WO2014019736A1 - Magnet actuator of a sliding cam system - Google Patents

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WO2014019736A1
WO2014019736A1 PCT/EP2013/061031 EP2013061031W WO2014019736A1 WO 2014019736 A1 WO2014019736 A1 WO 2014019736A1 EP 2013061031 W EP2013061031 W EP 2013061031W WO 2014019736 A1 WO2014019736 A1 WO 2014019736A1
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WO
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armature
pole
magnetic actuator
spring
plunger
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/061031
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German (de)
French (fr)
Inventor
David Vopel
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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.)
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Publication date
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    • 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
    • F01L13/0042—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 being profiled in axial and radial direction
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a magnetic actuator of a sliding cam system which is designed as translationally acting, electrically actuable Stellaktor with an armature which is connected to a plunger, wherein the plunger can be brought in an extension of him in operative relationship with a backdrop on a camshaft to a To cause camshaft adjustment, and with a pole member and with a Jochbauteil, both of which are in engagement with the armature, with an in-housing coil through which current is conductible to influence a magnetic force of a permanent magnet also contained, the plunger in a off-screen, retracted, ie first position and immovable with respect to the spool and / or housing, as well as with a spring which provides a force to move the ram into an extended, hooked-into-gate, i.
  • the anchor is the movable actuator and could also be referred to as a runner. It is between the pole member and the Jochbauteil back and forth.
  • the anchor usually runs in Jochbauteil, which can also be referred to as a yoke, wherein the end stop is formed by the housing of the plunger.
  • the magnetic actuator could also be referred to as Magnetaktuator.
  • Valve drives with cam switches for gas exchange valves of a four-stroke internal combustion engine are already known from the prior art.
  • DE 10 2004 008 670 A1 discloses a valve drive with cam Circuit having the following features or components: A splined shaft with external axial teeth and a cam piece per cylinder with internal teeth, through which the cam piece is axially displaceable and rotationally fixed to the part shaft;
  • the cam piece has two adjacent cams with the same base circle diameter and uneven stroke per gas exchange valve; at both ends of the cam piece cylindrical end pieces are provided, in each of whose circumference a mirror-symmetrical sliding groove is radially incorporated; in each displacement groove is a radially retractable, housing-fixed actuator pin, wherein the cam piece is axially back and forth pushed by the interaction of actuator pins and sliding grooves with the engine running, the sliding grooves have an acceleration edge with an impact ramp whose constant, low slope a correspondingly constant , low axial initial speeds of the cam piece and a small impact force of the actuator pin
  • Sliding cam actuators for example electromagnetic actuators from DE 10 2009 015 833 A1 are also known.
  • a device disclosed for use as a cam phaser for piston engines, with an at least partially the shape of a circular cylindrical pot having housing, in particular made of soft magnetic metal, fixed to the bottom of a pot in the housing permanent magnet means, with a current coil means and with a plunger-like, in Housing axially between retracted first and extended second switching position movable actuator with a hollow body thereon to hold the actuator by attracting magnetic force effect of the permanent magnet device against acting between the actuator and a housing-side point of application spring force of a spring assembly in the first switching position, from which the actuator at energized coil means and thereby effected degradation of the magnetic force action under the influence of the spring force moves to the second switching position, wherein the spring arrangement a Entkoppeleinr Having means, by means of which in the second switching position, the action of the spring force on the housing-side point of attack can be prevented.
  • a solution that makes better use of space and uses fewer components is provided. It is created by a bistable actuator concept with magnetic force holder in a first end position and a spring force holder in a second end position. The transfer from the first position to the second position is effected by a compensation force which is applied electromagnetically. This compensation force counteracts the permanent magnetic force effect. A movement opposite to the extension of the plunger can be effected by an external force.
  • the compensation of production-related scattering takes place via an adjustment process, which becomes possible in the first place through the conception according to the invention.
  • the bias of the spring can be varied, thereby defining the triggering threshold of the system.
  • the pole component is at least partially located radially inside the armature when the tappet is in the first position. It is expedient if the working gap extending in the axial direction, is formed in the manner of a ring. The assembly of the items is thus much easier.
  • the pole component is designed as a pole disk, preferably as a stepped solid disk.
  • the pole disk is at least partially radially located within the armature.
  • An advantageous embodiment is also characterized in that a sealing sleeve seals the pole member and the armature to the outside, preferably using a lid and a stop member.
  • a sealing sleeve may be formed so as to separate the inner area from the outer area and seal the system.
  • stop member is formed as a radially arranged within a housing stage cylinder, between which the sealing sleeve is located.
  • stop member is positively, positively and / or materially connected to the front and / or inside of the sealing sleeve.
  • a particularly precise functioning has been found when a preferably ring-like anti-stick disc is present in the working gap.
  • an anti-adhesive disc of non-magnetic material such as plastic
  • the anti-stick disc covers one end of the anchor.
  • a magnetic circuit is constructed which comprises the components armature, yoke component, housing, cover, permanent magnet and pole disk, that is, the magnetic circuit and the associated magnetic flux pass through these components.
  • a spring plate is located in the armature, which is arranged between the plunger and / or the armature and the spring. Then, the Vorstelltension the spring can be set and determined on the position of the spring plate. About a hollow pin, an adjustment tool for moving the spring plate can be performed. It is useful if the spring plate has a U-shaped cross section in the manner of a sleeve with a closed bottom and / or the spring plate is non-positively connected to the armature. It is also advantageous if the spring plate has a larger outer diameter than the inner diameter of the armature.
  • both a small dispersion of the triggering threshold and thus the switching time can be compensated, as well as the committee be reduced.
