本發(fā)明涉及一種線性致動器,該線性致動器具有定子并且具有可相對于該定子移動的電樞。
本發(fā)明還涉及一種液壓安裝件,該液壓安裝件具有承載彈簧、填充有液壓流體的工作腔、均衡腔、安排在該工作腔與該均衡腔之間的分隔部、形成在該工作腔與該均衡腔之間并且用于液壓流體交換的節(jié)流管道、被指配給該分隔部并且被設(shè)計成用于改變工作腔的工作腔容積的控制膜片,并且具有電磁線性致動器,其中,該線性致動器的電樞機(jī)械地連接該控制膜片。
本發(fā)明還涉及一種機(jī)動車輛,該機(jī)動車輛包括車架、發(fā)動機(jī)、以及呈液壓安裝件形式的發(fā)動機(jī)安裝件,該發(fā)動機(jī)安裝件通過安裝作用而在該發(fā)動機(jī)與該車架之間產(chǎn)生連接。
背景技術(shù):
從現(xiàn)有技術(shù)已知具有定子并且具有可相對于所述定子移動地安裝的電樞的線性致動器。在此背景下,重點(diǎn)在于該定子與該電樞之間的相對移動。在引用到可相對于該定子移動的電樞的地方,優(yōu)選地還旨在的是這意味著可相對于該電樞移動的定子。液壓安裝件,也稱作液壓支承件,可能從現(xiàn)有技術(shù)是已知的。這些液壓安裝件用作對組件的彈性支撐,尤其是機(jī)動車輛發(fā)動機(jī)的彈性支撐。通過位于例如機(jī)動車輛的發(fā)動機(jī)與底架之間的這種液壓安裝件,首先尋求的是阻止發(fā)動機(jī)振動傳遞至底架,并且其次尋求的是實(shí)現(xiàn)在行駛運(yùn)行過程中發(fā)生的底架振動不能從底架傳遞至發(fā)動機(jī)或者只有在已經(jīng)被阻尼后才能從底架傳遞至發(fā)動機(jī)。在此,必須考慮到的是隔振領(lǐng)域中已知的矛盾,該矛盾在于安裝件首先應(yīng)當(dāng)盡可能剛硬以便能夠承載高載荷或安裝力,并且其次必須具有柔軟的特性以便在最大可能程度上隔離盡可能寬的頻率范圍上發(fā)生的振動。
在其基本版本中,這種液壓支承件通常具有橡膠元件來作為與液壓阻尼器相結(jié)合的承載彈簧。該橡膠元件通常是空心圓錐的形式。該承載彈簧因而可以形成該工作腔的外殼壁。該承載彈簧因而也被理解為承載體。在該空心圓錐的上部尖端側(cè)上,提供了上蓋,用于緊固發(fā)動機(jī)的連接元件被附接至該上蓋上。該連接元件通常是可以被旋擰至發(fā)動機(jī)上的螺紋螺栓。
在此,該液壓阻尼器通常包括至少兩個腔,具體是所闡述的工作腔以及均衡腔。在該液壓安裝件的縱向方向上,該均衡腔通常被安排在該工作腔的下方。為了使該工作腔與該均衡腔彼此分離開,在該工作腔與該均衡腔之間安排了分隔部。此外,形成在該工作腔與該均衡腔之間的節(jié)流管道被提供用于液壓流體的交換。該節(jié)流管道優(yōu)選地至少在區(qū)段中是由該分隔部形成的。替代地,該節(jié)流管道還可以是與該分隔部分開地形成的。在該工作腔、均衡腔和節(jié)流管道中的液壓流體優(yōu)選地形成該液壓安裝件的整個液壓容積,除非在特殊實(shí)施例中提供了進(jìn)一步的附加容積。優(yōu)選地使用油和水的混合物或帶有乙二醇的流體來作為液壓流體。
當(dāng)液壓安裝件承受載荷時,力沿著該液壓安裝件的縱向方向作用在該承載彈簧上,這樣使得所述承載彈簧彈性變形。所述變形也稱作承載彈簧的壓縮。如果由于承載彈簧的壓縮,工作腔尺寸減小,則工作腔中的壓力增大使得該工作腔的液壓流體的一部分通過該節(jié)流管道流入該均衡腔中。節(jié)流管道被優(yōu)選地設(shè)計成對流動的液壓流體構(gòu)成流動阻力。這種流動通過相應(yīng)地形成的節(jié)流管道于是就產(chǎn)生了耗散并因而產(chǎn)生阻尼功。
該均衡腔優(yōu)選地裝備有至少一個壁部分,該至少一個壁部分是以膜片方式可變形的從而使得可以容納這部分流入均衡腔中的液壓流體。
例如從文件DE 10 2010 060 886 A1或從文件DE 10 2012 008 497 A1已知所述類型的液壓安裝件。
由于其構(gòu)造類型,這種液壓安裝件的阻尼特性是取決于頻率的。低于5Hz的頻率的靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的載荷在此情況下通常被展現(xiàn)出較高剛度的承載彈簧接納。
通常與大幅度一起出現(xiàn)的低頻率振動,也就是說頻率大約為5至20Hz的振動,通過這兩個液壓腔經(jīng)由節(jié)流管道的相互作用而被極大地阻尼掉。在此,阻尼隨著工作腔的液壓流體的至少一部分通過節(jié)流管道流動進(jìn)入該均衡腔并且反之亦然而發(fā)生、完成相應(yīng)的阻尼作用。
高頻率振動,也就是說在高于20Hz至例如50Hz、100Hz或200Hz的頻率范圍內(nèi)的振動,由于液壓流體的慣性、粘性以及不可壓縮性和/或承載彈簧的高剛度和慣性而僅被極小地阻尼或幾乎無阻尼地傳遞。盡管所述振動通常僅與小幅度一起出現(xiàn),但是它們由于其聲學(xué)作用而具有相對高的重要性。
為了更好地隔絕這種振動,該工作腔與均衡腔之間的分隔部可以被形成為至少部分地?fù)闲缘幕蚓哂凶杂尚谐?。然而,這樣的解決方案被認(rèn)為就許多阻尼要求而言,尤其是就機(jī)動車輛的舒適度的持續(xù)增長的需求而言不再是足夠的。
就這種振動的改善的隔絕而言,當(dāng)今使用所謂的主動控制液壓安裝件,這些主動控制液壓安裝件在各自的情況下具有線性致動器,也被稱作線性致動器件。已經(jīng)證實(shí)在各自情況下具有一個定子和一個電樞的電磁線性致動器是尤其方便的。在此,該電樞被形成為可相對于該定子移動地安裝,從而使得該電樞可以相對于該定子在該線性致動器的縱向方向上偏移。對于該液壓安裝件而言,該電樞機(jī)械地連接至指配給該分隔部的控制膜片。在此情況下該控制膜片可以由該分隔部的撓性部分形成。然而,還有可能使得該控制膜片被分隔部包繞并且因此被認(rèn)為該分隔部的構(gòu)成部分。該控制膜片可以在其法線方向上彈性變形。由于該電樞是機(jī)械地聯(lián)接至該控制膜片的,所以有可能通過該電磁線性致動器使得該控制膜片以受控的方式在其法線方向上變形。在此,可以提供的是該電樞并非直接連接至受控膜片,而是提供了例如聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)和/或柱塞,它們安排在該電樞與該控制膜片之間以便將運(yùn)動和/或力從該電樞傳遞至該控制膜片。因?yàn)橄鄬τ谠摴ぷ髑?,該控制膜片形成該分隔部的一部分,所以隨著該控制膜片在其法線方向上的變形,工作腔的液壓容積改變。因此,該液壓安裝件的電磁線性致動器還用于控制該工作腔的液壓容積。
如果該液壓安裝件被用于安裝機(jī)動車輛的發(fā)動機(jī),為了將由發(fā)動機(jī)發(fā)出的振動以盡可能僅被高度阻尼的程度傳遞至內(nèi)部艙室、或者甚至使得發(fā)動機(jī)的振動完全解除耦合,可以使用機(jī)動車輛的傳感器。為此目的,例如有可能的是提供能夠測量發(fā)動機(jī)或底架的振動的傳感器。替代地,也有可能的是在發(fā)動機(jī)和/或底架的多個不同位置處提供多個傳感器。
如果用于測量底架振動的傳感器檢測到高頻率振動,則該分隔部的控制膜片可以被該線性致動器同步地偏移。在此,該偏移的方向可以是由該分隔部或該控制膜片的構(gòu)造類型限定的。發(fā)動機(jī)的振動在工作腔的液壓流體中相應(yīng)地產(chǎn)生高頻率壓力波動。隨著控制膜片的同步偏移,所述高頻率壓力波動被盡可能地完全平衡。在最佳情況下,由此實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償從而使得所述高頻振動不被該液壓安裝件傳遞。因此,高頻率振動并不在機(jī)動車輛的內(nèi)部艙室中相應(yīng)地產(chǎn)生噪聲排放、或者只產(chǎn)生極低的噪聲排放。
通過所討論的電磁線性致動器的致動以及控制膜片上的相應(yīng)的動作,因而尋求實(shí)現(xiàn)動態(tài)彈簧剛度在高頻率振動范圍中的降低。換言之,尋求針對高頻率振動將液壓安裝件切換到“柔軟”狀態(tài)中。
