) passes through the two flux conducting pieces and the permanent magnet in the (for example, thermoset material
gespritzten) Konnektor hinein erstreckt. Auch kann vorteilhaft sein, wenn der Kern an dem Konnektor sprayed) connector extends into it. Also, it may be advantageous if the core on the connector
angeformt ist, insbesondere indem eine einstückige, beispielsweise aus Thermoset-Material bestehende is formed, in particular by a one-piece, consisting for example of thermoset material
Konnektor-Kern-Einheit an die Magnetgruppe angespritzt ist. Jeweils sind dabei die beiden Flussleitstücke und der Permanentmagnet ringförmig ausgeführt mit einem zentralen Durchbruch zur Durchführung des Kerns. Connector core unit is molded onto the magnet group. In each case, the two flux conducting pieces and the permanent magnet are annular in shape with a central opening for the passage of the core.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der vorstehend It is particularly advantageous if the above
erläuterte Kern dem Stößel gegenüberliegend aus dem betreffenden Flussleitstück heraustritt und mit dem aus der Magnetgruppe (s. o.) herausragenden Ende gleitend verschiebbar in eine in der Spulenanordnung aufgenommene Führungsbuche hineinragt. So lässt sich eine zuverlässige beidseitige Führung der Ankeranordnung (in dem aus explained core the plunger opposite emerges from the relevant flux guide and with the protruding from the magnet group (s. O.) End slidably protrudes into a recorded in the coil assembly guide book. Thus, a reliable two-sided leadership of the anchor assembly (in the off
Thermoset-Material gespritzten Gehäuseabschnitt sowie in besagter Führungsbuchse) realisieren. Die weiter oben erläuterten Vorteile der Erfindung sind in diesem Falle besonders ausgeprägt. Zusätzlich kann durch die Thermoset material molded housing section and in said guide bush) realize. The above-explained advantages of the invention are particularly pronounced in this case. In addition, through the
beidseitige Führung der Ankeranordnungen die axiale two-sided leadership of the anchor assemblies the axial
Baulänge der Stellvorrichtung besonders kurz ausfallen. Length of the actuator fail very short.
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Ankeranordnung eine According to yet another preferred embodiment of the invention, the armature assembly has a
Verdrehsicherung auf. Die Winkelstellung der Against rotation. The angular position of
Ankeranordnung relativ zur Spulenanordnung ist in diesem Falle fest vorgegeben. Einer der Vorteile dieser Anchor arrangement relative to the coil assembly is fixed in this case. One of the advantages of this
Weiterbildung besteht darin, dass die eine Zugkraft zwischen der Ankeranordnung und dem Stößel übertragenden Flächen besonders groß ausgeführt und kinematisch A further development is that the surfaces transmitting a tensile force between the armature arrangement and the tappet are made particularly large and kinematically
besonders günstig angeordnet sein können. Insbesondere
ist eine Einleitung einer Zugkraft aus der Ankeranordnung in den Stößel an zwei relativ zur Stößelachse einander gegenüberliegenden Flächenabschnitten möglich. Dies ist günstig im Hinblick auf eine besonders geringe Reibung des Stößels in dem Gehäuse und einen besonders geringen Verschleiß am Stößel. can be arranged particularly favorable. In particular is an introduction of a tensile force from the armature assembly in the plunger on two relative to the plunger axis opposite surface sections possible. This is favorable in view of a particularly low friction of the plunger in the housing and a particularly low wear on the plunger.