  • the scattering of permanent magnet and spring can be compensated for and the adjustment process can be profitably optimized.
  • a stop is present in the housing, so that the armature is held in the extended position non-positively by the spring. It is advantageous if the sealing sleeve receives the spring in the armature and is displaceable, wherein more preferably a hollow pin for supplying a tool is present.
  • FIG. 1 is a partial sectional view through a magnetic actuator according to the invention for a sliding cam system in a first position
  • FIG. 2 shows the magnetic actuator for a sliding cam system from FIG. 1 in a second position in a manner of representation corresponding to FIG. 1, and FIG.
  • Fig. 3 shows the magnetic actuator of Figs. 1 and 2 in the first position, as shown in Fig. 1.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a magnetic actuator 1 according to the invention of a sliding cam system.
  • the magnetic actuator 1 is designed as a translatory acting electromagnetically actuable Stellaktor.
  • the magnetic actuator 1 acts on a system similar to the sliding cam system of DE 10 2004 008 670 A1.
  • the features disclosed in DE 10 2004 008 670 A1 in this regard should be considered integrated here.
  • the magnetic actuator 1 also has an armature 2, which could also be referred to as an armature component.
  • the armature 2 is connected to a plunger 3, preferably via a frictional connection and / or a material connection.
  • the plunger 3 can be spent in an outward movement in operative relationship with a non-illustrated backdrop of a camshaft, not shown.
  • the magnetic actuator 1 also has a pole component 4 and a yoke component 5.
  • the pole component 4 could also be referred to as a pole and the yoke component 5 as a yoke.
  • the pole member 4 is designed here as a hole-free pole disc, just as the yoke member 5 is formed as a ring-like yoke disc.
  • the armature 2 is located radially inside the yoke member 5 and axially spaced from the pole member 4. In the region of this spacing, a working gap 6 is formed, in which an annular anti-stick disc 7 is located.
  • a permanent magnet 8 is present, which is located axially on the armature 2 opposite side of the pole plate 4 and is fixed to the housing.
  • At least one electrically actuated coil 9 in a housing 1 1 is present, which acts in the manner of an electromagnet, when current passes through. The then caused electromagnetic force, counteracts the magnetic force of the permanent magnet 8, so that the force caused by a spring 10 force the plunger 3 in a second position, as shown in Fig. 2, can be spent.
  • the coil 9 and in particular the yoke component 5, the armature 2, the spring 10, the pole member 4 and the permanent magnet 8 are located within the housing 1 1.
  • the housing 1 1 of the magnetic actuator 1 may in turn also have a lid, which then becomes part of the magnetic circuit when the plunger 3 is located in the first position.
  • the spring 7 is in contact with the pole member 4 and in at least indirect contact with the plunger 3 on the one hand and the armature 2 on the other hand.
  • the frictional connection in this case runs through a spring teller 12 which, in the manner of a pot or a sleeve, is designed with a U-shaped cross section when viewed in longitudinal section. It may be that the coil 9 is surrounded by an insulating member 13.
  • the frictional connection, caused by the permanent magnet 8, so the magnetic circuit more precisely, is symbolized by the arrow 14.
  • the magnetic holding force is greater than the spring force of the spring 10. If the magnetic holding force, ie the magnetic force of the permanent magnet 8 is weakened, the spring force is higher and leads to a triggering, ie extension of the plunger 3 in a second position , as shown in Fig. 2. In This position only affects the spring position fixing on the plunger 3 a.
  • a sealing sleeve 15 surrounds both the pole member 4, as well as the armature 2 radially, wherein a lid 16, as clearly visible in Fig. 3, is welded to the sealing sleeve 15.
  • FIG. 3 An especially well in Fig. 3 to be recognized stop member 17, forms a stop for the armature 2.
  • the stop is provided with the reference numeral 18.
  • the plunger 3 is located in its second position, that is, the extended position, and the armature 2 by more axially than the width of the working gap 6 of the pole member 4. In this position, the plunger 3 is held due to the spring force of the spring 10. No magnetic force is needed for this.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a magnet actuator (1) of a sliding cam system which is in the form of a translatory, electrically operable actuator, comprising an armature (2) which is connected to a tappet (3), wherein the tappet (3) can be operatively connected to a slotted guide on a camshaft when said tappet is extended in order to adjust the camshaft, and comprising a pole component (4) and comprising a yoke component (5), which components are both operatively connected to the armature (2), comprising a coil (9) which is located in a housing (11) and through which current can be conducted in order to influence a magnetic force of a permanent magnet (8) which is likewise contained and which holds the tappet (3) in a retracted position which is remote from the slotted guide, that is to say a first position, and cannot move in relation to the coil (9) and/or the housing (11), and also comprising a spring (10) which provides a force in order to move the tappet (3) to an extended position in which it enters the slotted guide, that is to say a second position, wherein the spring (10) is operatively connected both to the pole component (4) and to the armature (2) in a force-transmitting manner in both positions of the tappet (3).

