[发明专利]无电流的单稳态的电磁伺服设备及其应用

说明书

本发明涉及一种无电流的单稳态的电磁伺服设备，其具有具备永磁件的电枢单元，其具有用于与挺杆部段共同作用的咬合或啮合部段，电枢单元能够从无电流地稳定的第一伺服位置克服蓄能器件的复位力变换至第二伺服位置，线圈器件具有第一线圈单元，其能够接入电路，以便在电枢单元上施加将该电枢单元从第一伺服位置中松脱的力，线圈器件还具有第二线圈单元，其能够接入电路，从而使第二线圈单元在变换时在电枢单元上施加使该电枢单元加速的力，线圈器件具有复位线圈器件，其能够接入电路，从而使复位线圈器件在电枢单元从第二伺服位置返回至第一伺服位置时加强蓄能器件的复位力。本发明还涉及一种前述类型的无电流的单稳态的电磁伺服设备的应用。

技术领域

本发明涉及一种无电流的单稳态的电磁伺服设备。此外，本发明还涉及这种类型的无电流的单稳态的电磁伺服设备的应用。

背景技术

电磁伺服设备在现有技术中被认为是广泛已知的。例如在申请人的文献DE 20114 466 U1中公开了一种双稳态的电磁促动设备作为伺服设备，伺服设备具有配备永磁件的电枢单元以及沿运动方向纵长延伸的挺杆单元，挺杆单元安装在电枢单元上。该永磁式的电枢单元通过呈静态芯件单元形式的静态电磁驱动器件被驱动，为芯件单元配置了可适当通电的线圈单元。尤其为了改进电枢单元的抽出、也即电枢单元从通过永磁式附着效应在芯件单元上所实现的无电流的稳定的第一(插入)伺服位置远离的运动，还可以设置压力弹簧，压力弹簧使得电枢单元朝松脱芯件单元的方向运动。整个布置被导磁的壳体包围，壳体使得对运动来说必要的磁路闭合，并且壳体在抽出的电枢位置中、也即相对于稳态的芯件单元松脱地通过与电枢侧的永磁件的共同作用提供相对置的附着位置，因此由文献DE201 14 466 U1中所规定的是双稳态设备。

基于在现有技术中内燃机的构造用于凸轮轴调节的调节槽的啮合或伺服配合件的端部侧，挺杆部段构造作用或干预部段，作用或啮合部段尤其适用于在抽出的电枢状态下嵌入调节槽中并且通过该方式实施有意的凸轮轴调节。电枢单元连同挺杆部段向芯件单元上的插入(插回)位置的回收(复位)在现有技术中通常通过伺服或啮合配合件的作用、在此具体而言通过槽形廓的合适的设计实现。

这种广泛已知的技术被普遍应用，而不仅仅应用在内燃机的凸轮轴调节的技术领域中，其中，除了已知设备的较高的开关循环数和较长的使用寿命之外，自动化的可制造性和可组装性还有助于技术的广泛扩展。

此外，申请人的文献WO 2011/026553还公开了一种双稳态的电磁伺服设备，其中，设有永磁件的电枢单元又能够作为对稳态线圈单元的通电的反应而在两个伺服位置之间运动，其中，在此能够沿轴向在两端设置啮合部段，用于与作为伺服配合件适当配备的机组共同作用。设置在电枢侧的永磁件作用在于，将电枢单元无电流地稳定固持在两端、也即分别固持在相互对置的端部侧的止挡位置中，换言之，在不需重新对线圈单元通电的情况下或者说在不需额外影响电枢单元的情况下稳定地保持在各个端部侧的止挡位置中。在该现有技术中，松脱或者说向相应位置的止挡位置的复位是通过对线圈单元的通电的极性转换实现，从而能够通过该方式受控地达到各个端部或止挡位置。

然而恰恰在汽车领域中(但也不止于此，而是同样适用于例如工业控制技术的其他应用)通常有必要的是，除了无电流的稳态伺服或最终位置之外，还应确保例如在电流故障的情况下通过伺服设备实现电枢单元的规定的运动或伺服位置，这也被称为“故障安全”并且应付这样的问题，即，在现有技术的双稳态伺服设备中能够达到并且保持相应的(相对置的)最终位置(而且以无电流方式)，然而在(意外的)电流故障之后则通常不能再察觉最后实施的是哪个调节过程并且电枢单元连同挺杆部段一起相应地处于哪个伺服位置中。这就导致不确定的并且可能有害的调节过程。