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Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetvorrichtung und eine Anordnung mit einer solchen Elektromagnetvorrichtung.
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Aus der
DE 20 2007 008 281 U1 ist ein Hubmagnet bekannt. Der Hubmagnet umfasst zumindest eine bestrombare Spule, ein Ankerbauteil, welches durch Bestromen der Spule aus einer Anfangslage in zumindest eine Hublage bewegbar ist, und zumindest ein erstes Rückstellelement zum Rückstellen des Ankerbauteils aus der Hublage in die Anfangslage.
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Aus US 2013 / 0 113 583 A1 ist eine Elektromagnetbetätigungsvorrichtung bekannt. Diese weist eine Statoranordnung mit einem Statorkern auf, der aus Pulvermetall gebildet ist und der in ein Statorgehäuse aufgenommen ist. Eine ferromagnetische Schutzhülse ist in Kontakt mit einer inneren Endfläche und einer zylindrischen Wand des Statorkerns und deckt einen Großteil davon ab, während ein Flussring in Kontakt mit einer äußeren Endfläche des Statorkerns ist und diese abdeckt. Eine Ankeranordnung weist einen Anker auf, der an einem Schaft angebracht ist, der in einem Luftspalt relativ zu der ferromagnetischen Schutzhülse bewegbar ist. Eine Feder ist betriebsmäßig in der ferromagnetischen Schutzhülse positioniert, ist aber elektrisch von dem Statorgehäuse isoliert. Der Statorkern ist eingekapselt bzw. umschlossen, so dass er gegen Erosion und Bruchbildung geschützt ist. Eine Magnetflusslinie um eine Elektromagnetwicklung läuft durch den Statorkern, die ferromagnetische Schutzhülse, den Anker, den Flussring und zurück zum Statorkern.
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Aus
CH 568 514 A ist ein Ventil zum Steuern eines Stromes eines Fluids bekannt, welches ein fluiddichtes Gehäuse umfasst, das einen Einlass und einen Auslass aufweist. Im Gehäuse ist ein Schließteil angeordnet, welcher mit einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz zum Steuern des Stromes zwischen dem Einlass und dem Auslass zusammenwirkt. Weiterhin gibt es eine Federvorrichtung zum Ausüben einer Kraft auf den Schließteil sowie elektromagnetische Betätigungsmittel zum Bewegen des Schließteils zum Ventilsitz. Die elektromagnetischen Betätigungsmittel weisen ein magnetisierbares Glied auf, das im Gehäuse in Bezug auf außerhalb des Gehäuses angeordnete Wicklungen bewegbar ist, wobei die Innenmantelfläche des Gehäuses unmittelbar die Außenmantelfläche des magnetisierbaren Gliedes umschließt.
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Aus
US 1 978 737 A ist ein Solenoidsystem bekannt, das ein Paar linear angeordneter Spulen und einen in den Spulen wirksamen Kolben aufweist. Der Kolben hat eine Länge, die im Wesentlichen gleich der kombinierten Spulenlänge ist, und befindet sich normalerweise in nur einer der Spulen. Das Solenoidsystem weist zudem einen Anschlag auf, um die Kolbenbewegung nach dem Eintritt in den Bereich der anderen Spule zu begrenzen, wobei der Kolben an dem Ende, das dem Anschlag am nächsten ist, verjüngt ist. Die Länge des verjüngten Abschnitts ist derart, dass, wenn der Kolben gegen den Anschlag anliegt, sich der verjüngte Abschnitt in den Bereich der anderen Spule erstreckt.
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Aus
DE 10 2015 205 872 A1 ist ein Elektronikmodul für einen in einem Kraftfahrzeug verwendbaren Aktor bekannt. Das Elektronikmodul umfasst eine Leiterplatte sowie einen Rotorlagesensor, der zum Detektieren einer Drehstellung eines Rotors des Aktors vorbereitet und auf der Leiterplatte befestigt ist. Ein Deckelbauteil, das den Abstand zwischen der Leiterplatte und einem Dichtungsschnittstellenbereich einer den Rotor enthaltenden Antriebseinheit festlegt, ist mit der Leiterplatte verbunden.