對于慣性力的補(bǔ)償,還已知控制膜片由缸中的活塞形成的結(jié)構(gòu),并且該活塞在后側(cè)上受液壓流體作用,在前側(cè)上受壓縮空氣體積作用。在例如EP 0 561 703 A1中公開了所述類型的液壓支承件,其中,在此提出的解決方案是以累贅且復(fù)雜的構(gòu)造為特征的。
在已知的液壓安裝件的情況中,不利的是,取決于線性致動器的質(zhì)量,在以特定頻率范圍振動的事件中會產(chǎn)生所不希望的共振。在該線性致動器的其他使用情形中也可能出現(xiàn)類似的效應(yīng)。這些情況包括,例如,該線性致動器被用于機(jī)動車輛的主動底架安裝件或用于總體上對安裝件的主動調(diào)整。此外,該線性致動器可以被用作減震器。可想到該線性致動器的其他使用領(lǐng)域。
在使用“大”質(zhì)量的線性致動器的電樞的情況中,所述共振可能處在液壓安裝件的、底架安裝件的或具有所述類型的線性致動器的一些其他裝置的工作范圍內(nèi)。于是在操作過程中發(fā)生的共振峰導(dǎo)致液壓安裝件的、底架安裝件的或這種裝置的動態(tài)彈簧剛度所不希望地增加。常有的情況是,高于此頻率就幾乎不可能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償作用或可控制性。因此,動態(tài)剛度在關(guān)于上述共振的相應(yīng)頻率范圍中相當(dāng)程度地增大。其結(jié)果是,在液壓安裝件的情況中,有可能例如使得由發(fā)動機(jī)發(fā)出的振動被至少基本上未阻尼地傳遞至機(jī)動車輛的底架,因此例如使得相應(yīng)的噪聲在車輛內(nèi)部可被清晰地察覺。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明所基于的目標(biāo)是提供一種在動態(tài)載荷下展現(xiàn)出較高共振頻率的線性致動器和/或液壓安裝件。具體而言,該共振頻率應(yīng)當(dāng)高于50Hz、100Hz、150Hz或200Hz。
根據(jù)第一方面,此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是通過根據(jù)本發(fā)明的電磁線性致動器,該電磁線性致動器包括定子以及可相對于該定子移動的電樞,其中,該定子具有至少一個永磁體以及至少一個線圈,該定子具有由鐵磁材料構(gòu)成的導(dǎo)磁元件,該導(dǎo)磁元件接合在該至少一個永磁體和/或該至少一個線圈上,并且該電樞在縱向方向上形成針對導(dǎo)磁元件的由鐵磁材料構(gòu)成的磁軛??v向方向應(yīng)被理解為意指該線性致動器的縱向方向,因此也是該定子和該電樞的縱向方向。
根據(jù)進(jìn)一步的方面,該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是通過根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件,該液壓安裝件具有承載彈簧、填充有液壓流體的工作腔、均衡腔、安排在該工作腔與該均衡腔之間的分隔部、形成在該工作腔與該均衡腔之間并且用于液壓流體交換的節(jié)流管道、以及被指配給該分隔部并且被設(shè)計成用于改變工作腔的工作腔容積的控制膜片,并且具有根據(jù)本發(fā)明的電磁線性致動器,其中,該電樞機(jī)械地連接該控制膜片。
在下文中結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件對該電磁線性致動器的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)加以闡述的地方,這些在各自的情況下不言而喻地也旨在獨(dú)立于液壓安裝件來應(yīng)用,并且反之亦然,這樣使得就對本發(fā)明的這些個體方面而言總是或者可以總是相互引用。
關(guān)于電磁線性致動器的操作的基本模式,參考文件DE 198 39 464 C2。因此,該電磁線性致動器是磁阻線性致動器。
根據(jù)本發(fā)明,該定子具有由鐵磁材料構(gòu)成的導(dǎo)磁元件。所述導(dǎo)磁元件因此用于對磁場加以集中、傳導(dǎo)和/或轉(zhuǎn)移。該線圈應(yīng)被理解為意指具有至少一個、優(yōu)選地多個繞組。為了使得導(dǎo)磁元件的這些對應(yīng)的末端在磁場上閉合,電樞由鐵磁材料構(gòu)成并且在縱向方向上被形成為用于該導(dǎo)磁元件的磁軛。在此情況中,縱向方向同樣地應(yīng)被理解為意指該線性致動器的縱向方向。為了確保該電樞相對于該定子的移動性,優(yōu)選地在該定子與該電樞之間提供了氣隙。如果該定子具有環(huán)形的形式,并且該電樞被插入該環(huán)形定子的圓柱形空腔中,則該氣隙可以同樣具有環(huán)形的形式。由于該電樞呈縱向方向上的磁軛的形式這一事實(shí),所以即使在電樞以該縱向方向移動的事件中該氣隙也保持不變。因此該電樞可以相對于該定子保持至少基本不變的間距。該線性致動器因而展現(xiàn)出尤其線性的傳動特性,這確保了簡單的可控制性。
為了保持該電樞與該定子之間的間距,優(yōu)選地在該電樞與該定子之間提供支承安排,該支承安排允許該電樞在縱向方向上移動??梢詫υ撝С邪才盘峁┻M(jìn)一步的自由度。然而,該支承安排阻止相對于該縱向方向橫向地延伸的橫向方向上的移動。為此目的,從現(xiàn)有技術(shù)已知以橫向方向延伸在該定子與該電樞之間的彈簧。
不激勵該至少一個線圈,只有該至少一個永磁體產(chǎn)生永磁場,該永磁場作用在該導(dǎo)磁元件上以及由該電樞形成的磁軛上。相應(yīng)地,形成靜態(tài)磁場線。該至少一個永磁體的永磁場被優(yōu)選地定向在橫向方向上,也就是說在相對于該縱向方向橫向的方向上。如果未對這些線圈加以激勵,同樣情況是實(shí)現(xiàn)該線性致動器的靜態(tài)磁場,其中該電樞處于特定的休止位置。
在對該定子的至少一個線圈加以激勵的事件中,該電樞沿著該縱向方向被拉到該定子的空腔中。該電樞的這種拉動移動可以歸因于由該至少一個線圈產(chǎn)生的線圈磁場與永磁場在導(dǎo)磁元件的上區(qū)段中的建設(shè)性疊加,以及該線圈磁場與永磁場在該導(dǎo)磁元件的下區(qū)段中的破壞性疊加。如果電流例如以相反方向流動,則這種建設(shè)性的和破壞性的疊加也可以是以反向配置實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下,會出現(xiàn)電樞以相反方向的移動而不是拉動移動。
該力作用因此可以歸因于如下事實(shí),即,該電樞在縱向方向上形成針對導(dǎo)磁元件的由鐵磁材料構(gòu)成的磁軛,并且該線圈磁場在導(dǎo)磁元件的上區(qū)段中被該永磁場減弱,并且在該導(dǎo)磁元件的下區(qū)段中被放大,或者反之亦然。也可以通過多個永磁體實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的效果。例如,如果提供了第一和第二永磁體,其中這兩個永磁體在縱向方向上彼此間隔開并且該至少一個線圈在縱向方向上安排在這兩個永磁體之間,具體地,在縱向方向疊置,則這兩個永磁體可以各自基本上對應(yīng)地負(fù)責(zé)磁場的建設(shè)性和破壞性疊加。