Description

Bezeichnung der Erfindung Magnetaktor eines Schiebenockensystems  Description of the Invention Magnetic actuator of a sliding cam system
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft einen Magnetaktor eines Schiebenockensystems der als translatorisch wirkender, elektrisch betätigbarer Stellaktor ausgebildet ist, mit einem Anker, der mit einem Stößel verbunden ist, wobei der Stößel bei einem Ausfahren von ihm in Wirkbeziehung mit einer Kulisse auf einer Nockenwelle bringbar ist, um eine Nockenwellenverstellung hervorzurufen, und mit einem Polbauteil und mit einem Jochbauteil, die beide in Wirkbeziehung mit dem Anker stehen, mit einer in einem Gehäuse befindlichen Spule, durch die Strom leitbar ist, um eine Magnetkraft eines ebenfalls enthaltenen Permanentmagneten zu beeinflussen, der den Stößel in einer kulissenfernen, eingefahrenen, d.h. ersten Stellung hält und in Bezug auf die Spule und/oder das Gehäuse unbeweglich ist, sowie mit einer Feder, die eine Kraft zur Verfügung stellt, um den Stößel in eine ausgefahrene, in die Kulisse eingedrungene, d.h. zweite Stellung zu verbringen. Der Anker ist das bewegliche Stellglied und könnte auch als Läufer bezeichnet werden. Er ist zwischen dem Polbauteil und dem Jochbauteil hin- und herbewegbar. Der Anker läuft meist im Jochbauteil, das auch als Joch bezeichnet werden kann, wobei der Endanschlag durch das Gehäuse des Stößels gebildet wird. Der Magnetaktor könnte auch als Magnetaktuator bezeichnet werden. The invention relates to a magnetic actuator of a sliding cam system which is designed as translationally acting, electrically actuable Stellaktor with an armature which is connected to a plunger, wherein the plunger can be brought in an extension of him in operative relationship with a backdrop on a camshaft to a To cause camshaft adjustment, and with a pole member and with a Jochbauteil, both of which are in engagement with the armature, with an in-housing coil through which current is conductible to influence a magnetic force of a permanent magnet also contained, the plunger in a off-screen, retracted, ie first position and immovable with respect to the spool and / or housing, as well as with a spring which provides a force to move the ram into an extended, hooked-into-gate, i. to spend second position. The anchor is the movable actuator and could also be referred to as a runner. It is between the pole member and the Jochbauteil back and forth. The anchor usually runs in Jochbauteil, which can also be referred to as a yoke, wherein the end stop is formed by the housing of the plunger. The magnetic actuator could also be referred to as Magnetaktuator.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Ventiltriebe mit Nockenumschaltungen für Gaswechselventile einer Viertaktverbrennungskraftmaschine bekannt. So offenbart bspw. die DE 10 2004 008 670 A1 einen Ventiltrieb mit Nockenum- Schaltung mit folgenden Merkmalen bzw. Bauteilen: Eine Keilwelle mit axialer Außenverzahnung und ein Nockenstück pro Zylinder mit Innenverzahnung, durch die das Nockenstück axial verschiebbar und mit der Teilwelle verdrehfest verbunden ist; das Nockenstück weist pro Gaswechselventil zwei nebeneinan- der liegende Nocken mit gleichem Grundkreisdurchmesser und ungleichem Hub auf; an beiden Enden des Nockenstücks sind zylindrische Endstücke vorgesehen, in deren Umfang je eine spiegelsymmetrisch ausgebildete Verschiebenut radial eingearbeitet ist; in jede Verschiebenut ist ein radial einfahrbarer, gehäusefester Aktuatorstift, wobei durch Zusammenwirken von Aktuatorstiften und Verschiebenuten das Nockenstück bei laufendem Motor axial hin- und her- schiebbar ist, wobei die Verschiebenuten eine Beschleunigungsflanke mit einer Auftrefframpe aufweisen, deren konstante, geringe Steigung eine entsprechend konstante, niedrige axiale Anfangsgeschwindigkeiten des Nockenstücks und eine geringe Auftreffkraft der Aktuatorstifte verursacht. Ein entsprechendes Wirkprinzip wird als gattungsbildend betrachtet. Valve drives with cam switches for gas exchange valves of a four-stroke internal combustion engine are already known from the prior art. For example, DE 10 2004 008 670 A1 discloses a valve drive with cam Circuit having the following features or components: A splined shaft with external axial teeth and a cam piece per cylinder with internal teeth, through which the cam piece is axially displaceable and rotationally fixed to the part shaft; The cam piece has two adjacent cams with the same base circle diameter and uneven stroke per gas exchange valve; at both ends of the cam piece cylindrical end pieces are provided, in each of whose circumference a mirror-symmetrical sliding groove is radially incorporated; in each displacement groove is a radially retractable, housing-fixed actuator pin, wherein the cam piece is axially back and forth pushed by the interaction of actuator pins and sliding grooves with the engine running, the sliding grooves have an acceleration edge with an impact ramp whose constant, low slope a correspondingly constant , low axial initial speeds of the cam piece and a small impact force of the actuator pins caused. A corresponding mode of action is considered to be generic.
