DE102015213662A1 - Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator - Google Patents

Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator Download PDF

Info

Publication number
DE102015213662A1
DE102015213662A1 DE102015213662.0A DE102015213662A DE102015213662A1 DE 102015213662 A1 DE102015213662 A1 DE 102015213662A1 DE 102015213662 A DE102015213662 A DE 102015213662A DE 102015213662 A1 DE102015213662 A1 DE 102015213662A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
permanent magnet
air gap
adjusting device
actuator
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102015213662.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Juergen Graner
Karsten Feindt
Guenther Hohl
Mathias Eccarius
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102015213662.0A priority Critical patent/DE102015213662A1/en
Priority to PCT/EP2016/063455 priority patent/WO2017012779A1/en
Publication of DE102015213662A1 publication Critical patent/DE102015213662A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638—Armatures not entering the winding
    • H01F7/1646—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/121—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
    • H01F7/122—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L2013/10—Auxiliary actuators for variable valve timing
    • F01L2013/101—Electromagnets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Es werden ein Fortbewegungsmittel, ein Motor, eine Nockenwellenanordnung sowie eine Stellvorrichtung vorgeschlagen. Die Stellvorrichtung umfasst:
– ein Gehäuse (2);
– einen Permanentmagnet (5);
– einen Magnetanker (4);
– ein Stellelement (8); und
– einen Elektromagnet (9); wobei
– das Stellelement (8) eingerichtet ist,
– eine erste Position gegenüber dem Gehäuse (2) einzunehmen, sowie
– zumindest eine zweite, von der ersten Position unterschiedliche Position gegenüber dem Gehäuse einzunehmen, wobei
– der Permanentmagnet (5) eingerichtet ist, das Stellelement (8) in der ersten Position und/oder in der zweiten Position zu haltern; wobei
– der Elektromagnet (9) eingerichtet ist, das Stellelement (8) aus der ersten Position in die zweite Position zu bewegen und wobei
– ein zwischen dem Permanentmagnet (5) und dem Magnetanker (4) ausgebildeter erster Luftspalt (11) parallel zu einer Bewegungsrichtung verläuft, in welcher sich das Stellelement (8) beim Übertritt aus der ersten Position in die zweite Position bewegt.It is proposed a means of locomotion, an engine, a camshaft arrangement and an adjusting device. The adjusting device comprises:
- A housing (2);
A permanent magnet (5);
- An armature (4);
- An actuator (8); and
- An electromagnet (9); in which
- the adjusting element (8) is set up,
- To take a first position relative to the housing (2), as well
- At least take a second, different from the first position position relative to the housing, wherein
- The permanent magnet (5) is adapted to support the actuating element (8) in the first position and / or in the second position; in which
- The electromagnet (9) is adapted to move the adjusting element (8) from the first position to the second position and wherein
- A formed between the permanent magnet (5) and the armature (4) formed first air gap (11) parallel to a direction of movement, in which the adjusting element (8) moves when passing from the first position to the second position.

Figure DE102015213662A1_0001
Figure DE102015213662A1_0001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, einen Motor, eine Nockenwellenanordnung sowie eine Stellvorrichtung zur Realisierung einer Nockenwellenverschiebung parallel zu der Rotationsachse der Nockenwelle. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Verbesserungen hinsichtlich der Lebensdauer des Permanentmagneten sowie konstruktive Vereinfachungen (z. B. Teilevielfalt, Montagevorgang, etc.).The present invention relates to a means of locomotion, an engine, a camshaft arrangement and an adjusting device for realizing a camshaft displacement parallel to the axis of rotation of the camshaft. In particular, the present invention relates to improvements in the life of the permanent magnet and constructive simplifications (eg, variety of parts, assembly process, etc.).

Um unterschiedliche Ventilhübe von Verbrennungsmotoren zu generieren, sind Nockenwellen mit unterschiedlichen Nockenbahnen für ein jeweils betrachtetes Ventil bekannt. Um von einer ersten Nockenbahn auf eine nächste Nockenbahn zu wechseln, ist eine Verschiebung der Nockenwelle derart vorzunehmen, dass der Ventilstößel anschließend über die neue Nockenbahn bewegt wird. Hierzu ist es bekannt, Steuerpins in eine schraubenförmige Kulisse einzubringen, sodass die Rotation der Nockenwelle durch den Formschluss mit dem Steuerpin zu einer selbsttätigen Verschiebung der Nockenwelle führt. In order to generate different valve strokes of internal combustion engines, camshafts with different cam tracks for each considered valve are known. To change from a first cam track to a next cam track, a displacement of the camshaft is to be carried out such that the valve stem is then moved over the new cam track. For this purpose, it is known to introduce control pins in a helical backdrop, so that the rotation of the camshaft by the positive connection with the control pin leads to an automatic displacement of the camshaft.

Eine derartige Realisierung unterschiedlicher Nockenwellenprofile, somit eine variable Ventilsteuerung, verwendet meist eine geeignete elektromagnetische Stellvorrichtung, die zum Aktivieren bzw. Deaktivieren einer gewünschten bzw. bestimmten Nockenwellenanordnung verwendet wird. Herkömmliche elektromagnetische Stellvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 102 40 774 B4 und der EP1 421 591 B1 bekannt. Die hierin beschriebenen elektromagnetischen Stellvorrichtungen verwenden jedoch schwer zu verarbeitende Permanentmagnete, die für den Einsatz im Arbeitsraum eines Ventils gekammert werden können.Such a realization of different camshaft profiles, thus a variable valve control, usually uses a suitable electromagnetic actuator, which is used to activate or deactivate a desired or specific camshaft arrangement. Conventional electromagnetic actuators are known for example from DE 102 40 774 B4 and the EP1 421 591 B1 known. However, the electromagnetic actuators described herein use hard to process permanent magnets that can be chambered for use in the working space of a valve.

