WO2020173996A1 - Actuator device and method for operating an actuator device - Google Patents

Actuator device and method for operating an actuator device Download PDF

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WO2020173996A1
WO2020173996A1 PCT/EP2020/055010 EP2020055010W WO2020173996A1 WO 2020173996 A1 WO2020173996 A1 WO 2020173996A1 EP 2020055010 W EP2020055010 W EP 2020055010W WO 2020173996 A1 WO2020173996 A1 WO 2020173996A1
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Jörg BÜRSSNER
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Abstract

The invention relates to an actuator device, more particularly an electromagnetic actuator device, comprising at least one armature element (10a-d) and at least one magnetic retaining unit (12a-d) which is provided at least for fixing the armature element (10a-d) in a stable end position (16a-d) in at least a first operating state (14a-d). According to the invention, the actuator device has at least one mechanical acceleration unit (18a-d) which is provided at least for accelerating the armature element (10a-d) out of the stable end position (16a-d) in at least a second operating state (24a-d) in order to actuate the armature element (10a-d), the armature element (10a-d) being accelerated in the second operating state (24a-d), in particular as a result of the actuation of the armature element (10a-d) by deactivating a retaining force of the magnetic retaining unit (12a-d), in such a way that the armature element (10a-d) travels a stroke distance (20a-d) of more than 10 mm in a time period of at most 25 ms, preferably a stroke distance (20a-d) of at least 20 mm in a time period of at most 20 ms, and the mechanical acceleration unit (18a-d) being provided for making a significant, in particular major, contribution to the total acceleration of the armature element (10a-d) in the second operating state (24a-d).

Description

Aktorvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Actuator device and method for operating a
Aktorvorrichtung Actuator device
Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Aktorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20. PRIOR ART The invention relates to an actuator device according to the preamble of claim 1 and a method for operating an actuator device according to the preamble of claim 20.
Es ist bereits eine Aktorvorrichtung mit zumindest einem Ankerelement und mit zumindest einer magnetischen Halteeinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, das Ankerelement in zumindest einem ersten Betriebszustand in einer stabilen Endlage zu fixieren, vorgeschlagen worden. An actuator device with at least one armature element and with at least one magnetic holding unit, which is provided at least to fix the armature element in a stable end position in at least one first operating state, has already been proposed.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Schalteigenschaften bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 20 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is, in particular, to provide a device of the generic type with advantageous switching properties. The object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 20, while advantageous embodiments and developments of the invention can be found in the subclaims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Aktorvorrichtung, insbesondere einer The invention is based on an actuator device, in particular one
elektromagnetischen Aktorvorrichtung, mit zumindest einem Ankerelement und mit zumindest einer magnetischen Halteeinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, das Ankerelement in zumindest einem ersten Betriebszustand in einer stabilen Endlage zu fixieren. Es wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine mechanische Beschleunigungseinheit aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, in zumindest einem zweiten Betriebszustand zu einer Betätigung des Ankerelements das Ankerelement aus der stabilen Endlage herauszubeschleunigen, wobei das Ankerelement in dem zweiten Betriebszustand, insbesondere in Folge der electromagnetic actuator device, with at least one armature element and with at least one magnetic holding unit, which is provided at least to fix the armature element in at least one first operating state in a stable end position. It is proposed that the actuator device has at least one mechanical acceleration unit which is provided at least to accelerate the anchor element out of the stable end position in at least one second operating state for actuation of the anchor element, the anchor element in the second operating state, in particular as a result of the
Betätigung des Ankerelements durch eine Deaktivierung einer Haltekraft der magnetischen Halteeinheit, derart beschleunigt ist, dass das Ankerelement in einem Zeitraum von höchstens 25 ms einen Hub von mehr als 10 mm, Actuation of the armature element by deactivating a holding force of the magnetic holding unit is accelerated in such a way that the armature element has a stroke of more than 10 mm in a period of at most 25 ms,
vorzugsweise in einem Zeitraum von höchstens 20 ms einen Hub von zumindest 20 mm, zurücklegt, und wobei die mechanische Beschleunigungseinheit dazu vorgesehen ist, einen wesentlichen, insbesondere überwiegenden, Beitrag zu einer Gesamtbeschleunigung des Ankerelements in dem zweiten Betriebszustand zu leisten. Dadurch kann insbesondere eine Aktorvorrichtung mit vorteilhaften Schalteigenschaften ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders schnelle Schaltung, insbesondere in Verbindung mit einem besonders großen Hub, erreicht werden. Vorteilhaft kann ein besonders großer Hub, insbesondere in Verbindung mit einer besonders schnellen Überwindung dieses Hubs, ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine schnelle Schaltung trotz großen Hubs unter, insbesondere im Vergleich zu einem Reluktanzaktor bzw. einem Reluktanzmagnet oder im preferably covers a stroke of at least 20 mm in a period of at most 20 ms, and wherein the mechanical acceleration unit is provided to make a substantial, in particular predominant, contribution to an overall acceleration of the anchor element in the second operating state. In this way, an actuator device with advantageous switching properties can in particular be made possible. A particularly fast switching, in particular in conjunction with a particularly large stroke, can advantageously be achieved. A particularly large stroke can advantageously be made possible, in particular in connection with a particularly rapid overcoming of this stroke. In spite of the large stroke, fast switching can be advantageous, especially in comparison to a reluctance actuator or a reluctance magnet or im
Vergleich zu einem Voice Coil Aktor („moving coil“ sowie„moving magnet“) vergleichsweise, geringen elektrischen Leistungen ermöglicht werden. Des Weiteren kann vorteilhaft, insbesondere im Gegensatz zu elektromotorischen Lösungen, eine Komplexität gering gehalten werden. Außerdem kann vorteilhaft, insbesondere im Gegensatz zu elektromotorischen Lösungen, eine hohe Dynamik der Aktorvorrichtung erreicht werden. Compared to a voice coil actuator (“moving coil” and “moving magnet”), comparatively low electrical powers are made possible. Furthermore, in particular in contrast to electromotive solutions, complexity can advantageously be kept low. In addition, particularly in contrast to electromotive solutions, a high level of dynamics of the actuator device can advantageously be achieved.
Unter einer„Aktorvorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Aktors verstanden werden. Vorteilhaft ist die Aktorvorrichtung zumindest zu einer Verwendung in einem Ventil, insbesondere einem Sitzventil und/oder Schieberventil, und/oder einem Positionierungs- und/oder Transportsystem, bevorzugt einem Pick-and- Place-System, insbesondere zur Positionierung und/oder zu einem Transport von Gegenständen, beispielsweise mittels einer durch die Aktorvorrichtung In this context, an "actuator device" should be understood to mean in particular at least a part, in particular a subassembly, of an actuator. The actuator device is advantageous at least for use in a valve, in particular a seat valve and / or slide valve, and / or a positioning and / or transport system, preferably a pick-and-place Place system, in particular for positioning and / or for transporting objects, for example by means of an actuator device
bewegbaren pneumatischen Ansaugvorrichtung zum Ansaugen von movable pneumatic suction device for suction of
Gegenständen, vorgesehen. Insbesondere ist eine elektromagnetische Objects, provided. In particular, it is electromagnetic
Aktorvorrichtung dazu vorgesehen, zumindest eine Aktorfunktion, beispielsweise eine Bewegung, elektromagnetisch zu steuern, zu initiieren oder zu beeinflussen. Ferner soll unter einem„Ankerelement“ ein Bauteil verstanden werden, welches bei einem Betrieb der Aktorvorrichtung dazu vorgesehen ist, eine Bewegung auszuüben, welche die Funktion des Aktors bestimmt, beispielsweise eine Actuator device provided to electromagnetically control, initiate or influence at least one actuator function, for example a movement. Furthermore, an “anchor element” should be understood to mean a component which, when the actuator device is in operation, is provided to exert a movement which determines the function of the actuator, for example a
Positionierungs- und/oder Transportbewegung des Pick-and-Place-Systems. Vorzugsweise ist das Ankerelement mittels eines magnetischen Signals, insbesondere eines Magnetfelds, beeinflussbar. Insbesondere ist das Positioning and / or transport movement of the pick-and-place system. The anchor element can preferably be influenced by means of a magnetic signal, in particular a magnetic field. In particular, that is
Ankerelement dazu vorgesehen, in Reaktion auf ein magnetisches Signal eine Bewegung, insbesondere eine Schwenkbewegung und/oder vorzugsweise eine Linearbewegung, auszuführen. Insbesondere besteht das Ankerelement dabei zumindest teilweise aus einem magnetisch aktiven, insbesondere (ferro-) magnetischen und/oder magnetisierbaren, Material, vorteilhaft aus Eisen. Armature element provided to execute a movement, in particular a pivoting movement and / or preferably a linear movement, in response to a magnetic signal. In particular, the anchor element consists at least partially of a magnetically active, in particular (ferromagnetic and / or magnetizable) material, advantageously of iron.
Vorzugsweise ist das Ankerelement einstückig ausgebildet. Zudem ist das The anchor element is preferably designed in one piece. Besides, that is
Ankerelement bevorzugt in wenigstens zwei verschiedene, vorteilhaft zumindest temporär stabile, Endlagen bewegbar. Insbesondere ist das Ankerelement rotationssymmetrisch ausgebildet. Alternativ kann das Ankerelement jedoch auch polyedrisch ausgebildet sein. Insbesondere ist das Ankerelement, vorzugsweise die Bewegung des Ankerelements, in einem Bewegungsbereich der Anchor element preferably movable in at least two different, advantageously at least temporarily stable, end positions. In particular, the anchor element is designed to be rotationally symmetrical. Alternatively, however, the anchor element can also be polyhedral. In particular, the anchor element, preferably the movement of the anchor element, is in a range of movement
Aktorvorrichtung geführt. Der Bewegungsbereich ist insbesondere als ein Actuator device out. The range of motion is particular as a
Flohlraum innerhalb der Aktorvorrichtung, beispielsweise als eine Art Polrohr, ausgebildet. Vorzugsweise weist die Aktorvorrichtung zumindest ein Flea space within the actuator device, for example as a type of pole tube, formed. The actuator device preferably has at least one
Führungselement zu einer Führung der Bewegungstrajektorie des Ankerelements auf. Unter„einstückig" soll ferner insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder miteinander ausgebildet verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft soll unter einstückig jedoch aus einem Stück und/oder in einem Stück geformt verstanden werden. Unter„vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Guide element to guide the movement trajectory of the anchor element. In addition, “in one piece” is to be understood to mean, in particular, at least materially connected and / or formed with one another Welding process, a soldering process and / or another process can be produced. Advantageously, in one piece, however, should be understood as being formed from one piece and / or in one piece. “Provided” is to be understood in particular as specifically programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
Die magnetische Halteeinheit umfasst insbesondere ein Magnetsystem, welches dazu vorgesehen ist, eine Haltekraft zu erzeugen, die das Ankerelement in der stabilen Endlage festhält. Die magnetische Halteeinheit umfasst insbesondere zumindest eine elektrische Spule, vorzugsweise einen Elektromagnet und/oder zumindest einen Permanentmagnet. Der erste Betriebszustand ist insbesondere als ein Zustand ausgebildet, in dem das Ankerelement unbewegt ist, vorzugsweise in der stabilen Endlage verharrt. Unter einer„Endlage“ soll insbesondere eine Lage des Ankerelements verstanden werden, welche das Ankerelement, insbesondere bei einem Normalbetrieb, an einem Ende einer Bewegung einnimmt. Vorzugsweise weist das Ankerelement in der Aktorvorrichtung zwei stabile The magnetic holding unit comprises, in particular, a magnet system which is provided to generate a holding force that holds the anchor element in the stable end position. The magnetic holding unit comprises in particular at least one electrical coil, preferably an electromagnet and / or at least one permanent magnet. The first operating state is designed in particular as a state in which the anchor element is immobile, preferably remains in the stable end position. An “end position” is to be understood in particular as a position of the anchor element which the anchor element assumes at one end of a movement, in particular during normal operation. The anchor element in the actuator device preferably has two stable ones
Endlagen auf, welche insbesondere voneinander beabstandet angeordnet sind.End positions which are in particular arranged at a distance from one another.
Ein Abstand zwischen den beiden Endlagen entspricht insbesondere zumindest im Wesentlichen einem maximalen Hub des Ankerelements in der Aktorvorrichtung.A distance between the two end positions corresponds in particular at least substantially to a maximum stroke of the armature element in the actuator device.
In der stabilen Endlage ist das Ankerelement insbesondere in einem Nahbereich des Magnetsystems angeordnet. Vorteilhaft berührt das Ankerelement in der stabilen Endlage einen Teil eines Magnetsystems und/oder eine direkt an das Magnetsystem angrenzende Dämpfungseinheit. In the stable end position, the anchor element is arranged, in particular, in the vicinity of the magnet system. In the stable end position, the anchor element advantageously touches part of a magnet system and / or a damping unit directly adjacent to the magnet system.
Die mechanische Beschleunigungseinheit umfasst insbesondere eine The mechanical acceleration unit comprises in particular one
mechanische Feder, vorzugsweise eine mechanische Druckfeder. Alternativ oder zusätzlich kann die mechanische Beschleunigungseinheit auch eine Zugfeder, ein Druckluftventil oder eine Art Rückstoßelement, wie beispielsweise einen mechanical spring, preferably a mechanical compression spring. As an alternative or in addition, the mechanical acceleration unit can also be a tension spring, a compressed air valve or a type of recoil element, such as a
Schlagbolzen oder einen Hammer umfassen. Der zweite Betriebszustand ist insbesondere als ein Zustand ausgebildet, in dem das Ankerelement bewegt ist, vorzugsweise beschleunigt bewegt ist. Insbesondere legt das Ankerelement in dem zweiten Betriebszustand in dem Zeitraum von 25 ms, vorzugsweise 20 ms, den gesamten Hub der Aktorvorrichtung zurück. Der gesamte Hub der Include firing pin or a hammer. The second operating state is designed in particular as a state in which the anchor element is moved, is preferably moved at an accelerated rate. In particular, in the second operating state, the armature element covers the entire stroke of the actuator device in a period of 25 ms, preferably 20 ms. The entire hub of the
Aktorvorrichtung entspricht insbesondere dem Abstand zwischen den zwei stabilen Endlagen des Ankerelements. Insbesondere beträgt der gesamte Hub des Ankerelements in der Aktorvorrichtung zumindest 10 mm, vorzugsweise zumindest 15 mm und bevorzugt zumindest 20 mm. Unter einem„wesentlichen Beitrag zu einer Gesamtbeschleunigung“ soll insbesondere ein durch die mechanische Beschleunigungseinheit erzeugter Beitrag an der Actuator device corresponds in particular to the distance between the two stable end positions of the anchor element. In particular, the entire stroke of the anchor element in the actuator device is at least 10 mm, preferably at least 15 mm and preferably at least 20 mm. A “substantial contribution to an overall acceleration” is intended to mean, in particular, a contribution to the generated by the mechanical acceleration unit
Gesamtbeschleunigung des Ankerelements von zumindest 30 %, vorzugsweise zumindest 51 %, vorteilhaft zumindest 66 %, bevorzugt zumindest 80 % und besonders bevorzugt zumindest 90 %, verstanden werden. Es ist denkbar, dass das Ankerelement ausschließlich durch die mechanische Beschleunigungseinheit beschleunigt wird. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass ein Teil der Total acceleration of the anchor element of at least 30%, preferably at least 51%, advantageously at least 66%, preferably at least 80% and particularly preferably at least 90%. It is conceivable that the anchor element is accelerated exclusively by the mechanical acceleration unit. Alternatively or additionally it is conceivable that part of the
Gesamtbeschleunigung durch ein Magnetfeld erzeugt wird, welches insbesondere in einer Anfangsphase der Bewegung einen zu dem Impuls der mechanischen Beschleunigungseinheit zusätzlichen Impuls an das Ankerelement überträgt. Overall acceleration is generated by a magnetic field which, in particular in an initial phase of the movement, transmits an additional pulse to the pulse of the mechanical acceleration unit to the armature element.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung eine maximale Erstreckung in eine beliebige Richtung senkrecht zu einer vorgesehenen Bewegungsrichtung des Ankerelements von höchstens 30 mm, vorzugsweise höchstens 25 mm und bevorzugt höchstens 20 mm aufweist. Dadurch können vorteilhafte It is also proposed that the actuator device have a maximum extension in any direction perpendicular to a provided direction of movement of the anchor element of at most 30 mm, preferably at most 25 mm and preferably at most 20 mm. This can be beneficial
Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine möglichst kleinbauende Aktorvorrichtung ermöglicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine besonders hohe Dynamik erreicht werden, insbesondere indem das Switching properties can be achieved. In particular, an actuator device that is as small as possible can thereby be made possible. In addition, particularly high dynamics can thereby advantageously be achieved, in particular by the
Ankerelement durch seine geringe radiale Ausdehnung ein geringes Gewicht aufweist. Außerdem kann dadurch insbesondere mittels einer Kombination einer Mehrzahl an Aktorvorrichtungen ein Pick-and-Place-System ermöglich werden, welches vorteilhaft eine Vielzahl an Gegenständen, insbesondere zeitgleich, auf einem möglichst kleinen Raum positionieren kann. Außerdem wird vorgeschlagen, dass die magnetische Halteeinheit dazu vorgesehen ist, eine magnetische Haltekraft zu erzeugen, welche das Anchor element has a low weight due to its small radial extent. In addition, a pick-and-place system can thereby be made possible in particular by means of a combination of a plurality of actuator devices, which can advantageously position a large number of objects, in particular at the same time, in the smallest possible space. It is also proposed that the magnetic holding unit is provided to generate a magnetic holding force which the
Ankerelement in dem ersten Betriebszustand in der stabilen Endlage fixiert und welche entgegen einer an dem Ankerelement anliegenden und durch die mechanische Beschleunigungseinheit erzeugten, insbesondere ziehenden und/oder drückenden, Beschleunigungskraft wirkt. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine sichere Stabilisierung des Ankerelements in der stabilen Endlage ermöglicht werden. Zudem kann durch die Verwendung einer magnetischen Haltekraft vorteilhaft ein Verschleiß gering gehalten werden, insbesondere im Vergleich mit mechanischen Halterungen. Außerdem kann vorteilhaft eine einfache Schaltbarkeit und/oder Manipulierbarkeit der Haltekraft, insbesondere durch eine zumindest teilweise automatisierte Steuerung und/oder Beeinflussung von Magnetfeldern der magnetischen Halteeinheit, erreicht werden. Insbesondere ist die magnetische Halteeinheit dazu vorgesehen, zu einer Halterung des Ankerelements einen zu einem Großteil innerhalb der magnetischen Halteeinheit und innerhalb des Ankerelements verlaufenden Magnetkreis auszubilden. Die mechanische Anchor element fixed in the stable end position in the first operating state and which acts against an acceleration force which is applied to the anchor element and generated by the mechanical acceleration unit, in particular a pulling and / or pressing force. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, a secure stabilization of the anchor element in the stable end position can advantageously be made possible. In addition, by using a magnetic holding force, wear can advantageously be kept low, in particular in comparison with mechanical mountings. In addition, the holding force can advantageously be switched and / or manipulated in a simple manner, in particular through at least partially automated control and / or influencing of magnetic fields of the magnetic holding unit. In particular, the magnetic holding unit is provided to form a magnetic circuit which runs largely within the magnetic holding unit and within the armature element to hold the armature element. The mechanical
Beschleunigungseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, das Ankerelement von der magnetischen Halteeinheit abzustoßen und somit insbesondere aus der stabilen Endlage herauszudrücken. Acceleration unit is provided in particular to repel the armature element from the magnetic holding unit and thus in particular to push it out of the stable end position.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die mechanische Beschleunigungseinheit zumindest eine erste Feder aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest in dem ersten Betriebszustand eine drückende Kraft auf das Ankerelement auszuwirken. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft eine einfache und/oder instantane In addition, it is proposed that the mechanical acceleration unit has at least one first spring, which is provided to exert a pressing force on the anchor element at least in the first operating state. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, a simple and / or instantaneous
Beschleunigung des Ankerelements erreicht werden, sobald eine Federkraft der Feder die magnetische Haltekraft übersteigt. Die erste Feder ist insbesondere als eine Druckfeder, vorzugsweise eine Spiraldruckfeder, ausgebildet. Alternativ kann die erste Feder auch als eine Wellenfeder, als eine Schenkelfeder, als eine Tellerfeder, als eine Evolutfeder oder als eine Gasdruckfeder ausgebildet sein. In dem ersten Betriebszustand ist die drückende Kraft der ersten Feder Acceleration of the anchor element can be achieved as soon as a spring force of the spring exceeds the magnetic holding force. The first spring is designed in particular as a compression spring, preferably a spiral compression spring. Alternatively, the first spring can also be designed as a wave spring, as a leg spring, as a plate spring, as an evolute spring or as a gas pressure spring. In the first operating state is the pressing force of the first spring
insbesondere kleiner als die Haltekraft der magnetischen Halteeinheit. in particular smaller than the holding force of the magnetic holding unit.