Auch sind bereits Schiebenockenaktoren, bspw. elektromagnetische Stellvorrichtungen aus der DE 10 2009 015 833 A1 bekannt. Dort wird eine solche Vorrichtung, für den Einsatz als Nockenversteller für Kolbenmotoren offenbart, mit einem zumindest teilweise die Form eines kreiszylindrischen Topfes aufweisenden Gehäuses, insbesondere aus weichmagnetischem Metall, mit einer am Topfboden im Gehäuse festgelegten Permanentmagneteinrichtung, mit einer Stromspuleneinrichtung und mit einem stößelartigen, im Gehäuse axial zwischen eingefahrener erster und ausgefahrener zweiter Schaltposition be- wegbarem Stellglied mit einem daran befindlichen Hohlkörper, um das Stellglied durch anziehende Magnetkraftwirkung der Permanentmagneteinrichtung gegen die zwischen dem Stellglied und einer gehäuseseitigen Angriffsstelle wirkende Federkraft einer Federanordnung in der ersten Schaltposition zu halten, aus der sich das Stellglied bei bestromter Spuleneinrichtung und dadurch bewirktem Abbau der Magnetkraftwirkung unter Einfluss der Federkraft in die zweite Schaltposition bewegt, wobei die Federanordnung eine Entkoppeleinrichtung aufweist, mittels derer in der zweiten Schaltposition die Einwirkung der Federkraft auf die gehäuseseitige Angriffsstelle unterbindbar ist. Ähnliche Aktuatoren sind auch aus den Druckschriften DE 10 2009 049 009 A1 und DE 10 2009 043 722 A1 bekannt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen haben häufig den Nachteil, dass der Bauraum für die Feder durch die Verschachtelung von Anker und Joch stark eingeschränkt wird. Auch werden häufig zu viele Bauteile verwendet. Ferner ist die Führung des Ankers im Joch aus Gründen der Robustheit und Schaltzeitanforderung nicht als optimal zu bezeichnen. Hier gibt es Ver- besserungspotenzial. Eine„End-of-line"-Anpassung oder Einstellung des Systems ist meistens nicht möglich, so dass sich Chargen- oder fertigungsbedingte Streuungen, z.B. hervorgerufen durch Fertigungsabweichungen an den Federn oder den Permanentmagneten, direkt auf die Eigenschaften des Aktors auswirken. Sliding cam actuators, for example electromagnetic actuators from DE 10 2009 015 833 A1 are also known. There is such a device, disclosed for use as a cam phaser for piston engines, with an at least partially the shape of a circular cylindrical pot having housing, in particular made of soft magnetic metal, fixed to the bottom of a pot in the housing permanent magnet means, with a current coil means and with a plunger-like, in Housing axially between retracted first and extended second switching position movable actuator with a hollow body thereon to hold the actuator by attracting magnetic force effect of the permanent magnet device against acting between the actuator and a housing-side point of application spring force of a spring assembly in the first switching position, from which the actuator at energized coil means and thereby effected degradation of the magnetic force action under the influence of the spring force moves to the second switching position, wherein the spring arrangement a Entkoppeleinr Having means, by means of which in the second switching position, the action of the spring force on the housing-side point of attack can be prevented. Similar actuators are also known from the publications DE 10 2009 049 009 A1 and DE 10 2009 043 722 A1. The solutions known from the prior art often have the disadvantage that the space for the spring is severely limited by the nesting of the armature and yoke. Also, too many components are often used. Furthermore, the leadership of the armature in the yoke for reasons of robustness and switching time requirement can not be described as optimal. There is room for improvement here. An "end-of-line" adjustment or adjustment of the system is usually not possible, so that batch or production-related variations, eg caused by manufacturing deviations on the springs or the permanent magnet, directly affect the properties of the actuator.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und einen verbesserten Aktor mit eingängigem Funktionsprinzip zur Verfügung zu stellen, das jedoch in puncto Bauraumnutzung, Robustheit und Schaltzeitanforderungen sowie Einstellbarkeit verbessert ist. It is the object of the present invention to avoid these disadvantages and to provide an improved actuator with a catchy operating principle which, however, is improved in terms of space utilization, robustness and switching time requirements and adjustability.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Feder in beiden Stellungen des Stößels, also den End- / Extremstellungen, d.h. der ersten und zweiten Stellungen, sowohl mit dem Polbauteil, als auch dem Anker und / oder einer Stößelbaugruppe in kraftübertragender Wirkbeziehung steht. This object is achieved in that the spring in both positions of the plunger, so the end / extreme positions, i. the first and second positions, both with the pole member, and the armature and / or a plunger assembly is in force-transmitting relationship.
Dadurch wird ein neues, eindeutig abgegrenztes Konzept zur Verfügung gestellt, bei dem eine Hülse zur Entkoppelung der Feder in einer ausgefahrenen Endlage nicht zwingend notwendig ist. Eine Lösung, die den Bauraum besser nutzt und weniger Bauteile verwendet, wird dadurch zur Verfügung gestellt. Es wird dadurch ein bistabiles Aktorkonzept mit Magnetkrafthalterung in einer ersten Endlage und eine Federkrafthalterung in einer zweiten Endlage geschaffen. Die Überführung von der ersten Stellung in die zweite Stellung erfolgt durch eine Kompensationskraft, die elektromagnetisch aufgebracht wird. Diese Kompensationskraft wirkt der permanentmagnetischen Kraftwirkung entgegen. Eine dem Ausfahren des Stößels entgegengesetzte Bewegung kann durch eine äu- ßere Kraft erfolgen. As a result, a new, clearly delineated concept is made available in which a sleeve for decoupling the spring in an extended end position is not absolutely necessary. A solution that makes better use of space and uses fewer components is provided. It is created by a bistable actuator concept with magnetic force holder in a first end position and a spring force holder in a second end position. The transfer from the first position to the second position is effected by a compensation force which is applied electromagnetically. This compensation force counteracts the permanent magnetic force effect. A movement opposite to the extension of the plunger can be effected by an external force.
