CN114930474B - 具有中间位置的电磁致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁致动装置(10)，包括可通电的固定的线轴元件(1)，所述线轴元件(1)具有为其指定的固定的芯区域(2)，锚固单元(3)，所述锚固单元(3)能够相对于所述线轴元件(1)以及所述芯区域(2)移动，并且具有永磁元件(4)以及柱塞(5)，所述柱塞(5)优选地设置于一端且具有用于接合致动配对件的自由端部(5a)，特别是凸轮轴(11)的导向槽(11a、11b)，所述锚固单元(3)能够沿纵向运动轴(L)移动到至少两个致动位置(A、B)，特别是第一缩回致动位置(A)以及第二延伸致动位置(B)，并且所述致动器(10)包括与所述芯区域隔开的保持元件(7)，所述保持元件(7)是永磁导通的，并且以这样的方式形成在第一和第二致动位置(A、B)之间的第三致动位置(C)，用于与所述锚固单元(3)的永磁元件(4)相互作用，使所述锚固单元(3)保持在第一和第二致动位置(A、B)之间的第三致动位置(C)和/或向所述致动配对件施加预定力势。

Description

具有中间位置的电磁致动器

技术领域

本发明涉及一种电磁致动器。特别地，本发明涉及一种用于提供除缩回和伸出位置之外的中间位置的电磁致动器。

背景技术

在机动车辆领域中用于不同致动工作的致动器的电磁致动器在现有技术中是公知的。例如在DE 20 114 466 U1中，致动器通常包括可通电的固定的线轴元件、锚固元件，锚固元件的安装方式使其能够轴向移动，并且连接至能够沿柱塞的方向驱动的柱塞(pestle)，并且能够响应于线轴元件的通电而移出致动器壳体。

特别地，此类致动器在移动内燃机的凸轮轴时使用，致动器的柱塞选择性地与滑动凸轮的换挡槽接合。为了获得更短的切换时间，同时为商业批量生产提供选择，如果此类致动器在锚固侧设置有永磁体已经证明是有利的，永磁体以排斥的方式与通电的线轴元件相互作用。假如致动器中的弹簧元件也是已知的，则弹簧元件也支持锚固与通电的线轴元件或与其连接的芯单元的排斥。此外，弹簧元件还允许致动器的双稳态实施例，而无需向线轴元件提供进一步的电源，一旦弹簧力变得大于作用在锚固和芯单元之间的永磁体的吸引力或保持力，锚固单元或与其连接的柱塞将保持伸出状态。

还已知的是除柱塞的缩回和伸出位置外，还提供第三个中间位置的致动器。这些致动器能够用于柱塞选择性地接合在距致动器主体不同距离的两个凹槽或换挡槽中的工作。因此，EP 2 474 009 B1公开了一种具有芯区域的致动器，该芯区域包括两端的圆盘，这些圆盘是永磁导通的且与两端的永磁元件相互作用，并且这些永磁元件中没有一个通过相反的吸引力附着于第三致动位置的芯区域。

这种已知的现有技术的缺点是部件的复杂布置、由此产生的较高的生产成本以及致动器所需的相对较大的空间。

发明内容

因此，本发明的目的是克服上述现有技术的缺点或至少显著降低负面影响。特别地，提供了一种改进的电磁致动器，优选地，通过该致动器能够选择性地接近或提供第三致动位置，而不仅仅是第一和第二致动位置。同时，在实现此类致动器时，特别是在较大的施工空间或空间需求时，对于该装置的额外的建设性工作将被最小化或避免。

所述目的通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求公开了本发明的有利实施例。

在第一方面，本发明涉及一种电磁致动器，包括可通电的固定的线轴元件，所述线轴元件具有为其指定的固定的芯区域；锚固单元，所述锚固单元能够相对于所述线轴元件以及所述芯区域移动，并且具有永磁元件以及柱塞，所述柱塞优选地设置于一端且具有用于结合致动配对件的自由端部，特别是凸轮轴的导向槽，所述锚固单元能够沿纵向运动轴移动到至少两个致动位置，特别是第一缩回致动位置以及第二延伸致动位置，并且所述致动器包括与所述芯区域隔开的保持元件，所述保持元件是永磁导通的，并且以这样的方式形成在第一和第二致动位置之间的第三致动位置，用于与所述锚固单元的永磁元件相互作用，使所述锚固单元保持在第一和第二致动位置之间的第三致动位置和/或向所述致动配对件施加预定力势。