Insbesondere in dem ersten Betriebszustand ist die drückende Kraft der ersten Feder maximal. Insbesondere in dem zweiten Betriebszustand ist die drückende Kraft der ersten Feder insbesondere größer als die Haltekraft der magnetischen Halteeinheit. In the first operating state in particular, the pressing force of the first spring is at its maximum. In particular in the second operating state, the pressing force of the first spring is in particular greater than the holding force of the magnetic holding unit.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die mechanische Beschleunigungseinheit zumindest eine zweite Feder aufweist, welche dazu vorgesehen ist, eine der drückenden Kraft der ersten Feder entgegengerichtete drückende Kraft auf das Ankerelement auszuüben. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch ein steuerbares Furthermore, it is proposed that the mechanical acceleration unit has at least one second spring, which is provided to exert a pressing force on the armature element that is opposite to the pressing force of the first spring. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, a controllable
magnetomechanisches Schwingungssystem erreicht werden, wodurch vorteilhaft ein Hin- und Herbewegen des Ankerelements zwischen zwei stabilen Endlagen ermöglicht werden kann. Insbesondere in dem ersten Betriebszustand, in dem die drückende Kraft der ersten Feder maximal ist, ist die drückende Kraft der zweiten Feder minimal. Die drückende Kraft der zweiten Feder wirkt insbesondere der Beschleunigung durch die erste Feder entgegen. Die drückende Kraft der ersten Feder wirkt insbesondere der Beschleunigung durch die zweite Feder entgegen. Die erste Feder und die zweite Feder sind insbesondere auf gegenüberliegenden Seiten des Ankerelements angeordnet. Es ist denkbar, dass die mechanische Beschleunigungseinheit zumindest eine weitere Feder oder eine Mehrzahl an weiteren Federn aufweist, welche parallel zu der ersten oder zu der zweiten Feder angeordnet sind. Die Federn der mechanischen Beschleunigungseinheit sind jeweils insbesondere direkt oder indirekt an der magnetischen Halteeinheit und/oder einer weiteren magnetischen Halteeinheit abgestützt. Insbesondere ist das Ankerelement dazu vorgesehen, zwischen den zwei stabilen Endlagen hin- und herbewegt zu werden. Insbesondere ist das Ankerelement dazu vorgesehen, insbesondere bei einem Betrieb der Aktorvorrichtung, zwischen den zwei magnetischen Halteeinheiten hin- und herbewegt zu werden. Wenn die Aktorvorrichtung eine weitere magnetische Halteeinheit aufweist, welche getrennt von der magnetischen Halteeinheit ausgebildet ist und welche dazu vorgesehen ist, das Ankerelement in zumindest einem dritten Betriebszustand in einer zweiten stabilen Endlage zu fixieren, können vorteilhafte Magnetomechanical oscillation system can be achieved, whereby a back and forth movement of the armature element between two stable end positions can be made possible. In particular, in the first operating state in which the pressing force of the first spring is maximum, the pressing force of the second spring is minimal. The pressing force of the second spring counteracts in particular the acceleration by the first spring. The pressing force of the first spring counteracts in particular the acceleration by the second spring. The first spring and the second spring are arranged in particular on opposite sides of the anchor element. It is conceivable that the mechanical acceleration unit has at least one further spring or a plurality of further springs which are arranged parallel to the first or to the second spring. The springs of the mechanical acceleration unit are each supported in particular directly or indirectly on the magnetic holding unit and / or a further magnetic holding unit. In particular, the anchor element is intended to be moved back and forth between the two stable end positions. In particular, the armature element is provided to be moved back and forth between the two magnetic holding units, particularly when the actuator device is in operation. If the actuator device has a further magnetic holding unit which is formed separately from the magnetic holding unit and which is provided to fix the armature element in at least one third operating state in a second stable end position, advantageous
Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch ein steuerbares magnetomechanisches Schwingungssystem erreicht werden, wodurch vorteilhaft ein Hin- und Herbewegen des Ankerelements zwischen zwei, jeweils den magnetischen Halteeinheiten zugeordneten stabilen Endlagen ermöglicht werden kann. Insbesondere in dem dritten Betriebszustand ist die drückende Kraft der zweiten Feder kleiner als die Haltekraft der weiteren magnetischen Halteeinheit. Der dritte Betriebszustand ist insbesondere als ein Zustand ausgebildet, in dem das Ankerelement unbewegt ist, vorzugsweise in der zweiten stabilen Endlage verharrt. Switching properties can be achieved. In particular, a controllable magnetomechanical oscillation system can thereby be achieved, which advantageously enables the armature element to be moved back and forth between two stable end positions each assigned to the magnetic holding units. In the third operating state in particular, the pressing force of the second spring is smaller than the holding force of the further magnetic holding unit. The third operating state is designed in particular as a state in which the anchor element is immobile, preferably remains in the second stable end position.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die weitere magnetische Halteeinheit in einer zu einer vorgesehenen Bewegungsrichtung des Ankerelements parallel verlaufenden Richtung von der magnetischen Halteeinheit beabstandet ist. Dadurch kann vorteilhaft ein steuerbares magnetomechanisches Schwingungssystem erreicht werden, wodurch vorteilhaft ein Hin- und Herbewegen des Ankerelements zwischen zwei, jeweils den magnetischen Halteeinheiten zugeordneten stabilen Endlagen ermöglicht werden kann. Furthermore, it is proposed that the further magnetic holding unit be spaced apart from the magnetic holding unit in a direction running parallel to an intended direction of movement of the armature element. As a result, a controllable magnetomechanical oscillation system can advantageously be achieved, which advantageously enables the armature element to be moved back and forth between two stable end positions each assigned to the magnetic holding units.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Abstand zwischen der magnetischen Halteeinheit und der weiteren magnetischen Halteeinheit zumindest im It is further proposed that the distance between the magnetic holding unit and the further magnetic holding unit at least in
Wesentlichen einem maximalen Hub des Ankerelements entspricht. Dadurch kann vorteilhaft ein steuerbares magnetomechanisches Schwingungssystem erreicht werden, wodurch vorteilhaft ein Hin- und Herbewegen des Ankerelements zwischen zwei, jeweils den magnetischen Halteeinheiten zugeordneten stabilen Endlagen ermöglicht werden kann. Zudem kann vorteilhaft eine Aktorvorrichtung mit einem möglichst großen Hub erreicht werden. Insbesondere beträgt der Abstand zwischen den magnetischen Halteeinheiten zumindest mehr als 10 mm, vorzugsweise zumindest mehr als 15 mm und bevorzugt zumindest mehr als 20 mm. Darunter, dass ein Abstand einem maximalen Hub„im Wesentlichen entspricht“, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Differenz aus dem Abstand und dem maximalen Hub kleiner ist als 30 % des Abstands, Substantially corresponds to a maximum stroke of the anchor element. As a result, a controllable magnetomechanical oscillation system can advantageously be achieved, which advantageously enables the armature element to be moved back and forth between two stable end positions each assigned to the magnetic holding units. In addition, an actuator device with the largest possible stroke can advantageously be achieved. In particular, the distance between the magnetic holding units is at least more than 10 mm, preferably at least more than 15 mm and preferably at least more than 20 mm. The fact that a distance “essentially corresponds” to a maximum stroke should be understood in particular to mean that a difference between the distance and the maximum stroke is less than 30% of the distance,
vorzugsweise kleiner ist als 15 % des Abstands und bevorzugt kleiner ist als 5 % des Abstands. is preferably less than 15% of the distance and is preferably less than 5% of the distance.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung eine Dämpfungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einen Aufprallimpuls des Ankerelements auf die magnetische Halteeinheit und/oder die weitere magnetische Halteeinheit am Ende eines Bewegungsvorgangs des Ankerelements, zumindest wesentlich zu dämpfen. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. It is also proposed that the actuator device has a damping unit, which is provided to at least substantially dampen an impact pulse of the armature element on the magnetic holding unit and / or the further magnetic holding unit at the end of a movement process of the armature element. This allows advantageous switching properties to be achieved.
Insbesondere kann eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Aktorvorrichtung erreicht werden, insbesondere indem eine Abprallwahrscheinlichkeit des In particular, a particularly high reliability of the actuator device can be achieved, in particular by a rebound probability of the
Ankerelements von der magnetischen Halteeinheit vorteilhaft gering gehalten werden kann. Zudem kann vorteilhaft eine hohe Lebensdauer erreicht werden, insbesondere indem ein Verschleiß gering gehalten werden kann. Des Weiteren kann vorteilhaft eine sanftere Aktorbewegung erreicht werden, wodurch Anchor element can be advantageously kept low by the magnetic holding unit. In addition, a long service life can advantageously be achieved, in particular in that wear can be kept low. Furthermore, a smoother actuator movement can advantageously be achieved, as a result of which
beispielsweise im Falle eines Pick-and-Place-Systems ein Risiko, dass ein aufgenommener Gegenstand am Ende einer Aktorbewegung herunterfällt, vorteilhaft gesenkt werden kann. Die Dämpfungseinheit umfasst insbesondere zumindest ein elastisches Aufprallelement, beispielsweise eine elastische Schicht (Elastomer o.ä.) oder eine Aufprallfeder. Das Aufprallelement ist insbesondere auf einer dem Ankerelement zugewandten Oberfläche der magnetischen Halteeinheit und/oder der weiteren magnetischen Halteeinheit angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann das Aufprallelement oder ein weiteres Aufprallelement auf einer zumindest einer magnetischen Halteeinheit zugewandten Oberfläche des For example, in the case of a pick-and-place system, a risk of a picked-up object falling at the end of an actuator movement can advantageously be reduced. The damping unit in particular comprises at least one elastic impact element, for example an elastic layer (elastomer or the like) or an impact spring. The impact element is arranged in particular on a surface of the magnetic holding unit and / or the further magnetic holding unit facing the armature element. Alternatively or additionally, the impact element or a further impact element can be placed on a surface of the at least one magnetic holding unit facing
Ankerelements, vorzugsweise auf beiden den magnetischen Halteeinheiten zugewandten Oberflächen des Ankerelements angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Ankerelement mittels einer vorteilhaften Schaltung von Magnetfeldern, beispielsweise der magnetischen Halteeinheiten, gedämpft werden. Die Dämpfungseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Rückstoß des Ankerelements bei einem Aufprall auf die magnetischen Anchor element, preferably be arranged on both the magnetic holding units facing surfaces of the anchor element. Alternatively or additionally, the armature element can be damped by means of an advantageous switching of magnetic fields, for example the magnetic holding units. The damping unit is provided in particular to have a Recoil of the anchor element upon impact with the magnetic
Halteeinheiten um zumindest 30 %, vorzugsweise um zumindest 50 % und bevorzugt um zumindest 80 % zu reduzieren. To reduce holding units by at least 30%, preferably by at least 50% and preferably by at least 80%.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Haltekraft der magnetischen Halteeinheit zumindest kurzzeitig derart zu beeinflussen, insbesondere zu reduzieren, dass die Fixierung des Ankerelements zumindest teilweise aufgehoben ist. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine zumindest teilautomatisierte Schaltung der Aktorvorrichtung erreicht werden. Unter einer„Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer„Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. It is further proposed that the actuator device has a control and / or regulating unit which is provided at least to influence a holding force of the magnetic holding unit at least briefly, in particular to reduce it in such a way that the fixing of the anchor element is at least partially canceled. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, an at least partially automated switching of the actuator device can advantageously be achieved. A “control and / or regulating unit” should be understood to mean, in particular, a unit with at least one control electronics. “Control electronics” should be understood to mean, in particular, a unit with a processor unit and with a memory unit and with an operating program stored in the memory unit.