Die R.347427 ( DE 10 2013 204 764.9 ) offenbart eine elektromagnetische Stellvorrichtung der vorgenannten Art, in welcher ein Federelement verwendet wird, um einen Steuerpin entgegen einer permanentmagnetischen Haltekraft zu drücken. Überdies wird vorgeschlagen, den Permanentmagneten stationär anzuordnen. The R.347427 ( DE 10 2013 204 764.9 ) discloses an electromagnetic actuator of the aforementioned type in which a spring element is used to push a control pin against a permanent magnetic holding force. Moreover, it is proposed to arrange the permanent magnet stationary.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Aufbau sowie die Lebensdauer gattungsgemäßer Vorrichtungen zu verbessern und die Produktionskosten sowie den Montageaufwand zu verringern. Based on the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to improve the structure and the life of generic devices and to reduce production costs and assembly costs.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stellvorrichtung gelöst, welche beispielsweise in einer Nockenwellenanordnung eines Verbrennungsmotors für ein Fortbewegungsmittel eingesetzt werden kann, um die Nockenwelle entlang ihrer Rotationsachse zu verschieben und somit unterschiedliche Nockenbahnen zu aktivieren. Die Stellvorrichtung umfasst ein Gehäuse, in welchem ein Permanentmagnet, ein mit dem Permanentmagnet magnetisch koppelbarer Magnetanker, ein mit dem Magnetanker gekoppeltes Stellelement und ein Elektromagnet vorgesehen sind. Der Magnetanker kann verwendet werden, um das Stellelement in eine erste Position gegenüber dem Gehäuse zu bringen, in welcher das Stellelement dafür sorgt, dass eine mit der Stellvorrichtung koppelbare Nockenwelle in eine erste Arbeitsposition gelangt, sowie in eine zweite, von der ersten Position unterschiedliche Position gegenüber dem Gehäuse zu bringen, in welcher das Stellelement für eine Aktivierung einer zweiten Nockenbahn sorgt. Das Stellelement wird auch als „Pin“ bezeichnet. Der Permanentmagnet ist eingerichtet, eine Kraft derart zu erfahren beziehungsweise zu erzeugen, dass das Stellelement in der ersten Position und/oder in der zweiten Position gehaltert beziehungsweise fixiert werden kann. Hierzu kann der Permanentmagnet mit dem Magnetanker Bestandteil eines konfigurierbaren magnetischen Kreises oder mehrerer magnetischer Kreise sein. Der Elektromagnet ist eingerichtet, das Stellelement aus der ersten Position in die zweite Position zu bewegen. Hierzu kann sich ein vom Elektromagnet aufgebautes Magnetfeld derart mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten überlagern, dass der Magnetanker in der ersten Position eine Kraftwirkung in Richtung der zweiten Position erfährt. Um mechanische Stöße auf den Permanentmagneten beim Erreichen der ersten beziehungsweise der zweiten Position zu vermeiden, ist ein zwischen dem Permanentmagnet und dem Magnetanker ausgebildeter erster Luftspalt (auch als „Radialspalt“ bezeichnet) parallel zu einer Bewegungsrichtung des Magnetankers orientiert, in welcher sich das Stellelement beim Übertritt aus der ersten Position in die zweite Position (oder umgekehrt) bewegt. Stöße auf den Permanentmagneten beim Erreichen der ersten beziehungsweise zweiten Position durch den Magnetanker werden auf diese Weise vermieden. Im Ergebnis wird auch eine Abnahme der vom Permanentmagnet erzielbaren Magnetkräfte (z.B. durch Alterung) aufgrund von Stößen verhindert. Zudem kann eine Verwendung eines im Stand der Technik verwendeten Federelementes entfallen. The object identified above is achieved according to the invention by an adjusting device which can be used for example in a camshaft arrangement of an internal combustion engine for a means of locomotion to move the camshaft along its axis of rotation and thus to activate different cam tracks. The adjusting device comprises a housing in which a permanent magnet, a magnet armature magnetically coupled to the permanent magnet, an actuating element coupled to the magnet armature and an electromagnet are provided. The armature can be used to bring the actuator in a first position relative to the housing, in which the actuator ensures that a camshaft which can be coupled to the actuator reaches a first working position, as well as a second, different position from the first position opposite to the housing, in which the actuator provides for activation of a second cam track. The actuator is also referred to as a "pin". The permanent magnet is configured to experience or generate a force in such a way that the actuating element can be held or fixed in the first position and / or in the second position. For this purpose, the permanent magnet with the armature can be part of a configurable magnetic circuit or multiple magnetic circuits. The electromagnet is adapted to move the actuator from the first position to the second position. For this purpose, a magnetic field built up by the electromagnet can be superposed with the magnetic field of the permanent magnet in such a way that in the first position the magnet armature experiences a force action in the direction of the second position. In order to avoid mechanical shocks on the permanent magnet when reaching the first or the second position, a first air gap formed between the permanent magnet and the magnet armature (also referred to as "radial gap") is oriented parallel to a direction of movement of the magnet armature in which the control element is located Transfer moves from the first position to the second position (or vice versa). Impacts on the permanent magnet when reaching the first or second position by the magnet armature are avoided in this way. As a result, a decrease in the magnetic forces achievable by the permanent magnet (for example, by aging) due to shocks is also prevented. In addition, a use of a spring element used in the prior art can be omitted.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Das Stellelement kann in der ersten Position eine erste Länge aus dem Gehäuse hervorstehen und in dieser Position keine formschlüssige Kopplung mit der Nockenwellenkulisse aufweisen. In der zweiten Position jedoch steht das Stellelement eine zweite, von der ersten Länge unterschiedliche Länge aus dem Gehäuse hervor, sodass eine formschlüssige Kopplung mit der Nockenwellenkulisse ermöglicht wird. Selbstverständlich ist der vorgenannte Zusammenhang auch umgekehrt möglich. The actuator may protrude in the first position, a first length of the housing and in this position have no positive coupling with the Nockenwellenkulisse. In the second position, however, the actuator is a second, different from the first length length of the housing, so that a positive coupling with the camshaft backdrop is made possible. Of course, the above-mentioned context is also possible conversely.

Ein optionaler Unterschied zu den im Stand der Technik bekannten Anordnungen besteht darin, die Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellelementes zu wählen. Auf diese Weise kann der Permanentmagnet in unmittelbarer Nähe zum ersten Luftspalt angeordnet werden, wodurch sich eine besonders kompakte Bauform und kurze magnetische Kreise ergeben. Entsprechend leichtgewichtig kann die Anordnung ausgestaltet werden. An optional difference from the arrangements known in the prior art is to choose the magnetization direction of the permanent magnet perpendicular to the direction of movement of the actuator. In this way, the permanent magnet can be arranged in close proximity to the first air gap, resulting in a particularly compact design and short magnetic circuits. Accordingly lightweight, the arrangement can be configured.

Der Permanentmagnet kann zur Realisierung einer möglichst hohen magnetischen Kraft als Ringmagnet ausgebildet sein und insbesondere eingerichtet sein, den Magnetanker zumindest in manchen Betriebszuständen zumindest annähernd zu umschließen. Dies ermöglicht eine besonders große Fläche des ersten Luftspaltes und sorgt für eine nahezu verschwindende Kraftwirkung senkrecht zur Bewegungsrichtung. Dies wiederum verringert die auftretenden Reibungskräfte, erübrigt eine aufwendige Führung und unterstützt eine angestrebte kompakte und leichte Bauform. The permanent magnet can be designed to realize the highest possible magnetic force as a ring magnet and in particular be adapted to at least approximately enclose the armature, at least in some operating conditions. This allows a particularly large area of the first air gap and ensures a nearly vanishing force perpendicular to the direction of movement. This in turn reduces the frictional forces occurring, eliminates the need for a complex guide and supports a desired compact and lightweight design.