短语“朝向致动配对件”尤其应理解为向诸如导向槽的致动配对件聚集力势，特别是向诸如导向槽槽底的接触面聚集力势。在这种情况下，所提供的力势或柱塞自由端部的压力牢固地保持在导向槽中或压在槽底。优选地，力势与纵向运动轴同轴或平行地作用，优选地在柱塞的伸出方向上。或者，根据相同的作用原理，可以向致动配对件的不同形状或不同布置的表面或接触面提供力势，指定给致动器的致动配对件处于第三致动位置。在这种情况下，根据致动器的布置、指定给致动器的致动配对件以及实现柱塞自由端部的方式，也可以在柱塞沿纵向运动轴的后退方向上提供或施加力势。例如，如果自由端部为燕尾状且具有圆周槽口，则力势可作用于槽口表面和为其指定的致动配对件的表面或接触面之间。

优选地，该装置的锚固单元包括仅布置在一端的永磁元件。优选地，永磁元件包括多个盘状永磁体，这些盘状永磁体能够沿纵向运动轴轴向地布置成彼此相邻的一排。永磁元件具有优选的恒定外径。此外，可以在永磁元件的两个轴向端布置由诸如铁的磁通量传导材料制作的盘状元件。

该装置的锚固单元包括柱塞，优选地，柱塞布置在一端且具有自由端部。换句话说，锚固单元仅具有一个柱塞，该柱塞从优选地布置在一端的永磁元件沿纵向运动轴向锚固单元的相对端轴向延伸。

优选地，锚固单元的柱塞与永磁元件同心。优选地，柱塞从永磁元件的一端向致动配对件延伸，并且可以示例性地与永磁元件集成实现，或者作为磁性地附着在其上的单独部件实现。优选地，柱塞具有恒定的外径。

优选地，该装置仅包括一个线轴单元或线轴元件，该线轴单元或线轴元件被指定到相应的固定的芯区域。优选地，仅一个线轴单元布置在与柱塞的自由端部相对的装置的端部。优选地，线轴元件或线轴单元连接至控制元件，该控制元件可选择性地连接至致动器或能够与致动器一体形成。控制元件优选地设计用于选择性地提供线轴元件的预定通电，特别是优选地具有可变长度的电流的脉冲状应用。线轴元件优选地仅具有一个线轴绕组。这意味着除了提供的线轴绕组外，没有其他绕组，特别是不提供其他指向不同方向的绕组。这允许最小化所需的空间以及电磁致动器的重量。

在一优选的实施例中，锚固单元被设计为与线轴元件与芯区域相互作用，使得锚固单元从第一致动位置移动到第二或第三致动位置，作为对线轴元件被选择性通电的反应，特别是通过选择相应的通电持续时间。例如，通电可持续10ms至100ms。为了将锚固单元移动到第三中间致动位置，短电流脉冲为5ms至25ms，例如，更优选地10ms至20ms能够被施加。为了将锚固单元移动到第二伸出致动位置，需要施加例如20ms至100ms的相对较长的电流脉冲，更优选地25ms至75ms。

当向线轴元件施加脉冲电流时，在这种情况下会为锚固单元的每个永磁元件产生或形成单极磁场，该磁场与永磁元件的磁场相反，否则会附着在芯区域，从而导致永磁元件与芯区域和线轴元件相斥。当锚固单元到达或占据相应的致动位置时，例如由于柱塞或柱塞的自由端部与致动配对件的相应距离的槽底相接处，通电优选地明确终止。

在一优选的实施例中，第三致动位置通过与保持元件相互作用的永磁元件在线轴元件未通电状态下保持稳定而无能量。在第一缩回致动位置，锚固单元优选地通过与芯区域相互作用的永磁元件在线轴元件未通电状态下保持稳定而无能量。第二伸出致动位置优选地通过与装置的引导元件相互作用的永磁元件保持稳定而无能量，该引导元件布置在装置的芯区域的对面，并且优选地由磁通量传导材料构成。引导元件优选地用于引导柱塞和/或锚固单元。例如，锚固单元也可以被引导或安装在芯区域，并且柱塞可以通过引导元件安装。

