Title:
Betätigungsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) mindestens ein Betätigungselement (3) umfasst, wobei das Betätigungselement (3) zwischen einer ersten Position (P1) und mindestens einer weiteren Position (P2) bewegbar ist, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) ein erstes, umpolbares Magnetelement umfasst,
wobei das Betätigungselement (3) ein weiteres Magnetelement (5) umfasst, wobei das erste und das weitere Magnetelement (5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in einem ersten Polaritätszustand das weitere Magnetelement (5) in der ersten Position (P1) des Betätigungselements (3) polaritätsrichtig zum ersten Magnetelement und dass in einem weiteren Polaritätszustand das weitere Magnetelement (5) in der weiteren Position (P2) des Betätigungselements (3) polaritätsrichtig zum ersten Magnetelement angeordnet ist.





Inventors:
Nottebohm-Knochenhauer, David (46117, Oberhausen, DE)
Application Number:
DE102016205831A
Publication Date:
10/12/2017
Filing Date:
04/07/2016
Assignee:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, 38440 (DE)
International Classes:
H01F7/06; E05B47/00; G01B7/02; H01H9/20; H01H36/00
Domestic Patent References:
DE102007016787A1N/A2008-10-09
DE102004054617B3N/A2006-05-11
Foreign References:
200501683082005-08-04
201602330122016-08-11
Claims:
1. Betätigungsvorrichtung, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) mindestens ein Betätigungselement (3) umfasst, wobei das Betätigungselement (3) zwischen einer ersten Position (P1) und mindestens einer weiteren Position (P2) bewegbar ist, wobei die Betätigungsvorrichtung (1) ein erstes, umpolbares Magnetelement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (3) ein weiteres Magnetelement (5) umfasst, wobei das erste und das weitere Magnetelement (5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in einem ersten Polaritätszustand das weitere Magnetelement (5) in der ersten Position (P1) des Betätigungselements (3) polaritätsrichtig zum ersten Magnetelement und dass in einem weiteren Polaritätszustand das weitere Magnetelement (5) in der weiteren Position (P2) des Betätigungselements (3) polaritätsrichtig zum ersten Magnetelement angeordnet ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) mindestens ein Mittel zur Änderung der Polarität des ersten Magnetelements umfasst.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Änderung der Polarität mindestens ein Spulenmittel und mindestens eine Stromquelle umfasst.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Magnetelement als Elektropermanentmagnet (10) ausgebildet ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) mindestens eine Positionserfassungseinrichtung umfasst, wobei mittels der Positionserfassungseinrichtung eine Position des Betätigungselements (3) erfassbar ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassungseinrichtung mindestens eine Einrichtung zur Erfassung einer Induktivität mindestens eines Spulenmittels umfasst.

7. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) mindestens eine Steuereinrichtung (6) zur Ansteuerung der Mittel zur Änderung der Polarität umfasst, wobei ein Polaritätszustand derart einstellbar ist, dass in einer vorbestimmten Position (P1, P2) des Betätigungselements (3) eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente (5) gegeben ist, falls kein Freigabesignal (FS) für die vorbestimmte Position (P1, P2) vorliegt.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1) mindestens eine Signalübertragungseinrichtung (7) umfasst.

9. Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt wird, dass in einer vorbestimmten Position (P1, P2) des Betätigungselements (3) eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente (5) gegeben ist, falls kein Freigabesignal (FS) für die vorbestimmte Position (P1, P2) vorliegt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt wird, dass in einer vorbestimmten Position (P1, P2) des Betätigungselements (3) eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist, falls ein Freigabesignal (FS) für die vorbestimmte Position (P1, P2) vorliegt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt wird, dass bei einer Bewegung aus einer Ausgangsposition des Betätigungselements (3) in eine vorbestimmte Position (P1, P2) des Betätigungselements (3) eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente (5) in der Ausgangsposition gegeben ist, falls kein Freigabesignal (FS) für die vorbestimmte Position vorliegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Position (P1, P2) des Betätigungselements (3) zugeordnetes Ausgangssignal (AS) erzeugt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Freigabesignal (FS) von einer externen Einrichtung an die Betätigungsvorrichtung (1) übertragen wird.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Fahrzeugtüren mittels eines sogenannten Funkschlüssels zu verriegeln oder zu entriegeln. Hierbei wird ein entsprechendes Funksignal vom Funkschlüssels an das Fahrzeug übertragen, welches dann den entsprechenden Verriegelungs- oder Entriegelungsvorgang durchgeführt. Problematisch ist, dass ein Verriegelungsvorgang insbesondere dann nicht durgeführt werden kann, wenn noch mindestens eine Fahrzeugtür nicht geschlossen ist. Erfasst der Nutzer des Funkschlüssels dies jedoch nicht, so besteht die Gefahr, dass er nach Betätigung des Funkschlüssels fälschlicherweise von einem verriegelten Zustand ausgeht. Dies erhöht jedoch nachteilig die Gefahr eines unberechtigten Zutritts zum Fahrzeug.

Die DE 10 2004 054 617 B3 offenbart eine Betätigungseinrichtung für ein technisches System, insbesondere zur Auswahl von Schaltstufen eines shift-by-wire-Gangwechselgetriebes. Die Betätigungseinrichtung umfasst eine Tastenanordnung mit zumindest einer Taste sowie Mittel zur Erzeugung elektrischer Steuersignale zur Übertragung an das technische System. Hierbei ist zumindest einer Taste bzw. allen Tasten der Betätigungseinrichtung jeweils eine separat steuerbare Sperreinrichtung zugeordnet ist. Die Sperreinrichtung dient der mechanischen Blockierung der jeweiligen Taste und ist mittels Hilfsenergie antreibbar. Dank der Sperrbarkeit der Tasten ist eine eindeutige taktile Rückmeldung des Systemzustands bzw. der Zulässigkeit des Schaltvorgangs beim Drücken der Tasten möglich. Ferner werden Gefahren, die von für den Bediener nicht erkennbaren Systemzuständen, von unzulässigen Schaltanforderungen bzw. Fehlbetätigungen, von Defekten am gesteuerten System bzw. von einer nicht funktionierenden Signalübertragung zwischen Betätigungseinrichtung und gesteuertem System ausgehen, beseitigt. Die Betätigungseinrichtung erfordert jedoch die, insbesondere bauliche, Integration eine Sperreinrichtung.