Der Ausgleich fertigungsbedingter Streuungen erfolgt über einen Einstellpro- zess, der durch die erfindungsgemäße Konzeption überhaupt erst möglich wird. Bei diesem Einstellprozess kann die Vorspannung der Feder variiert werden, wodurch die Auslöseschwelle des Systems definiert wird. The compensation of production-related scattering takes place via an adjustment process, which becomes possible in the first place through the conception according to the invention. In this adjustment process, the bias of the spring can be varied, thereby defining the triggering threshold of the system.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So ist es von Vorteil, wenn der hülsenartig ausgebildete Anker zwischen dem Polbauteil und dem Jochbauteil befindlich ist, da dann der Anker zwischen dem Polbauteil und dem Jochbauteil bei einfacher Anordnung der Einzelkomponenten hin und her bewegbar ist. An der Stelle sei auch erwähnt, dass es von Vorteil ist, wenn ein Arbeitsspalt zwischen dem Anker und dem Polbauteil auf der Seite des Permanentmagneten des Ankers befindlich ist. Dadurch wird es möglich, alle oder nahezu alle beweglichen Teile in einem inneren Bereich anzuordnen. Die ortsfesten Teile können an einem äußeren Bereich belassen werden. Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below. Thus, it is advantageous if the sleeve-like anchor between the pole member and the Jochbauteil is located, since then the armature between the pole member and the yoke member is movable with a simple arrangement of the individual components back and forth. It should also be mentioned at the point that it is advantageous if a working gap between the armature and the pole component is located on the side of the permanent magnet of the armature. This makes it possible to arrange all or almost all moving parts in an inner area. The stationary parts can be left on an outer area.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Polbauteil zumindest dann teilweise radial innerhalb des Ankers befindlich ist, wenn der Stößel in der ersten Stellung befindlich ist. Zweckmäßig ist es, wenn der Arbeitsspalt in Axialrichtung verlaufend, nach Art eines Ringes ausgebildet ist. Die Montage der Einzelteile wird dadurch wesentlich einfacher. Für einen besonders kompakten Aufbau ist es von Vorteil, wenn das Polbauteil als Polscheibe, vorzugsweise als gestufte Vollscheibe ausgebildet ist. It is also advantageous if the pole component is at least partially located radially inside the armature when the tappet is in the first position. It is expedient if the working gap extending in the axial direction, is formed in the manner of a ring. The assembly of the items is thus much easier. For a particularly compact construction, it is advantageous if the pole component is designed as a pole disk, preferably as a stepped solid disk.
Für die Positionierung der Feder ist es u.a. von Vorteil, wenn die Polscheibe zumindest teilweise radial innerhalb des Ankers befindlich ist. For the positioning of the spring it is u.a. advantageous if the pole disk is at least partially radially located within the armature.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichthülse das Polbauteil und den Anker nach außen abdichtet, vorzugsweise unter Nutzung eines Deckels und eines Anschlagbauteils. Eine solche Dichthülse kann so ausgebildet sein, dass sie den inneren Bereich vom äußeren Bereich trennt und das System dichtet. An advantageous embodiment is also characterized in that a sealing sleeve seals the pole member and the armature to the outside, preferably using a lid and a stop member. Such a sealing sleeve may be formed so as to separate the inner area from the outer area and seal the system.
In Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Deckel zwischen der Polscheibe und dem Permanent- magneten, eine Stirnseite der Dichthülse verschließend auf / an ihr form-, kraft- und/oder stoffschlüssig angebracht ist. In a further development of this embodiment, it has been found to be advantageous if the cover between the pole disk and the permanent magnet, a front side of the sealing sleeve sealingly on / on its form, force and / or materially attached.
Dabei ist es auch von Vorteil, wenn das Anschlagbauteil als ein radial innerhalb eines Gehäuses angeordneter Stufenzylinder ausgeformt ist, zwischen denen die Dichthülse befindlich ist. It is also advantageous if the stop member is formed as a radially arranged within a housing stage cylinder, between which the sealing sleeve is located.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Anschlagbauteil form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Stirn- und/oder Innenseite der Dichthülse verbunden ist. Als ein besonders präzises Funktionieren hat sich herausgestellt, wenn eine vorzugsweise ringartige Antiklebscheibe im Arbeitsspalt vorhanden ist. It is also advantageous if the stop member is positively, positively and / or materially connected to the front and / or inside of the sealing sleeve. As a particularly precise functioning has been found when a preferably ring-like anti-stick disc is present in the working gap.
Dabei sei auch herausgestellt, dass es von Vorteil ist, wenn eine Antiklebscheibe aus unmagnetischem Werkstoff, wie Kunststoff, ausgeformt ist und vorzugsweise eine durchgehende , d.h. ununterbrochene ringförmige Geometrie aufweist. Es ist aber alternativ auch von Vorteil Unterbrechungen einzufügen, um hydraulisches Kleben im Betrieb zu vermeiden. Auch ist es von Vorteil, wenn die Antiklebscheibe eine Stirnseite des Ankers bedeckt. It should also be emphasized that it is advantageous if an anti-adhesive disc of non-magnetic material, such as plastic, is formed and preferably has a continuous, ie continuous annular geometry. However, it is also advantageous to insert interruptions in order to avoid hydraulic sticking during operation. It is also advantageous if the anti-stick disc covers one end of the anchor.
Zweckmäßig ist es ferner, wenn in der ersten Stellung des Stößels ein Magnet- kreis aufgebaut ist, der die Bauteile Anker, Jochbauteil, Gehäuse, Deckel, Permanentmagnet und Polscheibe umfasst, also der Magnetkreis und der damit einhergehende Magnetfluss durch diese Bauteile verläuft. It is also expedient if, in the first position of the plunger, a magnetic circuit is constructed which comprises the components armature, yoke component, housing, cover, permanent magnet and pole disk, that is, the magnetic circuit and the associated magnetic flux pass through these components.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn im Anker ein Federteller befindlich ist, der zwi- sehen dem Stößel und/oder dem Anker und der Feder angeordnet ist. Dann kann über die Position des Federtellers die Vorstellspannung der Feder festgelegt und bestimmt werden. Über einen hohlen Stift kann ein Einstellwerkzeug zum Verschieben des Federtellers geführt werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn der Federteller einen U-artigen Querschnitt nach Art einer Hülse mit geschlossenem Boden aufweist und/oder der Federteller kraftschlüssig mit dem Anker verbunden ist. Dabei ist es auch von Vorteil, wenn der Federteller einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Ankers aufweist. It is also advantageous if a spring plate is located in the armature, which is arranged between the plunger and / or the armature and the spring. Then, the Vorstellspannung the spring can be set and determined on the position of the spring plate. About a hollow pin, an adjustment tool for moving the spring plate can be performed. It is useful if the spring plate has a U-shaped cross section in the manner of a sleeve with a closed bottom and / or the spring plate is non-positively connected to the armature. It is also advantageous if the spring plate has a larger outer diameter than the inner diameter of the armature.