根據(jù)本發(fā)明的電磁線性致動器(其定子既具有該至少一個永磁體又具有該至少一個線圈)的主要優(yōu)點(diǎn)在于該電樞質(zhì)量或該電樞的重量的減小。關(guān)于基于磁阻原理的線性致動器的已知實(shí)施例,其電樞支承該至少一個永磁體或該至少一個線圈,而根據(jù)本發(fā)明的電樞免于此載荷。這是因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的電樞在縱向方向上被針對導(dǎo)磁元件形成為由鐵磁材料構(gòu)成的磁軛。而已知的實(shí)施例中,電樞質(zhì)量相對于線性致動器總質(zhì)量的分?jǐn)?shù)通常達(dá)到大約50%,有可能的是使得根據(jù)本發(fā)明的線性致動器的電樞質(zhì)量減少至線性致動器總質(zhì)量的大約15%。盡管電樞質(zhì)量減小,但是保持了線性致動器的力。由于將該至少一個永磁體或線圈從電樞重新定位到定子上,所以用于例如對控制膜片的控制的線性致動器的質(zhì)量也被減小。作為這種重定位的結(jié)果,同樣情況是該電樞中的靜態(tài)磁場被減弱,并且磁場的重疊多數(shù)情況下發(fā)生在該導(dǎo)磁元件的下區(qū)段和上區(qū)段。因此有可能使得電樞的壁厚(也就是說所述電樞在橫向方向上的長度)尤其小,而沒有磁飽和的風(fēng)險。因此有可能使得該電樞的壁厚或直徑被制造成的程度使得在對該至少一個線圈加以滿負(fù)荷激勵的事件中該電樞的鐵磁材料再次接近飽和。
電樞質(zhì)量的減小還導(dǎo)致各自可以具有相應(yīng)的線性致動器的液壓安裝件、底架安裝件或該裝置的振蕩質(zhì)量的減小,這導(dǎo)致該液壓安裝件、底架安裝件或該裝置的第一系統(tǒng)本征頻率的增大。相應(yīng)地,在該液壓安裝件、底架安裝件或該裝置中發(fā)生共振的最低頻率增大。
隨著電樞質(zhì)量的減小,因而有可能以高頻率振動范圍控制該液壓安裝件的控制膜片,具體地在20Hz至300Hz的頻率范圍中,優(yōu)選地在20Hz至200Hz的頻率范圍中。根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件因而被設(shè)計成用于即使在高頻范圍中也進(jìn)行隔絕振動。在底架安裝件或其他裝置的使用情況中可以產(chǎn)生相應(yīng)的效果。在該液壓安裝件被用作將發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)動車輛的底架上的發(fā)動機(jī)安裝件的情況中,根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件為車輛內(nèi)部艙室中來自發(fā)動機(jī)的噪聲排放的減小做出了重大貢獻(xiàn)。在此,本體傳播噪聲和空氣傳播噪聲均發(fā)生。
該線性致動器的優(yōu)選實(shí)施例特征在于該電樞沒有永磁體和線圈。因此該電樞可以是極其輕量和/或小型的。而且該線性致動器的磁場排他地由該定子生成。如果在該線性致動器的這個實(shí)施例中,高頻率振動作用在該液壓安裝件上,這些高頻率振動通過該控制膜片作用在該電樞上,電樞由于其減小的質(zhì)量可以跟隨這種高頻率振動。這種實(shí)施例中的液壓安裝件因此尤其適合對高頻率振動的隔絕。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于,該導(dǎo)磁元件具有在該線性致動器的縱向方向上延伸的縱向區(qū)段、在該線性致動器的橫向方向上延伸的下套環(huán)、以及在該線性致動器的橫向方向上延伸的上套環(huán),其中,該上套環(huán)與該下套環(huán)在縱向方向上間隔分開。導(dǎo)磁元件因此優(yōu)選地具有上套環(huán)和下套環(huán)以及在這些套環(huán)之間延伸的縱向區(qū)段。該縱向區(qū)段基本上可以在該縱向方向上延伸超過這些套環(huán)。然而優(yōu)選的是,該縱向區(qū)段在該縱向方向上終止在對應(yīng)的套環(huán)處。該導(dǎo)磁元件因此優(yōu)選地為C形或梳形的形式。所述導(dǎo)磁元件因而適合于接合在該至少一個永磁體和/或該至少一個線圈上。為了使得導(dǎo)磁元件的對應(yīng)的末端(由該上套環(huán)和該下套環(huán)形成)在磁場上閉合,電樞由鐵磁材料構(gòu)成并且在縱向方向上被形成為該導(dǎo)磁元件的磁軛。如上所述,當(dāng)對該定子的至少一個線圈加以激勵時,該電樞沿著該縱向方向被拉到該定子的空腔中。對于帶有套環(huán)的導(dǎo)磁元件的實(shí)施例而言,該電樞的拉動移動可以歸因于由該至少一個線圈產(chǎn)生的線圈磁場和永磁場在上套環(huán)處的建設(shè)性疊加,以及該線圈磁場和永磁場在下套環(huán)處的破壞性疊加,或者反之亦然。因此該力作用所基于的事實(shí)是該電樞在縱向方向上形成針對導(dǎo)磁元件的由鐵磁材料構(gòu)成的磁軛,并且該線圈磁場在一個套環(huán)處被該永磁場減弱,并且在另一個套環(huán)處被放大。因此,該電樞必須由鐵磁材料構(gòu)成,以便在該導(dǎo)磁元件的上套環(huán)與該導(dǎo)磁元件的下套環(huán)之間形成磁軛。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該至少一個永磁體鄰近這些套環(huán)中的一者安排。由此而限定的該至少一個永磁體與所述套環(huán)中的一者之間的鄰近度確保了該永磁場影響線圈磁場。該至少一個永磁體尤其優(yōu)選地安排成直接地鄰近所述套環(huán)中的一者。從而實(shí)現(xiàn)所希望的建設(shè)性或破壞性的磁場疊加,使得該電樞可以通過對該至少一個線圈加以激勵來以受控的方式在該縱向方向上移動。尤其優(yōu)選的是提供兩個永磁體,具體地為上永磁體和下永磁體,其中,該上永磁體鄰近該上套環(huán)安排,并且該下永磁體鄰近該下套環(huán)安排。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于這些套環(huán)各自在相同的橫向方向上突出超過該縱向區(qū)段,其中,該至少一個永磁體和/或該至少一個線圈被安排在這些套環(huán)之間。該橫向方向是橫向于該縱向方向形成的。這兩個套環(huán)以及該縱向區(qū)段因而可以在截面中相對于彼此安排成C形或梳形樣式。在此,所述C形或梳形的開口優(yōu)選地指向該電樞。該至少一個永磁體和/或該至少一個線圈所插入的接納區(qū)域優(yōu)選地在該縱向方向上被形成在該上套環(huán)與該下套環(huán)之間。因此有可能使得該套環(huán)、該至少一個永磁體和/或該至少一個線圈在該縱向方向上彼此前后地安排。由于該電樞是針對該導(dǎo)磁元件的磁軛的形式,由該線圈產(chǎn)生的磁場被該導(dǎo)磁元件和電樞以環(huán)形樣式集中。通過液壓安裝件的這個實(shí)施例,就有可能確保相關(guān)聯(lián)的線性致動器的尤其高的力。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該至少一個永磁體以及該至少一個線圈在縱向方向上彼此前后地安排。在此實(shí)施例中,該至少一個永磁體以及該至少一個線圈在縱向方向上延伸。該線性致動器因此具有極小的寬度或極小的直徑,也就是說在相對于該縱向方向橫向的方向上的線性致動器的對應(yīng)的長度。所述類型的線性致動器有利地尤其便于在狹窄的結(jié)構(gòu)空間中使用,例如在機(jī)動車輛的前端結(jié)構(gòu)中。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于每個線圈在縱向方向上被安排在兩個永磁體之間。這兩個永磁體各自的永磁場優(yōu)選地定向在橫向方向上。所述永磁場因此優(yōu)選地定向在相同方向上。通過選用兩個互相分開的永磁體,就有可能使得該線圈磁場尤其容易地在該導(dǎo)磁元件的這兩個套環(huán)中的一者處被建設(shè)性地疊加并且在另一個套環(huán)處被破壞性地疊加。因此線性致動器的此實(shí)施例的特征為其簡單且有效的構(gòu)造。可以替代地提供的是在兩個永磁體之間安排多個線圈。然而就其作用而言,所述多個線圈被疊加以形成帶有普通線圈磁場的普通線圈,這樣與永磁體的相互作用中的上述效應(yīng)類似地適用。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于每個永磁體在縱向方向上被安排在兩個線圈之間。