Es stellt sich das technische Problem, eine Betätigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die eine Komplexität der Betätigungsvorrichtung minimiert und eine taktil Rückmeldung an einen Nutzer ermöglicht.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorgeschlagen wird eine Betätigungsvorrichtung. Die Betätigungsvorrichtung kann insbesondere eine Betätigungsvorrichtung für ein technisches System, insbesondere ein Fahrzeug sein. Weiter insbesondere kann die Betätigungsvorrichtung einer Erzeugung eines Verriegelungssignals und eines Entriegelungssignals für Fahrzeugtüren des Fahrzeugs dienen. Somit kann die Betätigungsvorrichtung einen sogenannten Funkschlüssel ausbilden oder Teil eines Funkschlüssels sein. Die Betätigungsvorrichtung umfasst mindestens ein Betätigungselement. Das Betätigungselement ist hierbei durch einen Nutzer betätigbar.

Das Betätigungselement ist zwischen einer ersten Position und mindestens einer weiteren Position bewegbar. Vorstellbar ist natürlich auch, dass das Betätigungselement zwischen mehr als zwei Positionen bewegbar ist.

Die Bewegung kann hierbei eine Linearbewegung sein. Allerdings ist es auch vorstellbar, dass die Bewegung eine Rotationsbewegung ist oder einen Anteil einer Rotationsbewegung umfasst. Die Betätigungseinrichtung kann hierbei eine Führungseinrichtung zur Führung der Bewegung des Betätigungselements umfassen.

Das Betätigungselement kann hierbei z.B. ein Druckknopf oder ein Drehknopf sein oder einen solchen ausbilden. Vorzugsweise ist das Betätigungselement ein Schiebeschalter oder bildet einen Schiebeschalter aus.

Die Betätigungsvorrichtung umfasst ein erstes, umpolbares Magnetelement. Umpolbar kann bedeuten, dass ein Polaritätszustand des Magnetelements veränderbar ist. Das erste Magnetelement kann somit einen ersten Polaritätszustand und mindestens einen, vorzugsweise genau einen, weiteren Polaritätszustand aufweisen. Die Polaritätszustände sind hierbei voneinander verschieden. In jedem der Polaritätszustände kann das erste Magnetelement mindestens einen magnetischen Nordpol und mindestens einen magnetischen Südpol ausbilden. In verschiedenen Polaritätszuständen können magnetische Pole an verschiedenen Stellen des ersten Magnetelements angeordnet sein. Das erste Magnetelement kann insbesondere als Elektromagnet oder Elektropermanentmagnet ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß umfasst das Betätigungselement ein weiteres Magnetelement. Das weitere Magnetelement kann hierbei Teil des Betätigungselements sein. Insbesondere kann das weitere Magnetelement mechanisch mit dem Betätigungselement verbunden sein, insbesondere mechanisch starr verbunden. Insbesondere sind das weitere Magnetelement und das Betätigungselement derart mechanisch verbunden, dass sich das weitere Magnetelement in einer ersten Position befindet, wenn sich das Betätigungselement in seiner ersten Position befindet, und sich das weitere Magnetelement in einer weiteren Position befindet, wenn sich das Betätigungselement in seiner weiteren Position befindet. Die erste und weitere Position des weiteren Magnetelements sind hierbei voneinander verschieden. Somit ist auch das weitere Magnetelement zwischen verschiedenen Positionen bewegbar, insbesondere mit einer Linearbewegung. Das erste Magnetelement kann hierbei ortsfest angeordnet sein, wobei das weitere Magnetelement relativ zum ersten Magnetelement bewegt werden kann.

Das weitere Magnetelement kann ein Permanentmagnetelement sein. Das weitere Magnetelement kann hierbei mindestens einen, vorzugsweise genau einen, magnetischen Nordpol und mindestens einen, vorzugsweise genau einen, magnetischen Südpol ausbilden. Beispielsweise kann das weitere Magnetelement ein Stabmagnet sein.

Weiter sind das erste und das weitere Magnetelement derart ausgebildet und angeordnet, dass in einem ersten Polaritätszustand des ersten Magnetelements das weitere Magnetelement in der ersten Position des Betätigungselements polaritätsrichtig zum ersten Magnetelement und dass in einem weiteren Polaritätszustand des ersten Magnetelements das weitere Magnetelement in der weiteren Position des Betätigungselements polaritätsrichtig zum ersten Magnetelement angeordnet ist.

Polaritätsrichtig kann hierbei bedeuten, dass ein Abstand zwischen entgegengesetzt orientierten Polen des ersten und weiteren Magnetelements, also z.B. zwischen einem Südpol des ersten Magnetelements und einem Nordpol des weiteren Magnetelements, minimal ist. Insbesondere kann der Abstand eines Pols des weiteren Magnetelements zu einem entgegengesetzt orientierten Pol des ersten Magnetelements kleiner sein als der Abstand des Pols des weiteren Magnetelements zu einem gleichen Pol des ersten Magnetelements.

Polaritätsrichtig kann hierbei auch bedeuten, dass eine Reluktanz eines magnetischen Kreises, der sich über mindestens zwei Pole des ersten Magnetelements und zwei Pole des weiteren Magnetelements schließt, minimal ist.

Ändert sich der Polaritätszustand des ersten Magnetelements, so ändert sich auch die polaritätsrichtige Anordnung des weiteren Magnetelements relativ zum ersten Magnetelement. Nach der Änderung des Polaritätszustands kann eine Kraft auf das weitere Magnetelement erzeugt werden, die zumindest teilweise in Richtung einer Bewegung des weiteren Magnetelements aus der aktuellen, polaritätsunrichtigen Lage in die aktuelle polaritätsrichtige Lage gerichtet ist. Diese Kraft kann insbesondere aufgrund der Abstoßung entgegengesetzt orientierter Pole und aufgrund der Anziehung von gleich orientierter Pole erzeugt werden.