Durch eine entsprechende Wahl der Einstellgrenzen und Auslegung des Prozesses kann sowohl eine geringe Streuung der Auslöseschwelle und damit der Schaltzeit ausgeglichen werden, als auch der Ausschuss gemindert werden. Dadurch kann die Streuung von Permanentmagnet und Feder kompensiert werden und der Einstellprozess gewinnbringend optimiert werden. By an appropriate choice of the setting limits and design of the process, both a small dispersion of the triggering threshold and thus the switching time can be compensated, as well as the committee be reduced. As a result, the scattering of permanent magnet and spring can be compensated for and the adjustment process can be profitably optimized.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Anschlag im Gehäuse vorhanden ist, so dass der Anker in ausgefahrener Position kraftschlüssig durch die Feder gehalten wird. Es ist von Vorteil, wenn die Dichthülse die Feder im Anker aufnimmt und verschiebbar ist, wobei weiter vorzugsweise ein hohler Pin zur Zuführung eines Werkzeugs vorhanden ist. Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: It is advantageous if a stop is present in the housing, so that the armature is held in the extended position non-positively by the spring. It is advantageous if the sealing sleeve receives the spring in the armature and is displaceable, wherein more preferably a hollow pin for supplying a tool is present. The invention will be explained in more detail below with the aid of an embodiment with reference to a drawing. Show it:
Fig. 1 eine Teilschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Magnetaktor für ein Schiebenockensystem in einer ersten Stellung, 1 is a partial sectional view through a magnetic actuator according to the invention for a sliding cam system in a first position,
Fig. 2 den Magnetaktor für ein Schiebenockensystem aus Fig. 1 in einer zweiten Stellung in einer zur Figur 1 korrespondierenden Darstellungsart, und FIG. 2 shows the magnetic actuator for a sliding cam system from FIG. 1 in a second position in a manner of representation corresponding to FIG. 1, and FIG
Fig. 3 den Magnetaktor der Fig. 1 und 2 in der ersten Stellung, wie sie auch in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 3 shows the magnetic actuator of Figs. 1 and 2 in the first position, as shown in Fig. 1.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständ- nis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen. The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are given the same reference numerals.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetaktors 1 eines Schiebenockensystems dargestellt. Der Magnetaktor 1 ist als translatorisch wirkender elektromagnetisch betätigbarer Stellaktor ausgebildet. Der Magnetaktor 1 wirkt auf ein dem Schiebenockensystem der DE 10 2004 008 670 A1 ähnliches System. Es sollen die in der DE 10 2004 008 670 A1 diesbezüglich offenbarten Merkmale als hier integriert gelten. Der Magnetaktor 1 weist auch einen Anker 2 auf, welcher auch als Ankerbauteil bezeichnet werden könnte. Der Anker 2 ist mit einem Stößel 3 verbunden, vorzugsweise über einen Kraftschluss und/oder einen Stoffschluss. Der Stößel 3 kann bei einer Ausfahrbewegung in Wirkbeziehung mit einer nicht dargestellten Kulisse einer nicht dargestellten Nockenwelle verbracht werden. Die Zwangsführung der Kulisse durch den eingedrungen Stößel ruft eine Nockenwellenverstellung hervor. Der Magnetaktor 1 weist auch ein Polbauteil 4 und ein Jochbauteil 5 auf. Das Polbauteil 4 könnte auch als Pol bezeichnet werden und das Jochbauteil 5 als Joch. Das Polbauteil 4 ist hier als lochfreie Polscheibe ausgeführt, genauso wie das Jochbauteil 5 als ringartige Jochscheibe ausgebildet ist. Der Anker 2 ist radial innerhalb des Jochbauteils 5 befindlich und axial beabstandet zu dem Polbauteil 4. Im Bereich dieser Beabstandung ist ein Arbeitsspalt 6 ausgebildet, in dem eine ringförmige Antiklebscheibe 7 befindlich ist. Es ist ferner ein Permanentmagnet 8 vorhanden, der axial auf der dem Anker 2 gegenüberliegenden Seite der Polscheibe 4 befindlich ist und gehäusefest positioniert ist. FIG. 1 shows a first embodiment of a magnetic actuator 1 according to the invention of a sliding cam system. The magnetic actuator 1 is designed as a translatory acting electromagnetically actuable Stellaktor. The magnetic actuator 1 acts on a system similar to the sliding cam system of DE 10 2004 008 670 A1. The features disclosed in DE 10 2004 008 670 A1 in this regard should be considered integrated here. The magnetic actuator 1 also has an armature 2, which could also be referred to as an armature component. The armature 2 is connected to a plunger 3, preferably via a frictional connection and / or a material connection. The plunger 3 can be spent in an outward movement in operative relationship with a non-illustrated backdrop of a camshaft, not shown. The positive guidance of the scenery by the penetrated plunger causes a camshaft adjustment. The magnetic actuator 1 also has a pole component 4 and a yoke component 5. The pole component 4 could also be referred to as a pole and the yoke component 5 as a yoke. The pole member 4 is designed here as a hole-free pole disc, just as the yoke member 5 is formed as a ring-like yoke disc. The armature 2 is located radially inside the yoke member 5 and axially spaced from the pole member 4. In the region of this spacing, a working gap 6 is formed, in which an annular anti-stick disc 7 is located. There is also a permanent magnet 8 is present, which is located axially on the armature 2 opposite side of the pole plate 4 and is fixed to the housing.