在此,同樣有可能實(shí)現(xiàn)疊加磁場的非對稱構(gòu)型,使得可以通過對這些線圈加以激勵來以受控的方式在該縱向方向上移動該電樞。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該永磁體或這些永磁體中的至少一個永磁體在橫向方向上被安排在該至少一個線圈的后方或前方。該至少一個永磁體以及該至少一個線圈因此可以在該定子的橫向方向上彼此前后地安排。該定子和/或電樞在其對應(yīng)的縱向方向上因而可以具有尤其短的形式。此外,具體已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此實(shí)施例提供了線性致動器的尤其高的力。為此目的,這些永磁體或該多個永磁體在該橫向方向上安排在該至少一個線圈與該電樞之間是有利的。如果該電子具有環(huán)形形式,則在優(yōu)選實(shí)施例中所提供的是該至少一個永磁體徑向地安排在該至少一個線圈內(nèi)側(cè)。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于每個線圈直接地鄰接這些永磁體中的至少一者。此實(shí)施例確保由線圈產(chǎn)生的每個線圈磁場在其上疊加有至少一個永磁場。這確保了所希望的磁場的建設(shè)性和/或破壞性重疊,即使在電樞的移動過程中也是如此。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該磁軛在縱向方向L上從下腹板經(jīng)由中間區(qū)段延伸至上腹板,其中,這些腹板中的每個腹板在該橫向方向上突出超過該中間區(qū)段。通過電樞的此實(shí)施例,該磁軛中引起的磁場同樣以C形樣式被集中。實(shí)踐中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是通過這種集中,可以實(shí)現(xiàn)該電樞在該縱向方向上的尤其高的力。相應(yīng)地,該電樞可以被制作得更緊湊從而能夠例如為該液壓安裝件的控制膜片賦予相同量級的力。在該電樞的更緊湊的實(shí)施例中,進(jìn)一步的情況是,第一系統(tǒng)本征頻率增大,這樣所述類型的線性致動器具有又進(jìn)一步增大的共振頻率。具有所述類型的線性致動器的液壓安裝件因此適合于對甚至相對高頻率的振動的有效的隔絕。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于每個上腹板與每個上套環(huán)被安排在共用的上平面中,和/或每個下腹板與每個下套環(huán)被安排在共用的下平面中。這尤其適用于靜態(tài)情形中。因此,上套環(huán)與上腹板之間的間距和/或下套環(huán)與下腹板之間的間距限定了該定子與該電樞之間的氣隙寬度。為了使該氣隙盡可能地小從而減小磁損耗,只需要尤其高精度地制造這些腹板和/或套環(huán)。這可以用相對少的生產(chǎn)費(fèi)用來確保。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該導(dǎo)磁元件具有至少一個指形件,該至少一個指形件接合在線圈與相鄰的永磁體之間。尤其是如果大量的永磁體和大量的線圈在各自情況下在該定子的縱向方向上交替地前后安排,則可以采用此實(shí)施例。在此情況下,導(dǎo)磁元件的指形件可以促進(jìn)對應(yīng)的磁場的集中。這減少了磁損耗。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該永磁體的磁場方向被定向在橫向方向上。實(shí)際上,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在相同方向上的永磁體的磁場方向的定向用于線圈磁場的統(tǒng)一疊加。帶有以此方式形成的永磁體的線性致動器因此具有優(yōu)選的線性傳動功能。在具有所述類型的線性致動器的液壓安裝件的情況中,該控制膜片因此可以被尤其精確地控制,這樣使得測得的振動可以被尤其有效地隔絕。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該至少一個線圈的磁場方向被定向在縱向方向上。這是指直接從對應(yīng)的線圈發(fā)出的線圈磁場。所述磁場于是被該導(dǎo)磁元件和該電樞以環(huán)形樣式集中,這樣使得所述線圈磁場可以破壞性地和/或建設(shè)性地在其上疊加該至少一個永磁場。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例特征在于通過滑動支承安排安裝該電樞。此滑動支承安排使該電樞有可能在該定子的縱向方向上滑動。此滑動支承安排因此可以被理解為滑動支承件。與從現(xiàn)有技術(shù)已知的用于電樞的安裝的膜片彈簧對比,該滑動支承安排不需要從電樞徑向向外突出的并且被緊固至該定子的臂。該電樞因此具有尤其小的截面,沒有突出超過其徑向外壁的元件,這些元件容易碰撞該線性致動器的其他部件,或者如果該線性致動器用于液壓安裝件,則容易碰撞液壓安裝件的部件。換言之,沒有以不希望的方式阻礙電樞的沖程移動的臂狀元件被附接至該電樞。
關(guān)于該滑動支承安排,可以進(jìn)一步闡明的是,滑動阻力與該電樞在縱向方向上相對于該定子的偏移無關(guān)。這意味著該電樞甚至可以完成大沖程,而不會導(dǎo)致僅由該電樞產(chǎn)生的反作用力發(fā)生成比例的增加。在此,例如在液壓安裝件的使用情形中,最初忽略可能產(chǎn)生自相關(guān)聯(lián)的控制膜片的反作用力。帶有該電樞的滑動支承安排的線性致動器因此不具有撓曲依賴剛度。因此,對于該致動器,為了完成電樞的較大的偏移,不需要結(jié)構(gòu)性地提供力儲備。因此所述類型的致動器可以具有尤其小的結(jié)構(gòu)形式。實(shí)際上,同樣已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是滑動支承件比用于電樞安裝的膜片彈簧具有更長的使用壽命。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該滑動支承安排至少基本上不含鐵磁材料。這尤其適用于該滑動支承安排的那些并不由該電樞和/或定子形成的部分。由于至少該滑動支承安排的剩余部分不含鐵磁材料,在電樞相對于定子的偏移過程中,所述部分也可以不具有不利影響。具體地,非鐵磁材料不會產(chǎn)生任何基于磁力互作用的回復(fù)力。所述類型的致動器從而是尤其精確可控的。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于,該電樞在面向該定子的相關(guān)聯(lián)側(cè)上形成該滑動支承安排的支承表面,并且該滑動支承安排的滑動元件被緊固至面向該電樞的定子側(cè)上,該滑動元件通過面向該電樞的相關(guān)聯(lián)側(cè)形成該滑動支承安排的配對支承表面。電樞側(cè)和定子側(cè)指對應(yīng)地相關(guān)聯(lián)的外側(cè)。對于該電樞的支承作用,該電樞通過抵靠配對支承表面的支承表面放置成在縱向方向上是以滑動的方式可移動的。該配對支承表面由滑動元件形成,這樣使得該滑動元件被設(shè)計成用于在該致動器的橫向方向上傳輸力。為了即使在該電樞在縱向方向上的偏移的事件中也確保良好支承作用,該滑動元件被緊固至該定子。這產(chǎn)生了該滑動元件在該定子上的靜態(tài)位置安排,這使得結(jié)構(gòu)設(shè)計更簡單并且增加了致動器的使用壽命。這是因?yàn)橛捎谠摶瑒釉痪o固至該定子,可以可靠地防止該滑動元件的意外滑動。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該滑動元件在該線性致動器的縱向方向L上被安排在上套環(huán)和下套環(huán)之間。該滑動元件用于對可以作用在該定子與該電樞之間的橫向方向上的力加以傳遞。