Die Höhe der derart erzeugten Kraft kann ausreichen, um eine Bewegung des ersten Magnetelements und somit auch des Betätigungselements zu bewirken, wenn auf diese keine weiteren externen Kräfte wirken. Selbstverständlich können durch die erzeugte Kraft jedoch Reibungskräfte bei der Bewegung überwunden werden. Somit sind das erste und das weitere Magnetelement auch derart angeordnet, dass von dem ersten Magnetelement eine Kraft auf das weitere Magnetelement ausgeübt werden kann, insbesondere die Kraft, die aufgrund der Abstoßung entgegengesetzt orientierter Pole und aufgrund der Anziehung von gleich orientierter Pole erzeugt wird.

Es ist weiter möglich, dass ein Ausgangssignal erzeugt wird, welches einer vorbestimmten Position zugeordnet ist. Das Ausgangssignal kann z.B. erzeugt werden, wenn das Betätigungselement in die vorbestimmte Position hineinbewegt wird oder sich in der vorbestimmten Position befindet. Auch kann das Ausgangssignal erzeugt werden, wenn das Betätigungselement von einer weiteren Position, insbesondere einer der vorbestimmten Position benachbarten Position, in die vorbestimmte Position bewegt wird. Der weiteren Position kann hierbei ein weiteres Ausgangssignal zugeordnet sein.

Somit kann ein Ausgangssignal in Abhängigkeit der Position und/oder einer Bewegung des Betätigungselements erzeugt werden. Hierzu kann die Betätigungsvorrichtung ein Mittel zur Bestimmung oder Erfassung der Position des Betätigungselements umfassen.

Das Ausgangssignal kann als Steuersignal für das technische System dienen. Beispielsweise kann ein erstes Ausgangssignal ein Entriegelungssignal für ein Fahrzeug sein, wobei das erste Ausgangssignal erzeugt wird, wenn sich das Betätigungselement in der ersten Position befindet oder diese erreicht oder wenn das Betätigungselement die weitere Position in Richtung der ersten Position verlässt. Weiter kann ein weiteres Ausgangssignal ein Verriegelungssignal für ein Fahrzeug sein, wobei das weitere Ausgangssignal erzeugt wird, wenn sich das Betätigungselement in der weiteren Position befindet oder diese erreicht oder wenn das Betätigungselement die erste Position in Richtung der weiteren Position verlässt.

Das Ausgangssignal kann hierbei, z.B. über eine Signalübertragungseinrichtung, an das technische System, insbesondere also das Fahrzeug, übertragen werden. Die Signalübertragung kann hierbei insbesondere drahtlos erfolgen.

Die vorgeschlagene Betätigungsvorrichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise das Bewegen eines Betätigungselements in verschiedene Positionen, z.B. zur Erzeugung von Ausgangssignalen, wobei für einen Nutzer ein haptisches Feedback erzeugt werden kann. Übt der Nutzer z.B. eine Betätigungskraft auf das Betätigungselement aus, um dieses aus einer aktuellen polaritätsrichtigen Lage heraus zu bewegen, so wird der Nutzer beim Betätigen einen Widerstand spüren, falls keine Änderung des aktuellen Polaritätszustands erfolgt. Dieser Widerstand kann dem Nutzer z.B. verdeutlichen, dass eine gewünschte Steuerung des technischen System nicht möglich oder nicht erfolgreich ist/war. Beispielsweise kann der Nutzer das Betätigungselement durch Ausüben einer Betätigungskraft in eine Position bewegen, um ein Verriegelungssignal zu erzeugen. Kann die Verriegelung durchgeführt werden, so kann eine Änderung des Polaritätszustands des ersten Magnetelements derart erfolgen, dass in der vom Nutzer gewünschten Position eine polaritätsrichtige Lage gegeben ist. Kann die Verriegelung nicht durchgeführt werden, z.B. weil noch eine Fahrzeugtür geöffnet ist, so kann keine Änderung des Polaritätszustands des ersten Magnetelements erfolgen, wodurch der Nutzer einen Widerstand bei der Betätigung spürt. Lässt der Nutzer das Betätigungselement los, so kann dieses wieder in die Ausgangsposition zurückkehren.

Somit kann die vorgeschlagene Betätigungsvorrichtung Teil einer (Funk)Fernbedienungseinrichtung für ein Fahrzeug sein. Selbstverständlich kann die Betätigungsvorrichtung jedoch auch für andere Anwendungsfälle verwendet werden, insbesondere Anwendungsfälle, in denen Schiebeschalter zum Einsatz kommen. Denkbar ist z.B. eine Verwendung zur Steuerung von oder in Haushaltsgeräten, von/in steuerbaren Systemen einer Fahrzeuginneneinrichtung, von/in Mobilfunkgeräten, von/in tragbaren Computersystemen (wearables).

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Betätigungsvorrichtung mindestens ein Mittel zur Änderung der Polarität des ersten Magnetelements. Das Mittel kann insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch-betriebenes Mittel sein. Das Mittel kann hierbei daten- und/oder signaltechnische mit einer Steuereinrichtung verbunden sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine steuerbare und somit gezielte Einstellung von Polaritätszuständen.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Mittel zur Änderung der Polarität mindestens ein Spulenmittel und mindestens eine Stromquelle. Zumindest ein Teil des Spulenmittels kann hierbei einen Abschnitt des ersten Magnetelements umwickeln. Ändert sich eine Richtung des Stromflusses durch das Spulenmittel, so ändert sich auch eine Richtung des von dem Spulenmittel erzeugten magnetischen Felds. Durch die Änderung der Richtung des magnetischen Felds kann eine Umpolung des ersten Magnetelements erreicht werden. In diesem Fall kann das Spulenmittel und/oder die Stromquelle Teil des ersten Magnetelements sein und einen Elektromagneten ausbilden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfach zu implementierende Einstellung von verschiedenen Polaritätszuständen.

In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Magnetelement als mindestens ein Elektropermanentmagnet ausgebildet oder umfasst mindestens einen Elektropermanentmagnet. Ein Elektropermanentmagnet kann insbesondere einen Magneten bezeichnen, dessen Polaritätszustand durch einen Stromimpuls verändert werden kann. Insbesondere kann der Elektropermanentmagnet durch einen Stromimpuls umgepolt werden oder eine nach außen vorhandene Magnetwirkung kann ein- und ausgeschaltet werden.