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Aus WO 2015 / 048 956 A2 ist ein Aktuator für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Aktuator umfasst ein Gehäuse sowie eine einen Stator und einen relativ zu diesem Stator verdrehbaren Rotor aufweisende, elektromagnetische Antriebseinrichtung. Der Rotor ist über eine Wandlereinheit mit einem Auslöseelement verbunden und die Wandlereinheit wandelt die Rotationsbewegung des Rotors in eine translatorische Bewegung des Auslöseelementes. Zudem weist der Aktor eine mit der Antriebseinrichtung elektrisch verbundene, die Antriebseinrichtung steuernde, elektronische Steuereinheit auf, wobei die Antriebseinrichtung zumindest an der der Steuereinheit zugewandten Seite eine aus einem elektrisch isolierenden Material bestehende Umspritzung aufweist.
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Im Allgemeinen werden Elektromagnete, insbesondere Hub- oder Zugmagnete, als Fertigteil bezogen und in ein Getriebesteuergerät verbaut. Herkömmliche Elektromagnete umfassen ein zylinderförmiges Metallgehäuse. Eine Ringspule ist als Stator in das Metallgehäuse eingepresst. Ein innerer Radius der Spule dient zur Führung eines magnetischen Körpers, welcher mit einem Betätigungsstößel verbunden ist. Zum Verschließen des Statorgehäuseraums ist ein Deckel vorgesehen, wobei der Deckel Durchgangsöffnungen zur elektrischen Kontaktierung des Stators umfasst. Diese Durchgangsöffnungen sind dabei abzudichten, damit der Statorgehäuseraum vor äußeren Einflüssen, insbesondere korrosiven Medien, ausreichend geschützt ist. Beispielsweise sind zusätzliche Dichtungselemente, wie Dichtungsmembrane, vorgesehen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Elektromagnetvorrichtung und eine verbesserte Anordnung mit einer solchen Elektromagnetvorrichtung anzugeben.
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Hinsichtlich der Elektromagnetvorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Anordnung wird die Aufgabe mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Elektromagnetvorrichtung umfasst zumindest einen Betätigungsstößel, einen mit dem Betätigungsstößel fest verbundenen ferromagnetischen Grundkörper, eine Statorbaugruppe und ein Gehäuse zur vollständigen Einhausung zumindest eines Gehäuseinnenraums. Insbesondere ist das Gehäuse derart ausgebildet, dass zumindest ein Gehäuseinnenraum vollständig gegenüber einem Gehäuseaußenraum abgedichtet ist.
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Erfindungsgemäß umfasst das Gehäuse zumindest einen ersten Gehäuseraum und einen zweiten Gehäuseraum, wobei der erste Gehäuseraum und der zweite Gehäuseraum mittels eines Gehäusetrennteils vollständig mediendicht voneinander getrennt sind. Weiterhin umfasst das Gehäuse zumindest eine Gehäuseabdeckung zumindest zur Abdeckung des ersten Gehäuseraums. Des Weiteren sind der Betätigungsstößel und der ferromagnetische Grundkörper im erstem Gehäuseraum angeordnet und die Statorbaugruppe im zweiten Gehäuseraum angeordnet, wobei das Gehäusetrennteil den ferromagnetischen Grundkörper und die Statorbaugruppe magnetisch miteinander bewegungskoppelt. Der zweite Gehäuseraum ist gasdicht abgedichtet und das Gehäusetrennteil ist einteilig ausgebildet.
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Der erste Gehäuseraum und die Gehäuseabdeckung definieren dabei einen Bewegungsraum, insbesondere einen verfahrbaren Weg, für den ferromagnetischen Grundkörper. Bei einer Beaufschlagung der Statorbaugruppe mit elektrischer Energie ist ein Magnetfeld erzeugbar, wodurch der ferromagnetische Grundkörper aufgrund von gegenseitigen magnetischen Anziehungs- oder Abstoßungskräften in Bewegung versetzbar ist. Insbesondere ist durch Bewegung des ferromagnetischen Grundkörpers eine Bewegung des Betätigungsstößels erzielbar. In Abhängigkeit einer magnetischen Wirkbeziehung des ferromagnetischen Grundkörpers und der Statorbaugruppe ist die Elektromagnetvorrichtung beispielsweise ein Hubmagnet oder ein Zugmagnet. Insbesondere ist die Elektromagnetvorrichtung ein Solenoid.
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Solche Elektromagnetvorrichtungen sind beispielsweise in Getriebesteuergeräten eines Fahrzeugs zur Betätigung und Auslösung von weiteren Komponenten, beispielsweise Fahrzeugkomponenten, einsetzbar. Zum Beispiel sind Getriebesteuergeräte in einem Getriebe- bzw. Motorraum verbaut und korrosiven Medien, wie beispielsweise Getriebe- bzw. Motoröl und Schmutzpartikeln, ausgesetzt.