由于該滑動元件安排在該上套環(huán)與該下套環(huán)之間,該滑動元件在任何情況中在縱向方向上鄰接該上套環(huán)和該下套環(huán)。然而,該滑動元件在該縱向方向上不延伸超過這些套環(huán)。換言之,由這兩個套環(huán)形成的定子極表面不被該滑動元件覆蓋。為了能夠傳輸在橫向方向上作用在該電樞與該定子之間的力,在實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該滑動元件應(yīng)該具有在橫向方向上延伸的一定的滑動元件寬度或滑動元件厚度以便實(shí)現(xiàn)足夠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。由于該滑動元件在該縱向方向上不延伸超過這些套環(huán),由這些套環(huán)形成的該電樞與該定子極表面之間的間距并非由該滑動元件寬度限定。這是因?yàn)樵贑形實(shí)施例的情況中,該滑動元件可以至少部分地被接合。該致動器的這個實(shí)施例因此使得該定子極表面與該電樞或相關(guān)聯(lián)的電樞極表面之間在橫向方向上的間距被設(shè)計成至少基本上與該滑動元件寬度無關(guān),并且因而被設(shè)計成尤其小的。該定子極表面與該電樞或相關(guān)聯(lián)的電樞極表面之間尤其小的間距減小該定子極表面與該電樞或這些電樞極表面之間的相關(guān)磁阻,這增加了致動器的動力或致動器的緊湊性。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該滑動元件被包繞在該上套環(huán)和下套環(huán)之間的定子中。該定子因此在該下套環(huán)與該上套環(huán)之間可以具有凹陷,該滑動元件插入該凹陷中并隨后被緊固至該定子。這使之有可能實(shí)現(xiàn)該滑動元件與該定子之間的強(qiáng)制性鎖定和非強(qiáng)制性鎖定。這種實(shí)施例尤其堅固并且耐用。此外,該滑動元件可以具有足夠的滑動元件寬度或滑動元件厚度,這有利于該滑動元件的機(jī)械穩(wěn)定性,而無需這來導(dǎo)致滑動元件從該定子突出很大程度。此外,所述實(shí)施例使得該定子極表面與該電樞或相關(guān)聯(lián)的電樞極表面之間的間距在結(jié)構(gòu)上設(shè)計得盡可能與滑動元件寬度無關(guān)。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該滑動元件在橫向方向上突出超過由套環(huán)形成的定子極表面。上述凹陷基本上可以被設(shè)計成用于完全接納該滑動元件。然而在此情況下,有電樞與套環(huán)或定子極表面發(fā)生機(jī)械接觸的風(fēng)險,這可能導(dǎo)致劇烈的機(jī)械摩擦。然而為了在該致動器甚至在相對長的使用壽命上實(shí)現(xiàn)始終如一的操作特性,必須避免所述機(jī)械摩擦?;瑒釉虼藘?yōu)選地被緊固至該定子、和/或插入這些套環(huán)之間的凹陷中,這樣使得滑動元件在橫向方向上突出超過由這些套環(huán)形成的定子極表面。該電樞優(yōu)選地通過面向該滑動元件的一側(cè)形成支承表面,并且該滑動元件優(yōu)選地通過面向該電樞的一側(cè)形成配對的支承表面,其中,該支承表面抵靠該配對支承表面放置成在縱向方向上是以滑動方式可移動的。由于該滑動元件突出超過該定子的套環(huán),該電樞可以無接觸地滑動過這些套環(huán)或定子極表面。這確保了該致動器的尤其長的使用壽命。此外,該定子極表面與該電樞或相關(guān)聯(lián)的電樞極表面之間的間距可以由該滑動元件在橫向方向上突出超過這些套環(huán)的高度來限定。換言之,上述該電樞或這些電樞極表面與這些定子極表面之間的間距可以通過該滑動元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計被結(jié)構(gòu)性地限定。因?yàn)樵摶瑒釉⒎且灾丿B形式延伸過該定子極表面,所以在這些定子極表面與電樞或這些電樞極表面之間形成間隙。這優(yōu)選地為氣隙。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于該滑動支承安排的支承表面與為該磁軛所提供的這些電樞極表面形成在共用的、無中斷的電樞側(cè)上。因此,從該支承表面至這些電樞極表面中的一者的轉(zhuǎn)換是連續(xù)的。該支承表面以及這些電樞極表面尤其優(yōu)選地安排成彼此對齊。它們因此可以被安排在共用的平面中或形成共用的圓柱表面。尤其當(dāng)電樞在縱向方向上偏移時,此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)明顯。在此,通過實(shí)例,應(yīng)當(dāng)考慮的是,該滑動元件在橫向方向上從該定子的上套環(huán)延伸至下套環(huán),并在該電樞的方向上超出這些套環(huán)。在該致動器的休止?fàn)顟B(tài)中,該電樞通過抵靠由滑動元件形成的配對支承表面的支承表面而放置。在各自情況中,優(yōu)選地一個電樞極表面在縱向方向上位于鄰近該配對支承表面的上方和在縱向方向上位于鄰近該對配對承表面的下方。由于該配對支承表面和這些電樞極表面以無中斷方式過渡到彼此中,所以該電樞在縱向方向上的偏移不被這些電樞極表面所阻止。而是,有可能對由電樞在其上形成該配對支承表面和這些電樞極表面的這一測加以重新分隔。如果該電樞例如在縱向方向上向上偏移,則在上述電樞側(cè)處發(fā)生該配對支承表面在縱向方向上向下的相對位移。排他地作為電樞極表面形成的表面的地方之前仍是在電樞的下區(qū)段中的所述電樞側(cè)上形成的,現(xiàn)在該滑動元件也支承抵靠著該電樞。在此,同樣,于是可以在橫向方向上傳遞力,這確保了該電樞相對于該定子的持續(xù)對齊。因此有可能在該電樞在縱向方向上偏移時,使得該配對支承表面與這些電樞極表面可以各自具有雙重功能。具有在一側(cè)上共同對齊的支承表面和多個電樞極表面兩者的該電樞的尤其簡單的實(shí)施例例如可以是由鐵磁材料構(gòu)成或包括鐵磁材料的不可分割的電樞的形式。此外優(yōu)選地有可能使得這尤其適用于至少在休止位置中位于定子對面的電樞區(qū)段。因此有可能使得該電樞或相關(guān)聯(lián)區(qū)段例如是由鐵磁材料構(gòu)成或包括鐵磁材料的空心圓柱形部件的形式,并且?guī)в袌A柱徑向外殼體表面。所述殼體表面于是形成配對支承表面和這些電樞極表面兩者。所述類型的圓柱殼體表面并不具有凹切或其他不連續(xù)的過渡。該電樞尤其優(yōu)選地在這些配對支承表面和這些電樞極表面上具有至少基本上相同的表面粗糙度。所述表面粗糙度優(yōu)選地非常低。因此所述表面可以是拋光形式的。因此,電樞可以在縱向方向上以尤其小的摩擦偏移,其中,該電樞的圓柱殼體表面可以在該滑動元件上以縱向方向滑動。
該線性致動器的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例的特征在于,該定子的定子極表面和該電樞的與該定子極表面相反安排的電樞極表面在該線性致動器的橫向方向上通過間隙彼此間隔開,其中,該間隙的間隙寬度小于該滑動元件的滑動元件寬度。這優(yōu)選地適用于定子的被安排成通過間隙與對應(yīng)地相對安排的電樞極表面分開的每個定子極表面。該間隙寬度是在致動器的橫向方向上相對安排的定子極表面與電樞極表面之間在致動器的橫向方向上的間距。該滑動元件寬度是滑動元件在該致動器的橫向方向上的長度?;瑒釉?yōu)選地插入這些套環(huán)與定子之間的凹陷或接納空間中。在此,還優(yōu)選地提供的是,該滑動元件在橫向方向上朝向該電樞突出超過這些套環(huán)。該滑動元件突出超過這些套環(huán)的高度因而取決于該滑動元件插入該凹陷的深度。因此有可能使得該凹陷的深度也結(jié)構(gòu)性地限定該滑動元件突出超過這些套環(huán)的高度。該電樞通過抵靠滑動元件的配對支承表面的支承表面放置。上述高度因而也限定該間隙寬度。所述高度以及因此該間隙寬度同樣在各自情況中均小于該滑動元件寬度。滑動元件寬度因此可以被設(shè)計成使得該滑動元件具有有利的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。然而由此導(dǎo)致的間隙寬度不增加該優(yōu)選地小間隙寬度,因?yàn)樵摶瑒釉梢员徊迦朐摱ㄗ拥乃霭枷葜?。換言之,就該致動器的構(gòu)造而言,可以選擇尤其小的間隙寬度,并且同時,可以將機(jī)械上穩(wěn)定的滑動元件用于該電樞的滑動支承安排。