Die vorstehend erläuterte Verdrehsicherung umfasst bevorzugt mindestens einen peripher an der Ankeranordnung - bevorzugt relativ nahe an dem Stößel und/oder an dem Konnektor - angeordneten Führungsvorsprung. Besonders bevorzugt sind zwei derartige Führungsvorsprünge The above-described anti-rotation device preferably comprises at least one guide projection arranged peripherally on the armature arrangement, preferably relatively close to the tappet and / or on the connector. Particularly preferred are two such guide projections
vorgesehen, welche ganz besonders bevorzugt symmetrisch angeordnet sind zu der durch die Stößelachse und die Spulenachse definierte Ebene und einander idealerweise bezogen auf die Spulenachse mehr oder weniger diametral gegenüberstehen. Diese Führungsvorsprünge können dabei nicht alleine eine Verdrehsicherung bewirken, sondern ggf. die einzige Führung der Ankeranordnung in dem aus Thermoset-Material gespritzten Gehäuseabschnitt provided, which are very particularly preferably arranged symmetrically to the plane defined by the plunger axis and the coil axis and each other ideally more or less diametrically opposed relative to the coil axis. These guide projections can not alone cause an anti-rotation, but possibly the only guide the armature assembly in the molded of thermoset material housing portion
darstellen. Der Kontakt zwischen der Ankeranordnung und dem aus Thermoset-Material gespritzten Gehäuseabschnitt beschränkt sich in diesem Falle auf die Kontaktflächen an den Führungsvorsprüngen und an hierzu korrespondierend in dem Gehäuseabschnitt gestalteten Nuten. Bei dieser represent. In this case, the contact between the armature arrangement and the housing section injection-molded from thermoset material is limited to the contact surfaces on the guide projections and to grooves correspondingly formed in the housing section. At this
Weiterbildung ist beispielsweise das nur geringe Risiko einer negativen Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Stellvorrichtung durch thermisch bedingte Verformungen von Vorteil. Further development, for example, is the only slight risk of a negative influence on the operating behavior of the adjusting device due to thermally induced deformations of advantage.
Der mindestens eine Führungsvorsprung ist besonders bevorzugt sich axial erstreckend dergestalt wulstartig ausgeführt, dass seine axiale Länge wesentlich größer ist
als seine Breite in Umfangsrichtung . Dies gilt jedenfalls in Abwesenheit einer Führung der Ankeranordnung an dem gegenüberliegenden Ende (s. o.) · Ist eine solche zweite Führung der Ankeranordnung realisiert, so kann die axiale Länge des mindestens einen Führungsvorsprungs The at least one guide projection is particularly preferably designed to be bead-shaped in such a way that its axial length is substantially greater as its width in the circumferential direction. This applies in any case in the absence of guidance of the armature arrangement at the opposite end (see above). If such a second guidance of the armature arrangement is realized, then the axial length of the at least one guide projection
substantiell reduziert werden, so dass beispielsweise zwei warzenförmige Führungsvorsprünge ausreichen. be substantially reduced, so that, for example, two wart-shaped guide projections sufficient.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass genau zwei Another preferred embodiment of the invention is characterized in that exactly two
elektromagnetische Linearaktuatoren vorgesehen sind, wobei zwischen den beiden Ankeranordnungen ein Electromagnetic linear actuators are provided, wherein between the two anchor assemblies a
Positionssensor platziert ist. Der Positionssensor ist bevorzugt als magnetostriktiver Sensor, insbesondere als Hall-Sensor ausgeführt. Die Permanentmagnete der beiden Ankeranordnungen sind in diesem Falle besonders bevorzugt zueinander entgegengesetzt gerichtet magnetisiert Position sensor is placed. The position sensor is preferably designed as a magnetostrictive sensor, in particular as a Hall sensor. In this case, the permanent magnets of the two armature arrangements are particularly magnetized in an oppositely directed manner
(polarisiert) . Auf diese Weise kann der magnetostriktive Sensor zwischen den Ankeranordnungen der beiden (polarized). In this way, the magnetostrictive sensor between the armature assemblies of the two
Linearaktuatoren unterscheiden, so dass mittels eines einzigen magnetostriktiven Sensors die Schaltposition beider Ankeranordnung-Stößel-Einheiten erfasst werden kann, d. h. sich insbesondere ermitteln lässt, welcher der beiden Stößel seine ausgefahrene und welcher seine eingefahrene Stellung einnimmt. Linear actuators differ, so that by means of a single magnetostrictive sensor, the switching position of both armature plunger units can be detected, d. H. In particular, it can be determined which of the two plungers assumes its extended position and which retracts its retracted position.
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jede der Spulenanordnungen von einem Käfig aus ferromagnetischem Material umgeben. Bevorzugt weisen die Käfige axial geschlitzte Mantelabschnitte auf, welche beispielsweise zwei oder mehr zueinander in According to yet another preferred embodiment of the invention, each of the coil assemblies is surrounded by a cage made of ferromagnetic material. Preferably, the cages have axially slotted shell portions which, for example, two or more to each other in
Umfangsrichtung beabstandete Streifen umfassen können. Besonders bevorzugt durchdringen dabei die
Mantelabschnitte einander zwischen den zugeordneten Circumferentially spaced strips may comprise. Particularly preferably penetrate the Sheath sections each other between the associated
Spulenanordnungen. Beispielsweise kann hierzu jeweils wechselseitig ein Streifen des Mantelabschnitts des Coil assemblies. For example, this can mutually a strip of the shell portion of
Käfigs des einen Linearaktuators in einen zwischen zwei Streifen des Mantelabschnitts des Käfigs des anderen Linearaktuators bestehenden Spalt eingreifen. Cage of a linear actuator in an existing between two strips of the skirt portion of the cage of the other linear actuator gap.