Der Permanentmagnet kann als Vollring ausgestaltet sein, wodurch sich ein besonders homogener Aufbau sowie eine einfache Montage der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ergeben. Alternativ kann der Permanentmagnet aus Ringsegmenten in azimutaler Richtung zur Bewegungsrichtung zusammengesetzt werden. Die Ringsegmente nehmen Sektoren in Umfangsrichtung des Permanentmagneten ein, welche in Summe eine dem Vollring im Wesentlichen entsprechende Anordnung darstellen. Die Verwendung von Ringsegmenten ermöglicht eine besonders einfache Magnetisierung und kann Vorteile bei der Fertigung mit sich bringen. The permanent magnet can be designed as a solid ring, resulting in a particularly homogeneous structure and easy installation of the adjusting device according to the invention. Alternatively, the permanent magnet may be composed of ring segments in the azimuthal direction to the direction of movement. The ring segments occupy sectors in the circumferential direction of the permanent magnet, which in sum constitute a substantially corresponding arrangement to the solid ring. The use of ring segments enables a particularly simple magnetization and can bring advantages in the production.

Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass ein erster magnetischer Kreis sich über den ersten Luftspalt und einen zweiten Luftspalt (Arbeitsspalt) schließt, wobei der zweite Luftspalt in der ersten Position des Stellelementes kürzer als in der zweiten Position des Stellelementes ist. Insbesondere kann der zweite Luftspalt in Bewegungsrichtung orientierte Magnetfeldlinien führen. Durch die vorgenannte Orientierung des zweiten Luftspaltes ergibt sich ein von der Position des Stellelementes abhängiger magnetischer Widerstand und eine von der Position des Stellelementes abhängige Kraft auf die dem zweiten Luftspalt zugewandte Oberfläche des Magnetankers. The adjusting device according to the invention can be configured such that a first magnetic circuit closes over the first air gap and a second air gap (working gap), wherein the second air gap in the first position of the actuating element is shorter than in the second position of the actuating element. In particular, the second air gap can lead oriented magnetic field lines in the direction of movement. As a result of the aforementioned orientation of the second air gap, a magnetic resistance dependent on the position of the adjusting element and a force dependent on the position of the adjusting element are produced on the surface of the magnet armature facing the second air gap.

Die Stellvorrichtung kann weiter einen zweiten magnetischen Kreis aufweisen, welcher sich über den ersten Luftspalt und einen dritten Luftspalt schließt, wobei der dritte Luftspalt in der ersten Position des Stellelementes länger als in der zweiten Position ist. Auch der dritte Luftspalt kann derart orientiert sein, dass die ihn durchflutenden Magnetfeldlinien im Wesentlichen in Bewegungsrichtung des Stellelementes orientiert sind. Es gilt das in Verbindung mit dem zweiten Luftspalt Gesagte entsprechend. Mit anderen Worten vergrößert sich der zweite Luftspalt, wenn sich der dritte Luftspalt verkleinert (und andersherum). Auf diese Weise ergeben sich zwei stabile Positionen für das Stellelement bereits auf Basis der Kraftwirkung des Permanentmagnetfeldes. Sobald der zweite Luftspalt kleiner als der dritte Luftspalt ist, schließen sich die Magnetfeldlinien des Permanentmagnetfeldes bevorzugt über den zweiten Luftspalt, wodurch dessen Kraftwirkung auf den Magnetanker erhöht wird und die erste Position des Stellelementes angefahren wird. Erst durch Aufbringung zusätzlicher Kräfte kann der Magnetanker das Stellelement von der ersten Position in die zweite Position bringen, was beispielsweise mittels des Elektromagneten erfolgen kann. Sofern der Magnetanker derart in der Stellvorrichtung angeordnet ist, dass der dritte Luftspalt kleiner als der zweite Luftspalt ist, wird der Magnetanker allein aufgrund der Kraft des Permanentmagneten in die zweite Position bewegt, wodurch der dritte Luftspalt minimal wird. Auch aus dieser Position ist eine zusätzliche Kraft erforderlich, um in die erste Position zurück zu wechseln. Diese Kraft kann beispielsweise durch eine Rampe auf der Nockenwelle erzeugt werden, welche das Stellelement in Richtung der ersten Position drückt. Auf diese Weise kann ein Federelement zur Realisierung zweier stabiler Positionen des Stellelementes entfallen. Dennoch ist lediglich ein einziger Permanentmagnet erforderlich. The adjusting device may further comprise a second magnetic circuit which closes over the first air gap and a third air gap, wherein the third air gap in the first position of the actuating element is longer than in the second position. Also, the third air gap may be oriented such that the magnetic field lines flowing through it are oriented substantially in the direction of movement of the actuating element. The same applies in connection with the second air gap. In other words, the second air gap increases as the third air gap narrows (and vice versa). In this way, two stable positions for the actuator already based on the force of the permanent magnetic field. As soon as the second air gap is smaller than the third air gap, the magnetic field lines of the permanent magnetic field preferably close over the second air gap, whereby its force is increased to the armature and the first position of the control element is approached. Only by applying additional forces, the armature can bring the actuator from the first position to the second position, which can be done for example by means of the electromagnet. If the magnet armature is arranged in the adjusting device such that the third air gap is smaller than the second air gap, the magnetic armature is moved to the second position solely on account of the force of the permanent magnet, whereby the third air gap becomes minimal. Also from this position, an additional force is required to switch back to the first position. This force can be generated for example by a ramp on the camshaft, which presses the actuating element in the direction of the first position. In this way, a spring element for realizing two stable positions of the control element can be omitted. Nevertheless, only a single permanent magnet is required.

Der Permanentmagnet kann eingerichtet sein, einen magnetischen Fluss sowohl über den vorgenannten ersten magnetischen Kreis als auch über den zweiten magnetischen Kreis zu erzeugen. Selbstverständlich kann die Höhe der magnetischen Flüsse von einer aktuellen Position des Magnetankers beziehungsweise des Stellelementes abhängen. The permanent magnet may be configured to generate a magnetic flux via both the aforementioned first magnetic circuit and the second magnetic circuit. Of course, the height of the magnetic fluxes may depend on a current position of the magnet armature or of the actuating element.

Der Elektromagnet kann eingerichtet sein, durch eine erste Stromrichtung das magnetische Feld des Permanentmagneten am ersten und zweiten Luftspalt negativ zu überlagern. Mit anderen Worten wird das Permanentmagnetfeld in diesem Betriebszustand durch den Elektromagneten am zweiten Luftspalt geschwächt. Hierbei kann der Einfluss des Elektromagnetfeldes auf das Magnetfeld im dritten Luftspalt neutral sein. The electromagnet may be configured to negatively superimpose the magnetic field of the permanent magnet at the first and second air gaps by a first current direction. In other words, the permanent magnetic field is weakened in this operating state by the electromagnet at the second air gap. In this case, the influence of the electromagnetic field on the magnetic field in the third air gap can be neutral.