帶有根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于,該電樞由磁軛構(gòu)成或由磁軛和用于將磁軛連接至控制膜片的固持器構(gòu)成。在此實(shí)施例中,該電樞基本上完成兩個任務(wù)。一方面,所述電樞由鐵磁材料構(gòu)成,以便在該導(dǎo)磁元件的上區(qū)段與該導(dǎo)磁元件的下區(qū)段之間形成磁軛。另一方面,該電樞機(jī)械地連接至該控制膜片以便使后者偏移,從而使得工作腔中相關(guān)聯(lián)的容積發(fā)生變化。為此目的,該電樞可以直接機(jī)械地連接至該控制膜片。替代地,可以提供被設(shè)計成用于將該電樞連接至該控制膜片的固持器和/或機(jī)構(gòu)。因此該電樞具有尤其簡單和/或緊湊的形式。這促成了電樞的輕重量,從而所述電樞確保了液壓安裝件尤其高的第一系統(tǒng)本征頻率。
根據(jù)進(jìn)一步的方面,在引言中提及的目標(biāo)還通過一種機(jī)動車輛來實(shí)現(xiàn),該機(jī)動車輛包括車架、發(fā)動機(jī)、以及發(fā)動機(jī)安裝件,該發(fā)動機(jī)安裝件通過安裝作用在該發(fā)動機(jī)與該車架之間產(chǎn)生連接,其中該發(fā)動機(jī)安裝件由根據(jù)本發(fā)明、尤其根據(jù)以上實(shí)施例中的一者的液壓安裝件形成。在此,已經(jīng)與根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件和/或線性致動器相結(jié)合地描述的特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn),不言而喻地也適用于與根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動車輛相結(jié)合,并且在各自情況中反之亦然,這樣使得關(guān)于本發(fā)明的這些單獨(dú)方面的披露內(nèi)容總是或者可以總是被相互引用。
附圖說明
下文將在示例性實(shí)施例的基礎(chǔ)上并且參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明,而不限制本發(fā)明的總體概念。在附圖中:
圖1示出了液壓安裝件的示意性截面視圖,
圖2示出了線性致動器的第一實(shí)施例的示意性截面視圖,
圖3示出了線性致動器的第二實(shí)施例的示意性截面視圖,
圖4示出了線性致動器的第三實(shí)施例的示意性截面視圖,并且
圖5示出了線性致動器的進(jìn)一步實(shí)施例的示意性截面視圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了液壓安裝件2。液壓安裝件2包括橡膠元件形式的承載彈簧36。所述承載彈簧36按照常規(guī)方式呈空心體的形式,其中,承載彈簧36的頂側(cè)具有蓋38。用于緊固發(fā)動機(jī)的連接元件(未示出)通常被附接至蓋38。在簡單實(shí)施例中,該連接元件是可以被旋擰至發(fā)動機(jī)上的螺紋螺栓。承載彈簧36的底側(cè)鄰接分隔部8。工作腔4形成在承載彈簧36、蓋38、以及分隔部8之間。工作腔4填充有液壓流體。此流體優(yōu)選地是油和水的混合物。在縱向方向L上鄰近地位于分隔部8的下方的是空心的圓柱形底座殼體40,其內(nèi)部空間被柔性分隔體48分開。被分隔部8、分隔體48以及底座殼體40封閉的空間形成液壓安裝件2的均衡腔6。均衡腔6同樣優(yōu)選地填充有液壓流體。所述液壓流體同樣可以是油和水的混合物。因此從圖1可以看出分隔部8安排在該工作腔4與該均衡腔6之間。為了對由發(fā)動機(jī)通過蓋38作用在承載彈簧36上并因而也作用在工作腔4的工作腔容積14上的低頻率振動進(jìn)行阻尼,提供了形成在工作腔4與均衡腔6之間的并且用于液壓流體交換的節(jié)流管道10。如果承載彈簧36由于振動而被壓縮,這一般會導(dǎo)致工作腔4中的液壓流體的壓力增大和/或工作腔4的工作腔容積14的尺寸減小。在此,在這兩個替代情形中,發(fā)生液壓流體從工作腔4通過節(jié)流管道10進(jìn)入均衡腔6的體積流動。在此,節(jié)流管道10中發(fā)生耗散使得作用在承載彈簧36上的振動得以阻尼。然而,通過節(jié)流管道10的阻尼只對低頻率振動有效。存在高頻率振動時,例如高于20Hz,通過節(jié)流管道10幾乎不會產(chǎn)生任何阻尼或隔振。
為了隔絕頻率大于20Hz的振動,液壓安裝件2具有控制膜片12。所述控制膜片12被指配給分隔部8。為此目的,控制膜片12可以由分隔部8自身形成或者可以是插入分隔部8中的。因此有可能使得分隔部8包繞控制膜片12。控制膜片12被設(shè)計成可在液壓安裝件2的縱向方向L上彈性變形。根據(jù)其在縱向方向L上的彈性可變形性,工作腔4的工作腔容積14的尺寸增大或減小??刂颇て?2的所述可變形性被有利地利用來隔絕相對高頻率的振動。為此目的,控制膜片12在其背離工作腔4的一側(cè)機(jī)械地連接至液壓安裝件2的電磁線性致動器16的電樞20。線性致動器16具有定子18,并且電樞20被安排成相對于所述定子可移動地安裝。電樞被緊固至液壓安裝件2的底座殼體40或至少部分地由底座殼體40形成。為了將電樞20的移動方向限制在沿縱向方向L的移動方向上,線性致動器16具有對應(yīng)的支承安排。因此有可能使得控制膜片12的彈性變形通過電磁線性致動器16來被電氣地控制。
此外,圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的液壓安裝件2的有利實(shí)施例,在該實(shí)施例中電樞20通過指配給電樞20的機(jī)械柱塞46而機(jī)械地連接至控制膜片12。通過該柱塞,線性致動器16的定子18可以被安排成與控制膜片12間隔開,使得均衡腔6可以形成在定子18與分隔部8之間的區(qū)域中。液壓安裝件2的這種實(shí)施例已經(jīng)在實(shí)踐中被證明是尤其有利的。因此不具有柱塞46或者替代柱塞46具有一些其他用于將線性致動器16的力傳遞至控制膜片12的鉸接機(jī)構(gòu)的其他實(shí)施例同樣旨在被認(rèn)為是電樞20與控制膜片12之間的機(jī)械連接。
圖2更詳細(xì)地展示了機(jī)電線性致動器16的設(shè)計變體。在這種實(shí)施例中,線性致動器16還可以用于其他目的和/或裝置,例如底架安裝件。線性致動器16包括帶有定子殼體50的定子18、多個永磁體22和線圈24。線性致動器16在縱向方向L上具有相對于軸線A對稱的形式。因此進(jìn)一步的闡述首先涉及線性致動器16的右半邊。由于對稱性,線性致動器16在其相對的半部中具有類似的特征、實(shí)施例和/或優(yōu)點(diǎn)
如在縱向方向L上觀察到的,線性致動器16具有下永磁體22a和上永磁體22b。線圈24或至少部分的線圈24被安排在下永磁體22a與上永磁體22b之間。由鐵磁材料構(gòu)成的導(dǎo)磁元件26的縱向區(qū)段30相對于兩個永磁體22a、22b和線圈24徑向地安排在外側(cè)。導(dǎo)磁元件26是定子18的部分。導(dǎo)磁元件26用于使得線圈24的線圈磁場集中。為此目的,導(dǎo)磁元件26進(jìn)一步具有在各自的情況下從縱向區(qū)段30在橫向方向Q上延伸的下套環(huán)28和上套環(huán)32。如從圖2中表現(xiàn)出的,下套環(huán)28接合在下永磁體22a與線圈24之間。對比之下,上套環(huán)32接合在上永磁體22b與線圈24之間。通過縱向區(qū)段30和這兩個套環(huán)28、32,導(dǎo)磁元件26具有梳狀形式。通過這兩個套環(huán)28、32之間的相應(yīng)的開口,導(dǎo)磁元件26接合線圈24。通過其在各自情況下包括這兩個套環(huán)28、32中的一者以及縱向區(qū)段30的對應(yīng)的相鄰末端的外部L形區(qū)段,導(dǎo)磁元件26接合在兩個永磁體22a、22b上。