Die Käfige weisen bevorzugt stirnseitige Deckel auf. The cages preferably have end caps.
Besteht der Mantelabschnitt des betreffenden Käfigs, wie vorstehend erläutert, aus mehrere Streifen, so sind diese besonders bevorzugt einstückig mit dem Deckel verbunden. In Analogie zu den Mantelabschnitten durchdringen If the jacket section of the respective cage, as explained above, consists of a plurality of strips, these are particularly preferably connected in one piece with the cover. In analogy to the shell sections penetrate
besonders bevorzugt auch die Deckel der Käfige der beiden Linearaktuatoren einander. Hierzu können die Deckel the lids of the cages of the two linear actuators are particularly preferred. For this purpose, the lid
Aussparungen aufweisen, wobei wechselweise der Deckel des Käfigs des einen Linearaktuators in eine Aussparung des Deckels des Käfigs des anderen Linearaktuators eingreift. Zwischen den beiden Deckeln besteht dabei bevorzugt ein Kontakt, indem sie an die beiden Aussparungen Have recesses, wherein alternately engages the cover of the cage of a linear actuator in a recess of the lid of the cage of the other linear actuator. There is preferably a contact between the two covers, by contacting the two recesses
begrenzenden Kanten aneinander anliegen. bordering edges abut each other.
Jeder Käfig umfasst bevorzugt einen Boden, wobei die beiden Böden besonders bevorzugt Teil eines gemeinsamen einstückigen Bodenelements sind. Das Bodenelement weist zwei Durchbrüche für die beiden Ankeranordnungen, Each cage preferably comprises a floor, wherein the two floors are particularly preferably part of a common one-piece floor element. The bottom element has two openings for the two anchor arrangements,
insbesondere deren Konnektoren auf. Zwischen den beiden Durchbrüchen kann in besonders bevorzugter Weiterbildung der Erfindung der weiter oben erläuterte magnetostriktive Sensor auf das Bodenelement aufgesetzt sein. especially their connectors. In a particularly preferred development of the invention, the magnetostrictive sensor explained above can be placed on the bottom element between the two openings.
In abermals anderer Weiterbildung ist bevorzugt in jedem Käfig ein stirnseitig, axial in die Spulenanordnung hinein ragender, den Hohlraum stirnseitig begrenzender
Einsatz (aus ferromagnetischem Material) aufgenommen. Im Falle der Führung der Ankeranordnung an ihrem dem Stößel gegenüberliegenden Ende (s. o.) kann der Einsatz In yet another development is preferred in each cage a frontally, axially projecting into the coil assembly, the cavity frontally limiting Insert (made of ferromagnetic material) added. In the case of the leadership of the anchor assembly at its end opposite the plunger (see above), the use
gleichzeitig die Funktion einer Führungsbuchse für einen Kern der Ankeranordnung (s. o.) übernehmen. at the same time assume the function of a guide bushing for a core of the armature arrangement (see above).
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand dreier in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Hereinafter, the present invention will be more apparent from three illustrated in the drawings
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt Embodiments explained in more detail. It shows
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht schräg von oben einen Fig. 1 in a perspective view obliquely from above one
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Section through an inventive
Stellvorrichtung nach einem ersten bevorzugten Adjusting device according to a first preferred
Ausführungsbeispiel , Embodiment,
Fig. 2 in perspektivischer Ansicht schräg von unten die Fig. 2 in a perspective view obliquely from below the
Stellvorrichtung nach Fig. 1 bei teilweise entferntem Gehäuse, Adjusting device according to Fig. 1 with partially removed housing,
Fig. 3 in Einzeldarstellung eine der beiden Fig. 3 in an individual representation of the two
Ankeranordnungen der Stellvorrichtung nach den Anchor arrangements of the adjusting device according to
Figuren 1 und 2, FIGS. 1 and 2,
Fig. 4 ein bei der Herstellung der Stellvorrichtung nach den Figuren 1 bis 3 eingesetztes Zwischenprodukt in einer Vorstufe, 4 shows an intermediate used in the production of the adjusting device according to FIGS. 1 to 3 in a preliminary stage,
Fig. 5 das Zwischenprodukt nach Fig. 4 in seiner Fig. 5 shows the intermediate product of Fig. 4 in his
Endstufe, final stage,
Fig. 6 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Fig. 6 is a view corresponding to FIG. 1 a
zweiten, abgewandelten Ausführungsbeispiels, Fig. 7 einen der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines second, modified embodiment, Fig. 7 is a view corresponding to FIG. 1 a
dritten, abermals abgewandelten third, again modified
Ausführungsbeispiels und Embodiment and
Fig. 8 die Ankeranordnung des dritten Fig. 8, the anchor assembly of the third
Ausführungsbeispiels in perspektivischer Ansicht von unten.