Der Elektromagnet kann gegenüber dem Gehäuse unbeweglich angeordnet sein. Auf diese Weise wird vermieden, dass etwaig vorhandene Spulen aufgrund von Stößen Schaden nehmen können oder durch kostspielige und gegebenenfalls aufwendige Maßnahmen gegen mechanische Stöße geschützt werden müssen.The electromagnet can be arranged immovably relative to the housing. To this This avoids that any existing coils may be damaged due to shocks or must be protected by costly and possibly expensive measures against mechanical shocks.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Nockenwellenanordnung für ein Fahrzeug (z. B. ein PKW, ein Transporter, ein LKW, ein Motorrad, ein Luft- und/oder Wasserfahrzeug) vorgeschlagen, welches eine Stellvorrichtung gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Mittels der Stellvorrichtung kann die Nockenwelle der erfindungsgemäßen Nockenwellenanordnung aus einer ersten Position, in welcher eine erste Nockenbahn aktiv ist, in eine zweite Position, in welcher eine zweite Nockenbahn aktiv ist, gebracht werden. Die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechend derart ersichtlich denjenigen des erstgenannten Erfindungsaspektes, das zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. According to a second aspect of the present invention, there is provided a camshaft assembly for a vehicle (eg, a car, a van, a truck, a motorcycle, an air and / or water vehicle), which comprises an actuator according to the first aspect of the invention. By means of the adjusting device, the camshaft of the camshaft assembly according to the invention from a first position in which a first cam is active, in a second position in which a second cam is active, are brought. The features, combinations of features and the advantages resulting therefrom according to such apparent to those of the first-mentioned aspect of the invention, which is referenced to avoid repetition of the above statements.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Motor (insbesondere ein Verbrennungsmotor, bevorzugt ein Kolbenmotor) für ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welcher eine Nockenwellenanordnung gemäß dem zweitgenannten und/oder eine Stellvorrichtung gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt aufweist. According to a third aspect of the present invention, an engine (in particular an internal combustion engine, preferably a piston engine) for a means of transportation is proposed, which has a camshaft arrangement according to the second-mentioned and / or an adjusting device according to the first-mentioned aspect of the invention.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Stellvorrichtung gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt, eine Nockenwellenanordnung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt und/oder einen Motor gemäß dem drittgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Auch für den drittgenannten und viertgenannten Aspekt der vorliegenden Erfindung ergeben sich die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile in entsprechender Weise. According to a fourth aspect of the present invention, there is proposed a means of locomotion which comprises an adjusting device according to the first-mentioned aspect of the invention, a camshaft arrangement according to the second-named aspect of the invention and / or a motor according to the third aspect of the invention. Also for the third and fourth aspect of the present invention, the features, combinations of features and advantages will be appreciated.

Die Polung des Permantenmagneten (Nordpol am Innen-/Außendurchmesser) spielt keine Rolle, da über die entsprechende Polung der Spule immer eine Kompensation des Magnetfeldes erreicht werden kann.The polarity of the permanent magnet (north pole on the inner / outer diameter) is irrelevant, since compensation for the magnetic field can always be achieved via the corresponding polarity of the coil.

Die Höhe des Magnetankers kann gleich, kleiner oder größer der entsprechenden Höhe des Permanentmagneten gewählt werden.The height of the magnet armature can be chosen equal to, smaller or larger than the corresponding height of the permanent magnet.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:

1 eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a sectional view through a first embodiment of an adjusting device according to the present invention;

2 eine Schnittdarstellung durch ein rotationssymmetrisches Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung der vorliegenden Erfindung; 2 a sectional view through a rotationally symmetrical embodiment of an adjusting device of the present invention;

3–5 Magnetfeldsimulationen mit dargestellten Magnetfeldlinien ϕ durch ein Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Positionen des Magnetankers; 3 - 5 Magnetic field simulations with illustrated magnetic field lines φ by an embodiment of an adjusting device according to the present invention in different positions of the armature;

6 eine Schnittdarstellung sowie eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Permanentmagneten; 6 a sectional view and a plan view of an embodiment of a permanent magnet;

7a und 7b unterschiedliche Beispiele für Magnetisierungsrichtungen eines Ringsegmentes für einen Permanentmagneten; und 7a and 7b different examples of magnetization directions of a ring segment for a permanent magnet; and

8a bis 8d Draufsichten auf Ausführungsbeispiele eines Permanentmagneten. 8a to 8d Top views of embodiments of a permanent magnet.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung, welche ein Gehäuse 2 aufweist. Innerhalb des Gehäuses 2 sind ein Pin 8 als Stellelement und ein Magnetanker 4 derart starr miteinander gekoppelt, dass sie stets gemeinsam bewegt und der Pin 8 dabei in vertikaler Richtung (Pfeil P) aus dem Gehäuse 2 herausgeschoben beziehungsweise in das Gehäuse 2 eingefahren werden kann. Parallel zur Bewegungsrichtung P des Pins 8 ist zwischen dem Magnetanker 4 und einem Permanentmagneten 5 ein erster Luftspalt 11 angeordnet, über welchen sich (nicht dargestellte) Magnetfeldlinien unabhängig von einer aktuellen Position des Magnetankers 4 schließen können. Im dargestellten Beispiel ist die Höhe des Magnetankers 4 identisch der Höhe des Permanentmagneten 5. Je nach Position des Magnetankers 4 schließen sich die vom Permanentmagneten 5 erzeugten Feldlinien überwiegend über den Magnetanker 4, das Gehäuse 2, den Polkern 14 und den zweiten Luftspalt 12 oder über den Magnetanker 4, den Boden 16 und den dritten Luftspalt 13. Sofern in der dargestellten Position eine geeignete Bestromung der Spulen 9 als Elektromagnet erfolgt, wird derjenige Anteil der Permanentmagnetfeldlinien, welcher sich über den zweiten Luftspalt 12 schließt, kompensiert bzw. geschwächt, so dass das Permanentmagnetfeld über den dritten Luftspalte 13 überwiegt und sich eine nach unten (in Richtung der Bewegungsrichtung P) orientierte Kraftwirkung auf den Magnetanker 4 ergibt. 1 shows a sectional view through a first embodiment of an actuating device according to the invention, which is a housing 2 having. Inside the case 2 are a pin 8th as an actuator and a magnet armature 4 so rigidly coupled together that they always move together and the pin 8th doing so in the vertical direction (arrow P) from the housing 2 pushed out or in the housing 2 can be retracted. Parallel to the direction of movement P of the pin 8th is between the armature 4 and a permanent magnet 5 a first air gap 11 arranged over which (not shown) magnetic field lines regardless of a current position of the armature 4 can close. In the example shown, the height of the armature is 4 identical to the height of the permanent magnet 5 , Depending on the position of the magnet armature 4 close to the permanent magnet 5 generated field lines mainly on the armature 4 , the case 2 , the pole core 14 and the second air gap 12 or via the magnet armature 4 , the ground 16 and the third air gap 13 , If in the position shown, a suitable energization of the coils 9 takes place as an electromagnet, that portion of the permanent magnetic field lines, which extends over the second air gap 12 closes, compensates or weakens, so that the permanent magnetic field over the third air gaps 13 predominates and down (in the direction of movement P) oriented force on the armature 4 results.