本发明允许通过保持元件和永磁元件之间的磁性相互作用以建设性的和有成本效益的方式提供致动器的第三致动位置。特别地，与作用不同的衰减元件不同，能够使致动器有效且同时低磨损以及低维护地实现，例如通过结构粘胶流体或使锚固单元承受横向力，例如通过球擎机构。

保持元件优选地沿永磁元件的移动部分布置，沿第一和第二致动位置之间的纵向运动轴上，并且优选地与永磁元件同轴。保持元件优选地由单独部件制成，该部件被固定在装置壳体的预定位置，例如通过相应的固定元件。或者，也可以将保持元件与装置的壳体一体制成。

在一优选的实施例中，保持元件以与永磁元件相互作用的方式实现，使得当接近或通过第三致动位置时，锚固单元沿从第一缩回致动位置至第二伸出致动位置的纵向运动轴的移动受到阻尼或减弱和/或停止。优选地，径向横向磁力尤其出现在锚固单元的预定行程部分H2中，径向横向磁力至少抑制或减弱和/或停止永磁元件的移动，并因此停止锚固单元的移动。优选地，阻尼或减弱和/或停止发生在线轴元件的未通电状态下，即，在最初不再向线轴元件供电以伸出锚固单元的状态下。在线轴元件通电的状态下，优选地，锚固单元基本上无阻力地通过第三致动位置。

在另一优选的实施例中，保持元件以与锚固单元的永磁元件相互作用的方式实现，使得锚固单元通过第一和第二致动位置之间的预定行程部分H3，向致动配对件施加优选的基本均匀的力势。特别是在本实施例中，保持元件的实现方式除了径向横向磁力外，朝向致动配对件作用的轴向力也可以作用或施加在致动配对件上。

第三中间致动位置位于预定行程部分H3中，并且能够通过与致动配对件的槽底接合的柱塞来限定。特别地，线轴元件可以以达到锚固单元的中间第三致动位置的方式通电，锚固单元的行程通过与例如致动配对件的槽底的接触而受到限制。在该第三中间致动位置中，优选地在无能量的情况下保持稳定，在致动配对件上施加优选的预定力势。这可以防止柱塞从致动配对件上脱落，从而有效地确保第三致动位置的安全固定。此外，具有优选的均匀力势的预定行程部分确保允许在致动部件组中安装装置时存在补偿公差。

术语“基本均匀的”尤其被理解为是指穿过预定行程部分的力势变化或偏差小于1.5N，优选小于1N，更优选小于0.5N，最优选小于0.3N。

施加在致动配对件上的力势优选地在0.1N至5N的范围内，更优选1.5N至3N。

具有优选的均匀力势的预定行程部分H3优选地具有锚固单元的行程，并且因此具有柱塞沿纵向运动轴的0.5mm至2.5mm的行程，更优选1mm至2mm。

在一优选的实施例中，保持元件包括基本上为圆柱形磁通量传导元件，该磁通量传导元件具有优选的恒定的内径和外径，或由其制成。保持元件优选地以这样的方式布置在装置中，即它们优选地在第三致动位置围绕锚固单元。保持元件可以是圆柱形转体。在特别优选的实施例中，保持元件是具有优选恒定壁厚的圆柱形弯曲或轧制钣金件。钣金件从矩形板弯曲至所需的形状。保持元件优选地以至少330°、更优选350°、最优选355°的圆周围绕永磁元件。特别优选地，保持元件围绕永磁元件的整个圆周，即360°的整个圆周。

在另一实施例中，保持元件包括基本上为圆柱形的磁通量传导元件，该磁通量传导元件具有恒定的外径和变化的内轮廓。例如，内轮廓可以具有结构面。在另一优选的实施例中，内轮廓具有在朝向第二致动位置的移动方向上逐渐减小的内径。该元件具有优选相对于圆周均匀的横截面，并且呈半截头锥体的形状。这个形状也可以作为一个转体来实现。或者，保持元件可以是具有相对于其圆周变化的横截面的弯曲或轧制钣金件。特别地，钣金件的一端可以具有至少两个、优选多个分散在其圆周上的相同类型的切口或槽口。这些切口或槽口在钣金件的展开状态下基本上呈三角形。或者，切口或槽口可以具有不同的几何形状，特别是梯形。以这样的方式，可以为保持元件提供特别容易生产同时又具有成本效益的解决方案。