Die in den Figuren 1 bis 5 veranschaulichte Embodiment in perspective view from below. The illustrated in Figures 1 to 5
Stellvorrichtung - für deren Funktion auf die DE Actuator - for their function on the DE
102017103090 AI, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird, verwiesen wird - umfasst zwei in einem gemeinsamen Gehäuse 1 untergebrachte elektromagnetische 102017103090 AI, the entire disclosure of which is incorporated by reference into the content of the present application, is referenced - comprises two housed in a common housing 1 electromagnetic
Linearaktuatoren 2. Jeder der Linearaktuatoren 2 umfasst seinerseits eine gehäusefeste, sich um eine Spulenachse X herum erstreckende Spulenanordnung 3, eine längs der Spulenachse X relativ zu der Spulenanordnung 3 bewegbare Ankeranordnung 4 sowie einen von der Ankeranordnung 4 betätigten, gemeinsam mit dieser parallel zur Spulenachse X bewegbaren Stößel 5. Die Ankeranordnung 4 ist dabei zumindest teilweise in einem innerhalb der Linear actuators 2. Each of the linear actuators 2 comprises in turn a housing-fixed coil arrangement 3 extending around a coil axis X, an armature arrangement 4 movable along the coil axis X relative to the coil arrangement 3, and an armature arrangement 4 actuated by the armature arrangement 4 and parallel to the coil axis X movable plunger 5. The armature assembly 4 is at least partially in one within the
Spulenanordnung 3 angeordneten Hohlraum 6 aufgenommen. Sie umfasst einen ringförmigen, axial magnetisierten Permanentmagnet 7, zwei endseitig an dessen Stirnseiten angeordnete ringförmige Flussleitstücke 8 aus Coil arrangement 3 arranged cavity 6 was added. It comprises an annular, axially magnetized permanent magnet 7, two annular flux guides 8 arranged on the end faces on the end faces thereof
ferromagnetischem Material, einen (aus nicht ferromagnetic material, a (not from
ferromagnetischem, metallischem oder nicht-metallischem Material bestehenden) Konnektor 9 und einen Kern 10, mittels dessen die vier vorstehend genannten Teile zu einer festen Einheit verbunden sind. Der Kern 10 ferromagnetic, metallic or non-metallic material) connector 9 and a core 10, by means of which the four aforementioned parts are connected to a solid unit. The core 10
erstreckt sich hierzu durch die zentralen Bohrungen der beiden Flussleitstücke 8 und des Permanentmagnets 7 hindurch in eine Sackbohrung 11 des Konnektors 9 hinein. For this purpose, it extends through the central bores of the two flux conducting pieces 8 and of the permanent magnet 7 into a blind bore 11 of the connector 9.