Zusätzlich ist zumindest eine elektrisch betätigbare Spule 9 in einem Gehäuse 1 1 vorhanden, die nach Art eines Elektromagneten, bei Stromdurchleitung wirkt. Die dann hervorgerufene elektromagnetische Kraft, wirkt der Magnetkraft des Permanentmagneten 8 entgegen, so dass die von einer Feder 10 hervor- gerufene Kraft den Stößel 3 in eine zweite Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, verbracht werden kann. In addition, at least one electrically actuated coil 9 in a housing 1 1 is present, which acts in the manner of an electromagnet, when current passes through. The then caused electromagnetic force, counteracts the magnetic force of the permanent magnet 8, so that the force caused by a spring 10 force the plunger 3 in a second position, as shown in Fig. 2, can be spent.
Die Spule 9 sowie insbesondere das Jochbauteil 5, der Anker 2, die Feder 10, das Polbauteil 4 und der Permanentmagnet 8 sind innerhalb des Gehäuses 1 1 befindlich. Das Gehäuse 1 1 des Magnetaktors 1 kann seinerseits auch einen Deckel aufweisen, der dann Teil des Magnetkreises wird, wenn der Stößel 3 in der ersten Stellung befindlich ist. Die Feder 7 ist in Anlage mit dem Polbauteil 4 und in zumindest indirekter Anlage mit dem Stößel 3 einerseits und dem Anker 2 andererseits befindlich. Der Kraftschluss verläuft dabei durch einen Federtel- ler 12, der nach Art eines Topfes oder einer Hülse mit bei Betrachtung im Längsschnitt, U-artigem Querschnitt ausgebildet ist. Es kann sein, dass die Spule 9 von einem Isolierbauteil 13 umgeben ist. Der Kraftschluss, hervorgerufen durch den Permanentmagneten 8, also der Magnetschluss genauer gesagt, ist durch den Pfeil 14 symbolisiert. In der dargestellten ersten Stellung ist die magnetische Haltekraft größer als die Federkraft der Feder 10. Wird die magnetische Haltekraft, also die Magnetkraft des Permanentmagneten 8 geschwächt, so ist die Federkraft höher und führt zu einem Auslösen, d.h. Ausfahren des Stößels 3 in eine zweite Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. In dieser Stellung wirkt einzig und allein die Feder positionsfestlegend auf den Stößel 3 ein. The coil 9 and in particular the yoke component 5, the armature 2, the spring 10, the pole member 4 and the permanent magnet 8 are located within the housing 1 1. The housing 1 1 of the magnetic actuator 1 may in turn also have a lid, which then becomes part of the magnetic circuit when the plunger 3 is located in the first position. The spring 7 is in contact with the pole member 4 and in at least indirect contact with the plunger 3 on the one hand and the armature 2 on the other hand. The frictional connection in this case runs through a spring teller 12 which, in the manner of a pot or a sleeve, is designed with a U-shaped cross section when viewed in longitudinal section. It may be that the coil 9 is surrounded by an insulating member 13. The frictional connection, caused by the permanent magnet 8, so the magnetic circuit more precisely, is symbolized by the arrow 14. In the illustrated first position, the magnetic holding force is greater than the spring force of the spring 10. If the magnetic holding force, ie the magnetic force of the permanent magnet 8 is weakened, the spring force is higher and leads to a triggering, ie extension of the plunger 3 in a second position , as shown in Fig. 2. In This position only affects the spring position fixing on the plunger 3 a.
Bemerkenswert ist auch noch, dass eine Dichthülse 15 sowohl das Polbauteil 4, als auch den Anker 2 radial umgibt, wobei ein Deckel 16, wie in Fig. 3 gut zu erkennen, an der Dichthülse 15 angeschweißt ist. It is also noteworthy that a sealing sleeve 15 surrounds both the pole member 4, as well as the armature 2 radially, wherein a lid 16, as clearly visible in Fig. 3, is welded to the sealing sleeve 15.
Ein besonders gut auch in Fig. 3 zu erkennendes Anschlagbauteil 17, bildet einen Anschlag für den Anker 2 aus. Der Anschlag ist mit dem Bezugszeichen 18 versehen. An especially well in Fig. 3 to be recognized stop member 17, forms a stop for the armature 2. The stop is provided with the reference numeral 18.