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Mittels der erfindungsgemäßen Elektromagnetvorrichtung sind zum Abdichten des zweiten Gehäuseraums und somit zum Schutz der Statorbaugruppe zusätzliche Dichtungselemente vermieden. Dadurch ist ein Risiko eines durch Verspröden der zusätzlichen Dichtungselemente verursachte Leckage, welche zu elektrischen Ausfällen führt, vermieden. Insbesondere sind solche, wie im Stand der Technik eingesetzte Dichtungselemente permanenten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Dadurch verlieren diese Dichtungselemente nach einer bestimmten Beanspruchung Abdichtungseigenschaften, wie beispielsweise Elastizität.
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Insbesondere weist das Gehäusetrennteil zumindest bereichsweise eine magnetische Permeabilität zur magnetischen Bewegungskopplung des ferromagnetischen Grundkörpers und der Statorbaugruppe auf. D. h., dass trotz der mediendichten und räumlichen Abtrennung des ersten und des zweiten Gehäuseraums der ferromagnetische Grundkörper in Abhängigkeit der bestrombaren Statorbaugruppe beeinflussbar ist.
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Mittels des Gehäusetrennteils ist eine vollständige Abdichtung des zweiten Gehäuseraums möglich. Insbesondere ist das Gehäusetrennteil einstückig, d. h. einteilig ausgebildet.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Elektromagnetvorrichtungen, hat die erfindungsgemäße Elektromagnetvorrichtung den Vorteil, dass zumindest der zweite Gehäuseraum zur Anordnung der Statorbaugruppe vergleichsweise unkompliziert und mit vergleichsweise wenigen Montageschritten vollständig abdichtbar ist. Beispielsweise ist der zweite Gehäuseraum gasdicht abgedichtet.
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Beispielsweise ist der zweite Gehäuseraum ein Elektronikraum, insbesondere ein Schaltungsträgerraum, und muss somit gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise korrosiven Medien, ausreichend geschützt sein. Beispielsweise ist die Elektromagnetvorrichtung mit einem Getriebe gekoppelt, wobei der Betätigungsstößel teilweise im ersten Gehäuseraum und teilweise in einem Getrieberaum des Getriebes angeordnet ist.
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Zum Beispiel ist die Elektromagnetvorrichtung für Aktuatoranwendungen und Ventilanordnungen zum Betrieb eines Fahrzeugs oder einer anderen Vorrichtung geeignet.
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Derartige Anwendungen können vollständig oder zumindest abschnittsweise in einem mit Öl gefüllten Getriebeinnenraum angeordnet und daher zumindest abschnittsweise vom Öl des Getriebes umgeben sein. Daher ist es erforderlich, dass das Gehäuse fluiddicht ausgebildet ist, zumindest flüssigkeitsdicht, insbesondere öldicht. Zweckmäßigerweise ist das Gehäuse jedoch nicht lediglich flüssigkeitsdicht, sondern im Wesentlichen vollständig fluiddicht ausgebildet, d. h. auch gasdicht, so dass auch keine während eines Betriebs des Getriebes entstehenden Gase und Öldämpfe in einen Innenraum des Gehäuses, insbesondere in den zweiten Gehäuseraum, eindringen können. Dadurch ist eine Beschädigung der zumindest einen im Gehäuse angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Komponente oder der Mehrzahl solcher im Gehäuse angeordneten Komponenten vermieden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäusetrennteil ein Druckgussteil oder ein Tiefziehteil oder ein Spritzgussteil. Zum Beispiel ist das Gehäusetrennteil ein Metallteil. Alternativ ist das Gehäusetrennteil ein Kunststoffteil. Weiterhin ist das Gehäusetrennteil aus anderen Materialien ausbildbar, welche eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäusetrennteil einen hohlzylinderförmigen Bereich auf, der den ersten Gehäuseraum bildet. Insbesondere ist der hohlzylinderförmige Bereich eine Kavität oder ein Aufnahmeraum. Das Gehäusetrennteil ist im Querschnitt insbesondere U-förmig ausgebildet. Insbesondere umfasst das Gehäusetrennteil einen den hohlzylinderförmigen Bereich umgebenden im Wesentlichen zylinderförmigen Wandungsabschnitt mit jeweils einer offenen Stirnseite und einer vollständig geschlossenen Stirnseite. Der Wandungsabschnitt weist eine umlaufende, vorgegebene Wandstärke auf, die insbesondere eine Stabilität und Robustheit des Gehäusetrennteils erhöht.