保持元件优选地具有沿纵向运动轴的高度或延伸，其基本上等于或大于永磁元件在沿纵向运动轴方向上的高度或延伸。在可替代的实施例中，保持元件可以具有比保持元件更小的高度或延伸。因此，保持元件的磁影响区域可以沿纵向运动轴缩短。保持元件的高度或延伸优选地在6mm和14mm之间，更优选地在8mm和12mm之间。

保持元件和永磁元件之间的径向距离，特别是永磁元件外圆周面和保持元件内圆周面之间的距离，优选地在0.2mm和1.4mm之间，更优选地在0.3mm和0.8mm之间。

沿纵向运动轴的保持元件和芯区域之间的轴向距离优选地在1mm和7mm之间，更优选地在3.5mm和6mm之间。

在另一优选的实施例中，保持元件以这样的方式与永磁元件相互作用，使得锚固单元沿从第一缩回致动位置至第三中间致动位置的纵向运动轴的移动至少部分且优选地得到沿锚固单元的预定行程部分H1的支撑和/或加速。这特别是由永磁元件和和保持元件之间的磁吸引力的轴向力分量产生的，该轴向力分量在离开第一致动位置时作用于永磁元件。这导致锚固单元在离开第一致动位置时由保持元件支撑，从而实现了伸出移动的缩短。

在一优选的实施例中，该装置特别是在锚固单元和芯区域之间不具有能量存储装置或弹簧元件。

该装置的壳体优选地由导磁材料制成。

保持元件优选地布置在装置的壳体中，以便彼此间隔，或者，也可以布置在引导元件相邻的位置。

保持元件和/或引导元件优选地由软磁材料制成，例如铁。

在另一方面，本发明涉及一种系统，该系统包括如上所述的电磁致动装置和为其指定的致动配对件、特别是滑动凸轮，包括至少一个优选为已知的S形槽的第一导向槽，以及优选为已知的X形槽的第二导向槽，其径向地位于相关致动配对件的较高处，即与致动器之间的距离比第一导向槽更短。

在另一方面，本发明涉及如上所述的电磁致动器用于移动车辆内燃机上的凸轮轴的用途。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节从以下优选示例性实施例的描述和附图中显而易见。在附图中：

图1a和图1b分别示出了根据本发明电磁致动器的优选实施例在不同致动位置的纵向剖面示意图；

图2示出了根据本发明的电磁致动器的横向剖面示意图，其中凸轮轴的导向槽接合在不同的致动位置；

图3示出了根据属于当线轴元件未通电的实施例的图1和图2的力位移曲线；

图4示出了根据本发明电磁致动器的另一个优选实施例在不同致动位置的纵向剖面示意图，其与具有不同致动位置的凸轮轴的导向槽接合；

图5示出了根据属于当线轴元件未通电的实施例的图4的力位移曲线；

图6示出了根据属于当线轴元件通电的实施例的图4的力位移曲线；

图7示出了保持元件的可替代横截面形状；

图8a和图8b示出了作为轧制或弯曲的圆柱体的保持元件的优选实施例；

图9a和图9b示出了作为轧制或弯曲的圆柱体的保持元件的优选实施例，其在圆周上具有至少两个切口；以及

图9c示出了图9a、9b的保持元件的替代的优选实施例。

在附图中，相同的元件和具有相同功能的元件用相同的数字表示。

具体实施方式

图1a和图1b以横向剖视图示出了根据本发明的电磁致动器10的优选实施例。电磁致动器10包括具有圆柱形壳体部分30a的壳体30，其中将在下文描述的装置的其他元件作为部件组进行布置。目前，在相应的附图中，两个部件组彼此并排示出，特别是为了说明致动位置。然而，本发明不限于此；本发明还包括各具有相应数量的致动器的部件组的实施例。因此，可以在共享的壳体30中提供两个以上相应的部件组。