Ein bekannter Elektropermanentmagnet besteht aus einem Permanentmagnet mit einer ersten Koerzitivfeldstärke, z.B. einem Permanentmagnet aus NdFeB, der mit einem zweiten Permanentmagneten verbunden ist, dessen Koerzitivfeldstärke geringer als die erste Koerzitivfeldstärke ist. Der zweite Permanentmagnet kann z.B. aus AlNiCo bestehen. Ein Polaritätszustand des zweiten Permanentmagneten kann hierbei änderbar sein, insbesondere aufgrund dessen Koerzitivfeldstärke. Hierbei sind die Permanentmagneten jedoch mechanisch fest verbunden.

Ein erfindungsgemäßer Elektropermanentmagnet kann ebenfalls zwei Permanentmagnete umfassen. Allerdings kann in diesem Fall das weitere Magnetelement den Permanentmagneten mit einer ersten Koerzitivfeldstärke, z.B. den Permanentmagneten aus NdFeB, umfassen oder ausbilden. Der Permanentmagnet mit einer zweiten Koerzitivfeldstärke kann Teil des ersten, umpolbaren Magnetelements sein. Mit anderen Worten sind die Permanentmagneten des Elektropermanentmagneten nicht mehr mechanisch fest verbunden, sondern relativ zueinander beweglich.

Vorzugsweise umfasst der erfindungsgemäße Elektromagnet zwei umpolbare Permanentmagnete mit der zweiten Koerzitivfeldstärke, insbesondere aus AlNiCo.

Die umpolbaren Permanentmagnete des Elektromagneten sind hierbei derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass in einem ersten Polaritätszustand des ersten umpolbaren Permanentmagneten und in einem ersten Polaritätszustand des zweiten umpolbaren Permanentmagneten das weitere Magnetelement in der ersten Position des Betätigungselements polaritätsrichtig zu der Anordnung der umpolbaren Permanentmagnete angeordnet ist. Weiter ist das weitere Magnetelement in einem weiteren Polaritätszustand des ersten umpolbaren Permanentmagnets und in einem weiteren Polaritätszustand des weiteren umpolbaren Permanentmagnets in der weiteren Position des Betätigungselements polaritätsrichtig zu der Anordnung der umpolbaren Permanentmagnete angeordnet.

Insbesondere können die umpolbaren Permanentmagnete entlang einer Bewegungsrichtung des weiteren Magnetelements hintereinander angeordnet sein.

Der Elektropermanentmagnet kann hierbei seine Magnetisierung auch ohne kontinuierliche Fremderregung beibehalten.

Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Energieverbrauch beim Betrieb der Betätigungsvorrichtung reduziert werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Positionserfassungseinrichtung, wobei mittels der Positionserfassungseinrichtung eine Position des Betätigungselements erfassbar ist. In Abhängigkeit des von der Positionserfassungseinrichtung erzeugten Ausgangssignals kann ein Ausgangssignal der Betätigungsvorrichtung erzeugt werden. Dies wurde vorhergehend bereits erläutert. Insbesondere kann erfasst werden, ob sich das Betätigungselement in der ersten oder der mindestens einen weiteren Position befindet oder ob eine solche Position verlassen oder erreicht wird.

Hierzu kann die Positionserfassungseinrichtung daten- und/oder signaltechnisch mit einer Auswerteeinrichtung der Betätigungsvorrichtung verbunden sein. Die Auswerteeinrichtung kann hierbei das Ausgangssignal der Betätigungsvorrichtung erzeugen.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zuverlässige und korrekte Erzeugung von Ausgangssignalen durch die Betätigungsvorrichtung.

In einer weiteren Ausführungsform die Positionserfassungseinrichtung mindestens eine Einrichtung zur Erfassung einer Induktivität mindestens eines Spulenmittels umfasst. In Abhängigkeit der Induktivität kann dann eine Position des Betätigungselements bestimmt werden.

Das Spulenmittel kann insbesondere ein Spulenmittel eines Mittels zur Umpolung des ersten Magnetelements oder Teil eines Elektromagneten sein, der das erste Magnetelement ausbildet.

Insbesondere kann das Mittel zur Umpolung oder der Elektromagnet mehrere Spulenmittel umfassen, wobei die Einrichtung zur Erfassung die Induktivitäten aller Spulenmittel erfassen kann. In Abhängigkeit der Induktivitäten kann dann die Position des Betätigungselements erfasst werden. Hierbei kann davon ausgegangen werden, dass sich für verschiedene Positionen des Betätigungselements verschiedene Induktivitäten eines Spulenmittels einstellen werden. Diese Zuordnung kann vorbekannt sein, insbesondere durch eine Kalibration bestimmt werden.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Erfassung der Position, die gegebenenfalls bereits vorhandene Bauelemente der Betätigungsvorrichtung nutzt.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Mittel zur Änderung der Polarität, wobei ein Polaritätszustand derart einstellbar ist, dass in einer vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist, falls kein Freigabesignal für die vorbestimmte Position vorliegt. Dass der Polaritätszustand eingestellt wird kann selbstverständlich auch den Fall umfassen, dass der Polaritätszustand nicht verändert wird.

Das Freigabesignal kann ein der vorbestimmten Position zugeordnetes Freigabesignal bezeichnen. Das Freigabesignal kann insbesondere erzeugt werden und somit vorliegen, wenn ein Vorgang, der durch das der Position zugeordnete Ausgangssignal ausgelöst werden soll, von dem technischen System durchführbar ist. Kein Freigabesignal kann vorliegen, wenn der Vorgang, der durch das der Position zugeordnete Ausgangssignal ausgelöst werden soll, von dem technischen System nicht durchführbar ist.

Das Freigabesignal kann an die Auswerteeinrichtung übertragen worden sein, z.B. von dem technischen System. In diesem Fall kann die Auswerteeinrichtung die Steuereinrichtung bereitstellen. Das Freigabesignal kann signalisieren, dass ein gewünschter Vorgang von dem technischen System durchführbar ist, insbesondere der durch ein der vorbestimmten Position zugeordnetes Ausgangssignal der Betätigungsvorrichtung ausgelöster oder auszulösender Vorgang. Ist der gewünschte Vorgang nicht durchführbar, so kann kein Freigabesignal zur Betätigungsvorrichtung übertragen werden und liegt somit auch nicht vor.