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Gemäß einer Weiterbildung ist der zweite Gehäuseraum durch einen Montageraum, insbesondere Getriebesteuergerätinnenraum, und einen Umfangsbereich des Gehäusetrennteils definiert.
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Alternativ oder zusätzlich ist der zweite Gehäuseraum durch ein weiteres Gehäuseteil gebildet, wobei das weitere Gehäuseteil einen Umfangsbereich des Gehäusetrennteils umgibt. Insbesondere umgibt das weitere Gehäuseteil den zylinderförmigen Wandungsabschnitt und die geschlossene Stirnseite des Gehäusetrennteils. Beispielsweise ist das weitere Gehäuseteil selbst im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Alternativ weist das weitere Gehäuseteil eine andere, äußere Form auf. Beispielsweise ist das weitere Gehäuseteil als ein Deckel ausgebildet und auf das Gehäusetrennteil aufsetzbar. Zum Beispiel ist ein hohler zweiter Gehäuseraum ausbildbar.
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Erfindungsgemäß umfasst das Gehäusetrennteil einen Flanschabschnitt. Zum Beispiel ist der Flanschabschnitt im Bereich der offenen Stirnseite angeordnet. Insbesondere ragt der Flanschabschnitt nach außen, d. h. in Richtung vom ersten Gehäuseraum weg. Beispielsweise ist der Flanschabschnitt die offene Stirnseite vollständig umlaufend ausgebildet. Insbesondere bildet der Flanschabschnitt eine weitere Abdichtung des zweiten Gehäuseraums. Die Gehäuseabdeckung ist beispielsweise eine im Wesentlichen runde Platte. Zum Beispiel ist die Gehäuseabdeckung in Form eines Stanzbleches ausgebildet. Insbesondere weist die Gehäuseabdeckung eine Abmessung und Form auf, die mit einer Abmessung und Form des Flanschabschnitts korrespondiert.
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Erfindungsgemäß bildet der Flanschabschnitt eine Grundseite bzw. Bodenseite des zweiten Gehäuseraums. Beispielsweise definieren der Wandungsabschnitt und der Flanschabschnitt des Gehäusetrennteils einen Anordnungsbereich für die Statorbaugruppe. Des Weiteren bildet der Flanschabschnitt eine Kopplungsseite, welche mit dem Getriebe koppelbar ist. Insbesondere ist die Kopplungsseite medienundurchlässig, so dass der zweite Gehäuseraum mittels des Flanschabschnitts gegenüber äußeren, insbesondere korrosiven, Medien vollständig abgedichtet ist. Mit anderen Worten: Die Statorbaugruppe innerhalb des zweiten Gehäuseraums ist räumlich von einem mit beispielsweise Schadstoff, insbesondere Schadgas, kontaminierten Gehäuseaußenraum vollständig entkoppelt, insbesondere getrennt. D. h., es besteht keine Notwendigkeit, wie im Stand der Technik, Durchführungen bzw. Durchgangsöffnungen, die zusätzlich abgedichtet werden müssen, in dem Gehäusetrennteil auszubilden. Eine elektrische Kontaktierung der Statorbaugruppe erfolgt durch den zweiten Gehäuseraum, unabhängig vom ersten Gehäuseraum. Dadurch sind mögliche teilweise undichte Öffnungen zwischen dem ersten und/oder zweiten Gehäuseraum und/oder dem Gehäuseaußenraum, insbesondere Getrieberaum, vermieden. Insbesondere kann dadurch eine Betriebslaufzeit der Statorbaugruppe erhöht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist durch Beaufschlagung der Statorbaugruppe mit elektrischer Energie der ferromagnetische Grundkörper mittels der magnetischen Bewegungskopplung innerhalb des ersten Gehäuseraums bewegbar. In Abhängigkeit der magnetischen Wirkbeziehung zwischen Statorbaugruppe und ferromagnetischen Grundkörper, ist der ferromagnetische Grundkörper bei Bestromung der Statorbaugruppe in Richtung der Statorbaugruppe oder von dieser weg bewegbar. Beispielsweise bewegt sich der ferromagnetische Grundkörper von der Statorbaugruppe weg, wird also abgestoßen, wenn die Elektromagnetvorrichtung als Hubmagnet ausgebildet ist. Der ferromagnetische Grundkörper bewegt sich zur Statorgruppe hin, wird also angezogen, wenn die Elektromagnetvorrichtung als Zugmagnet ausgebildet ist. Weiterhin ist es möglich, einen Bewegungsweg des ferromagnetischen Grundkörpers zu beeinflussen, beispielsweise je nach Bestromungsleistung der Statorbaugruppe.