2 zeigt eine rotationssymmetrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung, in welcher die Spulen 9 als Elektromagnet im Wesentlichen konzentrisch um eine Symmetrieachse 15 liegen. Entsprechend ist auch der Permanentmagnet 5 als Vollring symmetrisch um den Pin 8 als Stellelement angeordnet. Die Höhe h1 des Magnetankers 4 ist geringer als die Höhe h2 des Permanentmagneten gewählt, wodurch eine homogene Magnetfeldlinienanordnung im ersten Luftspalt 11 unabhängig von einer vertikalen Position des Magnetankers 4 erzielt wird. In der dargestellten Position ist die Länge L1 des zweiten Luftspaltes 12 geringer als die Länge L2 des dritten Luftspaltes 13. Entsprechend ist die Kraftwirkung FP1 aufgrund des Permanentmagneten 5 bzw. des Permanentmagnetflusses ϕP1 in Richtung des Polkerns 14 größer, als die aufgrund des Permanentmagneten 5 bzw. des Permanentmagnetflusses ϕP2 in entgegengesetzter Richtung verlaufende Kraft FP2. Eine geeignete Ansteuerung der Spule 9 führt zu einer negativen Überlagerung des Permanentmagnetfeldes durch ein elektromagnetisches Feld ϕE1 im zweiten Luftspalt 12 mit einer Kraft FE1 und somit zur Abschwächung der Kraft FP1 sowie zu einer gleichzeitigen positiven Überlagerung des (bislang geringen) Permanentmagnetfeldes durch ein elektromagnetisches Feld ϕE2 innerhalb des dritten Luftspaltes 13, wodurch die Kraft FE2 (hervorgerufen durch den elektromagnetischen Fluss ϕE2) die zunehmende Kraft FP2 zusätzlich unterstützt. Im Ergebnis wird der Pin 8 nach unten aus dem Gehäuse 2 ausgefahren und verbleibt so lange in der zweiten Position, bis eine von außen wirkende Kraft Fext, welche beispielsweise durch eine Rampenstruktur auf der Nockenwelle (nicht dargestellt) erzeugt wird, die Kraftwirkung FP2 überkompensiert und zu einer Rückführung des Pins 8 und des Magnetankers 4 in die dargestellte erste Position führt. 2 shows a rotationally symmetrical representation of an adjusting device according to the invention, in which the coils 9 as an electromagnet substantially concentric about an axis of symmetry 15 lie. Accordingly, the permanent magnet 5 as a solid ring symmetrical around the pin 8th arranged as an actuating element. The height h1 of the magnet armature 4 is chosen smaller than the height h2 of the permanent magnet, whereby a homogeneous magnetic field line arrangement in the first air gap 11 regardless of a vertical position of the armature 4 is achieved. In the illustrated position, the length L1 of the second air gap 12 less than the length L2 of the third air gap 13 , Accordingly, the force F P1 due to the permanent magnet 5 or the permanent magnet flux φ P1 in the direction of the pole core 14 greater than that due to the permanent magnet 5 or the permanent magnet flux φ P2 in the opposite direction extending force F P2 . A suitable control of the coil 9 leads to a negative superposition of the permanent magnetic field by an electromagnetic field φ E1 in the second air gap 12 with a force F E1 and thus to the weakening of the force F P1 and to a simultaneous positive superposition of the (hitherto small) permanent magnetic field by an electromagnetic field φ E2 within the third air gap 13 , whereby the force F E2 (caused by the electromagnetic flux φ E2 ) additionally supports the increasing force F P2 . As a result, the pin becomes 8th down from the case 2 extended and remains in the second position until an externally acting force F ext , which is generated for example by a ramp structure on the camshaft (not shown) overcompensates the force F P2 and to a return of the pin 8th and the magnet armature 4 leads to the first position shown.

3 zeigt eine Simulation eines Magnetfeldes innerhalb einer Stellvorrichtung, welche im Wesentlichen mit der in 1 gezeigten Anordnung übereinstimmt. Zunächst sind die Spulen 9 stromlos, sodass der Permanentmagnet 5 ein erstes Magnetfeld ϕP innerhalb des ersten Luftspaltes 11 erzeugt, welches sich im Wesentlichen über den zweiten Luftspalt 12 und ferner über den dritten Luftspalt 13 schließt. Aufgrund des aktuell geringeren magnetischen Widerstandes des zweiten Luftspaltes 12 führt der obere (erste) Magnetkreis einen höheren magnetischen Fluss ϕP1, als der sich über den dritten Luftspalt 13 schließende magnetische Fluss ϕP2. Auf diese Weise werden der Magnetanker 4 und der mit ihm verbundene Pin 8 in der ersten (eingefahrenen) Position fixiert. 3 FIG. 3 shows a simulation of a magnetic field within a positioning device, which essentially corresponds to that in FIG 1 match shown arrangement. First, the coils 9 de-energized, so the permanent magnet 5 a first magnetic field φ P within the first air gap 11 generated, which is essentially on the second air gap 12 and further over the third air gap 13 closes. Due to the currently lower magnetic resistance of the second air gap 12 the upper (first) magnetic circuit has a higher magnetic flux φ P1 than that across the third air gap 13 closing magnetic flux φ P2 . In this way, the magnet armature 4 and the pin connected to it 8th fixed in the first (retracted) position.