Liegt ein Freigabesignal vor, so kann der Polaritätszustand derart eingestellt werden, dass in der vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist. Alternativ oder kumulativ kann der Polaritätszustand derart eingestellt werden, dass in einer aktuellen oder letzten Position des Betätigungselements eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist, wobei die aktuelle oder letzte Position selbstverständlich von der vorbestimmten Position verschieden ist.

Liegt kein Freigabesignal vor, so kann der Polaritätszustand derart eingestellt werden, dass in der vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist. Alternativ oder kumulativ kann der Polaritätszustand derart eingestellt werden, dass in einer aktuellen oder letzten Position des Betätigungselements eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist, wobei die aktuelle oder letzte Position selbstverständlich von der vorbestimmten Position verschieden ist.

Beispielsweise ist die Polarität änderbar, falls das weitere Magnetelement in eine oder hin zu einer polaritätsunrichtigen Anordnung bewegt wird und ein Freigabesignal vorliegt. Es ist z.B. möglich, dass die Polarität bei Vorliegen eines Freigabesignals derart geändert wird, dass die polaritätsunrichtige Anordnung in eine polaritätsrichtige Anordnung verändert wird. Liegt kein Freigabesignal vor, so kann die Polarität z.B. nicht verändert werden.

Hierbei kann eine Auswerteeinrichtung der Betätigungsvorrichtung detektieren, ob und in welche Position das Betätigungselement bewegt wird, beispielsweise in Abhängigkeit eines Ausgangssignals der Positionserfassungseinrichtung.

Beispielsweise kann ein Nutzer das Betätigungselement in eine Verriegelungsposition bewegt werden, z.B. aus einer Entriegelungsposition. Die Verriegelungsposition kann hierbei z.B. die erste Position des Betätigungselements und die Entriegelungsposition die zweite Position des Betätigungselements bezeichnen.

Der Verriegelungsposition ist ein Verriegelungssignal zugeordnet, welches ein der Ausgangssignal der Betätigungsvorrichtung ist und an ein Fahrzeug übertragen werden kann, wenn das Betätigungselement in die Verriegelungsposition bewegt wird oder diese erreicht hat.

Beim Empfang des Verriegelungssignals prüft eine Auswerteeinrichtung, ob das Fahrzeug verriegelbar ist, insbesondere ob alle Fahrzeugtüren des Fahrzeugs geschlossen sind.

Ist eine Verriegelung der Fahrzeugtüren durchführbar, insbesondere wenn alle Fahrzeugtüren geschlossen sind, wird ein Freigabesignal von dem Fahrzeug erzeugt und an die Betätigungsvorrichtung übertragen.

Kein Freigabesignal wird von dem Fahrzeug an die Betätigungsvorrichtung übertragen werden, wenn keine Verriegelung der Fahrzeugtüren durchführbar ist, insbesondere wenn mindestens eine Fahrzeugtür nicht geschlossen ist.

In dem Fall eines vorliegenden Freigabesignals kann die Polarität insbesondere derart eingestellt werden, dass in der Verriegelungsposition eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist. Weiter kann auch eine Bewegung in die Verriegelungsposition unterstützt werden. Insbesondere kann die Polarität derart geändert werden, dass die mit geänderter Polarität auf das weitere Magnetelement wirkenden Kräfte die Bewegung unterstützen und/oder dieser nicht entgegenwirken. Hierdurch erfährt ein Nutzer eine haptisch wahrnehmbare Unterstützung seiner Bedienbewegung. Dies kann dem Nutzer signalisieren, dass ein gewünschter Vorgang durch das technische System durchführbar ist.

In dem Fall, dass kein Freigabesignal vorliegt kann die Polarität insbesondere derart eingestellt werden, dass in der Verriegelungsposition eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist. Hierdurch kann der Nutzer einen haptisch wahrnehmbaren Widerstand gegen seine Bedienbewegung, da das weitere Magnetelement aus einer polaritätsrichtigen Anordnung heraus und/oder in eine polaritätsunrichtige Anordnung hinein bewegt wird bzw. sich darin befindet. Dies kann dem Nutzer signalisieren, dass ein gewünschter Vorgang durch das technische System nicht durchführbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Betätigungsvorrichtung mindestens eine Datenübertragungseinrichtung. Diese kann zur drahtgebundenen, vorzugsweise aber zur drahtlosen, Übertragung von Signalen und/oder Daten zwischen der Betätigungsvorrichtung und einer externen Einrichtung, insbesondere einem technischen System, beispielsweise einem Fahrzeug, dienen. Die Datenübertragungseinrichtung kann signal- und/oder datentechnisch mit der Auswerteeinrichtung verbunden sein. Über die Datenübertragungseinrichtung kann insbesondere ein von der Betätigungseinrichtung erzeugtes Ausgangssignal sowie ein von einer externen Einrichtung erzeugtes Freigabesignal übertragen werden.

Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen. Hierbei wird der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt, dass in einer vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist, falls kein Freigabesignal für die vorbestimmte Position vorliegt. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend erläutert.

Die Änderung der Polarität kann z.B. über eine Änderung einer Stromrichtung eines Eingangsstroms des als Elektromagneten ausgebildeten ersten Magnetelements erfolgen. Alternativ kann die Änderung der Polarität z.B. über die Erzeugung eines Stromimpulses zur Bestromung eines als Elektropermanentmagneten ausgebildeten ersten Magnetelements erfolgen.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt, dass in einer vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente gegeben ist, falls ein Freigabesignal für die vorbestimmte Position vorliegt. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend erläutert.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt, dass bei einer Bewegung aus einer Ausgangsposition des Betätigungselements in eine vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsrichtige Anordnung der Magnetelemente in der Ausgangsposition gegeben ist, falls kein Freigabesignal für die vorbestimmte Position vorliegt. Hierbei ist die Ausgangsposition selbstverständlich von der vorbestimmten Position verschieden. Weiter kann der Polaritätszustand des ersten Magnetelements derart eingestellt werden, dass bei einer Bewegung aus einer Ausgangsposition des Betätigungselements in eine vorbestimmten Position des Betätigungselements eine polaritätsunrichtige Anordnung der Magnetelemente in der Ausgangsposition gegeben ist, falls ein Freigabesignal für die vorbestimmte Position vorliegt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Bewegung des Betätigungselements durch den Nutzer unterstützt oder dieser Bewegung entgegengewirkt.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein der Position des Betätigungselements zugeordnetes Ausgangssignal erzeugt.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Freigabesignal von einer externen Einrichtung an die Betätigungsvorrichtung übertragen wird. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend erläutert.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Betätigungsvorrichtung mit einem Betätigungselement in einer ersten Position,

2 eine schematische Darstellung einer Betätigungsvorrichtung mit einem Betätigungselement in einer weiteren Position,

3 ein schematisches Blockschaltbild einer Betätigungsvorrichtung,

4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung,

5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung,

6a eine schematische Darstellung eines bekannten Elektropermanentmagneten in einem ersten Polaritätszustand,

6b eine schematische Darstellung eines bekannten Elektropermanentmagneten in einem weiteren Polaritätszustand.