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist im ersten Gehäuseraum zumindest ein Federelement zur Rückstellung des ferromagnetischen Grundkörpers in eine Ausgangsposition angeordnet. Insbesondere ist mittels des Federelements die Rückstellung des ferromagnetischen Grundkörpers bei einer Stromzufuhrunterbrechung der Statorbaugruppe automatisch und mechanisch auslösbar. In Abhängigkeit einer Ausführungsform der Elektromagnetvorrichtung, d. h. ob Hub- oder Zugmagnet, ist das Federelement als eine Druckfeder oder Zugfeder ausgebildet. Dabei wirkt das Federelement in eine zur magnetisch ausgelösten Bewegung des ferromagnetischen Grundkörpers entgegengesetzte Richtung. Mit anderen Worten: Wenn die Statorbaugruppe nicht mit elektrischer Energie beaufschlagt ist, zieht oder schiebt das Federelement den ferromagnetischen Grundköper in eine Ausgangsposition zurück. Bei Bestromung der Statorbaugruppe ist eine Bewegung des ferromagnetischen Grundkörpers gegen eine Federkraft des Federelements auslösbar.
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Erfindungsgemäß sind das Gehäusetrennteil und die Gehäuseabdeckung zumindest im Bereich des Flanschabschnitts miteinander kraft-, stoff- und/oder formschlüssig verbunden. Zum Beispiel weist der Flanschabschnitt eine Anzahl von Verbindungselementen auf. Insbesondere weist der Flanschabschnitt eine vorgegebene Dicke auf, wobei die Verbindungselemente die Dicke des Flanschabschnitts nicht durchragen. Weiterhin weist die Gehäuseabdeckung mit den Verbindungselementen des Flanschabschnitts korrespondierende Verbindungselemente auf. Zum Beispiel sind die Verbindungselemente in der Gehäuseabdeckung und in dem Flanschabschnitt in Form von Bohrungen ausgebildet. Mittels Schraubelemente sind das Gehäusetrennteil und die Gehäuseabdeckung miteinander fixierbar. Alternativ oder zusätzlich sind die Verbindungselemente Verbindungsstellen und/oder Stanzkragen, die miteinander verschweißbar, verstemmbar und/oder verstanzbar sind.
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Erfindungsgemäß umfasst die Statorbaugruppe zumindest eine elektrische Spule. Beispielsweise ist die Spule mit Kunststoff umspritzt. Weiterhin umfasst die Statorbaugruppe erfindungsgemäß zumindest einen Schaltungsträger, welcher mit der Spule gekoppelt ist. Zum Beispiel sind der Schaltungsträger und die Spule elektrisch miteinander verbunden, beispielsweise durch stecken, crimpen, löten oder verschweißen. Weiterhin ist die Spule im Bereich des Wandungsabschnitts des Gehäusetrennteils angeordnet. Insbesondere ist die Spule um den Wandungsabschnitt gewickelt. In einer Weiterbildung sind mehrere Spulen im Umfangsbereich des Gehäusetrennteils, insbesondere im Bereich des Wandungsabschnitts, anordbar. Beispielsweise sind die Spulen entlang des Umfangsbereichs des Wandungsabschnitts angeordnet. Die Spule ist beispielsweise mit dem Gehäusetrennteil mechanisch verbunden. Zum Beispiel ist die Spule mit dem Gehäusetrennteil, insbesondere mit dem Wandungsabschnitt und/oder mit dem Flanschabschnitt, verschraubt, verklebt, verklippst, vernietet oder mit einer weiteren Befestigungsart verbunden.
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Zum Beispiel ist die Spule eine Ringspule oder eine Flächenspule. Die Flächenspule ist beispielsweise zwischen dem Schaltungsträger und einem Getriebesteuergerätgehäuse anordbar, solange eine benötigte Feldstärke der Spule erreichbar ist.