4 zeigt eine Magnetfeldsimulation innerhalb einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung gemäß 1, nachdem die Spulen 9 von einem solchen elektrischen Signal durchflossen werden, dass das sich über den oberen (ersten) Magnetkreis schließende Magnetfeld derart stark geschwächt wird, dass der magnetische Fluss ϕP1 – ϕE1 im zweiten Luftspalt 12 nahezu verschwindet, während das sich über den dritten Luftspalt 13 schließende Magnetfeld ϕP2 + ϕE2 derart überwiegt), dass der Magnetanker 4 in Richtung des dritten Luftspaltes 13 strebt, wobei gilt: ϕP2 + ϕE2 > ϕP1 – ϕE1. Sobald der magnetische Widerstand des dritten Luftspaltes 13 geringer als der magnetische Widerstand des zweiten Luftspaltes 12 ist, kann die Anregung der Spulen 9 abgeschaltet werden, sodass die sich vermehrt über den dritten Luftspalt 13 schließenden Permanentmagnetlinien zu einer Bewegung des Magnetankers 4 in seine Endposition (ausgefahrener Zustand beziehungsweise zweite Position) führen, wobei gilt: ϕP2 > ϕP1. 4 shows a magnetic field simulation within an adjusting device according to the invention according to FIG 1 after the coils 9 are traversed by such an electrical signal that the over the upper (first) magnetic circuit closing magnetic field is weakened so strong that the magnetic flux φ P1 - φ E1 in the second air gap 12 almost disappears while that is about the third air gap 13 closing magnetic field φ P2 + φ E2 so predominates) that the armature 4 in the direction of the third air gap 13 strives, where: φ P2 + φ E2 > φ P1 - φ E1 . Once the magnetic resistance of the third air gap 13 less than the magnetic resistance of the second air gap 12 is, can the excitation of the coils 9 be turned off, so that increases over the third air gap 13 closing permanent magnet lines to a movement of the armature 4 into its end position (extended state or second position), where: φ P2 > φ P1 .

5 zeigt den Magnetanker 4 in seiner zweiten/ausgefahrenen Endposition bei abgeschalteter Anregung der Spulen 9. Die geringe Anzahl der sich über den zweiten Luftspalt 12 schließenden Magnetfeldlinien ist allein der Länge des Luftspaltes 12 geschuldet. Die magnetische Haltekraft der sich vermehrt über den dritten Luftspalt 13 schließenden Magnetfeldlinien sorgt für eine stabile Position des Magnetankers 4 in der dargestellten Position ϕP2 >> ϕP1. Eine Rückführung des Magnetankers 4 kann beispielsweise mit Hilfe einer rampenförmigen Struktur auf der Nockenwelle erfolgen, welche im Zuge der Drehung der Nockenwelle den (nicht dargestellten) Pin und den Magnetanker 4 in die erste Position zurückschiebt. 5 shows the magnet armature 4 in its second / extended end position with the excitation of the coils switched off 9 , The small number of over the second air gap 12 closing magnetic field lines is solely the length of the air gap 12 owed. The magnetic holding force increasingly increases over the third air gap 13 Closing magnetic field lines ensures a stable position of the armature 4 in the illustrated position φ P2 >> φ P1 . A return of the magnet armature 4 can be done for example by means of a ramp-shaped structure on the camshaft, which in the course of the rotation of the camshaft (not shown) pin and the magnet armature 4 moves back to the first position.

6 zeigt in der linken Darstellungshälfte eine Schnittdarstellung durch einen ringförmig ausgestalteten Permanentmagneten 5, in der rechten Darstellungshälfte eine entsprechende Draufsicht. Erkennbar ist der Permanentmagnet 5 als Vollringmagnet ausgestaltet und in radialer Richtung magnetisiert. Mit anderen Worten verlaufen die Magnetfeldlinien innerhalb des Permanentmagneten 5 in radialer Richtung und ermöglichen somit radiale Feldlinienverläufe innerhalb eines ebenfalls ringförmig ausgestalteten Luftspaltes, sofern in das Auge des Ringmagneten, z.B. ein zylindrischer Magnetanker (nicht dargestellt), eingeführt wird. 6 shows in the left half of the diagram a sectional view through a ring-shaped permanent magnet 5 , in the right half of the representation a corresponding plan view. Visible is the permanent magnet 5 designed as a full ring magnet and magnetized in the radial direction. In other words, the magnetic field lines run within the permanent magnet 5 in the radial direction and thus allow radial field line courses within a likewise annularly configured air gap, if in the eye of the ring magnet, for example, a cylindrical armature (not shown) is introduced.

7a zeigt ein Ringsegment 51 für die Herstellung eines Permanentmagneten 5, welches derart magnetisiert ist, dass sich für einen vollständig zusammengesetzten Permanentmagneten 5 in Form eines Ringmagneten eine im Wesentlichen radiale Magnetisierungsrichtung ergibt. 7a shows a ring segment 51 for the production of a permanent magnet 5 which is magnetized such that is suitable for a fully assembled permanent magnet 5 in the form of a ring magnet results in a substantially radial direction of magnetization.

7b zeigt ein Ringsegment 51 zur Herstellung eines ringförmigen Permanentmagneten 5, welches anstatt in radialer Richtung in einer Richtung quer zu seiner Längserstreckung von parallelen Magnetfeldlinien durchlaufen wird. Für einen aus entsprechenden Ringsegmenten 51 zusammengesetzten Ringmagneten ergibt sich dennoch eine im Wesentlichen radiale Magnetisierungsrichtung, sofern die Anzahl der verwendeten Ringsegmente 51 groß genug beziehungsweise deren Längserstreckung klein genug ist. Diese Form der Magnetisierung kann fertigungstechnische Vorteile mit sich bringen. 7b shows a ring segment 51 for producing an annular permanent magnet 5 which is traversed by parallel magnetic field lines instead of in the radial direction in a direction transverse to its longitudinal extension. For one out of corresponding ring segments 51 composite ring magnet still results in a substantially radial direction of magnetization, provided that the number of ring segments used 51 big enough or their longitudinal extent is small enough. This form of magnetization can bring manufacturing advantages.

8 zeigt in Teilfigur a) einen als Vollring ausgestalteten Permanentmagneten 5 mit radialer Magnetisierungsrichtung. Teilfigur b) zeigt einen aus Ringsegmenten 51 zusammengesetzten Permanentmagneten 5. Die Stirnflächen beziehungsweise Stoßflächen der Ringsegmente 51 sind in radialer Richtung bezüglich der Ringform orientiert, wodurch sich geringe Luftspalte und eine hohe Feldliniendichte ergeben. Die Mantelflächen der Ringsegmente 51 sind kreisbogenförmig ausgestaltet. Teilfigur c) zeigt einen aus Ringsegmenten 51 zusammengesetzten Permanentmagneten 5, wobei die Ringsegmente 51 die Form von Parallelepipeden aufweisen. Mit anderen Worten werden quaderförmige Ringsegmente 51 vorgeschlagen, welche zwar zu signifikanten Luftspalten an den Stirnflächen führen, jedoch fertigungstechnische Vorteile mit sich bringen können. Teilfigur d) zeigt einen aus Ringsegmenten 51 zusammengesetzten Permanentmagneten 5, wobei die Ringsegmente 51 parallel zueinander orientierte Mantelflächen aufweisen, während ihre Stirnflächen bezüglich der Ringform des Permanentmagneten 5 radial orientiert sind, sodass sich geringe Luftspalte und eine hohe Feldliniendichte ergeben, während sich fertigungstechnische Vorteile durch einen Verzicht auf kreisbogenförmig begrenzte Ringsegmente 51 ergeben. 8th shows in part figure a) designed as a solid ring permanent magnet 5 with radial magnetization direction. Part figure b) shows one of ring segments 51 composite permanent magnet 5 , The end faces or abutment surfaces of the ring segments 51 are oriented in the radial direction with respect to the annular shape, resulting in low air gaps and a high field line density. The lateral surfaces of the ring segments 51 are designed in a circular arc. Part figure c) shows one of ring segments 51 composite permanent magnet 5 , wherein the ring segments 51 have the shape of parallelepipeds. In other words, cuboid ring segments 51 Although proposed, which lead to significant air gaps on the faces, but can bring manufacturing advantages. Part d) shows one of ring segments 51 composite permanent magnet 5 , wherein the ring segments 51 have mutually oriented lateral surfaces, while their end faces with respect to the annular shape of the permanent magnet 5 are radially oriented, so that there are small air gaps and a high field line density, while manufacturing advantages by dispensing with circular arc-shaped limited ring segments 51 result.