根據(jù)本發(fā)明的由鐵磁材料構(gòu)成的電樞20形成用于導(dǎo)磁元件26的磁軛34。電樞20為此目的既不需要永磁體也不需要線圈。電樞20從而免去永磁體和/或線圈。實(shí)踐中已經(jīng)證明有利的是,如果由電樞20形成的磁軛34在縱向方向L上從下腹板54經(jīng)由中間區(qū)段56延伸至上腹板58。在此,這兩個腹板54中的每一者在橫向方向Q上突出超過該中間區(qū)段56。在電樞20的休止位置中,上腹板58與上套環(huán)32相對地對齊,并且下腹板54與下套環(huán)28相對地對齊。換言之,上腹板58與上套環(huán)32被安排在共用的上平面中,并且下腹板54與下套環(huán)28被安排在共用的下平面中。腹板54、58和套環(huán)28、32因而限定形成在電樞20與定子18之間的橫向方向Q上的氣隙60。
為了確保電樞20只在縱向方向L上完成所希望的移動,電樞20被安排成在其頂側(cè)處通過上導(dǎo)向彈簧61并且在其底側(cè)處通過下導(dǎo)向彈簧63來安裝至定子18上。這兩個導(dǎo)向彈簧61、63防止電樞20能夠在橫向方向Q上進(jìn)行移動。
為了產(chǎn)生電樞20在縱向方向上的偏移,對線圈24加以激勵。在此,產(chǎn)生了由導(dǎo)磁元件26和磁軛34來集中的線圈磁場,從而使得產(chǎn)生環(huán)形磁場線。這些磁場線引導(dǎo)通過這兩個套環(huán)28、34。這兩個永磁體22a、22b鄰近套環(huán)28、32安排,這些永磁體在各自情況下具有在橫向方向Q上共同的磁場取向。因此,在對線圈24加以激勵的事件中,被集中的線圈磁場在下套環(huán)28中具有下永磁體22a建設(shè)性地疊加在其上的永磁場,而被集中的線圈磁場在上套環(huán)32中具有上永磁體22b破壞性地疊加在其上的永磁場,或者反之亦然。取決于所述疊加的構(gòu)型,電樞20在縱向軸線方向上向上或向下移動。
對于所述移動在縱向方向上的傳遞,在相應(yīng)的線性致動器16被用于液壓安裝件2的情況中,電樞20可以被直接地緊固至控制膜片12。然而也可以為電樞20指配固持器65,電樞20通過該固持器被機(jī)械地連接至控制膜片12。所述固持器65在外側(cè)也可以徑向地被圖2中展示的片彈簧68鄰接,這些片彈簧與定子18延伸得一樣遠(yuǎn)以用于相對于定子18安裝電樞20。
圖3示意性地展示了線性致動器16的又一個實(shí)施例。該線性致動器16與以上所闡述的、如已經(jīng)參考圖2討論的線性致動器16具有基本上相同的構(gòu)造。因此,適用類似的解釋、特征和/或優(yōu)點(diǎn)。然而,來自圖3的線性致動器16就導(dǎo)磁元件26的實(shí)施例和永磁體22a、22b以及線圈24的相關(guān)安排而言存在區(qū)別。為了解釋這些區(qū)別以及相關(guān)效果,還參考了如上線性致動器16相對于軸線A呈對稱構(gòu)造的事實(shí)。因此,將在下文中討論線性致動器16右半部的構(gòu)造,其中類似的特征、優(yōu)點(diǎn)和效果適用于線性致動器16的其余部分。
導(dǎo)磁元件26從下套環(huán)28經(jīng)由縱向區(qū)段30延伸至上套環(huán)32。該導(dǎo)磁元件因此是C形形式的。下永磁體22a、線圈24和上永磁體22被插入該C形形式的相應(yīng)開口中。線圈24安排在兩個永磁體22a、22b之間。導(dǎo)磁元件26因此被設(shè)計成接合在由永磁體22a、22b以及該至少一個線圈24構(gòu)成的整個群組上。為此目的,套環(huán)28、32接合在這些縱向指向的面?zhèn)壬希⑶铱v向區(qū)段30接合在上述群組的橫向指向的面?zhèn)壬?。永磁體22a、22b和線圈24因而被導(dǎo)磁元件26包繞。如果線圈26現(xiàn)在被激勵,則如之前的情況產(chǎn)生線圈磁場,其中,其磁場線被導(dǎo)磁元件26以及由電樞20形成的磁軛34集中為環(huán)形樣式。此外,永磁體再次直接鄰近套環(huán)28、32安排,使得對應(yīng)地發(fā)生與相關(guān)聯(lián)的永磁場的類似的建設(shè)性或破壞性的疊加。因此可以在縱向方向L上以受控的方式通過對線圈24的激勵來使得電樞20偏移。
圖4示意性地展示了線性致動器16的又一個實(shí)施例。該線性致動器16與以上所闡述的、如已經(jīng)參考圖2和圖3所討論的這些線性致動器16具有基本上相同的構(gòu)造。因此,適用類似的解釋、特征和/或優(yōu)點(diǎn)。然而,來自圖4的線性致動器16就導(dǎo)磁元件26的實(shí)施例和永磁體22a、22b以及線圈24的相關(guān)安排而言存在區(qū)別。為了解釋這些區(qū)別以及相關(guān)效果,還參考了如上線性致動器16相對于軸線A呈對稱構(gòu)造的事實(shí)。因此,將在下文中討論線性致動器16右半部的構(gòu)造,其中類似的特征、優(yōu)點(diǎn)和效果適用于線性致動器16的其余部分。
如圖3中,來自圖4的線性致動器16的導(dǎo)磁元件26是C形形式的。然而,永磁體22和至少部分的線圈24已經(jīng)被插入相應(yīng)的開口中,其中,永磁體22與線圈24在橫向方向Q上彼此前后地安排。如在橫向方向Q上觀察到的,永磁體22被安排在電樞側(cè),并且線圈24被安排在縱向區(qū)段側(cè)。因此,導(dǎo)磁元件26接合在這些永磁體22和線圈24兩者上。在縱向方向L上,永磁體22延伸過線圈22的整個縱向長度并優(yōu)選地超出。因此,永磁體22鄰接下套環(huán)28和上套環(huán)32兩者。如果線圈26現(xiàn)在被激勵,則產(chǎn)生帶有相應(yīng)環(huán)形磁場線的線圈磁場,這些磁場線被導(dǎo)磁元件26以及由電樞20形成的磁軛集中。由于這種永磁體22鄰近兩個套環(huán)28、32的安排,該磁場將在下套環(huán)28中建設(shè)性地疊加并且將在該上套環(huán)32中破壞性地疊加,或者反之亦然。電樞20因此受到縱向方向L上的拉力。
圖5示意性地展示了線性致動器16的又一個實(shí)施例。該線性致動器16與以上所闡述的、如已經(jīng)參考圖2至圖4所討論的這些線性致動器16具有基本上相同的構(gòu)造。因此,適用類似的解釋、特征和/或優(yōu)點(diǎn)。然而,來自圖5的線性致動器16就電樞20的支承安排的實(shí)施例而言存在區(qū)別。
為了確保電樞20只在縱向方向L上完成所希望的移動,以上已經(jīng)基于示例性實(shí)施例通過實(shí)例討論的是,電樞20在其頂側(cè)處通過上導(dǎo)向彈簧61并且在其底側(cè)處通過下導(dǎo)向彈簧63被緊固至定子18上。這兩個導(dǎo)向彈簧61、63防止電樞20能夠在橫向方向Q上進(jìn)行移動。為此目的,導(dǎo)向彈簧61、63通常必須被配置以高的剛度。然而所述高剛度可能具有不利之處,在電樞以縱向方向移動的過程中,電樞20必須使導(dǎo)向彈簧61、63在縱向方向L上彎曲,使得相應(yīng)的反作用力作用在電樞20上。在電樞20的移動過程中產(chǎn)生的所述力使得產(chǎn)生動力損失,這種動力損失并未用于例如控制膜片12的偏移。