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In einer Weiterbildung umfasst die Gehäuseabdeckung eine zentrische Durchgangsöffnung zur Durchführung des Betätigungsstößels.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung, umfassend zumindest eine Elektromagnetvorrichtung und zumindest ein damit gekoppeltes Getriebe, insbesondere Fahrzeuggetriebe.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Anordnung, umfassend eine Elektromagnetvorrichtung und ein damit gekoppeltes Getriebe,
- 2 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Elektromagnetvorrichtung, umfassend eine Betätigungseinheit mit zumindest einem Betätigungsstößel und einem mit dem Betätigungsstößel fest verbundenen ferromagnetischen Grundkörper, eine Statorbaugruppe und ein Gehäuse mit einem Gehäusetrennteil,
- 3 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Gehäuses mit Gehäusetrennteil und der Betätigungseinheit im zusammengebauten Zustand nach 2, und
- 4 und 5 schematisch jeweils eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Gehäusetrennteils und der Betätigungseinheit nach 2.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer Anordnung 2, beispielsweise einer Getriebeanordnung, Aktuatoranordnung, Pumpen- und/oder Ventilanordnung.
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Die Anordnung 2 umfasst eine Elektromagnetvorrichtung 3 und ein damit gekoppeltes Getriebe 4, insbesondere Fahrzeuggetriebe. Die Anordnung 2 ist zum Betrieb des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Beispielsweise ist die Anordnung 2 im Motor- bzw. Getrieberaum des Fahrzeugs 1 angeordnet und mit weiteren Fahrzeugkomponenten betätigungsgekoppelt. Insbesondere ist die Elektromagnetvorrichtung 3 mit einem Getriebesteuergerät gekoppelt.
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Elektromagnetvorrichtung 3. Insbesondere ist die Elektromagnetvorrichtung 3 in einem Getriebesteuergerätgehäuse G angeordnet.
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Die Elektromagnetvorrichtung 3 umfasst eine Betätigungseinheit 5, eine Statorbaugruppe 6 und ein Gehäuse 7 zumindest zur Einhausung der Betätigungseinheit 5.
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Das Gehäuse 7 umfasst einen ersten Gehäuseraum 7.1 und einen zweiten Gehäuseraum 7.2, wobei der erste Gehäuseraum 7.1 und der zweite Gehäuseraum 7.2 mittels eines Gehäusetrennteils 7.3 vollständig mediendicht voneinander getrennt sind. Der erste Gehäuseraum 7.1 bildet einen inneren Anordnungsbereich und der zweite Gehäuseraum 7.2 bildet einen äußeren Anordnungsbereich. Der zweite Gehäuseraum 7.2 ist in einer unmittelbaren Umgebung des ersten Gehäuseraums 7.1 ausgebildet. Beispielsweise ist der zweite Gehäuseraum 7.2 durch das Getriebesteuergerätgehäuse G und das Gehäusetrennteil 7.3 definiert.
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Des Weiteren ist das Gehäusetrennteil 7.3 vorgesehen, um zumindest den zweiten Gehäuseraum 7.2 gegenüber einem Gehäuseaußenraum A vor äußeren, insbesondere korrosiven, Einflüssen abzudichten. Beispielsweise ist der Gehäuseaußenraum A ein Getriebe- bzw. Motorraum, die mit Öl oder andere korrosive Medien gefüllt sind.
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Die Betätigungseinheit 5 umfasst einen Betätigungsstößel 5.1 zur Betätigung beispielsweise von Fahrzeug- und Getriebekomponenten. Der Betätigungsstößel 5.1 ist im Gehäuse 7 in Bewegungsrichtung R bewegbar angeordnet. Eine lineare Bewegung des Betätigungsstößels 5.1 ist durch Betrieb der Statorbaugruppe 6 auslösbar. Hierfür umfasst die Betätigungseinheit 5 einen magnetischen, insbesondere ferromagnetischen, Grundkörper 5.2. Beispielsweise ist der Grundkörper 5.2 in Form eines Ringkörpers ausgebildet. Der magnetische Grundkörper 5.2 ist fest mit dem Betätigungsstößel 5.1 verbunden, insbesondere umschließt der Grundkörper 5.2 den Betätigungsstößel 5.1 formschlüssig. Des Weiteren umfasst die Betätigungseinheit 5 ein Federelement 5.3 zur Rückstellung des ferromagnetischen Grundkörpers 5.2 und somit des Betätigungsstößels 5.1 in eine Ausgangsposition. Zum Beispiel ist das Federelement 5.3 eine Zugfeder oder eine Druckfeder.