Die vorliegende Erfindung realisiert gleich mehrere Vorteile gegenüber den im Stand der Technik bekannten Anordnungen. Durch die radiale kontaktfreie Anordnung werden beim Schaltvorgang keine direkten Anschlagimpulse auf den Permanentmagneten übertragen, noch werden Anschlagimpulse über den Permanentmagneten abgeleitet. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass der Permanentmagnet einen Luftspalt zum bewegten Stellelement aufweist und somit lediglich indirekt den Stößen des Magnetankers beziehungsweise des Stellelements ausgesetzt wird und eine massebedingte Dämmung beziehungsweise materialbedingte Dämpfung der dazwischenliegenden Struktur einer irreversiblen Entmagnetisierung des Permanentmagneten entgegenwirkt. Leistungsverluste über der Lebensdauer der Stellvorrichtung treten somit vermindert auf oder werden gänzlich vermieden. Zudem kommt die erfindungsgemäße Stellvorrichtung vollständig ohne eine Schließfeder aus, wodurch sich die Konstruktion vereinfacht und die Stellvorrichtung kostengünstiger hergestellt werden kann. Überdies werden Fehlfunktionen in Verbindung mit der Schließfeder (beispielsweise aufgrund einer veränderten Elastizität der Schließfeder) vermieden. The present invention realizes several advantages over the arrangements known in the prior art. Due to the radial non-contact arrangement, no direct impact pulses are transmitted to the permanent magnet during the switching process, nor are stop pulses derived via the permanent magnet. This is due to the fact that the permanent magnet has an air gap to the moving actuator and thus only indirectly exposed to the shocks of the armature and the control element and counteracts a mass-related insulation or material-related damping of the intervening structure irreversible demagnetization of the permanent magnet. Power losses over the life of the actuator thus occur reduced or are completely avoided. In addition, the adjusting device according to the invention is completely without a closing spring, which simplifies the construction and the adjusting device can be produced more cheaply. In addition, malfunctions in connection with the closing spring (for example due to a changed elasticity of the closing spring) are avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10240774 B4 [0003] DE 10240774 B4 [0003]
  • EP 1421591 B1 [0003] EP 1421591 B1 [0003]
  • DE 102013204764 [0004] DE 102013204764 [0004]

Claims (12)

Stellvorrichtung umfassend: – ein Gehäuse (2); – einen Permanentmagnet (5); – einen Magnetanker (4); – ein Stellelement (8); und – einen Elektromagnet (9); wobei – das Stellelement (8) eingerichtet ist, – eine erste Position gegenüber dem Gehäuse (2) einzunehmen, sowie – zumindest eine zweite, von der ersten Position unterschiedliche Position gegenüber dem Gehäuse einzunehmen, wobei – der Permanentmagnet (5) eingerichtet ist, das Stellelement (8) in der ersten Position und/oder in der zweiten Position zu haltern; wobei – der Elektromagnet (9) eingerichtet ist, das Stellelement (8) aus der ersten Position in die zweite Position zu bewegen und wobei – ein zwischen dem Permanentmagnet (5) und dem Magnetanker (4) ausgebildeter erster Luftspalt (11) parallel zu einer Bewegungsrichtung verläuft, in welcher sich das Stellelement (8) beim Übertritt aus der ersten Position in die zweite Position bewegt.Adjusting device comprising: - a housing ( 2 ); A permanent magnet ( 5 ); - a magnet armature ( 4 ); An actuator ( 8th ); and - an electromagnet ( 9 ); wherein - the actuator ( 8th ), - a first position relative to the housing ( 2 ), and - take at least a second, different from the first position position relative to the housing, wherein - the permanent magnet ( 5 ), the actuator ( 8th ) in the first position and / or in the second position; where - the electromagnet ( 9 ), the actuator ( 8th ) to move from the first position to the second position and wherein - a between the permanent magnet ( 5 ) and the magnet armature ( 4 ) formed first air gap ( 11 ) runs parallel to a direction of movement, in which the actuating element ( 8th ) moves from the first position to the second position when crossing. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stellelement (8) – in der ersten Position eine erste Länge aus dem Gehäuse (2) hervorsteht und – in der zweiten Position eine zweite, von der ersten Länge unterschiedliche Länge aus dem Gehäuse (2) hervorsteht, und insbesondere in der zweiten Position weiter aus dem Gehäuse (2) hervorsteht als in der ersten Position.Adjusting device according to claim 1, wherein the actuating element ( 8th ) - in the first position a first length from the housing ( 2 protruding and - in the second position, a second, different from the first length length of the housing ( 2 ) protrudes, and in particular in the second position further out of the housing ( 2 ) protrudes than in the first position. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten (5) senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellelementes (8) verläuft. Adjusting device according to one of the preceding claims, wherein a magnetization direction of the permanent magnet ( 5 ) perpendicular to the direction of movement of the actuating element ( 8th ) runs. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Permanentmagnet (5) als Ringmagnet ausgebildet ist und eingerichtet ist, den Magnetanker (4) zu umschließen.Adjusting device according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnet ( 5 ) is designed as a ring magnet and is arranged, the magnet armature ( 4 ) to enclose. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Permanentmagnet (5) – als Vollring ausgestaltet ist oder – aus Ringsegmenten (51) in azimutaler Richtung zur Bewegungsrichtung zusammengesetzt ist. Adjusting device according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnet ( 5 ) - is configured as a solid ring or - from ring segments ( 51 ) is composed in the azimuthal direction to the direction of movement. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Permanentmagnet (5) gegenüber dem Gehäuse (2) unbeweglich angeordnet ist.Adjusting device according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnet ( 5 ) opposite the housing ( 2 ) is arranged immovable. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – einen ersten magnetischen Kreis, welcher sich über den ersten Luftspalt (11) und einen zweiten Luftspalt (12) schließt, wobei der zweite Luftspalt (12) in der ersten Position des Stellelementes (8) kürzer als in der zweiten Position ist, und – einen zweiten magnetischen Kreis, welcher sich über den ersten Luftspalt (11) und einen dritten Luftspalt (13) schließt, wobei der dritte Luftspalt (13) in der ersten Position des Stellelementes (8) länger als in der zweiten Position ist.Actuating device according to one of the preceding claims further comprising - a first magnetic circuit, which extends over the first air gap ( 11 ) and a second air gap ( 12 ), the second air gap ( 12 ) in the first position of the actuating element ( 8th ) is shorter than in the second position, and - a second magnetic circuit extending across the first air gap ( 11 ) and a third air gap ( 13 ), the third air gap ( 13 ) in the first position of the actuating element ( 8th ) is longer than in the second position. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei – der Elektromagnet (9) eingerichtet ist, – durch eine erste Stromrichtung das magnetische Feld des Permanentmagneten (5) am zweiten Luftspalt (12) negativ zu überlagern.Adjusting device according to one of the preceding claims, wherein - the electromagnet ( 9 ) is set up, - by a first current direction, the magnetic field of the permanent magnet ( 5 ) at the second air gap ( 12 ) to superimpose negatively. Stellvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Permanentmagnet (5) in unmittelbarer Nähe des ersten Luftspaltes (11) angeordnet ist.Adjusting device according to one of the preceding claims, wherein the permanent magnet ( 5 ) in the immediate vicinity of the first air gap ( 11 ) is arranged. Nockenwellenanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere Automobil, umfassend eine Stellvorrichtung (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9. Camshaft arrangement for a vehicle, in particular automobile, comprising an adjusting device ( 8th ) according to one of claims 1 to 9. Motor für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere Automobil, umfassend – eine Nockenwellenanordnung gemäß Anspruch 10 und/oder – eine Stellvorrichtung (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor for a means of locomotion, in particular an automobile, comprising - a camshaft arrangement according to claim 10 and / or - an adjusting device ( 8th ) according to one of claims 1 to 9. Fortbewegungsmittel, insbesondere Automobil, umfassend – einen Motor gemäß Anspruch 11, und/oder – eine Nockenwellenanordnung gemäß Anspruch 10 und/oder – eine Stellvorrichtung (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.Vehicle, in particular automobile, comprising - an engine according to claim 11, and / or - a camshaft assembly according to claim 10 and / or - an actuator ( 8th ) according to one of claims 1 to 9.
DE102015213662.0A 2015-07-21 2015-07-21 Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator Withdrawn DE102015213662A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015213662.0A DE102015213662A1 (en) 2015-07-21 2015-07-21 Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator
PCT/EP2016/063455 WO2017012779A1 (en) 2015-07-21 2016-06-13 Vehicle, engine, camshaft arrangement and actuating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015213662.0A DE102015213662A1 (en) 2015-07-21 2015-07-21 Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015213662A1 true DE102015213662A1 (en) 2017-01-26