Das Gehäuse 1 ist dreiteilig ausgestaltet. Es umfasst eine Grundplatte 12, einen auf diese aufgesetzten oberen Gehäuseabschnitt 13 und einen dem oberen Gehäuseabschnitt 13 gegenüberliegend an die Grundplatte 12 angesetzten unteren Gehäuseabschnitt 14. Letzterer ist durch eine Aussparung 15 in der Grundplatte 12 zu dieser zentriert
und lagegesichert. Über zwei in entsprechenden Ringnuten 16, 17 aufgenommene Dichtungsringe 18, 19 erfolgt eine Abdichtung des oberen sowie des unteren Gehäuseabschnitts 13 bzw. 14 gegenüber der Grundplatte 12. Der - bevorzugt aus Metall bestehende - untere Gehäuseabschnitt 14 weist zwei Führungsbohrungen 20 auf, in denen die beiden - ebenfalls bevorzugt aus Metall bestehenden - Stößel 5 gleitend längs ihrer jeweiligen Achse Y verschiebbar geführt sind. Zu den beiden Führungsbohrungen 20 The housing 1 is designed in three parts. It comprises a base plate 12, an upper housing section 13 placed thereon and a lower housing section 14 placed opposite the upper housing section 13 on the base plate 12. The latter is centered by a recess 15 in the base plate 12 and secured. By means of two sealing rings 18, 19 received in corresponding annular grooves 16, 17, the upper and lower housing sections 13 and 14 are sealed off from the base plate 12. The lower housing section 14, preferably made of metal, has two guide bores 20, in which the two - also preferably made of metal - plunger 5 slidably guided along their respective axis Y slidably. To the two guide holes 20
fluchtende Durchbrüche 21 sind in der Grundplatte 12 vorgesehen. Bei beiden Linearaktuatoren 2 besteht jeweils zwischen der Spulenachse X und der - hierzu parallelen - Stößelachse Y ein Versatz a dergestalt, dass die beiden Stößel 5 einen minimalen Abstand zueinander aufweisen. Bei der gezeigten Ausgestaltung ist der Versatz a aligned openings 21 are provided in the base plate 12. In the case of both linear actuators 2, there is an offset a between the coil axis X and the plunger axis Y, which is parallel thereto, in such a way that the two plungers 5 have a minimum distance from one another. In the embodiment shown, the offset a
zwischen der Stößelachse Y und der Spulenachse X jeweils etwas größer als die maximale radiale Erstreckung des Permanentmagnets 7 bezogen auf die Spulenachse X. between the plunger axis Y and the coil axis X each slightly larger than the maximum radial extent of the permanent magnet 7 with respect to the coil axis X.
Zur Betätigung der Stößel 5 durch die jeweils zugeordnete Ankeranordnung 4 in beiden Richtungen greifen der Stößel 5 und die zugeordnete Ankeranordnung 4 im Bereich einer zugfesten Verbindung 22 formschlüssig ineinander. Diese Verbindung 22 ist dabei so ausgeführt, dass eine To actuate the plunger 5 by the respectively associated armature assembly 4 in both directions of the plunger 5 and the associated armature assembly 4 engage in the form of a positive fit in the region of a tensile connection 22. This connection 22 is designed so that a
Drehbarkeit des Stößels 5 um die Stößelachse Y möglich ist. Hierzu weist der Stößelkopf 23 eine sich längs des gesamten Umfangs des Stößels 5 erstreckende Ringnut 24 auf. Und der zugeordnete Konnektor 9 weist an seinem der Magnetgruppe (Permanentmagnet 7 und die beiden Rotatability of the plunger 5 about the plunger axis Y is possible. For this purpose, the plunger head 23 has an annular groove 24 extending along the entire circumference of the plunger 5. And the associated connector 9 has at its the magnetic group (permanent magnet 7 and the two
Flussleitstücke 8) abgewandten Endabschnitt einen Fluxes 8) facing away from an end portion
exzentrisch seitlich vorspringenden Ansatz 25 auf. In diesem ist eine sich seitwärts öffnende Nut 26 mit T- förmigem Querschnitt ausgeführt, wobei der Nut-
Querschnitt an die Geometrie des Stößelkopfes 23 eccentric laterally projecting lug 25 on. In this, a sideways opening groove 26 with a T-shaped cross-section is made, wherein the groove Cross-section of the geometry of the plunger head 23rd
angepasst ist und zu dieser korrespondiert. So greift eine U-förmige Halteklaue 27 des Konnektors 9 über einen Winkelbereich von mehr als 180° formschlüssig in die Ringnut 24 des Stößels 5 ein, was die Übertragung hoher Zugkräfte ermöglicht. Druckkräfte lassen sich von dem Konnektor 9 der Ankeranordnung 4 auf den Stößel 5 sowohl von der Stirnfläche 28 der Nut 26 auf die Stirnfläche 29 des Stößelkopfes 23 als auch von der Stirnfläche 30 des Ansatzes 25 auf die benachbarte Seitenwand der Ringnut 24 des Stößels 5 übertragen. is adapted and corresponds to this. Thus engages a U-shaped retaining claw 27 of the connector 9 over an angular range of more than 180 ° form-fitting manner in the annular groove 24 of the plunger 5, which allows the transmission of high tensile forces. Compressive forces can be transmitted from the connector 9 of the armature assembly 4 to the plunger 5 both from the end face 28 of the groove 26 on the end face 29 of the plunger head 23 and from the end face 30 of the projection 25 on the adjacent side wall of the annular groove 24 of the plunger 5.