致动器10包括固定的可通电的线轴元件1和为其指定的固定导磁的芯区域2。线轴元件1优选地包括线轴主体1a和缠绕在线轴主体1a周围的线轴1b。致动器10还包括能够沿中线运动轴L选择性地向线轴元件1和芯区域2移动的锚固单元3。锚固单元3包括永磁元件4和柱塞5，柱塞5具有用于接合致动配对件的自由端部5a，特别是致动配对件11的导向槽11a、11b，例如凸轮轴(参见图2)。柱塞5和永磁元件4优选地彼此紧密连接。在这种情况下，永磁元件4优选地布置在锚固单元的一端，并且柱塞5延伸至相对的一端。柱塞5在壳体30的与线轴元件1相对一端的优选圆柱形引导元件6中被引导，例如，该引导元件6在一端作为壳体部分实现。特别地，可以将相应的柱塞引导至引导元件6的预期钻孔6a中。引导元件6可以安装在壳体部分30a中，并且优选地由磁通量传导材料制成。

芯区域2具有平坦的内侧2a，并且优选地以与永磁元件4相互作用的方式实现，以使永磁元件4在未通电状态下附着在芯区域2上(参见图1a，左侧部件组)，因此可以提供锚固单元3的稳定的第一缩回致动位置A。

引导元件6具有优选平坦的内侧6b，该内侧6b的实现方式为在伸出第二致动位置B与永磁元件4相互作用，使得永磁元件4优选地在未通电状态下附着在引导元件6上(参见图1b，左侧部件组)，从而提供稳定无能量的第二致动位置。通过机械复位或通过改变所接触凹槽的导轨或相应槽底的高度使柱塞向后滑动，可以以公知的方式将柱塞5和锚固单元3从第二伸出致动位置移回第一缩回致动位置A。或者，通过优选地连续为线轴元件通电，从而在锚固单元上聚集优选的连续排斥力来提供第二致动位置B。柱塞5能够可选地通过复位弹簧元件或通过其支撑来复位。

在永磁元件4和芯区域2之间，可以提供公知的防粘装置，例如防粘盘或中心凸起4d，以保持预定距离。永磁元件4优选地包括至少一个永磁盘4a，例如钕-铁-硼磁体，其可居中地布置在两个例如由铁制成的导磁盘4b、4c之间。永磁盘4a和相邻的盘4b、4c可以通过一层薄的粘附膜彼此连接和/或被优选由塑料制成的环(未示出)包围。该塑料环可用于防止材料从永磁盘4a上脱落。永磁盘4a和相邻的盘4b、4c也可以使用替代的连接方式以强制或形状配合的方式连接，例如通过焊接、填缝等。

根据本发明，该装置包括永磁导通的保持元件7。保持元件7优选地布置在距芯区域预定轴向距离的d处。该距离在1mm至7mm之间，更优选地在3.5mm至6mm之间。保持元件7可以通过距离d1与布置在芯区域对面的引导元件6轴向间隔。距离d1优选地在1mm至7mm之间，更优选地在3.5mm至6mm之间。在一特别优选的实施例中，保持元件7居中，即布置在和芯区域2和引导元件6之间的轴向距离的一半处。

保持元件7和永磁元件4之间的径向距离r，特别是永磁元件外圆周面和保持元件内圆周面之间的距离在0.2mm和1.4mm之间，更优选在0.3mm和0.8mm之间。

保持元件7沿纵向运动轴L的延伸或高度h1优选地基本等于或大于永磁元件4朝向纵向运动轴L的延伸或高度h2。在另一个实施例中，保持元件7还可以包括比保持元件7更小的延伸或高度h1。

保持元件7以这样的方式实现，用于在第三致动位置C(参见图1a和图1b，右侧部件组)与锚固单元3的永磁元件4相互作用，使得锚固单元3可以如下文所述保持在第一和第二致动位置A、B之间的第三致动位置C，和/或可以向接触的致动配对件施加预定力势。在所示实施例中，保持元件7包括基本上为圆柱形的保持元件，其具有优选均匀的横截面。

在致动器10运行以达到中间致动位置C期间，向线轴元件1施加相对较短的脉冲电流，从而从芯区域2移除或排斥永磁元件4。在进一步的伸出移动期间，锚固单元3最初至少部分被永磁元件4和保持元件7之间形成的磁吸引力支撑或加速。这尤其通过预定行程部分H1来产生(参见图3中指定的力位移曲线)。在相邻的行程部分H2中，锚固单元3的移动受到阻尼或减速，特别是通过径向产生的横向磁力，通过该横向磁力，锚固单元3通过相对较短的脉冲形激励在较小的初始驱动下停止，并且可以通过永磁元件和保持元件7之间的相互作用，保持在中间致动位置C。在所示实施例中，锚固单元3保持在大约3.3mm的行程处(比较图3中过零处)。