Insbesondere kann die Beeinflussung der Haltekraft durch eine Reduzierung eines die Haltekraft erzeugenden Magnetfelds oder durch eine Überlagerung eines die Haltekraft erzeugenden Magnetfelds hervorgerufen werden. Darunter, dass eine Haltekraft„kurzzeitig beeinflusst“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Beeinflussung der Haltekraft einen Zeitraum andauert, welcher kleiner ist als die Zeit, welche das Ankerelement benötigt, um den gesamten Hub In particular, the influencing of the holding force can be brought about by reducing a magnetic field generating the holding force or by superimposing a magnetic field generating the holding force. The fact that a holding force is “briefly influenced” should be understood in particular to mean that an influencing of the holding force lasts for a period of time which is less than the time that the anchor element needs to cover the entire stroke
zurückzulegen. Vorzugsweise beträgt die Dauer der kurzzeitigen Beeinflussung weniger als 20 ms, vorteilhaft weniger als 15 ms, bevorzugt weniger als 10 ms und besonders bevorzugt weniger als 5 ms. Darunter, dass die Haltekraft derart beeinflusst ist, dass die Fixierung des Ankerelements zumindest teilweise aufgehoben ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Haltekraft derart beeinflusst ist, dass die Haltekraft kleiner ist als die drückende Kraft, insbesondere die Federkraft, der jeweils stärker drückenden Komponente, insbesondere Feder, der mechanischen Beschleunigungseinheit. Insbesondere ist bei der zumindest teilweisen Aufhebung der Fixierung des Ankerelements die Haltekraft derart reduziert, dass sie zumindest 10 %, vorzugsweise zumindest 20 % und bevorzugt zumindest 30 % geringer ist als die drückende Kraft der mechanischen put back. The duration of the brief influencing is preferably less than 20 ms, advantageously less than 15 ms, preferably less than 10 ms and particularly preferably less than 5 ms. The fact that the holding force is influenced in such a way that the fixation of the anchor element is at least partially canceled is to be understood in particular to mean that the holding force is influenced in such a way that the holding force is smaller than the pressing force, in particular the spring force, of the respective stronger pressing component , especially the spring, of the mechanical acceleration unit. In particular, when the fixation of the anchor element is at least partially removed, the holding force is reduced in such a way that it is at least 10%, preferably at least 20% and preferably is at least 30% less than the pressing force of the mechanical
Beschleunigungseinheit. Acceleration unit.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die magnetische Halteeinheit zumindest eine Magnetspule und/oder zumindest einen Reluktanzmagnet zu einer Erzeugung der Haltekraft umfasst, dessen Magnetfeld, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, steuerbar ist. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft eine direkte Beeinflussung des die Haltekraft erzeugenden Magnetfelds ermöglicht werden. Unter einem Reluktanzmagnet soll insbesondere ein Elektromagnet mit zumindest einer Magnetspule und einem Eisenkreis verstanden werden, welcher einen Luftspalt aufweist und bei welchem das Magnetfeld der Magnetspule dazu vorgesehen ist, derart mit dem Ankerelement wechselzuwirken, dass das Ankerelement durch das Magnetfeld in Richtung des Luftspalts gezogen wird. Der Reluktanzmagnet ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Reluktanzkraft auf das Ankerelement auszuüben, welche insbesondere in Richtung der den Reluktanzmagnet aufweisenden magnetischen Halteeinheit wirkt. Jede magnetische Halteeinheit umfasst insbesondere zumindest eine Magnetspule. In addition, it is proposed that the magnetic holding unit comprises at least one magnetic coil and / or at least one reluctance magnet for generating the holding force, the magnetic field of which can be controlled, in particular by means of the control and / or regulating unit. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, this advantageously enables the magnetic field generating the holding force to be influenced directly. A reluctance magnet is to be understood in particular as an electromagnet with at least one magnet coil and an iron circle, which has an air gap and in which the magnetic field of the magnet coil is intended to interact with the armature element in such a way that the armature element is pulled by the magnetic field in the direction of the air gap . The reluctance magnet is provided in particular to exert a reluctance force on the armature element which acts in particular in the direction of the magnetic holding unit having the reluctance magnet. Each magnetic holding unit comprises in particular at least one magnetic coil.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest einen It is also proposed that the actuator device at least one
Permanentmagnet umfasst, welcher zumindest zu einer Erzeugung der das Ankerelement in der stabilen Endlage fixierenden Haltekraft vorgesehen ist. Includes permanent magnet, which is provided at least to generate the holding force fixing the anchor element in the stable end position.
Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine stromlose und/oder elektrisch spannungsfreie Fixierung des Ankerelements in einer stabilen Endlage ermöglicht werden. Dadurch kann vorteilhaft ein gutes Fail-Safe-Verhalten erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine energiesparende Aktorvorrichtung erreicht werden. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, a currentless and / or electrically stress-free fixing of the anchor element in a stable end position can thereby be made possible. As a result, good fail-safe behavior can advantageously be achieved. In addition, an energy-saving actuator device can thereby advantageously be achieved.
Wenn die magnetische Halteeinheit und/oder die weitere magnetische Halteeinheit zumindest einen Permanentmagnet aufweist, kann vorteilhaft eine stromlose und/oder elektrisch spannungsfreie Fixierung des Ankerelements in einer stabilen Endlage ermöglicht werden. Dadurch kann vorteilhaft ein gutes Fail-Safe- Verhalten erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine energiesparende Aktorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere ist der in der magnetischen Halteeinheit angeordnete Permanentmagnet dazu vorgesehen, das Ankerelement magnetisch anzuziehen. Dazu ist das Ankerelement insbesondere zumindest teilweise aus einem magnetischen Material, beispielsweise Eisen, ausgebildet oder das Ankerelement umfasst selbst zumindest einen weiteren If the magnetic holding unit and / or the further magnetic holding unit has at least one permanent magnet, a currentless and / or electrically stress-free fixing of the armature element in a stable end position can advantageously be made possible. This means that a good fail-safe Behavior can be achieved. In addition, an energy-saving actuator device can thereby advantageously be achieved. In particular, the permanent magnet arranged in the magnetic holding unit is provided to attract the armature element magnetically. For this purpose, the anchor element is in particular formed at least partially from a magnetic material, for example iron, or the anchor element itself comprises at least one other
Permanentmagnet. Permanent magnet.
Wenn das Ankerelement zumindest einen Permanentmagnet aufweist, kann vorteilhaft eine stromlose und/oder elektrisch spannungsfreie Fixierung des Ankerelements in einer stabilen Endlage ermöglicht werden. Dadurch kann vorteilhaft ein gutes Fail-Safe-Verhalten erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine energiesparende Aktorvorrichtung erreicht werden. Insbesondere ist der in dem Ankerelement angeordnete Permanentmagnet dazu vorgesehen, eine anziehende Wirkung auf die magnetische Halteeinheit auszuüben. Dazu ist die magnetische Halteeinheit insbesondere zumindest teilweise aus einem magnetischen Material, beispielsweise Eisen, ausgebildet oder die magnetische Halteeinheit umfasst selbst zumindest einen weiteren Permanentmagnet. If the anchor element has at least one permanent magnet, a currentless and / or electrically stress-free fixation of the anchor element in a stable end position can advantageously be made possible. As a result, good fail-safe behavior can advantageously be achieved. In addition, an energy-saving actuator device can thereby advantageously be achieved. In particular, the permanent magnet arranged in the armature element is provided to exert an attractive effect on the magnetic holding unit. For this purpose, the magnetic holding unit is in particular formed at least partially from a magnetic material, for example iron, or the magnetic holding unit itself comprises at least one further permanent magnet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine Schaltspule umfasst, welche zumindest dazu vorgesehen ist, ein Schaltmagnetfeld, insbesondere einen Schaltmagnetpuls, zu erzeugen, welches das Magnetfeld des Permanentmagnets der Halteeinheit und/oder des Permanentmagnets des Ankerelements zu einer zumindest kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der magnetischen Halteeinheit zumindest lokal verdrängend überlagert. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft eine direkte Beeinflussung des die Haltekraft erzeugenden Magnetfelds ermöglicht werden. Die Schaltspule ist insbesondere als eine It is further proposed that the actuator device comprises at least one switching coil, which is provided at least to generate a switching magnetic field, in particular a switching magnetic pulse, which the magnetic field of the permanent magnet of the holding unit and / or the permanent magnet of the armature element to at least briefly reduce the holding force of magnetic holding unit superimposed at least locally displacing. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, this advantageously enables the magnetic field generating the holding force to be influenced directly. The switching coil is particularly designed as a
Magnetspule ausgebildet, welche vorzugsweise den Bewegungsbereich des Ankerelements zumindest teilweise und/oder zumindest abschnittsweise umfasst. Insbesondere ist die Schaltspule von magnetfeldführenden Elementen umgeben, welche vorzugsweise zumindest abschnittsweise durch ein Gehäuse der Aktorvorrichtung und durch das Ankerelement gebildet sind. Der Schaltmagnetpuls weist insbesondere eine Dauer von weniger als 10 ms, vorteilhaft weniger als 7 ms, bevorzugt weniger als 4 ms und besonders bevorzugt weniger als 2 ms auf. Eine Dauer der kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der magnetischen Halteeinheit ist insbesondere kleiner oder gleich wie die Dauer des Schaltmagnetpulses. Die lokale Verdrängung des Magnetfelds des Formed magnetic coil, which preferably includes the range of motion of the armature element at least partially and / or at least in sections. In particular, the switching coil is surrounded by magnetic field guiding elements, which are preferably at least partially by a housing of the Actuator device and are formed by the anchor element. The switching magnet pulse has in particular a duration of less than 10 ms, advantageously less than 7 ms, preferably less than 4 ms and particularly preferably less than 2 ms. A duration of the brief reduction in the holding force of the magnetic holding unit is in particular less than or equal to the duration of the switching magnet pulse. The local displacement of the magnetic field of the
Permanentmagnets ist vorzugsweise auf einen Teil eines Volumens eines magnetfeldführenden Elements konzentriert, welches zugleich einen Teil eines Magnetkreises des Permanentmagnets sowie einen Teil eines Magnetkreises der Schaltspule ausbildet, insofern diese aktiviert ist und das magnetfeldführende Element vorzugsweise einen Teil des Gehäuses der Aktorvorrichtung ausbildet. Alternativ kann das magnetfeldführende Element, aus dem das Magnetfeld des Permanentmagnets durch das Magnetfeld der Schaltspule zumindest teilweise verdrängt wird, auch verschieden von dem Gehäuse ausgebildet sein, Permanent magnet is preferably concentrated on part of a volume of a magnetic field guiding element, which at the same time forms part of a magnetic circuit of the permanent magnet and part of a magnetic circuit of the switching coil, provided that this is activated and the magnetic field guiding element preferably forms part of the housing of the actuator device. Alternatively, the element guiding the magnetic field, from which the magnetic field of the permanent magnet is at least partially displaced by the magnetic field of the switching coil, can also be designed differently from the housing,
beispielsweise als ein separates Eisenteil. Das Magnetfeld der Schaltspule weist insbesondere eine Magnetfeldstärke auf, welche zumindest hoch genug ist, um eine ausreichende Reduzierung der Haltekraft zu erreichen, so dass die for example as a separate iron part. The magnetic field of the switching coil has, in particular, a magnetic field strength which is at least high enough to achieve a sufficient reduction in the holding force, so that the
drückende Kraft der mechanischen Beschleunigungseinheit die verbleibende Haltekraft des Permanentmagnets übersteigt. Vorzugsweise reduziert das pressing force of the mechanical acceleration unit exceeds the remaining holding force of the permanent magnet. Preferably that reduces
Schaltmagnetfeld die Haltekraft des Permanentmagnets zumindest für die Dauer des Schaltmagnetpulses zumindest zu einem Großteil, bevorzugt zumindest nahezu vollständig. Unter einem„Großteil“ soll insbesondere zumindest 51 %, vorzugsweise zumindest 66 %, bevorzugt zumindest 80 % und besonders bevorzugt zumindest 95 % verstanden werden. Insbesondere ist die Schaltspule der magnetischen Halteeinheit zugeordnet. Insbesondere ist die Schaltspule in einem Nahbereich der magnetischen Halteeinheit angeordnet, wobei der Switching magnetic field the holding force of the permanent magnet at least for the duration of the switching magnet pulse at least to a large extent, preferably at least almost completely. A “major part” should be understood to mean in particular at least 51%, preferably at least 66%, preferably at least 80% and particularly preferably at least 95%. In particular, the switching coil is assigned to the magnetic holding unit. In particular, the switching coil is arranged in a vicinity of the magnetic holding unit, wherein the
Nahbereich der magnetischen Halteeinheit insbesondere durch Punkte gebildet ist, welche einen Abstand von der magnetischen Halteeinheit aufweisen, der höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 40 %, einer Maximalerstreckung der Aktorvorrichtung in Richtung einer Bewegungsachse des Ankerelements beträgt. Vorzugsweise ist die Schaltspule vollständig in einer ersten Hälfte der The vicinity of the magnetic holding unit is formed in particular by points which are at a distance from the magnetic holding unit that is at most 50%, preferably at most 40%, of a maximum extension of the actuator device in the direction of a movement axis of the armature element. Preferably, the switching coil is completely in a first half of the
Aktorvorrichtung angeordnet. Arranged actuator device.
Insbesondere weist die Aktorvorrichtung eine weitere Schaltspule auf, welche vorzugsweise zumindest im Wesentlichen baugleich zu der Schaltspule In particular, the actuator device has a further switching coil, which is preferably at least substantially identical to the switching coil
ausgebildet ist. Insbesondere ist die weitere Schaltspule der weiteren is trained. In particular, the further switching coil is the further
magnetischen Halteeinheit zugeordnet. Insbesondere ist die weitere Schaltspule in einem Nahbereich der weiteren magnetischen Halteeinheit angeordnet, wobei der Nahbereich der weiteren magnetischen Halteeinheit insbesondere durch Punkte gebildet ist, welche einen Abstand von der weiteren magnetischen Halteeinheit aufweisen, der höchstens 50 %, bevorzugt höchstens 40 %, der assigned magnetic holding unit. In particular, the further switching coil is arranged in a close range of the further magnetic holding unit, the close range of the further magnetic holding unit being in particular formed by points which are at a distance from the further magnetic holding unit of at most 50%, preferably at most 40%, of the
Maximalerstreckung der Aktorvorrichtung in Richtung der Bewegungsachse des Ankerelements beträgt. Vorzugsweise ist die weitere Schaltspule vollständig in einer, insbesondere von der ersten Hälfte verschiedenen, vorzugsweise mit der ersten Hälfte überlappungsfreien, zweiten Hälfte der Aktorvorrichtung angeordnet. Insbesondere ist die weitere Schaltspule zumindest dazu vorgesehen, ein weiteres Schaltmagnetfeld zu erzeugen, welches das Magnetfeld des Permanentmagnets der weiteren magnetischen Halteeinheit und/oder des Permanentmagnets des Ankerelements zu einer zumindest kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der weiteren magnetischen Halteeinheit zumindest lokal verdrängend überlagert. Maximum extension of the actuator device in the direction of the axis of movement of the anchor element. The further switching coil is preferably arranged completely in a second half of the actuator device, in particular different from the first half, and preferably free of overlap with the first half. In particular, the further switching coil is provided at least to generate a further switching magnetic field which at least locally superimposes the magnetic field of the permanent magnet of the further magnetic holding unit and / or of the permanent magnet of the armature element to at least briefly reduce the holding force of the further magnetic holding unit.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Schaltspule dazu vorgesehen ist, mittels des Schaltmagnetfelds, insbesondere des Schaltmagnetpulses, einen initialen Beschleunigungsimpuls an das Ankerelement zu übertragen. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine hohe Schaltgeschwindigkeit erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine hohe Beschleunigung des Ankerelements erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch der gesamte Hub der Aktorvorrichtung in besonders kurzer Zeit absolviert werden. Zudem kann vorteilhaft eine zu einer Aufhebung der Haltekraft notwendige It is also proposed that the switching coil is provided to transmit an initial acceleration pulse to the armature element by means of the switching magnetic field, in particular the switching magnetic pulse. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, a high switching speed can thereby be achieved. A high acceleration of the anchor element can thereby advantageously be achieved. The entire stroke of the actuator device can thereby advantageously be completed in a particularly short time. In addition, a necessary to cancel the holding force can advantageously
Magnetfeldstärke des Schaltmagnetfelds gering gehalten werden, wodurch vorteilhaft eine Schaltzeit, insbesondere eine für einen Aufbau des Magnetic field strength of the switching magnetic field can be kept low, thereby advantageously reducing a switching time, in particular one for setting up the
Schaltmagnetfelds notwendige Zeit, gering gehalten werden kann. Insbesondere erfährt das Ankerelement bei Aktivierung des Schaltmagnetfelds eine Switching magnetic field necessary time can be kept low. In particular the armature element experiences when the switching magnetic field is activated
Reluktanzkraft, welche das Ankerelement aus der stabilen Endlage herauszieht. Reluctance force that pulls the anchor element out of the stable end position.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des Ankerelements zumindest in dem ersten Betriebszustand in einem Spuleninneren der Schaltspule angeordnet ist. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine effektive Übertragung des initialen It is further proposed that at least a part of the armature element is arranged in a coil interior of the switching coil, at least in the first operating state. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, an effective transmission of the initial
Beschleunigungsimpulses erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein Acceleration pulse can be achieved. In addition, a
Gesamtbauraum der Aktorvorrichtung möglichst klein gehalten werden. Overall space of the actuator device can be kept as small as possible.