Jede der beiden jeweils auf einen Spulenträger 31 Each of the two each on a bobbin 31
gewickelten, mehrgliedrigen Spulenanordnungen 3 ist von einem Käfig 32 aus ferromagnetischem Material umgeben. Jeder der beiden Käfige 32 umfasst einen stirnseitigen Deckel 33, einen Mantelabschnitt 34 und einen Boden 35. In jedem Käfig 32 ist stirnseitig, benachbart zum Deckel 33 und an diesem fixiert, ein axial in die wound, multi-membered coil assemblies 3 is surrounded by a cage 32 made of ferromagnetic material. Each of the two cages 32 comprises a front cover 33, a skirt portion 34 and a bottom 35. In each cage 32 is the end face, adjacent to the cover 33 and fixed thereto, an axially in the
Spulenanordnung 3 hinein ragender, den die Ankeranordnung 4 aufnehmenden Hohlraum 6 stirnseitig begrenzender Coil assembly 3 in projecting, the armature assembly 4 receiving cavity 6 frontally limiting
Einsatz 36 aufgenommen. Der Mantelabschnitt 34 jedes Käfigs 32 besteht aus zwei streifenartigen, mit dem betreffenden Deckel 33 einstückig verbundenen, gegenüber diesem abgewinkelten und in eine konkav gewölbte Form gebrachten Mantelteilen 37. Die beiden Böden 35 sind Teil eines für beide Linearaktuatoren 2 gemeinsamen Insert 36 recorded. The shell portion 34 of each cage 32 consists of two strip-like, integrally connected to the respective cover 33, opposite this angled and brought into a concave shape shell parts 37. The two floors 35 are part of a common for both linear actuators 2
Bodenelements 38. Auf diesem ist mittig, zwischen den beiden Ankeranordnungen 4 ein Hall-Sensor 39 aufgenommen. Floor element 38. On this is centrally, between the two anchor assemblies 4, a Hall sensor 39 was added.
Wie dies in den Figuren 4 und 5 veranschaulicht ist, wird im Rahmen der Herstellung der Stellvorrichtung nach den Figuren 1 bis 3 an eine Anschlussleiter-Gruppe 40 eine
Basisstruktur 41 mit einem daran angeformten Stecker- Gegenstück 42 angespritzt. Der Hall-Sensor 39, für dessen Aufnahme in der Basisstruktur 41 eine entsprechende As illustrated in FIGS. 4 and 5, as part of the production of the adjusting device according to FIGS. 1 to 3, a connection conductor group 40 becomes a Base structure 41 molded with a molded-on mating counterpart 42. The Hall sensor 39, for its inclusion in the base structure 41 a corresponding
Aussparung 43 vorgesehen ist, wird an die bestreffenden Kontakte 44 der Anschlussleiter-Gruppe 40 angeschlossen. Sodann werden die beiden Spulenanordnungen 3 samt den zugeordneten Teilen der Käfige 32 (jeweils Deckel 33 und Mantelabschnitt 34) oben auf der Basisstruktur 41 Recess 43 is provided, is connected to the appropriate contacts 44 of the connecting conductor group 40. Then, the two coil assemblies 3 together with the associated parts of the cages 32 (each cover 33 and shell portion 34) on top of the base structure 41st
platziert. Zur Zentrierung und Lagesicherung der placed. For centering and securing the position of the
Spulenanordnungen 3 greifen vier stirnseitig an den Coil assemblies 3 engage four frontally on the
Spulenträgern 31 vorgesehene Zentriervorsprünge in korrespondierende, in der Basisstruktur 41 vorgesehene Aufnahmen 45 ein. Die Wicklungen der beiden Spool carriers 31 provided centering projections in corresponding, provided in the base structure 41 receptacles 45 a. The windings of the two
Spulenanordnungen 3 werden an die zugeordneten Coil assemblies 3 are assigned to the
Kontaktfahnen 46 der Anschlussleiter-Gruppe 40 Terminal Conductor Group 40 contact lugs 46
angeschlossen . connected.