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Die Statorbaugruppe 6 umfasst eine als Stator ausgebildete Spule 6.1. Zudem umfasst die Statorbaugruppe 6 einen Schaltungsträger 6.2, beispielsweise eine Leiterplatte. Insbesondere ist die Statorbaugruppe 6 von dem ersten Gehäuseraum 7.1 und dem Gehäuseaußenraum A vollständig entkoppelt, mit anderen Worten, räumlich getrennt. Der Schaltungsträger 6.2 und die Spule 6.1 sind elektrisch miteinander verbunden. Beispielsweise weist der Schaltungsträger 6.2 eine Mehrzahl von Power- und Logikbauteilen auf.
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In einer nicht näher dargestellten Ausführungsform ist ein Gehäuseteil, in Form eines Deckels, über die Statorbaugruppe 6 angeordnet. Das Gehäuseteil ist beispielsweise mit dem Getriebesteuergerätgehäuse G verbindbar.
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Bei einer Beaufschlagung der Statorbaugruppe 6 mit elektrischer Energie ist ein Magnetfeld erzeugbar, wodurch der ferromagnetische Grundkörper 5.2 mittels der magnetischen Bewegungskopplung, insbesondere aufgrund von gegenseitigen magnetischen Anziehungs- oder Abstoßungskräfte, in Bewegung versetzbar ist. Insbesondere ist durch Bewegung des ferromagnetischen Grundkörpers 5.2 eine Bewegung des Betätigungsstößels 5.1 in Bewegungsrichtung R erzielbar. In Abhängigkeit einer magnetischen Wirkbeziehung des ferromagnetischen Grundkörpers 5.2 und der Statorbaugruppe 6 ist die Elektromagnetvorrichtung 3 beispielsweise ein Hubmagnet oder ein Zugmagnet. Insbesondere ist die Elektromagnetvorrichtung 3 ein Solenoid.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Elektromagnetvorrichtung 3 ein Hubmagnet, wobei die Betätigungseinheit 5 in einer Ausgangsposition dargestellt ist. Wenn der Statorbaugruppe 6 Strom zugeführt wird, drückt sich der ferromagnetische Grundkörper 5.2 aufgrund von magnetischen Abstoßungskräften in Bewegungsrichtung R von der Spule 6.1 weg. Wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, drückt das Federelement 5.3 den ferromagnetischen Grundkörper 5.2 in Bewegungsrichtung R in die dargestellte Ausgangsposition zurück.
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Die Betätigungseinheit 5 ist im ersten Gehäuseraum 7.1 angeordnet und die Statorbaugruppe 6 ist im zweiten Gehäuseraum 7.2 angeordnet. Insbesondere ist das Gehäusetrennteil 7.3 ausgebildet, die Betätigungseinheit 5 und die Statorbaugruppe 6 magnetisch miteinander zu koppeln. D. h., dass ein von der Statorbaugruppe 6 erzeugtes Magnetfeld durch das vollständig mediendichte Gehäusetrennteil 7.3 leitbar ist und somit eine Bewegung der Betätigungseinheit 5 bewirkt. Insbesondere weist das Gehäusetrennteil 7.3 zumindest bereichsweise eine magnetische Permeabilität zur magnetischen Bewegungskopplung der Betätigungseinheit 5 und der Statorbaugruppe 6 auf.
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Das Gehäusetrennteil 7.3 ist in der Schnittdarstellung im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Insbesondere umfasst das Gehäusetrennteil 7.3 einen U-förmigen Trennabschnitt 7.3.1, welcher einen hohlzylinderförmigen Bereich 7.3.2 umschließt, der den ersten Gehäuseraum 7.1 bildet. Insbesondere umfasst das Gehäusetrennteil 7.3 einen zylinderförmigen Wandungsabschnitt 7.3.3 mit einer offenen Stirnseite 7.3.4 und einer vollständig geschlossenen Stirnseite 7.3.5. D. h., dass der zylinderförmige Wandungsabschnitt 7.3.3 den hohlzylinderförmigen Bereich 7.3.2 vollständig umgibt.