Insbesondere ist zumindest ein Teil des Ankerelements in dem Spuleninneren der Schaltspule angeordnet, solange sich das Ankerelement in der stabilen Endlage befindet. Insbesondere ist zumindest ein Teil des Ankerelements in einem In particular, at least part of the armature element is arranged in the interior of the switching coil as long as the armature element is in the stable end position. In particular, at least part of the anchor element is in one
Spuleninneren der weiteren Schaltspule angeordnet, solange sich das Coil interior of the further switching coil arranged as long as the
Ankerelement in der zweiten stabilen Endlage befindet. Das Spuleninnere der Schaltspule ist insbesondere als ein Hohlraum in einem Inneren von Anchor element is in the second stable end position. The coil interior of the switching coil is in particular as a cavity in an interior of
Spulenwicklungen der Schaltspule ausgebildet, um welches die Spulenwicklungen aufgewickelt sind. Coil windings of the switching coil formed around which the coil windings are wound.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ankerelement zumindest eine Nut aufweist, welche in dem ersten Betriebszustand einen Reluktanzspalt eines Magnetkreises der Schaltspule ausbildet. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch bei Aktivierung der Schaltspule eine den initialen Beschleunigungsimpuls erzeugende Reluktanzkraft erzeugt werden. Zudem kann vorteilhaft eine effektive Übertragung des initialen It is further proposed that the armature element has at least one groove which, in the first operating state, forms a reluctance gap of a magnetic circuit of the switching coil. This allows advantageous switching properties to be achieved. In particular, when the switching coil is activated, a reluctance force generating the initial acceleration pulse can be generated. In addition, effective transmission of the initial
Beschleunigungsimpulses erreicht werden. Unter einem„Reluktanzspalt“ soll insbesondere ein Spalt, vorzugsweise ein Luftspalt bzw. Reluktanzluftspalt, eines magnetischen Kreises verstanden werden, welcher insbesondere frei ist von magnetfeldleitenden Materialien und welcher insbesondere einen magnetischen Widerstand ausbildet. Insbesondere erzeugt der Reluktanzspalt bei einer Acceleration pulse can be achieved. A “reluctance gap” is to be understood in particular as a gap, preferably an air gap or reluctance air gap, of a magnetic circuit which is in particular free of materials that conduct magnetic fields and which in particular forms a magnetic resistance. In particular, the reluctance gap produces at a
Aktivierung des Magnetfelds der Schaltspule eine Reluktanzkraft, welche eine Schließung des Reluktanzspalts durch den Magnetkreis des Schaltmagnetfelds anstrebt und somit insbesondere eine Verschiebung und/oder Beschleunigung des Ankerelements bewirkt. Activation of the magnetic field of the switching coil creates a reluctance force, which closes the reluctance gap through the magnetic circuit of the switching magnetic field strives and thus in particular causes a displacement and / or acceleration of the anchor element.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Ankerelement in einem bewegten Zustand entlang eines Großteils des durch das Ankerelement zurücklegbaren Hubs, insbesondere entlang des maximalen Hubs, insbesondere abgesehen von It is also proposed that the anchor element in a moved state along a large part of the stroke that can be covered by the anchor element, in particular along the maximum stroke, in particular apart from
Nahbereichen stabiler Endlagen, zumindest im Wesentlichen frei ist von einer Beeinflussung durch externe Magnetfelder. Dadurch können vorteilhafte Near areas of stable end positions, is at least essentially free from the influence of external magnetic fields. This can be beneficial
Schalteigenschaften erreicht werden. Insbesondere kann dadurch eine hohe Schaltgeschwindigkeit und/oder eine hohe Dynamik der Aktorvorrichtung erzielt werden. Unter einem„Nahbereich stabiler Endlagen“ soll insbesondere ein Switching properties can be achieved. In particular, a high switching speed and / or high dynamics of the actuator device can thereby be achieved. A “close range of stable end positions” should in particular include
Aufenthaltsbereich des Ankerelements verstanden werden, in dem das Stay area of the anchor element are understood in which the
Ankerelement relativ zu der Position in der stabilen Endlage, insbesondere in einer Hubrichtung, höchstens um eine Strecke ausgelenkt ist, welche weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 15 % und bevorzugt weniger als 7 % des Hubs, insbesondere des maximalen Hubs, der Aktorvorrichtung beträgt. Unter der Wendung„im Wesentlichen frei“ soll insbesondere frei von Magnetfeldern, welche eine Magnetfeldstärke von mehr als 5 %, vorzugsweise mehr als 3 % und bevorzugt mehr als 1 % des die Haltekraft erzeugenden Magnetfelds der magnetischen Halteeinheiten aufweisen, verstanden werden. Insbesondere sollen natürliche Magnetfelder, wie beispielsweise das Erdmagnetfeld, in diesem Anchor element is deflected relative to the position in the stable end position, in particular in a stroke direction, at most by a distance which is less than 25%, preferably less than 15% and preferably less than 7% of the stroke, in particular the maximum stroke, of the actuator device . The phrase “essentially free” should be understood to mean in particular free of magnetic fields which have a magnetic field strength of more than 5%, preferably more than 3% and preferably more than 1% of the magnetic field of the magnetic holding units that generates the holding force. In particular, natural magnetic fields, such as the earth's magnetic field, should be present in this
Zusammenhang als die Bewegung nicht beeinflussend verstanden werden. Context can be understood as not influencing the movement.
Zusätzlich wird ein Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung, insbesondere einer elektromagnetischen Aktorvorrichtung, mit zumindest einem Ankerelement, und mit zumindest einer magnetischen Halteeinheit, mittels welcher in zumindest einem Fixierungsschritt das Ankerelement in einer stabilen Endlage der In addition, a method for operating an actuator device, in particular an electromagnetic actuator device, with at least one armature element, and with at least one magnetic holding unit, by means of which the armature element is in a stable end position in at least one fixing step
Aktorvorrichtung fixiert wird, vorgeschlagen, in welchem in zumindest einem Aktorschritt das Ankerelement zu einer Betätigung des Ankerelements aus der stabilen Endlage herausbeschleunigt wird, wobei das Ankerelement in dem Actuator device is fixed, proposed, in which the anchor element is accelerated out of the stable end position to actuate the anchor element in at least one actuator step, the anchor element in the
Aktorschritt derart beschleunigt wird, dass das Ankerelement in einem Zeitraum von höchstens 25 ms einen Hub von mehr als 10 mm, vorzugsweise in einem Zeitraum von höchstens 20 ms einen Hub von zumindest 20 mm, zurücklegt. Actuator step is accelerated in such a way that the armature element has a stroke of more than 10 mm, preferably in a period of at most 25 ms A stroke of at least 20 mm is covered for a period of at most 20 ms.
Dadurch kann insbesondere eine Aktorvorrichtung mit vorteilhaften As a result, an actuator device can in particular have advantageous
Schalteigenschaften ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders schnelle Schaltung, insbesondere in Verbindung mit einem besonders großen Hub, erreicht werden. Vorteilhaft kann ein besonders großer Hub, insbesondere in Verbindung mit einer besonders schnellen Überwindung dieses Hubs, ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine schnelle Schaltung trotz großen Hubs unter, insbesondere im Vergleich zu einem Reluktanzaktor bzw. einem Reluktanzmagnet oder im Switching properties are made possible. A particularly fast switching, in particular in conjunction with a particularly large stroke, can advantageously be achieved. A particularly large stroke can advantageously be made possible, in particular in connection with a particularly rapid overcoming of this stroke. In spite of the large stroke, fast switching can be advantageous, especially in comparison to a reluctance actuator or a reluctance magnet or im
Vergleich zu einem Voice Coil Aktor („moving coil“ sowie„moving magnet“), vergleichsweise, geringen elektrischen Leistungen ermöglicht werden. Des Weiteren kann vorteilhaft, insbesondere im Gegensatz zu elektromotorischen Lösungen, eine Komplexität gering gehalten werden. Außerdem kann vorteilhaft, insbesondere im Gegensatz zu elektromotorischen Lösungen, eine hohe Dynamik der Aktorvorrichtung erreicht werden. Compared to a voice coil actuator (“moving coil” and “moving magnet”), comparatively low electrical powers are made possible. Furthermore, in particular in contrast to electromotive solutions, complexity can advantageously be kept low. In addition, particularly in contrast to electromotive solutions, a high level of dynamics of the actuator device can advantageously be achieved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ankerelement in dem Aktorschritt mit einer Maximalbeschleunigung von wenigstens 100 m/s2, vorzugsweise wenigstens 150 m/s2, bevorzugt wenigstens 200 m/s2 und besonders bevorzugt wenigstens 250 m/s2 beschleunigt wird. Dadurch kann insbesondere eine Aktorvorrichtung mit vorteilhaften Schalteigenschaften ermöglicht werden. Insbesondere kann dadurch eine hohe Schaltgeschwindigkeit und/oder eine hohe Dynamik der It is also proposed that the anchor element be accelerated in the actuator step with a maximum acceleration of at least 100 m / s 2 , preferably at least 150 m / s 2 , preferably at least 200 m / s 2 and particularly preferably at least 250 m / s 2 . In this way, an actuator device with advantageous switching properties can in particular be made possible. In particular, a high switching speed and / or high dynamics of the
Aktorvorrichtung erzielt werden. Insbesondere weist die mechanische Actuator device can be achieved. In particular, the mechanical
Beschleunigungseinheit eine Feder oder ein Federpaket auf mit einer Federhärte, welche dazu vorgesehen bzw. dazu ausgelegt ist, insbesondere in Kombination mit dem durch die Schaltspule ausgelösten initialen Beschleunigungsimpuls, die Maximalbeschleunigung zu erreichen. Acceleration unit, a spring or a spring package with a spring stiffness which is provided or designed to achieve the maximum acceleration, in particular in combination with the initial acceleration pulse triggered by the switching coil.
Wenn das Ankerelement in dem Aktorschritt zu einem Großteil durch Federkräfte bewegt wird, können vorteilhafte Schalteigenschaften ermöglicht werden. If the armature element is largely moved by spring forces in the actuator step, advantageous switching properties can be made possible.
Insbesondere können vorteilhaft große Hübe ermöglicht werden. Insbesondere können vorteilhaft kurze Schaltzeiten erreicht werden. Insbesondere kann eine Leistungsaufnahme durch die Aktorvorrichtung gering gehalten werden. Wenn das Ankerelement zumindest in einem Fixierungsschritt stromlos und/oder elektrisch spannungsfrei in der stabilen Endlage fixiert wird, können vorteilhafte Schalteigenschaften ermöglicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein gutes Fail-Safe-Verhalten erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine energiesparende Aktorvorrichtung erreicht werden. In particular, large strokes can advantageously be made possible. In particular, short switching times can advantageously be achieved. In particular, power consumption by the actuator device can be kept low. If the anchor element is fixed in the stable end position at least in one fixing step in a currentless and / or electrically stress-free manner, advantageous switching properties can be made possible. In particular, good fail-safe behavior can advantageously be achieved. In addition, an energy-saving actuator device can thereby advantageously be achieved.
Wenn eine Bewegung des Ankerelements durch einen, ein Magnetfeld der magnetischen Halteeinheit und/oder ein Magnetfeld des Ankerelements beeinflussenden Auslösepuls zugelassen und/oder initiiert wird, welcher kürzer als 4 ms, vorzugsweise kürzer als 2 ms, ist, können vorteilhafte Schalteigenschaften ermöglicht werden. Insbesondere können vorteilhaft kurze Schaltzeiten erreicht werden. If a movement of the armature element is permitted and / or initiated by a trigger pulse that influences a magnetic field of the magnetic holding unit and / or a magnetic field of the armature element, which is shorter than 4 ms, preferably shorter than 2 ms, advantageous switching properties can be enabled. In particular, short switching times can advantageously be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Auslösepuls dazu vorgesehen ist, ein Magnetfeld eines Permanentmagnets der magnetischen Halteeinheit und/oder ein Magnetfeld eines Permanentmagnets des Ankerelements zumindest lokal verdrängend zu überlagern. Dadurch können vorteilhafte Schalteigenschaften ermöglicht werden. Insbesondere können vorteilhaft kurze Schaltzeiten erreicht werden. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine energiesparende Aktorvorrichtung erreicht werden, insbesondere da eine kurzzeitige Aktivierung eines elektrisch erzeugten Magnetfelds zum Betrieb der Aktorvorrichtung ausreichend ist. It is also proposed that the trigger pulse is provided to superimpose a magnetic field of a permanent magnet of the magnetic holding unit and / or a magnetic field of a permanent magnet of the armature element at least locally in a displacing manner. This enables advantageous switching properties to be made possible. In particular, short switching times can advantageously be achieved. In addition, an energy-saving actuator device can advantageously be achieved in this way, in particular since a brief activation of an electrically generated magnetic field is sufficient for operating the actuator device.
Wenn durch den Auslösepuls das Ankerelement zu Beginn des Aktorschritts zusätzlich initial beschleunigt wird, können vorteilhafte Schalteigenschaften ermöglicht werden. Insbesondere können vorteilhaft kurze Schaltzeiten erreicht werden. Insbesondere können vorteilhaft hohe initiale Beschleunigungswerte erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein zu einer Aktivierung einer Aktorbewegung notwendiges Schaltmagnetfeld gering gehalten werden, wodurch dieses vorteilhaft besonders schnell aufgebaut werden kann. If the armature element is additionally initially accelerated at the beginning of the actuator step by the trigger pulse, advantageous switching properties can be made possible. In particular, short switching times can advantageously be achieved. In particular, high initial acceleration values can advantageously be achieved. In particular, a switching magnetic field required to activate an actuator movement can advantageously be kept low, whereby this can advantageously be built up particularly quickly.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem weiteren It is also proposed that in at least one further
Fixierungsschritt ein bewegtes Ankerelement in einem Nahbereich einer der magnetischen Halteeinheit in einer Bewegungsrichtung des Ankerelements gegenüberliegend angeordneten weiteren magnetischen Halteeinheit von einem Magnetfeld der weiteren magnetischen Halteeinheiten eingefangen wird und in einer zweiten stabilen Endlage festgehalten wird. Dadurch kann vorteilhaft ein steuerbares magnetomechanisches Schwingungssystem geschaffen werden. Die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße Aktorvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin Fixing step a moved anchor element in a vicinity of one of the magnetic holding units in a direction of movement of the anchor element oppositely arranged further magnetic holding unit is captured by a magnetic field of the further magnetic holding units and is held in a second stable end position. As a result, a controllable magnetomechanical oscillation system can advantageously be created. The actuator device according to the invention and the method according to the invention are not intended to be restricted to the application and embodiment described above. In particular, the actuator device according to the invention and the method according to the invention can be used to fulfill one of these
beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. have a number of individual elements, components and units that differs from a number mentioned herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Further advantages emerge from the following description of the drawings. Four exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The
Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Aktorvorrichtung mit einem Fig. 1 is a schematic sectional view of an actuator device with a
Ankerelement und zwei magnetischen Halteeinheiten in einem ersten Betriebszustand, Anchor element and two magnetic holding units in a first operating state,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der Aktorvorrichtung in einem zweiten Betriebszustand, 2 shows a schematic sectional view of the actuator device in a second operating state,
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der Aktorvorrichtung in einem dritten Betriebszustand, 3 shows a schematic sectional view of the actuator device in a third operating state,
Fig. 4 ein schematisches Kräftediagramm der Aktorvorrichtung, 4 shows a schematic force diagram of the actuator device,
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der 5 shows a flow chart of a method for operating the
Aktorvorrichtung, Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer alternativenActuator device, Figure 6 is a schematic sectional view of an alternative
Aktorvorrichtung mit einem alternativen Ankerelement, Actuator device with an alternative anchor element,
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der alternativen 7 shows a flow chart of a method for operating the alternative
Aktorvorrichtung, Actuator device,
Fig. 8 eine schematische Schnittansicht einer weiteren alternativen 8 is a schematic sectional view of a further alternative
Aktorvorrichtung mit einer alternativen magnetischen Halteeinheit, Fig. 9 eine schematische Schnittansicht einer zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung mit einer weiteren alternativen magnetischen Halteeinheit, Actuator device with an alternative magnetic holding unit, FIG. 9 a schematic sectional view of an additional further alternative actuator device with a further alternative magnetic holding unit,
Fig. 10 dieselbe schematische Schnittansicht der zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung wie Fig. 9 mit schematisch dargestellten Magnetfeldlinien eines Permanentmagnets, FIG. 10 shows the same schematic sectional view of the additional further alternative actuator device as FIG. 9 with schematically illustrated magnetic field lines of a permanent magnet,
Fig. 1 1 dieselbe schematische Schnittansicht der zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung wie Fig. 9 mit schematisch dargestellten Magnetfeldlinien einer Schaltspule und Fig. 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der alternativen 11 shows the same schematic sectional view of the additional further alternative actuator device as FIG. 9 with schematically illustrated magnetic field lines of a switching coil, and FIG. 12 shows a flow chart of a method for operating the alternative
Aktorvorrichtung. Actuator device.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Aktorvorrichtung. Die Aktorvorrichtung ist als eine elektromagnetische Aktorvorrichtung ausgebildet. Die Aktorvorrichtung umfasst ein Ankerelement 10a. Das Ankerelement 10a ist zumindest teilweise aus einem magnetischen Material ausgebildet. Das Ankerelement 10a ist zumindest teilweise aus Eisen ausgebildet. Das Ankerelement 10a ist einstückig. Das 1 shows a sectional view of an actuator device. The actuator device is designed as an electromagnetic actuator device. The actuator device comprises an anchor element 10a. The anchor element 10a is at least partially formed from a magnetic material. The anchor element 10a is at least partially made of iron. The anchor element 10a is in one piece. The
Ankerelement 10a ist dazu vorgesehen, entlang einer vorgesehenen Anchor element 10a is provided along a provided
Bewegungsrichtung 28a innerhalb der Aktorvorrichtung hin- und herbewegt zu werden. Das Ankerelement 10a ist dazu vorgesehen, einen Flub 20a der Movement direction 28a to be moved back and forth within the actuator device. The anchor element 10a is provided to a Flub 20a of the
Aktorvorrichtung zu erzeugen. Das Ankerelement 10a ist in einem bewegten Zustand entlang eines Großteils des durch das Ankerelement 10a zurücklegbaren Flubs 20a zumindest im Wesentlichen frei von einer Beeinflussung durch externe Magnetfelder. Die Aktorvorrichtung weist eine maximale Erstreckung 26a in eine beliebige Richtung senkrecht zu der vorgesehenen Bewegungsrichtung 28a des Ankerelements 10a von 20 mm auf. Generate actuator device. In a moved state, the anchor element 10a is at least essentially free of any external influence along a large part of the wing 20a that can be covered by the anchor element 10a Magnetic fields. The actuator device has a maximum extension 26a of 20 mm in any direction perpendicular to the intended direction of movement 28a of the armature element 10a.