7a eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektropermanentmagneten in einem ersten Polaritätszustand,

7b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektropermanentmagneten in einem weiteren Polaritätszustand.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Betätigungsvorrichtung 1. Die Betätigungsvorrichtung 1 umfasst einen ortsfest angeordneten Elektromagneten 2, der im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Pole ausbildet. Weiter umfasst die Betätigungsvorrichtung 1 ein Betätigungselement 3. Das Betätigungselement weist einen Betätigungsabschnitt 4 und ein Magnetelement 5 auf, welches als Permanentmagnet ausgebildet ist und zwei Pole ausbildet. Hierbei sind Nordpole mit dem Buchstaben „N“ und Südpole mit dem Buchstaben „S“ gekennzeichnet.

Dargestellt ist, dass das Betätigungselement 3 sich in einer ersten Position P1 angeordnet ist. Diese Position P1 kann beispielsweise eine Entriegelungsposition sein. Der ersten Position P1 kann somit ein erstes Ausgangssignal AS zugeordnet sein, insbesondere ein Entriegelungssignal.

Der Elektromagnet 2 umfasst eine erste Spule S1 und eine zweite Spule S2, wobei die erste Spule S1 von einem ersten Strom I1 durchflossen wird und die zweite Spule S2 von einem zweiten Strom I2 durchflossen wird. Die Richtung des Stromflusses ist hierbei schematisch durch Pfeile dargestellt.

Durch die Stromrichtungen der Ströme I1, I2 ist der Polaritätszustand des Elektromagneten 2 derart eingestellt, dass der Elektromagnet 2 und das Magnetelement 5 des Betätigungselements 3 polaritätsrichtig zueinander angeordnet sind. Insbesondere ist ein Abstand zwischen einem der zwei Nordpole des Elektromagneten 2 und einem Südpol des Magnetelements 5 minimal und/oder kleiner sein als der Abstand des Nordpols von dem Nordpol des Magnetelements 5.

Wird das Betätigungselement 3 in diesem Polaritätszustand aus der ersten Position P1 in eine zweite Position P2 (siehe 2) bewegt, z.B. durch eine entsprechende Betätigung durch einen Nutzer, so eine der Bewegung entgegengesetzte Kraft auf das Betätigungselement 3 wirken, die aufgrund der Abstoßung entgegengesetzt orientierter Pole und aufgrund der Anziehung von gleich orientierter Pole erzeugt wird. Diese entgegengesetzte Kraft gleicht einer Federkraft, die beim Spannen einer Feder erzeugt wird.

2 zeigt eine schematische Darstellung der in 1 dargestellten Betätigungsvorrichtung 1 in einem weiteren Polaritätszustand. Hierbei ist ein Stromfluss durch die Spulen S1, S2 geändert, insbesondere umgekehrt, worden. Somit ändert sich der Polaritätszustand des Elektromagneten 5 im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Polaritätszustand. Insbesondere wird ein im ersten Polaritätszustand bereitgestellter Nordpol durch die Änderung des Polaritätszustands in einen Südpol und ein im ersten Polaritätszustand bereitgestellter Südpol durch die Änderung des Polaritätszustands in einen Nordpol umgewandelt.

Dargestellt ist, dass das Betätigungselement 3 in einer weiteren Position P2 angeordnet ist. Diese Position P2 kann beispielsweise eine Verriegelungsposition sein. Der weiteren Position P2 kann somit ein weiteres Ausgangssignal AS zugeordnet sein, insbesondere ein Verriegelungssignal.

Wird das Betätigungselement 3 aus der ersten Position P1 und im ersten Polaritätszustand des Elektromagneten 5 in die weitere Position P2 bewegt, so wird ein Nutzer die vorhergehend erläuterte entgegengesetzte Kraft haptisch wahrnehmen, bis der Polaritätszustand geändert wird. Je nach Position des Betätigungselements 3 wird der Nutzer haptisch dann eine die Bewegung unterstützende Kraft oder ein Einrasten in der weiteren Position P2 wahrnehmen.

In der ersten Position P1 (siehe 1) weist die erste Spule S1 eine größere Induktivität als die zweite Spule S2 auf. In der weiteren Position P2 weist die weitere Spule S2 eine größere Induktivität als die erste Spule S1 auf. Werden die Induktivitäten ausgewertet, z.B. durch eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 6, so kann die Position des Betätigungselements 3 bestimmt werden.

3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 1. Neben dem Betätigungselement 3, dem Elektromagnet 2 und den Spulen S1, S2 umfasst die Betätigungsvorrichtung 1 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 6. Diese kann als Mikrocontroller ausgeführt sein oder einen solchen umfassen.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 kann hierbei einen Stromfluss durch die Spulen S1, S2 einstellen. Somit dient die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 der Einstellung eines Polaritätszustands des Elektromagneten 5. Weiter kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 Induktivitäten der Spulen S1, S2 und in Abhängigkeit der Induktivitäten eine Position des Betätigungselements 3 bestimmen. Somit dient die Steuer- und Auswerteinrichtung 6 auch als Positionserfassungseinrichtung. Weiter kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 auch ein Ausgangssignal AS erzeugen, insbesondere ein Verriegelungssignal, wenn das Betätigungselement 3 aus der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition bewegt wird, die Verriegelungsposition erreicht oder sich in der Verriegelungsposition befindet. Auch kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 ein Ausgangssignal AS erzeugen, insbesondere ein Entriegelungssignal, wenn das Betätigungselement 3 aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition bewegt wird, die Entriegelungsposition erreicht oder sich in der Entriegelungsposition befindet.