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Die Spule 6.1 ist um den Wandungsabschnitt 7.3.3 des Gehäusetrennteils 7.3 gewickelt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaltungsträger 6.2 im Bereich der geschlossenen Stirnseite 7.3.5 des Gehäusetrennteils 7.3 angeordnet.
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Weiterhin umfasst das Gehäusetrennteil 7.3 einen im Bereich der offenen Stirnseite 7.3.4 angeordneten und diese umlaufenden Flanschabschnitt 7.4. Insbesondere ragen die Flanschabschnitte 7.4 von dem Wandungsabschnitt 7.3.3 in Richtung des zweiten Gehäuseraums 7.2 ab.
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Zum Beispiel ist das Gehäusetrennteil 7.3 aus einer aus Metall und/oder Kunststoff gebildeten Grundplatte gebildet. In einer Weiterbildung ist das Gehäusetrennteil 7.3 einteilig ausgebildet.
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Der Flanschabschnitt 7.4 bildet eine im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigte untere Abdichtungsseite für den zweiten Gehäuseraum 7.2. Der Flanschabschnitt 7.4 weist eine Anzahl von Verbindungselementen 8 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 8 in Form von Bohrungen in den Flanschabschnitt 7.4 eingebracht, die zum Verschließen des ersten Gehäuseraums 7.1 vorgesehen sind.
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In einer Ausführungsform sind die Verbindungselemente 8 beispielsweise Schweiß- oder Lötstellen, Niet- oder Klippverbindungselemente und/oder andere zur kraft-, stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung geeignete Elemente.
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Des Weiteren umfasst das Gehäuse 7 eine Gehäuseabdeckung 7.5. Die Gehäuseabdeckung 7.5 ist beispielsweise als eine kreisförmige Platte bzw. ein kreisförmiges Abschlussblech, insbesondere Stanzblech, ausgebildet. Die Gehäuseabdeckung 7.5 ist zur Abdeckung des ersten Gehäuseraums 7.1 ausgebildet. Zudem umfasst die Gehäuseabdeckung 7.5 eine zentrisch ausgerichtete Durchgangsöffnung 7.5.1 zur Durchführung des Betätigungsstößels 5.1.
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Darüber hinaus umfasst die Gehäuseabdeckung 7.5 eine Anzahl von Verbindungselementen 8, die mit den Verbindungselementen 8 des Gehäusetrennteils 7.3 korrespondieren. In einem zusammengesetzten Zustand der jeweiligen Gehäusekomponenten sind beispielsweise jeweilige Verbindungsabschlusselemente 9 zur vollständigen mechanischen, beispielsweise kraft-, stoff- und/oder formschlüssigen, Verbindung der Verbindungselemente 8 vorgesehen. Zum Beispiel sind die Verbindungsabschlusselemente 9 Schrauben.
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Insbesondere sind das Gehäusetrennteil 7.3 und die Gehäuseabdeckung 7.5 im Bereich des Flanschabschnitts 7.4 jeweils miteinander kraft-, stoff- und/oder formschlüssig verbunden.
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3, 4 und 5 zeigen jeweils eine Schnittdarstellung der bereits in 2 beschriebenen Teile der Elektromagnetvorrichtung 3. Insbesondere zeigen 3 das Gehäuse 7 und die Betätigungseinheit 5 in einem zusammengebauten Zustand, 4 das Gehäusetrennteil 7.3 und 5 die Betätigungseinheit 5.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Anordnung
- 3
- Elektromagnetvorrichtung
- 4
- Getriebe
- 5
- Betätigungseinheit
- 5.1
- Betätigungsstößel
- 5.2
- Grundkörper
- 5.3
- Federelement
- 6
- Statorbaugruppe
- 6.1
- Spule
- 6.2
- Schaltungsträger
- 7
- Gehäuse
- 7.1, 7.2
- Gehäuseraum
- 7.3
- Gehäusetrennteil
- 7.3.1
- Trennabschnitt
- 7.3.2
- hohlzylinderförmiger Bereich
- 7.3.3
- Wandungsabschnitt
- 7.3.4
- offene Stirnseite
- 7.3.5
- geschlossene Stirnseite
- 7.4
- Flanschabschnitt
- 7.5
- Gehäuseabdeckung
- 7.5.1
- Durchgangsöffnung
- 8
- Verbindungselement
- 9
- Verbindungsabschlusselement
- A
- Gehäuseaußenraum
- G
- Getriebesteuergerätgehäuse
- R
- Bewegungsrichtung