在致动器运行以达到第二伸出致动位置B期间，向线轴元件1施加相对较长的脉冲电流，由此永磁元件4和锚固单元3受到相对较大的排斥力和较高的初始驱动。这是以这样的方式发生的，即，在与这种运行模式下以阻尼方式作用在永磁元件4上的保持元件7的相互作用不会导致锚固单元3被保持在第三中间致动位置C，而是导致锚固单元3被带到伸出致动位置B。当锚固单元3靠近布置在一端的引导元件6时，锚固单元通过永磁元件4和引导元件6之间的相互作用受到额外的磁吸引力(参见图3中的行程部分H4)。

图2示出了根据本发明的系统的优选实施例，包括致动器10和指定的致动配对件11，特别是凸轮轴。致动器10可插入定位器20中或如图所示与其连接。致动配对件11包括至少一个导向槽11a，例如已知的S形槽，以及第二导向槽11b，优选已知的X形槽，其径向地位于相关致动配对件的较高处，即，与致动器10的距离比第一导向槽11a与制动器10的距离更短。

柱塞5的自由端部5a与槽11a、11b的相应的槽底接触。如图2所示，左侧部件组示出了锚固单元3的第二伸出致动位置B，右侧部件组示出了锚固单元3的第三中间致动位置C。通过按照本发明提供稳定无能量的伸出致动位置B以及稳定无能量的附加的中间致动位置C，致动器可用于致动具有不同槽高度和部分重叠的槽轨道的致动配对件的过程。

图4示出了根据本发明的致动器10的另一优选实施例，其在不同致动位置并在每种情况下都与致动配对件的导向槽接合。在本实施例中，保持元件7具有替代的横截面形状。特别地，保持元件由具有恒定外径和变化内轮廓的基本上圆柱形的磁通量传导元件形成。内轮廓具有在朝向第二致动位置B的移动方向上逐渐减小的内径。相对于圆周，保持元件7具有优选均匀的横截面，并且呈半截头锥体的形状。在这种情况下，保持元件7位于引导元件6上或直接与引导元件6相邻。

保持元件7的实施例能够与锚固单元3的永磁元件4相互作用，使得锚固单元3通过第一和第二致动位置之间的预定行程部分H3向致动配对件11施加基本均匀的力势(参见图5中指定的曲线41)。特别是在本实施例中，保持元件以这样的方式实现，即除了径向横向磁力之外，朝向致动配对件11作用的轴向力也可以作用或施加在致动配对件上。

第三中间致动位置C(图4中右侧部件组)位于预定行程部分H3，并且可以通过示例性地将柱塞5接合或放置在槽11b的槽底来限定。施加在致动配对件11上的力势优选地在1N至5N的范围内，更优选1.5N至3N。预定行程部分H3优选地具有锚固单元3沿纵向运动轴L的0.5mm至2.5mm的行程，更优选1mm至2mm。

图5示出了属于图4实施例的未通电状态的力位移曲线。

图6示出了属于图4实施例的带电状态的力位移曲线。如图6所示，致动器10优选地设计为在初始行程H5的整个行程中产生相对恒定的力势。优选地，力势保持在0.5mm至2.5mm的行程范围内，最大偏差为0.5N至4N，更优选1N至3.5N。这允许在柱塞伸出时提供相对恒定的力势，特别是当磨损发生时，例如由于柱塞的磨损导致图6中的曲线左移。因此，可防止磨损时力势的大幅恶化或减少，以及可能导致的换挡时间的减少。这种配置尤其能够使致动器使用至少100万次循环，更优选200万次循环。

图7示意性地示出了用于保持元件7的几个替代的横截面形状8a至8f。除了如上所述的圆柱形或环形横截面形状8和具有在伸出方向上逐渐变小的内径8b的半截头锥体的横截面形状外，保持元件7尤其可以具有其他横截面形状，例如具有在伸出方向上逐渐变大的内径8a的横截面形状。类似地，保持元件7可以具有横截面形状8c、8d，其具有基本呈三角形的槽口。或者，保持元件7可以具有基本呈矩形的槽口8f的横截面形状。这些槽口的形状和深度可以变化，甚至可以完全延伸到保持元件7中(参见8e)。