為了避免或者至少相當(dāng)程度地減少動力損失,并且同時將電樞20的移動方向限制在縱向方向L上,電樞20可以是通過滑動支承安排62安裝的。為此目的,滑動支承安排62具有縱向方向L上的自由度。因此其可以在致動器16的橫向方向Q上傳遞力。由于優(yōu)選地這種電樞20至控制膜片12的機(jī)械連接,就有可能使得電樞在縱向方向L上的導(dǎo)向精度進(jìn)一步改善,具體是如果控制膜片12被設(shè)計成用于容納橫向方向Q上的力的話?;瑒又С邪才?2確保了即使在以縱向方向L偏移的事件中,電樞20仍具有相對于定子18的、其特征具體地為氣隙60的徑向外部間距。
滑動支承安排62尤其優(yōu)選地具有很低的摩擦系數(shù),這樣使得由于在電樞20以縱向方向L移動的過程中的摩擦而產(chǎn)生的動力損失非常小。在這種假定下,就致動器16的構(gòu)造而言,不需要考慮額外的動力儲備,否則在已知的致動器的情況中為了在縱向方向L上完成盡可能大的偏移該動力儲備是必要的。因此,致動器16可以總體被制造得更緊湊并且更小,這進(jìn)一步使之有可能實(shí)現(xiàn)對致動器16的和對液壓安裝件2的減重。
如從圖5中可以看到,線性致動器16的導(dǎo)磁元件26在截面中同樣是C形形式的。永磁體22和線圈24已經(jīng)被插入相應(yīng)的開口中,該開口也被稱作接納區(qū)域,其中,永磁體22與線圈24在橫向方向Q上彼此前后地安排。如在橫向方向Q上觀察到的,永磁體22被安排在電樞側(cè),并且線圈24被安排在縱向區(qū)段側(cè)。因此,導(dǎo)磁元件26接合在這些永磁體22和線圈24兩者上。在縱向方向L上,永磁體22延伸過線圈22的整個縱向長度并優(yōu)選地超出。換言之,永磁體22鄰接下套環(huán)28和上套環(huán)32兩者。下套環(huán)28通過面向電樞20的關(guān)聯(lián)側(cè)形成定子極表面82,具體地為下定子極表面。相應(yīng)的情形適用于上套環(huán)32,該上套環(huán)通過面向電樞20的關(guān)聯(lián)側(cè)形成進(jìn)一步的定子極表面82,具體地為上定子極表面。如果線圈26現(xiàn)在被激勵,則產(chǎn)生帶有相應(yīng)環(huán)形磁場線的線圈磁場,這些磁場線被導(dǎo)磁元件26以及由電樞20形成的磁軛34集中。由于這種永磁體22鄰近兩個套環(huán)28、32的安排,該磁場將在下套環(huán)28中建設(shè)性地疊加并且將在該上套環(huán)32中破壞性地疊加,或者反之亦然。電樞20因此受到縱向方向L上的拉力。
由鐵磁材料構(gòu)成或包括鐵磁材料的電樞20如以上所闡述地形成用于導(dǎo)磁元件26的磁軛34。電樞20為此目的既不需要永磁體也不需要線圈。電樞20從而免去永磁體和/或線圈。實(shí)踐中已經(jīng)證明有利的是,如果由電樞20形成的磁軛34在縱向方向L上從下區(qū)段84經(jīng)由中間區(qū)段56延伸至上區(qū)段86。在電樞20的休止位置中,上區(qū)段84與上套環(huán)32相對地對齊,并且下區(qū)段86與下套環(huán)28相對地對齊。換言之,上區(qū)段84與上套環(huán)32被安排在共用的上平面中,并且下區(qū)段86與下套環(huán)28被安排在共用的下平面中。電樞20的下區(qū)段84通過面向定子18的關(guān)聯(lián)側(cè)形成電樞極表面80,具體地為下電樞極表面。相應(yīng)的情形適用于上區(qū)段86,該上區(qū)段通過面向定子18的關(guān)聯(lián)側(cè)形成進(jìn)一步的電樞極表面80,具體地為上電樞極表面。下電樞區(qū)段84、上電樞區(qū)段86以及套環(huán)28、32因而限定了氣隙60,該氣隙在各自情況下在橫向方向Q上形成于這些電樞極表面80中的一個表面和與這些電樞極表面中的所述表面相對安排的定子極表面82之間的區(qū)域中。在此,氣隙60在橫向方向Q上具有間隙寬度B。
從圖5可以看到,滑動元件70在縱向方向L上被包繞在下套環(huán)28與上套環(huán)32之間的定子18的凹陷88中?;瑒釉?0因而在在線性致動器16的縱向方向L上被安排在上套環(huán)32和下套環(huán)28之間。因此,滑動元件70不與定子18的定子極表面82重疊。因此有可能在線性致動器16的休止位置中使得定子極表面82和電樞極表面80以成對的方式來安排成彼此相對。如以上所討論的,電樞極表面80形成在下電樞區(qū)段84的和上電樞區(qū)段86的面向定子18的對應(yīng)側(cè)上。電樞20的中間區(qū)段56在下電樞區(qū)段84與上電樞區(qū)段86之間。在此,電樞20的中間區(qū)段56的面向定子18的這一側(cè)形成了滑動支承安排62的支承表面90。電樞20通過支承表面90直接抵靠滑動元件70放置。滑動元件70因而以面向電樞20的這一側(cè)形成滑動支承安排62的配對支承表面92。
為了阻止這些電樞極表面80頂靠這些定子極表面82并因此產(chǎn)生所不希望的機(jī)械摩擦,滑動元件70在橫向方向Q上突出超過由套環(huán)28、32形成的定子極表面82。滑動元件70在橫向方向Q上突出超過定子極表面82的高度同時限定了氣隙60的間隙寬度B。如同樣可以從圖5看到的,然而情況還可以是,滑動元件70的一部分被包繞在凹陷88中,使得間隙寬度B小于滑動元件寬度G。這具有的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是,滑動元件70可以具有足夠大的滑動元件寬度G,這保證了滑動元件70足夠高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。盡管滑動元件寬度G相對大,但是氣隙寬度B可以被保持得尤其小,這減少了在氣隙60處的磁阻。滑動元件70在定子18的套環(huán)28、32之間部分地包繞在定子18的凹陷88中的這種安排因而使之有可能實(shí)現(xiàn)電樞20同時在氣隙60處具有低磁阻的有利的支承安排。
此外,可以從圖5中看出的是,電樞20的下電樞區(qū)段84、中間電樞區(qū)段56、以及上電樞區(qū)段86具有無中斷的形式。這允許電樞20的尤其簡單的制造。此外,滑動支承安排62的支承表面90與為磁軛34提供的電樞極表面80可以形成在共同的、無中斷的電樞側(cè)94上。通過此實(shí)施例,可以確保線性致動器16的尤其緊湊的構(gòu)造。這是因?yàn)?,在該電?0以縱向方向L偏移的事件中,電樞20可以通過上電樞區(qū)段86或下電樞區(qū)段84在配對的支承表面92上而無問題地滑動。如果電樞極表面80與支承表面90彼此對齊地安排的話,情況尤其如此。如果現(xiàn)在發(fā)生電樞20的相應(yīng)偏移,則由電樞20形成的支承表面90被移位到上電樞區(qū)段86中或下電樞區(qū)段84中。相應(yīng)的情形適用于電樞極表面80,該電樞極表面現(xiàn)在可以部分地由電樞20的中間區(qū)段56形成。換言之,電樞20的這些不同區(qū)段28、84、86完成雙重功能并且同時允許電樞20以低的阻抗來偏移。
附圖標(biāo)記說明
(說明書的一部分)
A 軸線
L 縱向方向
Q 橫向方向
B 間隙寬度
G 滑動元件寬度
2 液壓安裝件
4 工作腔
6 均衡腔
8 分隔部
10 節(jié)流管道
12 控制膜片
14 工作腔容積
16 線性致動器
18 定子
20 電樞
22 永磁體
22a 下永磁體
22b 上永磁體
24 線圈
26 導(dǎo)磁元件
28 下套環(huán)
30 縱向區(qū)段
32 上套環(huán)
34 磁軛
36 承載彈簧
38 蓋
40 底座殼體
46 柱塞
48 分隔體
50 定子殼體
54 下腹板
56 中間區(qū)段
58 上腹板
60 氣隙
61 上導(dǎo)向彈簧
62 滑動支承安排
63 下導(dǎo)向彈簧
65 固持器
70 滑動元件
80 電樞極表面
82 定子極表面
84 下區(qū)段
86 上區(qū)段
88 凹陷
90 支承表面
92 配對的支承表面
94 電樞側(cè)