Das Ankerelement 10a ist dazu vorgesehen, eine Bewegung eines Greifarms eines Pick-and-Place-Systems (nicht gezeigt) zu erzeugen. Das Ankerelement 10a ist scheibenförmig ausgebildet. Zwei flache Seiten des scheibenförmigen Ankerelements 10a sind senkrecht zu der vorgesehenen Bewegungsrichtung 28a des Ankerelements 10a angeordnet. Das Ankerelement 10a ist mittels einer Führungseinheit 72a der Aktorvorrichtung entlang seiner Bewegungsrichtung 28a geführt. Die Führungseinheit 72a umfasst zumindest eine Führungsschiene 74a. Die Führungsschiene 74a ist zu einer linearen Führung des Ankerelements 10a innerhalb der Aktorvorrichtung vorgesehen. Alternative Führungseinheiten, beispielsweise ein Polrohr oder dergleichen, sind denkbar. Eine maximale The anchor element 10a is provided to generate a movement of a gripping arm of a pick-and-place system (not shown). The anchor element 10a is disk-shaped. Two flat sides of the disk-shaped anchor element 10a are arranged perpendicular to the intended direction of movement 28a of the anchor element 10a. The anchor element 10a is guided along its direction of movement 28a by means of a guide unit 72a of the actuator device. The guide unit 72a comprises at least one guide rail 74a. The guide rail 74a is provided for linear guidance of the anchor element 10a within the actuator device. Alternative guide units, for example a pole tube or the like, are conceivable. A maximum
Erstreckung 76a des Ankerelements 10a in eine beliebige Richtung senkrecht zu der vorgesehenen Bewegungsrichtung 28a des Ankerelements 10a entspricht der maximalen Erstreckung 26a der Aktorvorrichtung. Extension 76a of armature element 10a in any direction perpendicular to the intended direction of movement 28a of armature element 10a corresponds to the maximum extension 26a of the actuator device.
Die Aktorvorrichtung weist eine magnetische Halteeinheit 12a auf. Die The actuator device has a magnetic holding unit 12a. The
magnetische Halteeinheit 12a ist zumindest dazu vorgesehen, das Ankerelement 10a in zumindest einem ersten Betriebszustand 14a in einer stabilen Endlage 16a zu fixieren. Die magnetische Halteeinheit 12a ist dazu vorgesehen in dem ersten Betriebszustand 14a das Ankerelement 10a mittels einer magnetischen Haltekraft in der stabilen Endlage 16a zu fixieren. Die magnetische Halteeinheit 12a ist dazu vorgesehen, die magnetische Haltekraft zu erzeugen, welche das Ankerelement 10a in dem ersten Betriebszustand 14a in der stabilen Endlage 16a fixiert und welche entgegen einer an dem Ankerelement 10a anliegenden und durch eine mechanische Beschleunigungseinheit 18a erzeugten Beschleunigungskraft wirkt. Magnetic holding unit 12a is provided at least to fix the anchor element 10a in at least one first operating state 14a in a stable end position 16a. The magnetic holding unit 12a is provided in the first operating state 14a to fix the anchor element 10a in the stable end position 16a by means of a magnetic holding force. The magnetic holding unit 12a is provided to generate the magnetic holding force which fixes the anchor element 10a in the first operating state 14a in the stable end position 16a and which acts against an acceleration force applied to the anchor element 10a and generated by a mechanical acceleration unit 18a.
Die Aktorvorrichtung weist eine weitere magnetische Halteeinheit 22a auf. Die weitere magnetische Halteeinheit 22a ist zumindest dazu vorgesehen, das Ankerelement 10a in zumindest einem dritten Betriebszustand 34a in einer zweiten stabilen Endlage 36a zu fixieren (vgl. auch Fig. 3). Die weitere The actuator device has a further magnetic holding unit 22a. The further magnetic holding unit 22a is provided at least to hold the anchor element 10a in at least one third operating state 34a in a to fix the second stable end position 36a (cf. also FIG. 3). The other
magnetische Halteeinheit 22a ist dazu vorgesehen, in dem dritten Betriebszustand 34a das Ankerelement 10a mittels einer magnetischen Haltekraft in der zweiten stabilen Endlage 36a zu fixieren. Die weitere magnetische Halteeinheit 22a ist dazu vorgesehen, die magnetische Haltekraft zu erzeugen, welche das The magnetic holding unit 22a is provided to fix the anchor element 10a in the second stable end position 36a by means of a magnetic holding force in the third operating state 34a. The further magnetic holding unit 22a is provided to generate the magnetic holding force which the
Ankerelement 10a in dem dritten Betriebszustand 34a in der zweiten stabilen Endlage 36a fixiert und welche entgegen einer an dem Ankerelement 10a anliegenden und durch die mechanische Beschleunigungseinheit 18a erzeugten Beschleunigungskraft wirkt. Anchor element 10a is fixed in the second stable end position 36a in the third operating state 34a and which acts against an acceleration force applied to the anchor element 10a and generated by the mechanical acceleration unit 18a.
Die weitere magnetische Halteeinheit 22a ist getrennt von der magnetischen Halteeinheit 12a ausgebildet. Die weitere magnetische Halteeinheit 22a ist in einer zu der vorgesehenen Bewegungsrichtung 28a des Ankerelements 10a parallel verlaufenden Richtung von der magnetischen Halteeinheit 12a beabstandet. Die magnetische Halteeinheit 12a und die weitere magnetische Halteeinheit 22a sind im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Die magnetische Halteeinheit 12a und die weitere magnetische Halteeinheit 22a sind spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Ein Abstand zwischen der magnetischen Halteeinheit 12a und der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a entspricht zumindest im The further magnetic holding unit 22a is embodied separately from the magnetic holding unit 12a. The further magnetic holding unit 22a is spaced apart from the magnetic holding unit 12a in a direction running parallel to the intended direction of movement 28a of the armature element 10a. The magnetic holding unit 12a and the further magnetic holding unit 22a are designed essentially identical to one another. The magnetic holding unit 12a and the further magnetic holding unit 22a are arranged mirror-symmetrically to one another. A distance between the magnetic holding unit 12a and the further magnetic holding unit 22a corresponds at least to
Wesentlichen dem maximalen Hub 20a des Ankerelements 10a. Essentially the maximum stroke 20a of the anchor element 10a.
Die Aktorvorrichtung weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 38a auf. Die The actuator device has a control and / or regulating unit 38a. The
Steuer- und/oder Regeleinheit 38a ist dazu vorgesehen, eine Bewegung des Ankerelements 10a zu beeinflussen, zu steuern und/oder zu regeln. Die Control and / or regulating unit 38a is provided to influence, control and / or regulate a movement of armature element 10a. The
magnetische Halteeinheit 12a und/oder die weitere magnetische Halteeinheit 22a umfassen eine Magnetspule 42a. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 38a ist dazu vorgesehen, den Stromfluss durch die Magnetspule 42a zu steuern und/oder zu regeln. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 38a ist dazu vorgesehen, mittels des Stromflusses durch die Magnetspule 42a die Haltekraft der magnetischen Magnetic holding unit 12a and / or the further magnetic holding unit 22a comprise a magnetic coil 42a. The control and / or regulating unit 38a is provided to control and / or regulate the flow of current through the magnetic coil 42a. The control and / or regulating unit 38a is provided to apply the holding force of the magnetic by means of the current flow through the magnetic coil 42a
Halteeinheiten 12a, 22a zu beeinflussen, zu steuern und/oder zu regeln. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 38a ist dazu vorgesehen, die Haltekraft der magnetischen Halteeinheiten 12a, 22a kurzzeitig derart zu beeinflussen, dass die Fixierung des Ankerelements 10a in einer der stabilen Endlagen 16a, 36a zumindest teilweise aufgehoben ist. Die magnetische Halteeinheit 12a und/oder die weitere magnetische Halteeinheit 22a bilden einen Reluktanzmagnet 44a aus. Der Reluktanzmagnet 44 ist zu einer Erzeugung der magnetischen Haltekraft vorgesehen. Der Reluktanzmagnet 44a weist einen Luftspalt 82a (vgl. Fig. 2) auf. Der Reluktanzmagnet 44a ist bestrebt, den Luftspalt 82a durch eine Anziehung des Ankerelements 10a zu schließen. Der Reluktanzmagnet 44a übt, To influence holding units 12a, 22a, to control and / or regulate. The control and / or regulating unit 38a is provided to briefly influence the holding force of the magnetic holding units 12a, 22a in such a way that the Fixing of the anchor element 10a in one of the stable end positions 16a, 36a is at least partially canceled. The magnetic holding unit 12a and / or the further magnetic holding unit 22a form a reluctance magnet 44a. The reluctance magnet 44 is provided to generate the magnetic holding force. The reluctance magnet 44a has an air gap 82a (see FIG. 2). The reluctance magnet 44a strives to close the air gap 82a by attracting the armature element 10a. The reluctance magnet 44a exercises
insbesondere wenn sich das Ankerelement 10a in einem Nahbereich des especially if the anchor element 10a is in a close range of the
Reluktanzmagnets 44a befindet, eine Reluktanzkraft auf das Ankerelement 10a aus (vgl. auch Fig. 4). Das Magnetfeld und/oder die Reluktanzkraft des Reluctance magnet 44a is located, a reluctance force on the armature element 10a (see. Also Fig. 4). The magnetic field and / or the reluctance force of the
Reluktanzmagnets 44a ist steuerbar. Reluctance magnet 44a is controllable.
Die Aktorvorrichtung weist eine mechanische Beschleunigungseinheit 18a auf. Die mechanische Beschleunigungseinheit 18a ist zumindest dazu vorgesehen, in zumindest einem zweiten Betriebszustand 24a zu einer Betätigung des The actuator device has a mechanical acceleration unit 18a. The mechanical acceleration unit 18a is provided at least to actuate the in at least one second operating state 24a
Ankerelements 10a das Ankerelement 10a aus der stabilen Endlage 16a oder aus der zweiten stabilen Endlage 36a herauszubeschleunigen (vgl. auch Fig. 2). Die Steuer- und/oder Regeleinheit 38a ist dazu vorgesehen, durch eine Deaktivierung einer Haltekraft der magnetischen Halteeinheit 12a und/oder der Haltekraft der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a das Ankerelement 10a in den zweiten Betriebszustand 24a zu versetzen und/oder das Ankerelement 10a in einen bewegten Zustand zu versetzen. Anchor element 10a to accelerate the anchor element 10a out of the stable end position 16a or out of the second stable end position 36a (see also FIG. 2). The control and / or regulating unit 38a is provided to put the armature element 10a into the second operating state 24a and / or the armature element 10a into a moving state by deactivating a holding force of the magnetic holding unit 12a and / or the holding force of the further magnetic holding unit 22a State.
Die mechanische Beschleunigungseinheit 18a ist dazu vorgesehen, das The mechanical acceleration unit 18a is provided to the
Ankerelement 10a derart zu beschleunigen, dass das Ankerelement 10a in einem Zeitraum von höchstens 20 ms einen Hub 20a von zumindest 20 mm zurücklegt. Die mechanische Beschleunigungseinheit 18a ist dazu vorgesehen, einen wesentlichen Beitrag zu einer Gesamtbeschleunigung des Ankerelements 10a während des zweiten Betriebszustands 24a bzw. während der Bewegung des Ankerelements 10a zu leisten. Die mechanische Beschleunigungseinheit 18a weist eine erste Feder 30a auf. Die erste Feder 30a ist dazu vorgesehen, in dem ersten Betriebszustand 14a eine drückende Kraft auf das Ankerelement 10a auszuüben. Die erste Feder 30a ist dazu vorgesehen, in dem zweiten Betriebszustand 24a eine drückende Kraft auf das Ankerelement 10a auszuüben. Die erste Feder 30a ist als eine To accelerate anchor element 10a in such a way that the anchor element 10a covers a stroke 20a of at least 20 mm in a period of at most 20 ms. The mechanical acceleration unit 18a is provided to make a significant contribution to an overall acceleration of the anchor element 10a during the second operating state 24a or during the movement of the anchor element 10a. The mechanical acceleration unit 18a has a first spring 30a. The first spring 30a is provided to exert a pressing force on the anchor element 10a in the first operating state 14a. The first spring 30a is provided to exert a pressing force on the anchor element 10a in the second operating state 24a. The first spring 30a is as one
Spiraldruckfeder ausgebildet. Die erste Feder 30a ist an der magnetischen Halteeinheit 12a abgestützt. Die magnetische Halteeinheit 12a weist eine Formed spiral compression spring. The first spring 30a is supported on the magnetic holding unit 12a. The magnetic holding unit 12a has a
Vertiefung 78a auf, welche dazu vorgesehen ist, die erste Feder 30a gegen ein Verrutschen zu sichern. Die Vertiefung 78a ist dazu vorgesehen, in dem zweiten Betriebszustand 24a und in dem dritten Betriebszustand 34a die erste Feder 30a zumindest teilweise aufzunehmen. Die Vertiefung 78a ist dazu vorgesehen, in dem ersten Betriebszustand 14a die erste Feder 30a in einem komprimierten Zustand nahezu vollständig aufzunehmen. Die Vertiefung 78a ist zentral in einem Magnetkern 80a der magnetischen Halteeinheit 12a, insbesondere des Recess 78a, which is provided to secure the first spring 30a against slipping. The recess 78a is provided to at least partially receive the first spring 30a in the second operating state 24a and in the third operating state 34a. The recess 78a is provided to accommodate the first spring 30a almost completely in a compressed state in the first operating state 14a. The recess 78a is centrally located in a magnetic core 80a of the magnetic holding unit 12a, in particular the
Reluktanzmagnets 44a, angeordnet. Die erste Feder 30a ist gegen das Reluctance magnet 44a, arranged. The first spring 30a is against that
Ankerelement 10a abgestützt. Das Ankerelement 10a weist eine Aufnahme 86a auf, welche dazu vorgesehen ist, die erste Feder 30a gegen ein Verrutschen zu sichern. Anchor element 10a supported. The anchor element 10a has a receptacle 86a, which is provided to secure the first spring 30a against slipping.
Die mechanische Beschleunigungseinheit 18a weist eine zweite Feder 40a auf.The mechanical acceleration unit 18a has a second spring 40a.
Die zweite Feder 40a ist dazu vorgesehen, in dem dritten Betriebszustand 34a eine drückende Kraft auf das Ankerelement 10a auszuüben. Die zweite Feder 40a ist dazu vorgesehen, eine der drückenden Kraft der ersten Feder 30a The second spring 40a is provided to exert a pressing force on the anchor element 10a in the third operating state 34a. The second spring 40a is provided to one of the pressing force of the first spring 30a
entgegengerichtete drückende Kraft auf das Ankerelement 10a auszuüben. Die erste Feder 30a ist als eine Spiraldruckfeder ausgebildet. Die zweite Feder 40a ist an der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a abgestützt. Die weitere exert opposing pressing force on the anchor element 10a. The first spring 30a is designed as a spiral compression spring. The second spring 40a is supported on the further magnetic holding unit 22a. The other
magnetische Halteeinheit 22a weist eine weitere Vertiefung 84a auf, welche dazu vorgesehen ist, die zweite Feder 40a gegen ein Verrutschen zu sichern. Die weitere Vertiefung 84a ist dazu vorgesehen, in dem ersten Betriebszustand 14a und in dem zweiten Betriebszustand 24a die zweite Feder 40a zumindest teilweise aufzunehmen. Die weitere Vertiefung 84a ist dazu vorgesehen, in dem dritten Betriebszustand 34a die zweite Feder 40a in einem komprimierten Zustand nahezu vollständig aufzunehmen. Die weitere Vertiefung 84a ist zentral in einem Magnetkern 80a der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a, insbesondere des Reluktanzmagnets 44a, angeordnet. Die zweite Feder 40a ist gegen das The magnetic holding unit 22a has a further recess 84a, which is provided to secure the second spring 40a against slipping. The further recess 84a is provided to at least partially accommodate the second spring 40a in the first operating state 14a and in the second operating state 24a. The further recess 84a is provided in the third Operating state 34a to accommodate the second spring 40a almost completely in a compressed state. The further recess 84a is arranged centrally in a magnetic core 80a of the further magnetic holding unit 22a, in particular of the reluctance magnet 44a. The second spring 40a is against that
Ankerelement 10a abgestützt. Die erste Feder 30a und die zweite Feder 40a sind auf gegenüberliegenden, voneinander wegweisenden Seiten des Ankerelements 10a abgestützt. Das Ankerelement 10a weist eine weitere Aufnahme 88a auf, welche dazu vorgesehen ist, die zweite Feder 40a gegen ein Verrutschen zu sichern. Anchor element 10a supported. The first spring 30a and the second spring 40a are supported on opposite sides of the anchor element 10a pointing away from one another. The anchor element 10a has a further receptacle 88a which is provided to secure the second spring 40a against slipping.