Weiter umfasst die Betätigungsvorrichtung 1 eine Signalübertragungseinrichtung 7 zur drahtlosen Übertragung von Signalen, insbesondere der Ausgangssignale AS und eines Freigabesignals FS.

4 zeigt eine schematische Darstellung eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung 1. Ein Elektropermanentmagnet 2 (siehe 1) befindet sich in einem ersten Polaritätszustand und ein Betätigungselement 3 in einer Entriegelungsposition. In diesem Zustand ist also eine polaritätsrichtige Anordnung des Elektropermanentmagneten 2 und des Magnetelements 5 gegeben. Ein nicht dargestellter Nutzer betätigt nun das Betätigungselement 3 und schiebt dieses aus der Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition.

Eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 detektiert diese Bewegung, erzeugt ein Verriegelungssignal und überträgt dieses über eine Signalübertragungseinrichtung 7 an eine Auswerteeinrichtung 8 eines Fahrzeugs 9. Diese Auswerteeinrichtung 8 prüft, ob alle Fahrzeugtüren geschlossen sind und somit verriegelt werden können. Dies ist in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht der Fall. Somit erzeugt und überträgt die Auswerteinrichtung 8 kein Freigabesignal FS.

Da der Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 kein Freigabesignal FS vorliegt, ändert die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 nicht den Polaritätszustand des Elektromagneten 5. Somit nimmt der Nutzer haptisch eine der Bewegung des Betätigungselements 3 entgegen gesetzte Kraft wahr. Lässt der Nutzer das Betätigungselement 3 los, so bewegt sich das Betätigungselement 3 in die Entriegelungsposition zurück. Somit kann der Nutzer haptisch wahrnehmen, dass eine Verriegelung des Fahrzeugs 9 nicht möglich ist.

5 zeigt eine weitere schematische Darstellung eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb einer Betätigungsvorrichtung 1. Im Unterschied zu der in 4 dargestellten Ausführungsform detektiert die Auswerteeinrichtung 8 des Fahrzeugs 9, dass alle Fahrzeugtüren des Fahrzeugs 9 geschlossen sind und somit verriegelt werden können. Somit erzeugt und überträgt die Auswerteinrichtung 8 ein Freigabesignal FS, welches von einer Signalübertragungseinrichtung 7 (siehe 3) empfangen und an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 übertragen werden kann.

Da der Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 ein Freigabesignal FS vorliegt, ändert die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 den Polaritätszustand des Elektromagneten 5. Somit nimmt der Nutzer haptisch ein Einrasten des Betätigungselements 3 in der Verriegelungsposition wahr. Lässt der Nutzer das Betätigungselement 3 los, so bewegt sich das Betätigungselement 3 nicht in die Entriegelungsposition zurück sondern verbleibt in der Verriegelungsposition. Somit kann der Nutzer haptisch wahrnehmen, dass eine Verriegelung des Fahrzeugs 9 möglich ist.

6a zeigt eine schematische Darstellung eines bekannten Elektropermanentmagneten 10 in einem ersten Polaritätszustand. Der Elektropermanentmagnet 10 umfasst eine Spule S, einen ersten Permanentmagneten PM1 aus NdFeB und einen zweiten Permanentmagneten PM2 aus AlNiCo. Die Permanentmagnete PM1, PM2 sind hierbei mechanisch fest verbunden. In 6a weist der zweite Permanentmagnet PM2 einen ersten Polaritätszustand auf. In diesem Polaritätszustand überlagern sich Feldlinien des ersten und zweiten Permanentmagneten PM1, PM2, wodurch der Elektropermanentmagnet 10 nach außen, z.B. für ein magnetisch leitfähiges Element 11, eine Polarität aufweist.

Durch einen Stromimpuls kann die Polarität des zweiten Permanentmagneten PM2 geändert werden. In diesem Polaritätszustand weist der Elektropermanentmagnet 10 nach außen, z.B. für ein Betätigungselement 3, keine Polarität aufweist. Dies ist in 6b schematisch dargestellt.

Ein solcher Elektromagnet 10 kann abgewandelt werden, um den Elektromagneten 2 in 1 und 2 zu ersetzen und somit ein erstes, umpolbares Magnetelement bereitzustellen.

7a zeigt schematisch eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektropermanentmagneten 10. Der Elektropermanentmagnet 10 umfasst einen ersten Teilmagneten 10a, der einen zweiten Permanentmagneten PM2a aus AlNiCo und eine Spule Sa umfasst. Im Unterschied zu dem in 6a und 6b dargestellten Elektropermanentmagneten 10 umfasst der Teilmagnet 10a keinen fest mit dem zweiten Permanentmagneten PM2a verbundenen ersten Permanentmagneten PM1. Vielmehr umfasst das Betätigungselement 3 den ersten Permanentmagneten PM1, z.B. aus NdFeB, oder bildet diesen aus. Der erste Permanentmagnet PM1 kann beispielsweise das magnetische Element 5 ausbilden. Weiter umfasst der Elektropermanentmagnet 10 einen weiteren Teilmagneten 10b, der ebenfalls einen zweiten Permanentmagneten PM2a aus AlNiCo und eine Spule Sb umfasst. Auch dieser zweite Teilmagnet 10b umfasst keinen fest mit dem zweiten Permanentmagneten PM2a verbundenen ersten Permanentmagneten PM1. Vielmehr wird der erste Permanentmagnet PM1 ebenfalls durch das magnetische Element 5 ausgebildet und stellt somit einen gemeinsamen ersten Permanentmagneten PM1 dar.

Eine Koerzitivfeldstärke des ersten Permanentmagneten PM1 kann hierbei größer sein als Koerzitivfeldstärken der zweiten Permanentmagnete PM2a, PM2b.

Die Teilmagnete 10a, 10b mit den zweiten Permanentmagneten PM2a, PM2b sind entlang einer Bewegungsrichtung des magnetischen Elements 5 hintereinander angeordnet sein. Die Spulen Sa, Sb sind hierbei derart angeordnet, dass die zweiten Permanentmagnete PM2a, PM2b umgepolt werden, wenn die entsprechende Spule Sa, Sb mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird.