图8a、8b示出了作为具有优选一致壁厚的圆柱形弯曲或轧制钣金件的保持元件7的特别优选的实施例。将金属板9从最初的矩形板9’(图8a)弯曲成所需的圆柱形9(图8b)。由此产生的保持元件7可以具有由于生成而形成于圆周上的开口9a，并且在装置10中的插入状态下围绕优选330°、更优选至少350°、最优选355°的圆周包围永磁元件4。

图9a、9b示出了作为圆柱形弯曲或轧制钣金件12的保持元件7的替代实施例，该保持元件7具有相对于其圆周的不同横截面形状。特别地，金属板12优选地具有至少两个、优选多个切口12a或优选同类的分散在其周围的槽口。这些切口12a或槽口在金属板12的展开状态下优选地具有基本呈三角形的形状。由此，在轧制状态下获得从圆柱形基体12b突出的长方形弯曲冠部或突起12c。类似于根据图8a、8b的实施例，保持元件7可在圆周上具有开口或轴向延伸的狭缝12d。

图9c示出了保持元件7的设计，其可替代图9a、9b的设计，保持元件7中的切口或槽口12a具有偏离，特别是梯形形状。由此，获得相应的突起12c。

上述实施例仅仅是示例性的，这意味着本发明不以任何方式限于图中所示的实施例。特别地，所示实施例可以彼此组合。

附图标记列表

1 线轴元件

1a 线轴主体

1b 线轴

2 芯区域

2a 内侧芯区域

3 锚固单元

4 永磁元件

4a 永磁盘

4b、c 导磁盘

4d 凸起

5 柱塞

5a 端部柱塞

6 引导元件

6a 钻孔引导元件

6b 内侧引导元件

7 保持元件

8 横截面形状

8a-8f 可选地横截面形状

9 钣金件

9a 圆周开口

10 致动器

11 致动器，凸轮轴

11a 第一导向槽，S形槽

11b 第二导向槽，X形槽

12 带切口的钣金件

12a 切口/槽口

12b 圆柱形基体

12c 冠部/突起

12d 开口/狭缝

20 定位器

30 壳体

30a 圆柱形壳体部分

40 根据图1-2绝对实施例的曲线

41 根据图4绝对实施例的曲线

42 根据图4相对实施例的曲线

A 第一致动位置

B 第二致动位置

C 第三致动位置

L 纵向运动轴

H1 支持伸出移动的行程部分

H2 提供阻尼的行程部分

H3 均匀力势的行程部分

H4 吸引至致动位置B的行程部分

H5 均匀拔出力的行程部分

h1 保持元件的高度

h2 永磁元件的高度

d 芯区域到保持元件的轴向距离

d1 保持元件到引导元件的轴向距离

r 保持元件和永磁体的径向距离

Claims (26)

1.一种电磁致动器(10)，包括可通电的固定的线轴元件(1)，所述线轴元件(1)具有为其指定的固定的芯区域(2)，

锚固单元(3)，所述锚固单元(3)能够相对于所述线轴元件(1)以及所述芯区域(2)移动，并且具有永磁元件(4)以及柱塞(5)，所述永磁元件(4)仅设置于所述锚固单元(3)的一端，所述柱塞(5)仅设置于所述锚固单元(3)的相对端且具有自由端部(5a)，所述自由端部(5a)用于接合致动配对件的导向槽(11a、11b)，

所述锚固单元(3)能够沿纵向运动轴(L)移动到至少两个致动位置(A、B)，即第一缩回致动位置(A)以及第二延伸致动位置(B)，并且

所述电磁致动器(10)包括与所述芯区域隔开的保持元件(7)，所述保持元件(7)是永磁导通的，并且以这样的方式形成在第一和第二致动位置(A、B)之间的第三致动位置(C)，用于与所述锚固单元(3)的永磁元件(4)相互作用，使所述锚固单元(3)保持在第一和第二致动位置(A、B)之间的第三致动位置(C)和/或向所述致动配对件施加预定力势。

2.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述锚固单元(3)以与所述线轴元件(1)和所述芯区域(2)相互作用的方式形成，使得所述锚固单元(3)从第一致动位置(A)移动到第二或第三致动位置(B、C)，通过选择相应的通电持续时间，作为对所述线轴元件(1)选择性通电的反应。