Die magnetische Halteeinheit 12a und/oder die weitere magnetische Halteeinheit 22a weisen eine Dämpfungseinheit 32a auf. Die Dämpfungseinheit 32a ist dazu vorgesehen, einen Aufprallimpuls des Ankerelements 10a auf die magnetische Halteeinheit 12a und/oder die weitere magnetische Halteeinheit 22a am Ende eines Bewegungsvorgangs des Ankerelements 10a zumindest wesentlich zu dämpfen. Die Dämpfungseinheit 32a ist dazu vorgesehen, ein Abprallen des Ankerelements 10a von den magnetischen Halteeinheiten 12a, 22a zu verhindern. Die Dämpfungseinheit 32a umfasst ein Aufprallelement 68a. Das Aufprallelement 68a ist auf einer dem Ankerelement 10a zugewandten Oberfläche der The magnetic holding unit 12a and / or the further magnetic holding unit 22a have a damping unit 32a. The damping unit 32a is provided to at least substantially dampen an impact pulse of the anchor element 10a on the magnetic holding unit 12a and / or the further magnetic holding unit 22a at the end of a movement process of the anchor element 10a. The damping unit 32a is provided to prevent the armature element 10a from ricocheting off the magnetic holding units 12a, 22a. The damping unit 32a comprises an impact element 68a. The impact element 68a is on a surface facing the anchor element 10a
magnetischen Halteeinheit 12a und/oder der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a angeordnet. Die Dämpfungseinheit 32a umfasst ein weiteres Aufprallelement 70a. Das weitere Aufprallelement 70a ist auf einer der magnetischen Halteeinheit 12a zugewandten Oberfläche des Ankerelements 10a und/oder auf einer der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a zugewandten Oberfläche des magnetic holding unit 12a and / or the further magnetic holding unit 22a arranged. The damping unit 32a comprises a further impact element 70a. The further impact element 70a is on a surface of the anchor element 10a facing the magnetic holding unit 12a and / or on a surface of the armature element 10a facing the further magnetic holding unit 22a
Ankerelements 10a angeordnet. Die Aufprallelemente 68a, 70a sind aus einem Elastomer ausgebildet. Anchoring element 10a arranged. The impact elements 68a, 70a are formed from an elastomer.
Fig. 4 zeigt ein Kräftediagramm 104a für einen Betrieb der Aktorvorrichtung. Auf einer Abszisse 90a ist ein Weg, den das Ankerelement 10a zwischen den stabilen Endlagen 16a, 36a zurücklegt, aufgetragen. Auf einer linken Ordinate 92a ist eine Kraft aufgetragen. Auf einer rechten Ordinate 94a ist eine Beschleunigung 102a aufgetragen. Durchgehende Linien zeigen Magnetkräfte 96a, 98a der magnetischen Halteeinheiten 12a, 22a. Eine obere durchgehende Linie zeigt hierbei eine unreduzierte Magnetkraft 96a der magnetischen Halteeinheiten 12a, 22a. Eine untere durchgehende Linie zeigt hierbei eine reduzierte Magnetkraft 98a der magnetischen Halteeinheiten 12a, 22a bei einer entsprechenden Schaltung des Magnetfelds der Magnetspulen 42a. Eine Strichpunkt-Linie zeigt eine kombinierte Federkraft 100a der mechanischen Beschleunigungseinheit 18a. Eine gestrichelte Linie zeigt eine Beschleunigung 102a des Ankerelements 10a. Aus dem Diagramm 104a wird deutlich, dass die unreduzierte Magnetkraft 96a die ausschließlich in den Nahbereichen der stabilen Endlagen 16a, 36a kombinierte Federkraft 100a übersteigt und somit das Ankerelement 10a in den stabilen Endlagen 16a, 36a fixiert. Die Magnetkräfte 96a, 98a fallen zudem entlang des durch das Ankerelement 10a zurückgelegten Weges rasant auf einen Wert nahe null ab, beeinflussen die Bewegung des Ankerelements 10a demnach auf einem Großteil des Weges nicht. Die kombinierte Federkraft 100a ist in den stabilen Endlagen 16a, 36a, wo die eine Feder 30a, 40a maximal entspannt und die andere Feder 30a, 40a maximal gespannt ist, am größten und fällt zu einer Mitte 106a des Hubwegs ab. Genau in der Mitte 106a des Hubwegs ist die kombinierte Federkraft 100a gleich null. Bei einem ordnungsgemäßen Betrieb der FIG. 4 shows a force diagram 104a for operation of the actuator device. A path that the anchor element 10a covers between the stable end positions 16a, 36a is plotted on an abscissa 90a. A force is plotted on a left ordinate 92a. An acceleration 102a is plotted on a right ordinate 94a. Solid lines show magnetic forces 96a, 98a of FIG magnetic holding units 12a, 22a. An upper continuous line shows an unreduced magnetic force 96a of the magnetic holding units 12a, 22a. A lower continuous line shows a reduced magnetic force 98a of the magnetic holding units 12a, 22a with a corresponding switching of the magnetic field of the magnet coils 42a. A dash-dot line shows a combined spring force 100a of the mechanical acceleration unit 18a. A dashed line shows an acceleration 102a of the anchor element 10a. From diagram 104a it becomes clear that the unreduced magnetic force 96a exceeds the spring force 100a combined exclusively in the vicinity of the stable end positions 16a, 36a and thus fixes the anchor element 10a in the stable end positions 16a, 36a. The magnetic forces 96a, 98a also drop rapidly along the path covered by the armature element 10a to a value close to zero, and accordingly do not influence the movement of the armature element 10a over a large part of the path. The combined spring force 100a is greatest in the stable end positions 16a, 36a, where one spring 30a, 40a is maximally relaxed and the other spring 30a, 40a is maximally tensioned, and falls to a center 106a of the stroke path. Exactly in the middle 106a of the stroke path, the combined spring force 100a is equal to zero. If the
Aktorvorrichtung ist jedoch die Beschleunigung 102a in der Mitte 106a des Hubwegs so groß, dass das Ankerelement 10a über diese Mittelposition 106a hinausschwingt (die Geschwindigkeit des Ankerelements 10a ist in der Mitte 106a des Hubwegs maximal) und die jeweils gegenüberliegende Feder 30a, 40a vorspannt bis zu einem Erreichen des Bereichs, in dem ein Magnetfeld der gegenüberliegenden magnetischen Halteeinheit 22a das Ankerelement 10a einfängt. Die Beschleunigung 102a ist in dem Einflussbereich des reduzierten Magnetfelds am Anfang der Bewegung des Ankerelements 10a reduziert und im Anschluss bis zu einem Erreichen der Mittelposition 106a im Wesentlichen konstant. Abhängig von der Art und Konfiguration der mechanischen Actuator device, however, the acceleration 102a in the middle 106a of the stroke path is so great that the armature element 10a swings beyond this middle position 106a (the speed of the anchor element 10a is maximum in the middle 106a of the stroke path) and the respective opposing spring 30a, 40a is pretensioned up to reaching the area in which a magnetic field of the opposing magnetic holding unit 22a captures the armature element 10a. The acceleration 102a is reduced in the area of influence of the reduced magnetic field at the beginning of the movement of the armature element 10a and is then essentially constant until the central position 106a is reached. Depending on the type and configuration of the mechanical
Beschleunigungseinheit 18a kann die Beschleunigung 102a auch einen Acceleration unit 18a can also accelerate 102a
abweichenden Verlauf aufweisen, welcher beispielsweise nicht im Wesentlichen konstant, sondern variabel ist. Aus dem Diagramm 104a ist ersichtlich, dass vor einer ersten Inbetriebnahme der Aktorvorrichtung zur Gewährleistung eines ordnungsgemäßen Betriebs der Aktorvorrichtung das Ankerelement 10a in eine der stabilen Endlagen 16a, 36a verbracht werden muss. have a different course, which is, for example, not essentially constant, but variable. From diagram 104a it can be seen that before an initial start-up of the actuator device to ensure proper operation of the actuator device, the anchor element 10a must be brought into one of the stable end positions 16a, 36a.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer 5 shows a flow chart of a method for operating a
Aktorvorrichtung. In zumindest einem Verfahrensschritt 108a wird das Actuator device. In at least one method step 108a, the
Ankerelement 10a durch eine externe Kraft in eine der Positionen der stabilen Endlage 16a verbracht. In zumindest einem Fixierungsschritt 62a wird das Anchoring element 10a brought into one of the positions of the stable end position 16a by an external force. In at least one fixing step 62a, the
Ankerelement 10a durch die magnetische Halteeinheit 12a in der stabilen Endlage 16a der Aktorvorrichtung fixiert. In zumindest einem Aktorschritt 64a wird das Ankerelement 10a zu einer Betätigung des Ankerelements 10a aus der stabilen Endlage 16a herausbeschleunigt. In dem Aktorschritt 64a wird dazu das Anchor element 10a fixed by the magnetic holding unit 12a in the stable end position 16a of the actuator device. In at least one actuator step 64a, the anchor element 10a is accelerated out of the stable end position 16a to actuate the anchor element 10a. This is done in actuator step 64a
Magnetfeld der magnetischen Halteeinheit 12a derart manipuliert, dass die drückende Kraft der mechanischen Beschleunigungseinheit 18a die Magnetkraft der magnetischen Halteeinheit 12a übersteigt. In dem Aktorschritt 64a wird das Ankerelement 10a durch die drückende Kraft der mechanischen The magnetic field of the magnetic holding unit 12a is manipulated in such a way that the pressing force of the mechanical acceleration unit 18a exceeds the magnetic force of the magnetic holding unit 12a. In the actuator step 64a, the armature element 10a is the mechanical
Beschleunigungseinheit 18a in Richtung der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a bewegt. Das Ankerelement 10a wird in dem Aktorschritt 64a derart Acceleration unit 18a moved in the direction of the further magnetic holding unit 22a. The anchor element 10a is so in the actuator step 64a
beschleunigt, dass das Ankerelement 10a in einem Zeitraum von höchstens 20 ms einen Flub 20a von zumindest 20 mm zurücklegt. Das Ankerelement 10a wird in dem Aktorschritt 64a mit einer Maximalbeschleunigung von wenigstens 250 m/s2 beschleunigt. Das Ankerelement 10a wird in dem Aktorschritt 64a zu einem accelerates that the anchor element 10a covers a flub 20a of at least 20 mm in a period of at most 20 ms. The anchor element 10a is accelerated in the actuator step 64a with a maximum acceleration of at least 250 m / s 2 . The anchor element 10a becomes one in the actuator step 64a
Großteil durch Federkräfte bewegt. Das Ankerelement 10a wird während des Aktorschritts 64a derart beschleunigt, dass das Ankerelement 10a über die Mittelposition des gesamten Hubwegs hinausschwingt, welche in der Mitte 106a zwischen den zwei getrennt voneinander angeordneten stabilen Endlagen 16a,Most moved by spring forces. The armature element 10a is accelerated during the actuator step 64a in such a way that the armature element 10a swings beyond the middle position of the entire stroke, which is in the middle 106a between the two separately arranged stable end positions 16a,
36a der Aktorvorrichtung liegt. In zumindest einem weiteren Fixierungsschritt 66a wird das in dem Aktorschritt 64a bewegte Ankerelement 10a in einem Nahbereich der, der magnetischen Halteeinheit 12a in der Bewegungsrichtung 28a des Ankerelements 10a gegenüberliegend angeordneten weiteren magnetischen Halteeinheit 22a von einem Magnetfeld der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a eingefangen. In dem weiteren Fixierungsschritt 66a wird das Ankerelement 10a im Anschluss an das Einfangen des Ankerelements 10a und in der zweiten stabilen Endlage 36a festgehalten. Zu einer Rückbewegung des Ankerelements 10a in die stabile Endlage 16a erfolgt ein analoger Prozess, in dem zuerst das Magnetfeld der weiteren magnetischen Halteeinheit 22a abgesenkt wird und das beschleunigt bewegte Ankerelement 10a im Anschluss von dem Magnetfeld der magnetischen Halteeinheit 12a eingefangen wird. 36a of the actuator device is located. In at least one further fixing step 66a, the armature element 10a moved in the actuator step 64a is in a vicinity of the further magnetic holding unit 22a arranged opposite the magnetic holding unit 12a in the direction of movement 28a of the armature element 10a by a magnetic field of the further magnetic holding unit 22a captured. In the further fixing step 66a, following the capture of the anchor element 10a, the anchor element 10a is held in the second stable end position 36a. An analogous process takes place for a return movement of the armature element 10a into the stable end position 16a, in which first the magnetic field of the further magnetic holding unit 22a is lowered and the accelerated moving armature element 10a is then captured by the magnetic field of the magnetic holding unit 12a.
In den Figuren 6 bis 12 sind drei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 5, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 5 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 6 bis 12 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b bis d ersetzt. In the figures 6 to 12 three further exemplary embodiments of the invention are shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, whereby with regard to identically designated components, in particular with regard to components with the same reference symbols, in principle also to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular FIGS to 5, can be referenced. To distinguish the exemplary embodiments, the letter a is placed after the reference numerals of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 5. In the exemplary embodiments of FIGS. 6 to 12, the letter a is replaced by the letters b to d.
Fig. 6 zeigt einen Teil einer Schnittansicht einer alternativen Aktorvorrichtung. Die Strichpunkt-Linie stellt eine Symmetrieachse dar. Die Aktorvorrichtung weist ein Ankerelement 10b auf. Die Aktorvorrichtung weist eine magnetische Halteeinheit 12b auf. Die Aktorvorrichtung weist einen Permanentmagnet 46b auf. Der Fig. 6 shows part of a sectional view of an alternative actuator device. The dash-dot line represents an axis of symmetry. The actuator device has an anchor element 10b. The actuator device has a magnetic holding unit 12b. The actuator device has a permanent magnet 46b. Of the
Permanentmagnet 46b ist zu einer Erzeugung der das Ankerelement 10b in einer stabilen Endlage 16b fixierenden Haltekraft vorgesehen. Das Ankerelement 10b weist den Permanentmagnet 46b auf. Die Aktorvorrichtung weist eine Schaltspule 50b auf. Die Schaltspule 50b ist dazu vorgesehen, ein Schaltmagnetfeld, insbesondere einen Schaltmagnetpuls, zu erzeugen, welches das Magnetfeld des Permanentmagnets 46b zu einer zumindest kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der magnetischen Halteeinheit 12b zumindest lokal verdrängend überlagert. Die Schaltspule 50b ist dazu vorgesehen, mittels des Permanent magnet 46b is provided to generate the holding force that fixes armature element 10b in a stable end position 16b. The anchor element 10b has the permanent magnet 46b. The actuator device has a switching coil 50b. The switching coil 50b is provided to generate a switching magnetic field, in particular a switching magnetic pulse, which superimposes the magnetic field of the permanent magnet 46b at least locally to reduce the holding force of the magnetic holding unit 12b, at least for a short time. The switching coil 50b is provided by means of the
Schaltmagnetfelds, insbesondere des Schaltmagnetpulses, ein Herausbeschleunigen des Ankerelements 10b aus der stabilen Endlage 16b zu erlauben. Switching magnetic field, in particular the switching magnetic pulse To allow the anchor element 10b to accelerate out of the stable end position 16b.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der alternativen Aktorvorrichtung. In zumindest einem Fixierungsschritt 62b wird das Ankerelement 10b stromlos in der stabilen Endlage 16b fixiert. In dem Fixierungsschritt 62b wird das Ankerelement 10b durch den Permanentmagnet 46b an die magnetische Halteeinheit 12b magnetisch angezogen. In dem Fixierungsschritt 62b bildet das Ankerelement 10b mit dem Permanentmagnet 46b zusammen mit 7 shows a flow chart of a method for operating the alternative actuator device. In at least one fixing step 62b, the anchor element 10b is fixed in the stable end position 16b without current. In the fixing step 62b, the anchor element 10b is magnetically attracted to the magnetic holding unit 12b by the permanent magnet 46b. In the fixing step 62b, the anchor element 10b forms together with the permanent magnet 46b
magnetfeldführenden Bauteilen 1 12b, 1 14b, 1 16b der magnetischen Halteeinheit 12b einen magnetischen Kreis aus. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 118b wird eine Bewegung des Ankerelements 10b durch einen, das Magnetfeld des Permanentmagnets 46b des Ankerelements 10b beeinflussenden Auslösepuls zugelassen und/oder initiiert, welcher kürzer als 4 ms ist. Der Auslösepuls ist dazu vorgesehen, ein Magnetfeld des Permanentmagnets 46b des Ankerelements 10b zumindest lokal verdrängend zu überlagern (alternativ wird das Magnetfeld des Permanentmagnets 46c der magnetischen Halteeinheit 12c beeinflusst, vgl. das Ausführungsbeispiel von Fig. 8). In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 120b wird das Ankerelement 10b durch eine mechanische Beschleunigungseinheit 18b aus der stabilen Endlage 16b herausbeschleunigt, sobald eine drückende Kraft der mechanischen Beschleunigungseinheit 18b die durch den Auslösepuls reduzierte magnetische Haltekraft des Permanentmagnets 46b übersteigt. Magnetic field guiding components 1 12b, 1 14b, 1 16b of the magnetic holding unit 12b from a magnetic circuit. In at least one further method step 118b, a movement of the armature element 10b is permitted and / or initiated by a trigger pulse which influences the magnetic field of the permanent magnet 46b of the armature element 10b and is shorter than 4 ms. The trigger pulse is provided to superimpose a magnetic field of the permanent magnet 46b of the armature element 10b at least locally in a displacing manner (alternatively, the magnetic field of the permanent magnet 46c of the magnetic holding unit 12c is influenced, cf. the embodiment of FIG. 8). In at least one further method step 120b, the armature element 10b is accelerated out of the stable end position 16b by a mechanical acceleration unit 18b as soon as a pressing force of the mechanical acceleration unit 18b exceeds the magnetic holding force of the permanent magnet 46b, which is reduced by the trigger pulse.