Gemäß der Veranschaulichung in Fig. 5 durchdringen - im Mittenbereich der Stellvorrichtung - die beiden oben auf die Basisstruktur 41 aufgesetzten Teile der Käfige 32 einander. Hierzu weisen die Deckel 33 der Käfige 32 As shown in FIG. 5, in the center region of the adjusting device, the two parts of the cages 32 placed on top of the base structure 41 penetrate one another. For this purpose, the cover 33 of the cages 32nd
Aussparungen 47 auf, wobei jeweils ein Deckel 33 mit einer seiner Aussparung 47 benachbarten Ecke 48 in die Aussparung 47 des anderen Deckels 33 eingreift. Zwischen den beiden Deckeln 33 besteht dabei ein direkter Kontakt, indem die besagten Ecken 48 aneinander anliegen. Recesses 47, wherein in each case a lid 33 engages with a recess 47 of its adjacent corner 48 in the recess 47 of the other lid 33. There is a direct contact between the two covers 33 by the said corners 48 abut each other.
Vergleichbar hierzu durchdringen die beiden Comparable to penetrate the two
Mantelabschnitte 34 einander, indem jeweils wechselseitig ein Streifen 37 des Mantelabschnitts 34 eines Käfigs 32 randseitig in einen zwischen den beiden zwei Streifen 37 des Mantelabschnitts 34 des anderen Käfigs 32 bestehenden Spalt 49 eingreift. Auch zwischen den Mantelabschnitten 34 der beiden Käfige 32 besteht ein direkter Kontakt,
indem die betreffenden Streifen 37 kantenseitig Sheath sections 34 each other by mutually engaging a strip 37 of the shell portion 34 of a cage 32 at the edge in an existing between the two two strips 37 of the shell portion 34 of the other cage 32 gap 49. Also between the shell portions 34 of the two cages 32 is a direct contact, by the respective strips 37 edge side
aneinander anliegen. Und an der Unterseite der abut each other. And at the bottom of the
Basisstruktur 41 wird - in eine entsprechende Aussparung 50 - das Käfig-Bodenelement 38 eingelegt. Base structure 41 is - inserted into a corresponding recess 50 - the cage bottom member 38.
Das vorstehend beschriebene Zwischenprodukt wird sodann in ein Spitzgießwerkzeug eingelegt, in welchem - aus Thermoset-Material - der obere Gehäuseabschnitt 13 an das Zwischenprodukt angespritzt wird. Die beiden The intermediate product described above is then placed in a Spitzgießwerkzeug, in which - of thermoset material - the upper housing portion 13 is molded onto the intermediate product. The two
Spulenanordnungen 3 mit den darüber gestülpten Teilen der Käfige 32 werden dabei seitlich und oben vollständig in das Thermoset-Material eingebettet. In dem oberen Coil assemblies 3 with the parts of the cages 32 folded over are embedded completely and laterally in the thermoset material. In the upper one
Gehäuseabschnitt 13 werden dabei ferner - durch Housing section 13 are also - by
Verwendung zweier entsprechender, auch in die Use of two corresponding, also in the
Spulenträger 31 hinein ragender Kerne der Spritzgießform - zwei Durchbrüche 51 für die beiden Ankeranordnungen 4 ausgeführt. Im Hinblick auf die seitlichen Ansätze 25 der Konnektoren 9 (s. o.) sowie die mit diesen verbundenen Stößel 5 gehen die beiden Durchbrüche 51 dabei über einen wesentlichen Teil ihrer axialen Erstreckung mittig ineinander über, so dass zwischen ihnen nur ein Steg 52 von vergleichsweise geringer Höhe verbleibt. Zur Spool support 31 in projecting cores of the injection mold - two openings 51 for the two armature assemblies 4 executed. With regard to the lateral projections 25 of the connectors 9 (see above) and the plunger 5 connected thereto, the two apertures 51 merge into one another over a substantial part of their axial extent, so that only one web 52 of comparatively small height remains between them , to
gleitend-verschiebbaren Führung der Ankeranordnungen 4 in dem oberen Gehäuseabschnitt 13 (einschließlich einer Verdrehsicherung der Ankeranordnungen) sind in dem oberen Gehäuseabschnitt 13 im Bereich der beiden Durchbrüche 51 Führungsbereiche 53 mit jeweils zwei sich achsparallel zur Spulenachse X erstreckende Führungsnuten 54 Sliding-sliding guide of the armature assemblies 4 in the upper housing portion 13 (including a rotation of the armature assemblies) are in the upper housing portion 13 in the region of the two openings 51 guide portions 53 each having two axially parallel to the coil axis X extending guide grooves 54th
ausgeführt. In diese greifen zwei seitlich an dem executed. In this grip two laterally on the
jeweiligen Konnektor 9 vorgesehene, wulstartig respective connector 9 provided, bead-like
ausgeführte Führungsvorsprünge 55 dergestalt ein, dass sich die Führungsvorsprünge 55 der Konnektoren 9 an aus Thermoset-Material des oberen Gehäuseabschnitts 13
bestehenden, die Führungsnuten 54 begrenzenden executed guide projections 55 such that the guide projections 55 of the connectors 9 on thermoset material of the upper housing portion 13th existing, the guide grooves 54 limiting
Stützflächen 56 abstützen. Support support surfaces 56.