In 7a ist dargestellt, dass sich der zweite Permanentmagnet PM2a des ersten Teilmagneten 10a in einem ersten Polaritätszustand und sich der zweite Permanentmagnet PM2b des weiteren Teilmagneten 10b ebenfalls in einem ersten Polaritätszustand befinden. Die in diesen Polaritätszuständen erzeugten Magnetfelder der Teilmagnete 10a, 10b weisen hierbei eine entgegengesetzte Orientierung auf. Dies wird durch eine exemplarisch dargestellt Flusslinie verdeutlicht.

Es ergibt sich, dass in dem ersten Polaritätszustand des zweiten Permanentmagneten PM2a des ersten Teilmagneten 10a und in dem ersten Polaritätszustand des zweiten Permanentmagneten PM2b des weiteren Teilmagneten 10b der gemeinsame erste Permanentmagnet PM1 in einer ersten Position P1 des Betätigungselements 3 polaritätsrichtig zu der Anordnung der Teilmagnete 10a, 10b angeordnet ist.

In 7b ist dargestellt, dass sich der zweite Permanentmagnet PM2a des ersten Teilmagneten 10a in einem weiteren Polaritätszustand und sich der zweite Permanentmagnet PM2b des weiteren Teilmagneten 10b ebenfalls in einem weiteren Polaritätszustand befinden. Die in diesen Polaritätszuständen erzeugten Magnetfelder der Teilmagnete 10a, 10b weisen hierbei ebenfalls eine entgegengesetzte Orientierung auf. Die Änderung des Polaritätszustands kann durch einen Stromimpuls erfolgen, mit dem die Spulen Sa, Sb der Teilmagnete 10a, 10b beaufschlagt werden.

Es ergibt sich, dass in dem weiteren Polaritätszustand des zweiten Permanentmagneten PM2a des ersten Teilmagneten 10a und in dem weiteren Polaritätszustand des zweiten Permanentmagneten PM2b des weiteren Teilmagneten 10b der gemeinsame erste Permanentmagnet PM1 in einer weiteren Position P2 des Betätigungselements 3 polaritätsrichtig zu der Anordnung der Teilmagnete 10a, 10b angeordnet ist. Dies wird durch eine exemplarisch dargestellt Flusslinie verdeutlicht.

Somit können, je nach Polaritätszustand der zweiten Permanentmagnete PM2a, PM2b, verschiedene polaritätsrichtige Positionen eines Betätigungselements 3 mit einem Magnetelement 5 festgelegt werden.

Die in 7a und 7b dargestellte Anordnung ermöglicht prinzipiell auch den Aufbau eines Linearmotors mit Elektropermanentmagneten 10.

Somit wird ein Linearmotor beschrieben, wobei der Linearmotor mindestens ein bewegliches Element umfasst, welches auch als Läufer bezeichnet werden kann. Das bewegliche Element ist zwischen einer ersten Position und mindestens einer weiteren Position bewegbar. Der Linearmotor umfasst als erstes Magnetelement mindestens einen Elektropermanentmagneten. Der Elektropermanentmagnet kann hierbei mehrere Teilmagnete umfassen, die z.B. entlang einer Bewegungsrichtung des Läufers nacheinander angeordnet sein können. Jeder Teilmagnet kann hierbei einen umpolbaren Permanentmagneten, insbesondere aus AlNiCo, und eine Spule umfassen. Die Spulen sind hierbei derart angeordnet, dass die umpolbaren Permanentmagnete umgepolt werden, wenn die entsprechende Spule mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird.

Das bewegliche Element umfasst ein weiteres Magnetelement, welches einen Permanentmagneten, z.B. aus NdFeB, umfasst.

Die umpolbaren Permanentmagnete des Elektromagneten sind hierbei derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass das weitere Magnetelement in verschiedenen Polaritätszuständen der umpolbaren Permanentmagnete in verschiedenen Positionen jeweils Polaritätsrichtung zur der Anordnung aus umpolbaren Permanentmagneten angeordnet ist.

Z.B. kann in einem ersten Polaritätszustand des ersten umpolbaren Permanentmagneten und in einem ersten Polaritätszustand des zweiten umpolbaren Permanentmagneten das weitere Magnetelement in der ersten Position des Betätigungselements polaritätsrichtig zu der Anordnung der umpolbaren Permanentmagnete angeordnet ist. Weiter kann das weitere Magnetelement in einem weiteren Polaritätszustand des ersten umpolbaren Permanentmagnets und in einem weiteren Polaritätszustand des weiteren umpolbaren Permanentmagnets in der weiteren Position des Betätigungselements polaritätsrichtig zu der Anordnung der umpolbaren Permanentmagnete angeordnet sein.

Somit kann der Elektropermanentmagnet in voneinander verschiedenen, einstellbaren Polaritätszuständen eine Vielzahl von polaritätsrichtigen Lagen für ein bewegliches Element festlegen. Durch eine geeignete Bestromung mit Stromimpulsen kann dann das bewegliche Element entlang dieser Positionen bewegt werden, insbesondere mit einer Linearbewegung.

Ein solcher Linearmotor verringert in vorteilhafter Weise einen Energiebedarf, da keine kontinuierliche Bestromung notwendig ist, um einen Polaritätszustand aufrecht zu erhalten.

Hinsichtlich weiterer möglicher Ausführungsformen des Linearmotors wird auf die vorhergehend erläuterten Aspekte zur Betätigungsvorrichtung verwiesen. Insbesondere gelten die für das Betätigungselement beschriebenen Aspekte für das bewegliche Element und die für das erste Magnetelement beschriebenen Aspekte für den Elektropermanentmagnet oder die Anordnung.

Bezugszeichenliste

1
Betätigungsvorrichtung
2
Elektromagnet
3
Betätigungselement
4
Betätigungsabschnitt
5
magnetisches Element
6
Steuer- und Auswerteeinrichtung
7
Signalübertragungseinrichtung
8
Auswerteeinrichtung
9
Fahrzeug
10
Elektropermanentmagnet
10a
erste Teilmagnet
10b
weiterer Teilmagnet
11
magnetisch leitfähiges Element
N
Nordpol
S
Südpol
S1
Spule
S2
Spule
S
Spule
I1, I2
Strom
P1
erste Position
P2
weitere Position
FS
Freigabesignal
AS
Ausgangssignal
PM1
erster Permanentmagnet
PM2
zweiter Permantmagnet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 102004054617 B3 [0003]