Fig. 8 zeigt einen Teil einer Schnittansicht einer weiteren alternativen Fig. 8 shows part of a sectional view of a further alternative
Aktorvorrichtung. Die Strichpunkt-Linie stellt eine Symmetrieachse dar. Die Actuator device. The dash-dot line represents an axis of symmetry. The
Aktorvorrichtung weist ein Ankerelement 10c auf. Die Aktorvorrichtung weist eine magnetische Halteeinheit 12c auf. Die Aktorvorrichtung weist einen Actuator device has an anchor element 10c. The actuator device has a magnetic holding unit 12c. The actuator device has a
Permanentmagnet 46c auf. Der Permanentmagnet 46c ist zu einer Erzeugung der das Ankerelement 10c in der stabilen Endlage 16c fixierenden Haltekraft vorgesehen. Die magnetische Halteeinheit 12c weist den Permanentmagnet 46c auf. Die Aktorvorrichtung weist eine Schaltspule 50c auf. Die Schaltspule 50c ist dazu vorgesehen, ein Schaltmagnetfeld, insbesondere einen Schaltmagnetpuls, zu erzeugen, welches das Magnetfeld des Permanentmagnets 46c zu einer zumindest kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der magnetischen Halteeinheit 12c zumindest lokal verdrängend überlagert. Die Schaltspule 50c ist dazu vorgesehen, mittels des Schaltmagnetfelds, insbesondere des Permanent magnet 46c. The permanent magnet 46c is provided to generate the holding force that fixes the armature element 10c in the stable end position 16c. The magnetic holding unit 12c has the permanent magnet 46c. The actuator device has a switching coil 50c. The switching coil 50c is provided to generate a switching magnetic field, in particular a switching magnetic pulse, to generate, which superimposes the magnetic field of the permanent magnet 46c to at least a brief reduction in the holding force of the magnetic holding unit 12c at least locally in a displacing manner. The switching coil 50c is provided by means of the switching magnetic field, in particular the
Schaltmagnetpulses, ein Herausbeschleunigen des Ankerelements 10c aus der stabilen Endlage 16c zu erlauben. Switching magnet pulse to allow the armature element 10c to accelerate out of the stable end position 16c.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung mit weiteren alternativen magnetischen 9 shows a schematic sectional view of an additional further alternative actuator device with further alternative magnetic ones
Halteeinheiten 12d, 22d. Die Strichpunkt-Linie stellt eine Symmetrieachse dar. Die Aktorvorrichtung weist ein Ankerelement 10d auf. Die Aktorvorrichtung weist Permanentmagnete 46d, 48d auf. Die Permanentmagnete 46d, 48d sind zu einer Erzeugung der das Ankerelement 10d in stabilen Endlagen 16d, 36d fixierenden Haltekräfte vorgesehen. Die magnetische Halteeinheit 12d weist den Holding units 12d, 22d. The dash-dot line represents an axis of symmetry. The actuator device has an anchor element 10d. The actuator device has permanent magnets 46d, 48d. The permanent magnets 46d, 48d are provided to generate the holding forces that fix the anchor element 10d in stable end positions 16d, 36d. The magnetic holding unit 12d has the
Permanentmagnet 46d auf. Die weitere magnetische Halteeinheit 22d weist den weiteren Permanentmagnet 48d auf. Die Aktorvorrichtung weist eine Schaltspule 50d auf. Die Aktorvorrichtung weist eine weitere Schaltspule 52d auf. Die Permanent magnet 46d. The further magnetic holding unit 22d has the further permanent magnet 48d. The actuator device has a switching coil 50d. The actuator device has a further switching coil 52d. The
Schaltspulen 50d, 52d sind dazu vorgesehen, ein Schaltmagnetfeld, insbesondere einen Schaltmagnetpuls, zu erzeugen, welches das Magnetfeld des jeweiligen Permanentmagnets 46d, 48d zu einer zumindest kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der magnetischen Halteeinheit 12d zumindest lokal verdrängend überlagert. Die Schaltspulen 50d, 52d sind dazu vorgesehen, mittels des Switching coils 50d, 52d are provided to generate a switching magnetic field, in particular a switching magnetic pulse, which superimposes the magnetic field of the respective permanent magnet 46d, 48d at least locally to reduce the holding force of the magnetic holding unit 12d, at least for a short time. The switching coils 50d, 52d are provided by means of the
Schaltmagnetfelds, insbesondere des Schaltmagnetpulses, ein Switching magnetic field, in particular the switching magnetic pulse
Herausbeschleunigen des Ankerelements 10d aus der jeweiligen stabilen Endlage 16d, 36d zu erlauben. Die Schaltspulen 50d, 52d sind zudem dazu vorgesehen, mittels des Schaltmagnetfelds, insbesondere des Schaltmagnetpulses, einen initialen Beschleunigungsimpuls an das Ankerelement 10d zu übertragen. To allow the anchor element 10d to accelerate out of the respective stable end position 16d, 36d. The switching coils 50d, 52d are also provided to transmit an initial acceleration pulse to the armature element 10d by means of the switching magnetic field, in particular the switching magnetic pulse.
Die Aktorvorrichtung weist einen Bewegungsbereich 1 10d auf. Das Ankerelement 10d ist innerhalb des Bewegungsbereichs 1 10d in eine Bewegungsrichtung 28d bewegbar. Die Schaltspulen 50d, 52d umgreifen den Bewegungsbereich 110d.The actuator device has a range of motion 110d. The anchor element 10d can be moved in a movement direction 28d within the movement range 110d. The switching coils 50d, 52d encompass the range of motion 110d.
Der Bewegungsbereich 1 10d verläuft teilweise innerhalb eines Spuleninneren 54d der Schaltspulen 50d, 52d. Die Schaltspulen 50d, 52d sind in Richtung der Bewegungsrichtung 28d des Ankerelements 10d voneinander beabstandet angeordnet. Zumindest ein Teil des Ankerelements 10d ist in einem ersten Betriebszustand 14d der Aktorvorrichtung, in dem das Ankerelement 10d in der stabilen Endlage 16b fixiert ist, in dem Spuleninneren 54d der Schaltspule 50d angeordnet. Zumindest ein Teil des Ankerelements 10d ist in einem dritten Betriebszustand 34d der Aktorvorrichtung, in dem das Ankerelement 10d in der zweiten stabilen Endlage 36d fixiert ist, in dem Spuleninneren 54d der weiteren Schaltspule 52d angeordnet. Die Aktorvorrichtung weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 38d auf. Die Magnetfelder der Schaltspulen 50d, 52d sind mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit 38d beeinflussbar, steuerbar und/oder regelbar. The range of motion 110d runs partially within a coil interior 54d the switching coils 50d, 52d. The switching coils 50d, 52d are arranged at a distance from one another in the direction of movement 28d of the armature element 10d. In a first operating state 14d of the actuator device, in which the armature element 10d is fixed in the stable end position 16b, at least part of the armature element 10d is arranged in the coil interior 54d of the switching coil 50d. At least part of the armature element 10d is arranged in the coil interior 54d of the further switching coil 52d in a third operating state 34d of the actuator device in which the armature element 10d is fixed in the second stable end position 36d. The actuator device has a control and / or regulating unit 38d. The magnetic fields of the switching coils 50d, 52d can be influenced, controlled and / or regulated by means of the control and / or regulating unit 38d.
Das Ankerelement 10d weist eine Nut 56d auf. Die Nut 56d bildet in dem ersten Betriebszustand 14d einen Reluktanzspalt 58d eines Magnetkreises der The anchor element 10d has a groove 56d. In the first operating state 14d, the groove 56d forms a reluctance gap 58d of a magnetic circuit
Schaltspule 50d aus. Das Ankerelement 10d weist eine weitere Nut 122d auf. Die weitere Nut 122d bildet in dem dritten Betriebszustand 34d einen weiteren Switching coil 50d off. The anchor element 10d has a further groove 122d. The further groove 122d forms a further one in the third operating state 34d
Reluktanzspalt 124d eines weiteren Magnetkreises der weiteren Schaltspule 52d aus. Reluctance gap 124d of a further magnetic circuit of the further switching coil 52d.
Fig. 10 zeigt dieselbe schematische Schnittansicht der zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung wie Fig. 9 mit stromlos geschalteten Schaltspulen 50d, 52d und dem in der stabilen Endlage 16d fixierten Ankerelement 10d. FIG. 10 shows the same schematic sectional view of the additional further alternative actuator device as FIG. 9 with switching coils 50d, 52d switched to currentless and the anchor element 10d fixed in the stable end position 16d.
Magnetfeldlinien 128d des Magnetfelds des Permanentmagnets 46d sind schematisch dargestellt. Der das Ankerelement 10d fixierende Magnetkreis verläuft durch zwei magnetfeldführende Bauteile 1 12d, 1 14d oberhalb und unterhalb des Permanentmagnets 46d sowie durch einen Teil des Ankerelements 10d, durch einen Teil eines Gehäuses 130d der Aktorvorrichtung und durch ein weiteres, das Gehäuse 130d und das Ankerelement 10d magnetisch Magnetic field lines 128d of the magnetic field of the permanent magnet 46d are shown schematically. The magnetic circuit fixing the armature element 10d runs through two magnetic field-conducting components 1 12d, 1 14d above and below the permanent magnet 46d and through part of the armature element 10d, through part of a housing 130d of the actuator device and through another, the housing 130d and the armature element 10d magnetic
verbindendes magnetfeldführendes Bauteil 1 16d. Das Gehäuse 130d weist eine maximale Erstreckung 26d in eine beliebige Richtung senkrecht zu einer vorgesehenen Bewegungsrichtung 28d des Ankerelements 10d von 20 mm auf. Fig. 1 1 zeigt erneut dieselbe schematische Schnittansicht der zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung wie Fig. 9 ohne den Permanentmagnet 46d und bei aktivierter Schaltspule 50d. Magnetfeldlinien 132d des Magnetfelds der Schaltspule 50d sind schematisch dargestellt. Der das Magnetfeld des connecting magnetic field guiding component 1 16d. The housing 130d has a maximum extension 26d in any direction perpendicular to an intended direction of movement 28d of the anchor element 10d of 20 mm. FIG. 1 1 again shows the same schematic sectional view of the additional further alternative actuator device as FIG. 9 without the permanent magnet 46d and with the switching coil 50d activated. Magnetic field lines 132d of the magnetic field of the switching coil 50d are shown schematically. The magnetic field of the
Permanentmagnets 46d lokal verdrängende und/oder das Ankerelement 10d mit einem initialen Beschleunigungsimpuls versehende Magnetkreis verläuft durch einen Teil des Ankerelements 10d, durch den durch die Nut 56d gebildeten Reluktanzspalt 58d, durch einen Teil des Gehäuses 130d und durch zwei weitere das Gehäuse 130d und das Ankerelement 10d magnetisch verbindende magnetfeldführende Bauteile 1 16d, 134d. Die Magnetkreise der Schaltspule 50d und des Permanentmagnets 46d verlaufen beide durch das gemeinsame magnetfeldführende Bauteil 1 16d. Bei entsprechender Polung der Schaltspule 50d verdrängt somit der Magnetkreis der Schaltspule 50d den Magnetkreis des Permanentmagnets 46d zumindest teilweise aus dem gemeinsamen The permanent magnet 46d locally displacing the armature element 10d and / or providing the armature element 10d with an initial acceleration pulse runs through part of the armature element 10d, through the reluctance gap 58d formed by the groove 56d, through a part of the housing 130d and through two other parts, the housing 130d and the armature element 10d magnetically connecting magnetic field conducting components 1 16d, 134d. The magnetic circuits of the switching coil 50d and the permanent magnet 46d both run through the common magnetic field-guiding component 1 16d. With the appropriate polarity of the switching coil 50d, the magnetic circuit of the switching coil 50d thus at least partially displaces the magnetic circuit of the permanent magnet 46d from the common
magnetfeldführende Bauteil 1 16d. Dadurch schwächt sich ebenfalls der Teil des Magnetfelds des Permanentmagnets 46d, welcher durch das Ankerelement 10d verläuft, ab, so dass die durch den Permanentmagnet ausgelöste magnetische Haltekraft reduziert wird und ein Flerausbeschleunigen des Ankerelements 10d aus der stabilen Endlage 16d durch eine mechanische Beschleunigungseinheit 18d ermöglicht wird. Magnetic field conducting component 1 16d. This also weakens the part of the magnetic field of the permanent magnet 46d that runs through the armature element 10d, so that the magnetic holding force triggered by the permanent magnet is reduced and the armature element 10d can be accelerated out of the stable end position 16d by a mechanical acceleration unit 18d .
Fig. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der zusätzlichen weiteren alternativen Aktorvorrichtung. In zumindest einem Verfahrensschritt 60d wird das Magnetfeld des Permanentmagnets 46d, welches das Ankerelement 10d in der stabilen Endlage 16d fixiert, durch einen Auslösepuls der Schaltspule 50d derart reduziert, dass die drückende Kraft der mechanischen FIG. 12 shows a flow chart of a method for operating the additional further alternative actuator device. In at least one method step 60d, the magnetic field of the permanent magnet 46d, which fixes the armature element 10d in the stable end position 16d, is reduced by a trigger pulse of the switching coil 50d in such a way that the pressing force of the mechanical
Beschleunigungseinheit 18d die magnetische Haltekraft des Permanentmagnets 46d übersteigt. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 126d, insbesondere zu Beginn eines Aktorschritts 64d, wird durch den Auslösepuls das Ankerelement 10d zusätzlich initial beschleunigt. In dem weiteren Verfahrensschritt 126d wird das Ankerelement 10d von einer durch das Magnetfeld der Schaltspule 50d erzeugten Reluktanzkraft in eine von der magnetischen Halteeinheit 12d wegweisende Richtung bewegt. Acceleration unit 18d exceeds the magnetic holding force of the permanent magnet 46d. In at least one further method step 126d, in particular at the beginning of an actuator step 64d, the armature element 10d is additionally initially accelerated by the trigger pulse. In the further method step 126d, the armature element 10d is activated by the magnetic field of the switching coil 50d generated reluctance force is moved in a direction facing away from the magnetic holding unit 12d.

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Aktorvorrichtung, insbesondere elektromagnetische Aktorvorrichtung, mit zumindest einem Ankerelement (10a-d) und mit zumindest einer magnetischen Halteeinheit (12a-d), welche zumindest dazu vorgesehen ist, das Ankerelement (10a-d) in zumindest einem ersten Betriebszustand (14a-d) in einer stabilen Endlage (16a-d) zu fixieren, gekennzeichnet durch zumindest eine mechanische Beschleunigungseinheit (18a-d), welche zumindest dazu vorgesehen ist, in zumindest einem zweiten Betriebszustand (24a-d) zu einer Betätigung des Ankerelements (10a-d) das Ankerelement (10a-d) aus der stabilen Endlage (16a-d) 1 . Actuator device, in particular electromagnetic actuator device, with at least one armature element (10a-d) and with at least one magnetic holding unit (12a-d), which is provided at least to hold the armature element (10a-d) in at least one first operating state (14a-d) to be fixed in a stable end position (16a-d), characterized by at least one mechanical acceleration unit (18a-d), which is provided at least to actuate the anchor element (10a-d) in at least one second operating state (24a-d) the anchor element (10a-d) from the stable end position (16a-d)
herauszubeschleunigen, wobei das Ankerelement (10a-d) in dem zweiten Betriebszustand (24a-d), insbesondere in Folge der Betätigung des Ankerelements (10a-d) durch eine Deaktivierung einer Haltekraft der magnetischen Halteeinheit (12a-d), derart beschleunigt ist, dass das Ankerelement (10a-d) in einem Zeitraum von höchstens 25 ms einen Hub (20a-d) von mehr als 10 mm, vorzugsweise in einem Zeitraum von höchstens 20 ms einen Hub (20a-d) von zumindest 20 mm, zurücklegt, und wobei die mechanische Beschleunigungseinheit (18a-d) dazu vorgesehen ist, einen wesentlichen, insbesondere überwiegenden, Beitrag zu einer Gesamtbeschleunigung des Ankerelements (10a-d) in dem zweiten Betriebszustand (24a-d) zu leisten. accelerate out, the anchor element (10a-d) being accelerated in the second operating state (24a-d), in particular as a result of the actuation of the anchor element (10a-d) by deactivating a holding force of the magnetic holding unit (12a-d), that the anchor element (10a-d) covers a stroke (20a-d) of more than 10 mm in a period of at most 25 ms, preferably a stroke (20a-d) of at least 20 mm in a period of at most 20 ms, and wherein the mechanical acceleration unit (18a-d) is provided to make a substantial, in particular predominant, contribution to an overall acceleration of the anchor element (10a-d) in the second operating state (24a-d).
2. Aktorvorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine maximale Erstreckung (26a-d) in eine beliebige Richtung senkrecht zu einer vorgesehenen Bewegungsrichtung (28a-d) des Ankerelements (10a-d) von höchstens 30 mm. 2. Actuator device according to claim 1, characterized by a maximum extension (26a-d) in any direction perpendicular to an intended direction of movement (28a-d) of the anchor element (10a-d) of at most 30 mm.
3. Aktorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Halteeinheit (12a-d) dazu vorgesehen ist, eine magnetische Haltekraft zu erzeugen, welche das Ankerelement (10a-d) in dem ersten Betriebszustand (14a-d) in der stabilen Endlage (16a-d) fixiert und welche entgegen einer an dem Ankerelement (1 Oa-d) anliegenden und durch die mechanische Beschleunigungseinheit (18a-d) erzeugten Beschleunigungskraft wirkt. 3. Actuator device according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic holding unit (12a-d) is provided to generate a magnetic holding force which the armature element (10a-d) in the first operating state (14a-d) in the stable end position (16a-d) and which acts against an acceleration force applied to the anchor element (10a-d) and generated by the mechanical acceleration unit (18a-d).
4. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Beschleunigungseinheit (18a-d) zumindest eine erste Feder (30a-d) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest in dem ersten Betriebszustand (14a-d) eine drückende Kraft auf das Ankerelement (10a-d) auszuwirken. 4. Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical acceleration unit (18a-d) has at least one first spring (30a-d) which is provided to apply a pressing force at least in the first operating state (14a-d) to act on the anchor element (10a-d).
5. Aktorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Beschleunigungseinheit (18a-d) zumindest eine zweite Feder (40a-d) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, eine der drückenden5. Actuator device according to claim 4, characterized in that the mechanical acceleration unit (18a-d) has at least one second spring (40a-d) which is provided to one of the pressing
Kraft der ersten Feder (30a-d) entgegengerichtete drückende Kraft auf das Ankerelement (10a-d) auszuüben. Force of the first spring (30a-d) to exert an opposing pressing force on the anchor element (10a-d).
6. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Actuator device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch eine weitere magnetische Halteeinheit (22a-d), welche getrennt von der magnetischen Halteeinheit (12a-d) ausgebildet ist und welche dazu vorgesehen ist, das Ankerelement (10a-d) in zumindest einem dritten Betriebszustand (34a-d) in einer zweiten stabilen Endlage (36a-d) zu fixieren. characterized by a further magnetic holding unit (22a-d) which is designed separately from the magnetic holding unit (12a-d) and which is provided to hold the anchor element (10a-d) in at least one third operating state (34a-d) in a to fix the second stable end position (36a-d).
7. Aktorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere magnetische Halteeinheit (22a-d) in einer zu einer vorgesehenen Bewegungsrichtung (28a-d) des Ankerelements (10a-d) parallel verlaufenden Richtung von der magnetischen Halteeinheit (12a-d) beabstandet ist. 7. Actuator device according to claim 6, characterized in that the further magnetic holding unit (22a-d) in a direction of the magnetic holding unit (12a-d) running parallel to an intended direction of movement (28a-d) of the armature element (10a-d) is spaced.
8. Aktorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der magnetischen Halteeinheit (12a-d) und der weiteren magnetischen Halteeinheit (22a-d) zumindest im Wesentlichen einem maximalen Hub (20a-d) des Ankerelements (10a-d) entspricht. 8. Actuator device according to claim 7, characterized in that the distance between the magnetic holding unit (12a-d) and the further magnetic holding unit (22a-d) is at least substantially a maximum stroke (20a-d) of the armature element (10a-d) corresponds.
9. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Dämpfungseinheit (32a-d), welche dazu vorgesehen ist, einen Aufprallimpuls des Ankerelements (10a-d) auf die magnetische 9. Actuator device according to one of claims 6 to 8, characterized by a damping unit (32a-d) which is provided to apply an impact pulse of the armature element (10a-d) to the magnetic
Halteeinheit (12a-d) und/oder die weitere magnetische Halteeinheit (22a- d) am Ende eines Bewegungsvorgangs des Ankerelements (10a-d) zumindest wesentlich zu dämpfen. To dampen the holding unit (12a-d) and / or the further magnetic holding unit (22a-d) at least substantially at the end of a movement process of the anchor element (10a-d).
10. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Actuator device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (38a-d), welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Haltekraft der magnetischen Halteeinheit (12a-d, 22a-d) zumindest kurzzeitig derart zu beeinflussen, dass die Fixierung des Ankerelements (10a-d) zumindest teilweise aufgehoben ist. characterized by a control and / or regulating unit (38a-d) which is provided at least to influence a holding force of the magnetic holding unit (12a-d, 22a-d) at least briefly in such a way that the fixing of the anchor element (10a-d ) is at least partially repealed.
11. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Halteeinheit (12a, 22a) zumindest eine Magnetspule (42a) und/oder zumindest einen 11. Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic holding unit (12a, 22a) has at least one magnetic coil (42a) and / or at least one
Reluktanzmagnet (44a) zu einer Erzeugung der Haltekraft umfasst, dessen Magnetfeld steuerbar ist. Reluctance magnet (44a) for generating the holding force, the magnetic field of which is controllable.
12. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Actuator device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch zumindest einen Permanentmagnet (46b-d, 48b- d), welcher zumindest zu einer Erzeugung der das Ankerelement (1 Ob-d) in der stabilen Endlage (16b-d) fixierenden Haltekraft vorgesehen ist. characterized by at least one permanent magnet (46b-d, 48b-d), which is provided at least to generate the holding force which fixes the anchor element (1 Ob-d) in the stable end position (16b-d).
13. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Halteeinheit (12c, 22c; 12d, 22d) zumindest einen Permanentmagnet (46c; 46d) aufweist. 13. Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic holding unit (12c, 22c; 12d, 22d) has at least one permanent magnet (46c; 46d).
14. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (10b) zumindest einen 14. Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor element (10b) has at least one
Permanentmagnet (46b) aufweist. Has permanent magnet (46b).
15. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch zumindest eine Schaltspule (50b-d, 52b-d), welche zumindest dazu vorgesehen ist, ein Schaltmagnetfeld, insbesondere einen 15. Actuator device according to one of claims 12 to 14, characterized by at least one switching coil (50b-d, 52b-d), which is provided at least to a switching magnetic field, in particular one
Schaltmagnetpuls, zu erzeugen, welches das Magnetfeld des Switching magnetic pulse to generate which the magnetic field of the
Permanentmagnets (46b-d, 48b-d) zu einer zumindest kurzzeitigen Reduzierung der Haltekraft der magnetischen Halteeinheit (12b-d, 22b-d) zumindest lokal verdrängend überlagert. Permanent magnets (46b-d, 48b-d) superimposed at least locally in a displacing manner to reduce the holding force of the magnetic holding unit (12b-d, 22b-d) at least for a short time.
16. Aktorvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltspule (50d, 52d) dazu vorgesehen ist, mittels des 16. Actuator device according to claim 15, characterized in that the switching coil (50d, 52d) is provided by means of the
Schaltmagnetfelds, insbesondere des Schaltmagnetpulses, einen initialen Beschleunigungsimpuls an das Ankerelement (10d) zu übertragen. Switching magnetic field, in particular the switching magnetic pulse, to transmit an initial acceleration pulse to the armature element (10d).
17. Aktorvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Ankerelements (10d) zumindest in dem ersten Betriebszustand (14d) in einem Spuleninneren (54d) der 17. Actuator device according to claim 15 or 16, characterized in that at least part of the armature element (10d) at least in the first operating state (14d) in a coil interior (54d) of the
Schaltspule (50d, 52d) angeordnet ist. Switching coil (50d, 52d) is arranged.
18. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch 18. Actuator device according to one of claims 15 to 17, characterized
gekennzeichnet, dass das Ankerelement (10d) zumindest eine Nut (56d) aufweist, welche in dem ersten Betriebszustand (14d) einen characterized in that the anchor element (10d) has at least one groove (56d), which in the first operating state (14d) has a
Reluktanzspalt (58d) eines Magnetkreises der Schaltspule (50d, 52d) ausbildet. Reluctance gap (58d) of a magnetic circuit of the switching coil (50d, 52d) forms.
19. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (10a-d) in einem bewegten Zustand entlang eines Großteils des durch das Ankerelement (10a-d) zurücklegbaren Hubs (20a-d) zumindest im Wesentlichen frei ist von einer Beeinflussung durch externe Magnetfelder. 19. Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the armature element (10a-d) in a moved state along a large part of the stroke (20a-d) that can be covered by the armature element (10a-d) is at least substantially free of one Influence from external magnetic fields.
20. Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung, insbesondere einer 20. A method for operating an actuator device, in particular one
elektromagnetischen Aktorvorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Ankerelement (10a-d) und mit zumindest einer magnetischen Halteeinheit (12a-d), mittels welcher in zumindest einem Fixierungsschritt (62) das Ankerelement (10a- d) in einer stabilen Endlage (16a-d) der Aktorvorrichtung fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Aktorschritt (64) das Ankerelement (10a-d) zu einer Betätigung des Ankerelements (10a-d) aus der stabilen Endlage (16a-d) herausbeschleunigt wird, wobei das electromagnetic actuator device, in particular according to one of the preceding claims, with at least one armature element (10a-d) and with at least one magnetic holding unit (12a-d), by means of which in at least one fixing step (62) the armature element (10a-d) in a stable End position (16a-d) of the actuator device is fixed, characterized in that in at least one actuator step (64) the anchor element (10a-d) is accelerated out of the stable end position (16a-d) to actuate the anchor element (10a-d) , where the
Ankerelement (10a-d) in dem Aktorschritt (64) derart beschleunigt wird, dass das Ankerelement (10a-d) in einem Zeitraum von höchstens 25 ms einen Hub (20a-d) von mehr als 10 mm, vorzugsweise in einem Zeitraum von höchstens 20 ms einen Hub (20a-d) von zumindest 20 mm, zurücklegt. Armature element (10a-d) is accelerated in the actuator step (64) such that the armature element (10a-d) has a stroke (20a-d) of more than 10 mm in a period of at most 25 ms, preferably in a period of at most 20 ms a stroke (20a-d) of at least 20 mm.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das 21. The method according to claim 20, characterized in that the
Ankerelement (10a-d) in dem Aktorschritt (64a-d) mit einer Anchor element (10a-d) in the actuator step (64a-d) with a
Maximalbeschleunigung von wenigstens 100 m/s2 beschleunigt wird. Maximum acceleration of at least 100 m / s 2 is accelerated.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (10a-d) in dem Aktorschritt (64a-d) zu einem Großteil durch Federkräfte (100a-d) bewegt wird. 22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that the anchor element (10a-d) is moved in the actuator step (64a-d) to a large extent by spring forces (100a-d).
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch 23. The method according to any one of claims 20 to 22, characterized
gekennzeichnet, dass das Ankerelement (1 Ob-d) zumindest in einem characterized in that the anchor element (1 Ob-d) at least in one
Fixierungsschritt (62b-d) stromlos in der stabilen Endlage (16b-d) fixiert wird. Fixing step (62b-d) is fixed in the stable end position (16b-d) without current.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch 24. The method according to any one of claims 20 to 23, characterized
gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Ankerelements (10a-d) durch einen, ein Magnetfeld der magnetischen Halteeinheit (12a-d) und/oder ein characterized in that a movement of the anchor element (10a-d) through a, a magnetic field of the magnetic holding unit (12a-d) and / or a
Magnetfeld des Ankerelements (10a-d) beeinflussenden Auslösepuls zugelassen und/oder initiiert wird, welcher kürzer als 4 ms ist. Magnetic field of the armature element (10a-d) influencing trigger pulse is permitted and / or initiated, which is shorter than 4 ms.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der 25. The method according to claim 24, characterized in that the
Auslösepuls dazu vorgesehen ist, ein Magnetfeld eines Trigger pulse is provided, a magnetic field of a
Permanentmagnets (46b; 46d) der magnetischen Halteeinheit (12c; 12d) und/oder ein Magnetfeld eines Permanentmagnets (46b) des Permanent magnet (46b; 46d) of the magnetic holding unit (12c; 12d) and / or a magnetic field of a permanent magnet (46b) of the
Ankerelements (10b) zumindest lokal verdrängend zu überlagern To superimpose anchor element (10b) at least locally displacing
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Auslösepuls das Ankerelement (10d) zu Beginn des 26. The method according to claim 24 or 25, characterized in that the anchor element (10d) at the beginning of the
Aktorschritts (64d) zusätzlich initial beschleunigt wird. Actuator step (64d) is also initially accelerated.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem weiteren Fixierungsschritt (66a-d) ein bewegtes Ankerelement (10a-d) in einem Nahbereich einer der magnetischen Halteeinheit (12a-d) in einer Bewegungsrichtung (28a-d) des Ankerelements (10a-d) gegenüberliegend angeordneten weiteren magnetischen Halteeinheit (22a-d) von einem Magnetfeld der weiteren magnetischen Halteeinheit (22a-d) eingefangen wird und in einer zweiten stabilen Endlage (36a-d) festgehalten wird. 27. The method according to any one of claims 20 to 26, characterized in that in at least one further fixing step (66a-d) a moving anchor element (10a-d) in a vicinity of one of the magnetic holding units (12a-d) in a direction of movement (28a -d) of the anchor element (10a-d) arranged opposite another magnetic holding unit (22a-d) is captured by a magnetic field of the further magnetic holding unit (22a-d) and is held in a second stable end position (36a-d).
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779582A (en) * 1987-08-12 1988-10-25 General Motors Corporation Bistable electromechanical valve actuator
DE10047964A1 (en) * 1999-09-28 2001-03-29 Honda Motor Co Ltd Actuator control equipment has electromagnet control unit that switches either electromagnet from attraction phase to holding phase once generated magnetic flux reaches set value
DE112005002756T5 (en) * 2004-11-11 2007-09-06 Shinano Kenshi K.K. actuator
DE102009030479A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Saia-Burgess Dresden Gmbh magnetic release
EP2428472A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-14 Günther Zimmer Separator with electrodynamic positioning member
DE112011103156T5 (en) * 2010-09-21 2013-07-18 Remy Technologies, L.L.C. Starter solenoid with variable reluctance plunger
DE102014117702A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Bernd Hopke Electric actuator
DE102017000901A1 (en) * 2017-02-01 2018-08-02 Rhefor Gbr (Vertretungsberechtigter Gesellschafter: Arno Mecklenburg, 10999 Berlin) Bistable solenoid

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2714998B1 (en) * 1994-01-07 1996-02-09 Peugeot Method for controlling a bistable electromagnetic actuator and device for its implementation.
DE19853662B4 (en) * 1998-11-20 2005-07-28 Siemens Ag Method and device for controlling an electromechanical actuator
DE19908899B4 (en) * 1998-12-03 2007-09-13 Continental Teves Ag & Co. Ohg Solenoid valve
DE19905176A1 (en) * 1999-02-09 2000-08-10 Fev Motorentech Gmbh Electromagnetic solenoid actuator with air-damper, locates damping cylinder at pole piece and piston just below armature, such that piston enters cylinder just before armature hits pole
DE202009014192U1 (en) * 2009-10-20 2011-03-03 Eto Magnetic Gmbh Monostable electromagnetic actuator device
DE102011103169B4 (en) * 2011-06-01 2017-03-02 Gerhard Kirstein Electromagnetic drive, propulsion system and their use

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779582A (en) * 1987-08-12 1988-10-25 General Motors Corporation Bistable electromechanical valve actuator
DE10047964A1 (en) * 1999-09-28 2001-03-29 Honda Motor Co Ltd Actuator control equipment has electromagnet control unit that switches either electromagnet from attraction phase to holding phase once generated magnetic flux reaches set value
DE112005002756T5 (en) * 2004-11-11 2007-09-06 Shinano Kenshi K.K. actuator
DE102009030479A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Saia-Burgess Dresden Gmbh magnetic release
EP2428472A1 (en) * 2010-09-14 2012-03-14 Günther Zimmer Separator with electrodynamic positioning member
DE112011103156T5 (en) * 2010-09-21 2013-07-18 Remy Technologies, L.L.C. Starter solenoid with variable reluctance plunger
DE102014117702A1 (en) * 2014-12-02 2016-06-02 Bernd Hopke Electric actuator
DE102017000901A1 (en) * 2017-02-01 2018-08-02 Rhefor Gbr (Vertretungsberechtigter Gesellschafter: Arno Mecklenburg, 10999 Berlin) Bistable solenoid

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