In Fig. 2 ist der Stößel 3 in seiner zweiten Stellung, also der ausgefahrenen Stellung befindlich, und der Anker 2 um axial mehr als die Breite des Arbeitsspaltes 6 von dem Polbauteil 4 entfernt. In dieser Position wird der Stößel 3 aufgrund der Federkraft der Feder 10 gehalten. Keine Magnetkraft wird hierfür benötigt. In Fig. 2, the plunger 3 is located in its second position, that is, the extended position, and the armature 2 by more axially than the width of the working gap 6 of the pole member 4. In this position, the plunger 3 is held due to the spring force of the spring 10. No magnetic force is needed for this.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Magnetaktor 1 magnetic actuator
2 Anker  2 anchors
3 Stößel  3 pestles
4 Polbauteil  4 pole component
5 Jochbauteil  5 yoke component
6 Arbeitsspalt  6 working gap
7 Antiklebscheibe  7 anti-adhesive disc
8 Permanentmagnet  8 permanent magnet
9 Spule  9 coil
10 Feder  10 spring
1 1 Gehäuse  1 1 housing
12 Federteller  12 spring plate
13 Isolierbauteil  13 insulating component
14 Pfeil  14 arrow
15 Dichthülse  15 sealing sleeve
16 Deckel  16 lids
17 Anschlagbauteil  17 stop component
18 Anschlag  18 stop

Claims

Patentansprüche claims
Magnetaktor (1 ) eines Schiebenockensystems der als translatorisch wirkender, elektrisch betätigbarer Stellaktor ausgebildet ist, mit einem Anker (2), der mit einem Stößel (3) verbunden ist, wobei der Stößel (3) bei einem Ausfahren von ihm in Wirkbeziehung mit einer Kulisse auf einer Nockenwelle bringbar ist, um eine Nockenwellenverstellung hervorzurufen, und mit einem Polbauteil (4) und mit einem Jochbauteil (5), die beide in Wirkbeziehung mit dem Anker (2) stehen, mit einer in einem Gehäuse (1 1 ) befindlichen Spule (9), durch die Strom leitbar ist, um eine Magnetkraft eines ebenfalls enthaltenen Permanentmagneten (8) zu beeinflussen, der den Stößel (3) in einer kulissenfernen, eingefahrenen, d.h. ersten Stellung hält und in Bezug auf die Spule (9) und/oder das Gehäuse (1 1 ) unbeweglich ist, sowie mit einer Feder (10), die eine Kraft zur Verfügung stellt, um den Stößel (3) in eine ausgefahrene, in die Kulisse eingedrungene, d.h. zweite Stellung zu verbringen, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (10) in beiden Stellungen des Stößels (3) sowohl mit dem Polbauteil (4), als auch dem Anker (2) in kraftübertragender Wirkbeziehung steht. Magnetic actuator (1) of a sliding cam system which is designed as a translationally acting, electrically actuable Stellaktor with an armature (2) which is connected to a plunger (3), wherein the plunger (3) in an extension of him in operative relationship with a backdrop Can be brought on a camshaft to cause a camshaft adjustment, and with a pole member (4) and with a yoke member (5), both of which are in operative relation with the armature (2), with a in a housing (1 1) located coil ( 9) through which current is conductible to affect a magnetic force of a permanent magnet also contained (8), the plunger (3) in a backdrop distant, retracted, ie first position and immovable with respect to the spool (9) and / or the housing (11), and with a spring (10) providing a force to move the spool (3) into an extended position the backdrop penetrated, ie Spend second position, characterized in that the spring (10) in both positions of the plunger (3) with both the pole member (4), and the armature (2) is in force-transmitting relationship.
Magnetaktor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartig ausgebildete Anker (2) zwischen dem Polbauteil (4) und dem Jochbauteil (5) befindlich ist. Magnetic actuator (1) according to claim 1, characterized in that the sleeve-like armature (2) between the pole member (4) and the yoke member (5) is located.
Magnetaktor (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsspalt (6) zwischen dem Anker (2) und dem Polbauteil (4), auf der Seite des Permanentmagneten (8) des Ankers (2) befindlich ist. Magnetic actuator (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a working gap (6) between the armature (2) and the pole member (4), on the side of the permanent magnet (8) of the armature (2) is located.
Magnetaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polbauteil (4) zumindest teilweise radial innerhalb des Ankers (2) befindlich ist, wenn der Stößel (3) in der ersten Stellung befindlich ist. Magnetic actuator (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pole component (4) at least partially radially inside of the armature (2) is located when the plunger (3) is in the first position.
Magnetaktor (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsspalt (6) in Axialrichtung verlaufend, nach Art eines Ringes ausgebildet ist. Magnetic actuator (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the working gap (6) extending in the axial direction, is formed in the manner of a ring.
Magnetaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polbauteil (4) als Polscheibe, vorzugsweise als gestufte Vollscheibe ausgebildet ist. Magnetic actuator (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pole component (4) is designed as a pole disk, preferably as a stepped solid disk.
Magnetaktor (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieMagnetic actuator (1) according to claim 6, characterized in that the
Polscheibe zumindest teilweise radial innerhalb des Ankers (2) befindlich ist. Polscheibe at least partially radially within the armature (2) is located.
Magnetaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichthülse (15) das Polbauteil (4) und den Anker (2) nach außen abdichtet, vorzugsweise unter Nutzung eines Deckels (16) und eines Anschlagbauteils (17). Magnetic actuator (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a sealing sleeve (15) seals the pole component (4) and the armature (2) to the outside, preferably by using a cover (16) and a stop member (17). ,
Magnetaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antiklebscheibe (7) im Arbeitsspalt (6) vorhanden ist. Magnetic actuator (1) according to one of claims 3 to 8, characterized in that an anti-stick disc (7) in the working gap (6) is present.
Magnetaktor (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stellung ein Magnetkreis aufgebaut ist, der die Bauteile Anker (2), Jochbauteil (5), Gehäuse (1 1 ), Deckel (16), Permanentmagnet (8) und Polscheibe umfasst und/oder die Dichthülse (15) die Feder (10) im Anker (2) aufnimmt und verschiebbar ist, wobei ferner vorzugsweise ein hohler Pin zur Zuführung eines Werkzeugs vorhanden ist. Magnetic actuator (1) according to one of claims 8 to 9, characterized in that in the first position, a magnetic circuit is constructed, comprising the components armature (2), Jochbauteil (5), housing (1 1), cover (16), permanent magnet (8) and pole disc and / or the sealing sleeve (15) receives the spring (10) in the armature (2) and is displaceable, wherein further preferably a hollow pin for supplying a tool is present.
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