Das in Fig. 6 gezeigte zweite bevorzugte The second preferred one shown in FIG
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach den Figuren 1 bis 5 im Wesentlichen nur dadurch, dass hier der Kern 10 der Ankeranordnung 4 dem Stößel 5 gegenüberliegend aus der Magnetgruppe herausragt, d. h. durch das dem Stößel 5 abgewandte Flussleitstück 8 hindurch und aus diesem heraustritt. Der entsprechende Überstand 57 des Kerns 10 ist gleitend verschiebbar in einer korrespondierenden Bohrung 58 des Einsatzes 36 geführt. Dieser hat auf diese Weise zusätzlich die Embodiment differs from that of Figures 1 to 5 essentially only in that here the core 10 of the armature assembly 4 the plunger 5 protrudes from the magnet group opposite, d. H. through the plunger 5 facing away from the flux guide 8 and out of this. The corresponding projection 57 of the core 10 is slidably guided in a corresponding bore 58 of the insert 36. This has in addition to the
Funktion einer Führungsbuchse 59. Function of a guide bush 59.
Das in den Figuren 7 und 8 veranschaulichte dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen nach den Figuren 1 bis 5 im Wesentlichen durch zwei erhebliche Abwandlungen. Zum einen bilden hier der Konnektor 9 und der Kern 10 der Ankeranordnungen 4 jeweils ein einstückiges Bauteil. Hierzu ist eine aus Thermoset-Material bestehende Konnektor-Kern-Einheit 60 an die Magnetgruppe angespritzt. Im Interesse einer besonders hohen Festigkeit sind dabei die Durchbrüche der beiden Flussleitstücke 8 gestuft hinterschnitten The third preferred embodiment illustrated in Figures 7 and 8 differs from that of Figures 1 to 5 essentially by two significant modifications. On the one hand, here the connector 9 and the core 10 of the armature assemblies 4 each form a one-piece component. For this purpose, a connector core unit 60 consisting of thermoset material is molded onto the magnet group. In the interest of a particularly high strength, the openings of the two flux guides 8 are stepped undercut
gestaltet . designed .
Und ferner erstrecken sich die stirnseitig an den And further, the front side of the extend
Konnektoren 9 der Ankeranordnungen 4 ausgeführten Nuten 26 jeweils durchgängig über die gesamte Konnektor- Stirnseite. Dies lässt zu, dass mit dem ersten Connectors 9 of the armature assemblies 4 executed grooves 26 each consistently over the entire connector end face. This allows for that with the first
Gehäuseabschnitt 13 (samt den darin eingebetteten Housing section 13 (including the embedded therein
Spulenanordnungen 3) und nur einem Typ von
Ankeranordnungen 4 - je nach der spezifischen Anwendung - unterschiedliche zweite Gehäuseabschnitte 14 (und Coil arrangements 3) and only one type of Anchor assemblies 4 - depending on the specific application - different second housing sections 14 (and
Grundplatten 12) kombiniert werden, die sich durch verschiedene Abstände der Stößelachsen Y zueinander unterscheiden. So bilden die Konnektoren 9 gewissermaßen "Universal-Konnektoren" , wodurch sich die Notwendigkeit unterschiedlicher, spezifisch an den jeweiligen Versatz a von Spulenachse X und Stößelachse Y zueinander Base plates 12) are combined, which differ by different distances of the plunger axes Y to each other. Thus, the connectors 9 to a certain extent form "universal connectors", whereby the need for different, specific to the respective offset a of the coil axis X and plunger axis Y to each other
angepasster Ankeranordnungen 4 vermeiden lässt.
adapted anchor assemblies 4 can be avoided.