3.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，通过所述永磁元件(4)以及所述保持元件(7)之间的相互作用，第三致动位置(C)在所述线轴元件(1)未通电状态下无能量保持稳定。

4.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)沿所述纵向运动轴(L)布置在第一和第二致动位置(A、B)之间，并沿所述永磁元件(4)的移动部分而与所述永磁元件(4)同轴。

5.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)以这样的方式与所述永磁元件(4)相互作用，使得当接近或通过第三致动位置(C)时，所述锚固单元(3)沿纵向运动轴(L)的从第一缩回致动位置(A)至第二延伸致动位置(B)的移动受到阻尼和/或停止。

6.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，用于与所述锚固单元(3)的永磁元件(4)相互作用的保持元件(7)以如下方式实现，使得所述锚固单元(3)通过第一和第二致动位置(A、B)之间的预定行程部分(H3)向所述致动配对件(11)施加基本均匀的力势。

7.根据权利要求6所述的电磁致动器，其中，所述第三致动位置(C)位于所述预定行程部分(H3)中。

8.根据权利要求6所述的电磁致动器，其中，所述施加的力势在0.5N至5N的范围内。

9.根据权利要求8所述的电磁致动器，其中，所述施加的力势在1.5N至3N的范围内。

10.根据权利要求6所述的电磁致动器，其中，所述预定行程部分(H3)具有0.5mm至2.5mm的行程。

11.根据权利要求10所述的电磁致动器(10)，其中，所述预定行程部分(H3)具有1mm至2mm的行程。

12.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)包括基本上为圆柱形的磁通量传导元件，所述磁通量传导元件具有恒定的内径和外径，在所述第三致动位置(C)沿圆周包围所述永磁元件(4)。

13.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)包括基本上为圆柱形的磁通量传导元件，所述磁通量传导元件具有恒定的外径和变化的内轮廓。

14.根据权利要求13所述的电磁致动器，其中，所述磁通量传导元件在向所述第二致动位置(B)的移动方向上具有减小的内径。

15.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)沿所述纵向运动轴(L)具有延伸部(h1)，所述延伸部(h1)基本上等于或大于所述永磁元件(4)朝向所述纵向运动轴(L)的延伸部。

16.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述永磁元件(4)的外圆周面和所述保持元件(7)的内圆周面之间的径向距离(r)在0.2mm和1.4mm之间。

17.根据权利要求16所述的电磁致动器，所述永磁元件(4)的外圆周面和所述保持元件(7)的内圆周面之间的径向距离(r)在0.3mm和0.8mm之间。

18.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)以这样的方式与所述永磁元件(4)相互作用，使得所述锚固单元(3)沿纵向运动轴(L)的从所述第一缩回致动位置(A)至第三中间致动位置(C)的移动至少部分得到支撑和/或加速，并且沿所述锚固单元(3)的预定行程部分(H1)进行。

19.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述电磁致动器(10)不包括能量存储装置或弹簧元件。

20.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述电磁致动器(10)包括引导元件(6)，所述引导元件(6)基本上布置于所述芯区域(2)的对面，并且其中，所述锚固单元由所述柱塞(5)引导。

21.根据权利要求20所述的电磁致动器，其中，所述引导元件(6)由磁通量传导材料制成。

22.根据权利要求20所述的电磁致动器，其中，所述保持元件(7)与所述引导元件(6)保持一定的距离或相邻。

23.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，在所述线轴元件(1)未通电的状态下，所述第一缩回致动位置(A)通过所述永磁元件(4)和所述芯区域(2)之间的相互作用而无能量保持稳定，和/或，在所述线轴元件(1)未通电的状态下，所述第二延伸致动位置(B)通过所述永磁元件(4)和所述电磁致动器(10)的引导元件(6)之间的相互作用而无能量保持稳定。

24.根据权利要求1所述的电磁致动器，其中，所述永磁元件(4)具有盘状永磁体。

25.一种系统，包括根据权利要求1至24中任一项所述的电磁致动器以及指定的致动配对件(11)，其包括至少一个第一导向槽(11a)，以及导向槽(11b)，其径向地位于相关致动配对件的较高处。

26.一种根据权利要求1至24中任一项所述的电磁致动器用于对车辆内燃机上的凸轮轴进行移位的用途。