Family

ID=56194447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015213662.0A Withdrawn DE102015213662A1 (en) 2015-07-21 2015-07-21 Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015213662A1 (en)
WO (1) WO2017012779A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021110944A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator with intermediate position

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111335979B (en) * 2020-03-04 2021-05-25 杰锋汽车动力***股份有限公司 Camshaft toggle electromagnetic valve for variable valve lift system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1421591B1 (en) 2001-09-01 2007-10-03 Schaeffler KG Electromagnetic regulating device
DE102013204764A1 (en) 2013-03-19 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Electromagnetic actuator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4797645A (en) * 1984-03-05 1989-01-10 Mitsubishi Mining & Cement Co., Ltd. Electromagnetic actuator
DE102009043722A1 (en) * 2009-10-01 2011-04-07 Pierburg Gmbh Actuator for an internal combustion engine
DE102013102241A1 (en) * 2013-03-06 2014-09-11 Kendrion (Villingen) Gmbh Electromagnetic actuator, in particular for the camshaft adjustment of an internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1421591B1 (en) 2001-09-01 2007-10-03 Schaeffler KG Electromagnetic regulating device
DE10240774B4 (en) 2001-09-01 2011-05-05 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator
DE102013204764A1 (en) 2013-03-19 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Electromagnetic actuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021110944A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator with intermediate position
US11967460B2 (en) 2019-12-06 2024-04-23 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator with intermediate position

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017012779A1 (en) 2017-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006011078B4 (en) Solenoid and method for its production
EP2684200B1 (en) Electromagnetic actuator
EP3209530B1 (en) Tilting armature valve for vehicle brake and its control method
DE102009006355A1 (en) Proportional magnet for a hydraulic directional valve and method for its production
DE102009049009A1 (en) Actuator for an internal combustion engine
EP3191695A1 (en) Electromagnetic regulating device
EP2929550B1 (en) Electromagnetic actuating apparatus
DE102010043262A1 (en) Device for actuating locking mechanism i.e. park locking device, of drive train of motor car, has electromagnets superimposed in energized state of electromagnets such that releasing element is displaced into position
DE102010055033A1 (en) Solenoid valve
DE102015201854A1 (en) Electromagnetic clutch for non-rotatable connection of two relatively rotatable shafts
DE102020116857A1 (en) Actuator for a hydraulic valve and hydraulic valve
DE102013102241A1 (en) Electromagnetic actuator, in particular for the camshaft adjustment of an internal combustion engine
DE102015213662A1 (en) Vehicle, engine, camshaft assembly and actuator
DE102014108700A1 (en) Central actuator for a Schwenkmotorversteller a camshaft
EP2878001B1 (en) Electromagnetic positioning device
DE102015218293A1 (en) Solenoid valve with an armature with movable stage
DE102009053121A1 (en) Electromagnetic actuating device for controlling stroke-variable valve drive of internal-combustion engine, has locking pins subjected with force by magnetic circuit in electromagnet in extending direction for blocking latch
DE102011012020B4 (en) Camshaft with camshaft adjuster
WO2014019736A1 (en) Magnet actuator of a sliding cam system
DE102017212820A1 (en) Bistable solenoid valve for a hydraulic brake system
WO2019110338A1 (en) Electromagnetic actuator device, actuator system and use of an actuator device or an actuator system
DE69517308T2 (en) MAGNETIC ACTUATOR WITH MULTIPLE AIR GAPS
DE19859116A1 (en) Electromagnet for switching or pressure regulation in automobile automatic transmission
DE102017124342A1 (en) Monostable electromagnetic actuator and use of such
DE102021124654A1 (en) Electromagnetic lifting and/or sticking actuator

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee