Bezeichnung: Verfahren zur Bewegungserkennung, insbesonde- re zur Regelung der Ankerauftreffgeschwindig- keit an einem elektromagnetischen Aktuator sowie Aktuator zur Durchführung des Verfah- rens Beschreibung Elektromagnetische Aktuatoren, die im wesentlichen aus wenig- stens einem Elektromagneten und einem mit dem zu betätigenden Stellglied verbundenen Anker bestehen, der bei einer Bestro- mung des Elektromagneten gegen die Kraft einer Rückstellfeder bewegbar ist, weisen sich durch eine hohe Schaltgeschwindig- keit auf. Ein Problem ist jedoch dadurch gegeben, da bei der Annäherung des Ankers mit abnehmendem Abstand zur Polfläche des Elektromagneten, d. h. mit kleiner werdendem Luftspalt zwischen Polfläche und Anker die auf den Anker einwirkende Magnetkraft progressiv ansteigt während die Gegenkraft der Rückstellfeder in der Regel nur linear anwächst, so da der Anker mit anwachsender Geschwindigkeit auf die Polfläche auf- trifft. Neben der Geräuschentwicklung kann es hierbei zu Prellvorgängen kommen, d. h. der Anker trifft zunächst auf der Polfläche auf, hebt dann aber zumindest kurzfristig ab, bis er endlich vollständig zur Anlage kommt. Hierdurch kann es zu Beeinträchtigungen der Funktion des Stellgliedes kom- men, was insbesondere bei Aktuatoren mit hoher Schaltfrequenz zu erheblichen Störungen führen kann.

Es ist daher wünschenswert, wenn die Auftreffgeschwindigkei- ten in der Grö enordnung unter 0,1 m/s liegen. Wichtig ist es hierbei, da derart kleine Auftreffgeschwindigkeiten auch un- ter realen Betriebsbedingungen mit allen damit verbundenen stochastischen Schwankungen sicherzustellen sind. Störein- flüsse von au en, beispielsweise Erschütterungen oder der- gleichen, können in der letzten Annäherungsphase oder aber noch nach dem Anlegen an der Polfläche zu einem plötzlichen Abfallen führen.

Aus DE-A-41 29 265 ist ein elektromagnetisches Schaltgerät bekannt, das einen Magnetkern mit einem Schaltanker aufweist.

Der Magnetkern ist an seiner Au enseite mit einem Magnetflu - sensor versehen, der mit einer elektronischen Regeleinrich- tung derart verschaltet ist, da die der Spule zugeführte elektrische Leistung proportional zum Magnetflu geregelt wird. Bei diesem Schaltgerät wird der bei Anlage des Schalt- ankers an der Polfläche ansteigende magnetische Flu über den Sensor erfa t, so da während der Zeit, in der der Schaltan- ker an der Polfläche gehalten wird, zur Minderung der elek- trischen Verlustleistung die Stromzufuhr reduziert werden kann.

Aus DE-A-36 37 133 ist eine elektromagnetische Schalteinrich- tung bekannt, die einen getrennt vom Magnetkern angeordneten Magnetflu sensor und ein parallel zum aktiven Magnetfeld zwi- schen Magnetkern und Schaltanker ausgerichtetes Weicheisen- stück aufweist. Über dieses Weicheisenstück wird das bei ge- öffnetem Schaltanker zwischen Schaltanker und Polfläche be- stehende Streufeld gezielt ausgerichtet, so da der zwischen dem Magnetkern und dem Weicheisenstück angeordnete Sensor die Tatsache eines magnetischen Flusses erfassen kann. Sobald der Schaltanker an der Polfläche anliegt, ist dieses Streufeld praktisch eliminiert, so da vom Sensor keinerlei Magnetflu erfa t wird. Mit Hilfe dieser Anordnung soll lediglich die Anlage des Ankers am Magnetkern während der Haltephase über- wacht werden, da der Sensor bereits anspricht, wenn aufgrund äu erer Einflüsse oder bei einer zu geringen Bestromung der Spule der Schaltanker sich um ein geringes Ma von der Pol- fläche abhebt. Mit diesem System ist lediglich ein Ist-Zu- stand, d. h. die Anlage des Schaltankers an der Polfläche zu überwachen.

Aus JP-Abstract E-592-March 23, 1988 Vol. 12/No. 89 ist eine vergleichbare Vorrichtung zur Überwachung des Ist-Zustandes, d. h. der Anlage des Ankers an der Polfläche eines elektri- schen Schaltmagneten während der Haltephase bekannt. Bei die- ser Anordnung sind die Polflächen mit einer Ausnehmung verse-

hen, in die je ein Magnetflu sensor eingelegt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelungsver- fahren zu schaffen, das es bei einem elektromagnetischen Ak- tuator der vorstehend bezeichneten Art ermöglicht, die Bewe- gung des Ankers bei seiner Annäherung an die Polfläche zu er- kennen, insbesondere aber den Anker mit geringer Auftreffge- schwindigkeit an seinen Sitz an der Polfläche heranzuführen, wobei jedoch eine ausreichende Haltekraft nach dem Auftreffen des Ankers auf der Polfläche gegeben sein mu .

Gemä der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, durch ein Ver- fahren zur Bewegungserkennung, insbesondere zur Regelung der Ankerauftreffgeschwindigkeit an einem elektromagnetischen Ak- tuator mit wenigstens einem Elektromagneten, der wenigstens eine Polfläche aufweist und mit einer steuerbaren Stromver- sorgung verbunden ist und der einen Anker aufweist, der mit einem zu betätigenden Stellglied in Verbindung steht, welcher bei Stromzufuhr zum Elektromagneten gegen die Kraft einer Rückstellfeder aus einer ersten Schaltstellung in Richtung auf die Polfläche des Elektromagneten in eine durch die Anla- ge an der Polfläche gegebene zweite Schaltstellung bewegbar geführt ist, wobei über wenigstens einen Sensor in einer de- finierten Luftspaltzone der Polfläche eine bei zunehmender Annäherung des Ankers erfolgende Schwächung des Magnetfeldes erfa t und ein Stellsignal erzeugt wird. Besonders zweckmä ig ist es hierbei, wenn in Abhängigkeit des die zunehmende Schwächung des Magnetfeldes anzeigenden Stellsignals die Stromzufuhr zum Elektromagneten vermindert wird.

Das erfindungsgemä e Verfahren nutzt die überraschende Fest- stellung aus, da mit zunehmender Annäherung des Ankers an die Polfläche in einer definierten Luftspaltzone der Polflä- che das magnetische Feld in der Luftspaltzone immer kleiner wird. Dies ist bedingt durch die zunehmende Verzerrung des magnetischen Feldes, das den in der Luftspaltzone angeordne- ten Sensor immer weniger durchsetzt. Diese Verzerrung des Ma- gnetfeldes und die damit verbundene Schwächung des magneti-

schen Flusses in der Luftspaltzone wird um so deutlicher, je geringer der Abstand des Ankers zur Polfläche wird.

Mit dem Begriff"definierte Luftspaltzone wird ein in der Polfläche liegender begrenzter Bereich bezeichnet, in dem auch bei anliegendem Anker noch ein Luftspalt mit vorgegebe- ner Grö e verbleibt. Dieser Luftspalt kann in Form einer Aus- nehmung in der Polfläche und/oder einer Ausnehmung im Anker bewirkt werden. Die definierte Luftspaltzone mu jedoch weit- gehend von der Polfläche umgeben sein, so da eine genügende Fläche für einen direkten Durchtritt des magnetischen Flusses durch Anker und Polfläche gegeben ist.

Damit steht ein sehr empfindliches und genaues Signal bezüg- lich der Ankerposition in der Schlu phase der Ankerbewegung zur Verfügung, das nicht nur eine Aussage über den Abstand des Ankers zur Polfläche in Abhängigkeit von der Zeit dar- stellt. Dieses Signal kann nicht nur zu Me - oder Diagnose- zwecken verwendet werden, sondern bietet in einer bevorzugten Anwendung auch die Möglichkeit, dieses Signal auf die Steuer- einrichtung zur Bestromung des Elektromagneten aufzuschalten und über eine Beeinflussung der Bestromung auch die Ankerge- schwindigkeit im Nahbereich der Polfläche zu vermindern. So ist es beispielsweise durch eine entsprechende Verminderung der Stromhöhe in der Spule möglich, die auf den Anker wirken- de magnetische Kraft zu reduzieren und so infolge der Gegen- wirkung der Rückstellfeder die Auftreffgeschwindigkeit des Ankers auf die Polfläche entsprechend zu vermindern.

Ausgestaltungen des Verfahrens und ein Aktuator zur Durchfüh- rung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Aus- führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen elektromagnetischen Aktuator im Schnitt,

Fig. 2 in grö erem Ma stab den Verlauf der Feldlinien in einer Luftspaltzone der Polfläche bei gro em Ankerabstand, Fig. 3 in grö erem Ma stab den Verlauf der Feldlinien in der Luftspaltzone gem.

Fig. 2 bei geringem Ankerabstand, Fig. 4 schematisch den Verlauf des Stromes durch eine Spule des Magneten in Ab- hängigkeit von der Zeit, Fig. 5 + 6 den Verlauf der Feldlinien für Anker- stellungen gem. Fig. 2 + 3 bei einer abgestuften Luftspaltzone, Fig. 7 eine Ausführungsform mit zwei im Gegentakt auf einen Anker wirkenden Elektromagneten, Fig. 8 eine Schaltungsanordnung zur Referenz- wertbildung, Fig. 9 + 10 eine weitere Ausführungsform mit dem Feld- linienverlauf für unterschiedliche Anker- stellungen.

Der in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Aktuator be- steht im wesentlichen aus einem Elektromagneten, dessen Joch 1 mit einer Spule 2 versehen ist. Die Spule 2 steht mit einer steuerbaren Stromversorgung 3 in Verbindung.

Der Polfläche 4 des Elektromagneten ist ein Anker 5 zugeord- net, der mit einem Übertragungsglied 6 mit einem hier nicht näher dargestellten Stellglied in Verbindung steht.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt den Aktuator mit stromlos ge- setzter Spule 2 in seiner ersten Schaltstellung, in der der

Anker 5 durch eine Rückstellfeder 7 gegen einen Anschlag 8 gehalten wird. Wird die Spule 2 bestromt, dann wird der Anker 5 unter dem Einflu der auf ihn wirkende Magnetkraft gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 7 in Richtung des Pfei- les 9 bewegt, bis er auf die Polfläche 4 auftrifft und seine zweite Schaltstellung erreicht hat.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist in der Polflä- che 4 eine Ausnehmung 10 mit vorgegebener Tiefe vorgesehen, die eine Luftspaltzone bildet, die nur einen begrenzten Be- reich der Polfläche einnimmt und in der ein Sensor 11 zur Er- fassung der magnetischen Feldstärke oder des magnetischen Flusses angeordnet ist, beispielsweise ein Hall-Sensor. Der Sensor 11 steht über einer entsprechenden Signalleitung 12 mit der Steuerung der steuerbaren Stromversorgung in Verbin- dung, so da bei einer Annäherung des Ankers 5 an die Pol- fläche 4 durch die stattfindende Verzerrung des Magnetfeldes im Bereich der Luftspaltzone die Position des Ankers 5 erfa t und in Abhängigkeit von der Annäherung des Ankers 5 an die Polfläche 4 die Bestromung der Spule 2 steuerbar verändert werden kann. Dies wird nachstehend noch näher beschrieben.

Entsprechend kann auch der Anker mit einer dem Sensor auf der Polfläche zugeordneten Ausnehmung versehen sein.

Die Luftspaltzone und die Anordnung des Sensors 11 ist in den Fig. 2 und 3 in grö erem Ma stab dargestellt. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist die Luftspaltzone nur eine ge- ringe Ausdehnung in der Polfläche auf und ist allseitig vom Jocheisen umgeben.

Befindet sich der Anker 5, wie in Fig. 2 dargestellt, noch in relativ gro em Abstand zur Polfläche 4, dann ist der Luft- spalt L.1 zwischen der Polfläche 4 und der zugeordneten Flä- che des Ankers 5 so gro , da die Feldlinien 14 die Polfläche 4 ungeachtet der Ausnehmung 10 gleichmä ig durchsetzen, so da auch der Sensor 11, beispielsweise ein Hall-Sensor prak- tisch in gleicher Weise vom Flu durchsetzt wird.

Sobald jedoch der Anker 5 bei seiner Annäherung an die Pol- fläche 4, wie in Fig. 3 dargestellt, in den Nahbereich ge- langt und der sich einstellende Luftspalt L.2 etwa das Ma der Tiefe d der Ausnehmung 10 in der Polfläche 4 erreicht, dann ist der Luftspalt im Bereich des Sensors 11 um das Ma d deutlich grö er als der Luftspalt L.2 in den übrigen Berei- chen zwischen der Polfläche 4 und dem sich annähernden Anker 5. Hierdurch wird bewirkt, da sich mit zunehmender Annähe- rung des Ankers 5 das Feld verzerrt wird und in der Luft- spaltzone der Flu durch den Sensor 11 abnimmt.

Bei der Verwendung eines sogenannten Hall-Sensors ergibt sich ein deutliches Absinken der Hallspannung im Nahbereich ent- sprechend der Annährung des Ankers, so da hieraus ein zuver- lässiges Signal zur Erfassung der Ankerposition gerade im un- mittelbaren Nahbereich kurz vor dem Auftreffen auf der Pol- fläche zur Verfügung steht. Damit ist auch die Möglichkeit gegeben, beispielsweise die Bestromung der Spule 2 so zu re- duzieren, da mit zunehmender Annäherung des Ankers 5 an die Polfläche 4 die auf den Anker 5 wirkende Magnetkraft und da- mit auch die Auftreffgeschwindigkeit reduziert wird, da ent- sprechend der Abnahme der auf den Anker 5 der Annäherung an die Polfläche 4 wirkenden Magnetkräfte der Einflu der Rück- stellkraft der Rückstellfeder 7 zunimmt. Zum Zeitpunkt der Anlage des Ankers 5 an der Polfläche 4, wenn dieser sich also nicht mehr bewegt, kann die Stromzufuhr zur Spule 2 durch kurzfristiges Erhöhen so gesteuert werden, da die für ein sicheres Halten des Ankers erforderliche Magnetkraft zur Ver- fügung steht. Anschlie end kann der Strom wieder auf die Höhe des sogenannten Haltestroms reduziert werden.

Diese sich zeitlich ändernde Schwächung des Magnetfeldes im Bereich der definierten Luftspaltzone mit ihrem Sensor 11 kann darüber hinaus auch für die sogenannte Auftrefferkennung genutzt werden. Sobald das vom Sensor 11 erzeugte Signal kon- stant bleibt, kann hieraus für die Steuerung der Bestromung ein entsprechendes Steuersignal abgeleitet werden.

Ebenso kann eine sogenannte Ablöseerkennung erfolgen, wenn nämlich der Strom zum haltenden Magneten abgeschaltet wird, der Anker aber noch "klebt". Im Bereich des Sensors ist beim Lösen des Ankers von der Polfläche eine"untypische"Änderung des Restmagnetfeldes feststellbar. In diesem Fall ist trotz Entfernung des Ankers ein relatives Anwachsen der Grö e des Magnetfeldes in diesem Bereich feststellbar bei insgesamt ab- nehmender Grö e des Magnetfeldes. Hieraus kann dann ein Steu- ersignal für die Steuereinrichtung abgeleitet werden, bei- spielsweise für einen zweiten, jeweils "fangenden" Magneten bei einer Ausführungsform entsprechend Fig. 7.

Will man bei der Steuerung des Stromes für die Spule 2, gege- benenfalls auch für andere Zwecke als die Anzeige und die Steuerung, die tatsächliche Grö e der Veränderung der Feld- stärke erfassen, wird am Joch 1 mit Abstand zur Polfläche 4, vorzugsweise auf der der Polfläche 4 abgekehrten Rückenfläche 13 ein zusätzlicher Sensor 15 zur Erfassung der ungestörten magnetischen Feldstärke angeordnet, der als Korrektursensor oder Referenzsensor arbeitet und ein Referenzsignal erzeugt.

Dieses bietet die Möglichkeit, beide Signale in Relation zu sehen, beispielsweise durch eine Differenzbildung oder eine Quotientenbildung zwischen der über den Sensor 10 und der über den Sensor 15 erfa ten ungestörten Feldstärke die tat- sächlich wirkende Feldschwächung zu ermitteln, und zwar unab- hängig von der absoluten Grö e der magnetischen Feldstärke, die sich mit der jeweiligen Stromhöhe ändert.

Die Position des Referenzsensors 15 ist nicht auf die in Fig.

1 gezeigte Position beschränkt. Sie mu nur derart im Magnet- kreis angeordnet sein, da der Verdrängungseffekt des Magnet- feldes bei Ankerannäherung schwächer ausgeprägt ist als der- jenige des eigentlichen Me sensors. Es ist sogar eine Anord- nung möglich, bei der sich der Referenzsensor auf einem ge- meinsamen Träger (z. B. Siliziumchip) mit dem Me sensor be- findet. Dann mu lediglich durch konstruktive Unterbringung dafür gesorgt werden, da der Me sensor eine stärkere Feld-

schwächung erfährt als der Referenzsensor, beispielsweise in- dem der Me sensor in eine grö ere Aussparung hineinragt.

In Fig. 5 und 6 ist analog zur Darstellung gem. Fig. 2 und 3 eine abgewandelte Ausführungsform für eine Luftspaltzone dar- gestellt. Bei dieser Ausführungsform ist in der Polfläche 4 eine Ausnehmung 10 angeordnet, die durch eine Abstufung 10.1 und 10.2 zwei unterschiedliche Tiefen dl und d2 aufweist. In dieser Ausnehmung ist ein Sensor 11 angeordnet, der zwei dis- krete Sensorzonen 11.1 und 11.2 aufweist, die jeweils der Ab- stufung 10.1 und 10.2 zugeordnet sind. Der Sensor 11 kann beispielsweise über eine Füllmasse in die Ausnehmung 10 ein- gebettet sein.

Wird der Elektromagnet bestromt, wenn sich der zugehörige An- ker 5 noch in der ersten Schaltstellung befindet, dann bildet sich ein Magnetfeld aus, das die Polfläche 4 einschlie lich des Bereichs der durch die Ausnehmung gebildeten Luftspaltzo- ne gleichmä ig, d, h. unverzerrt durchsetzt, wie dies in Fig.

5 dargestellt ist.

Sobald sich der Anker 5, wie in Fig. 6 dargestellt, der Pol- fläche 4 annähert und sich der Luftspalt zwischen dem Anker 5 und der Polfläche 4 entsprechend verringert, wird im Bereich der durch die Ausnehmung 10 definierten Luftspaltzone das Ma- gnetfeld verzerrt, d. h. die Magnetlinien "weichen" in den Bereich der Polfläche aus, in der das Kernmaterial voll zur Verfügung steht. Hierdurch wird im Bereich der die Ausnehmung 10 begrenzten Luftspaltzone das diesen Bereich durchsetzende Magnetfeld geschwächt. Der Grad der Schwächung hängt jedoch von der Grö e des durch die Tiefe der Ausnehmung definierten Luftspaltes ab, so da im Bereich der tieferen Abstufung 10.2 eine stärkere Feldschwächung erfolgt als in dem weniger tie- fen Bereich 10.1, in dem bei geringer Tiefe der Ausnehmung der Feldverlauf im wesentlichen ungestört bleibt. Damit be- steht auch bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit, durch eine entsprechende Verschaltung des Sensorfeldes 11.1 und des Sensorfeldes 11.2 durch Differenzbildung oder Quotientenbil-

dung der Me werte die tatsächlich wirkende Feldschwächung zu ermitteln und bei der Ansteuerung der Stromversorgung zu be- rücksichtigen, so wie dies vorstehend in-bezug auf den in Fig. 1 dargestellten Sensor 15 beschrieben ist.

Durch die Differenzbildung, die direkt auf dem Chip erfolgen kann, oder auch durch die von der Exaktheit her noch günsti- gere Quotientenbildung zwischen Me - und Referenzsignal wird ein von der tatsächlichen Feldstärke unabhängiges Signal er- zeugt, das unmittelbar ein Ma für die Nähe, d. h. den Ab- stand des Ankers darstellt. Somit kann die Position auf einen genauen Abstand eingeregelt werden, und dort gehalten werden.

Dies ist z. B. interessant, um bei Aktuatoren von Einla ven- tilen an Verbrennungsmotoren sehr kleine Hübe zu realisieren.

Eine andere Möglichkeit, die Referenzwertbildung zu realisie- ren, ohne da ein zweiter Sensor benutzt wird, besteht in der Verwendung der Information über die Stromhöhe. Aus der gemes- senen Stromhöhe kann dann z. B. mit Hilfe einer Kennlinie, einer Formel oder einem Kennfeld die Stärke des Magnetfeldes abgeschätzt werden. Da die tatsächliche (Referenz-)Feldstärke nun aber wiederum abhängt von der Ankerposition, die bei die- sem Verfahren ermittelt werden soll, kann zur Erhöhung der Genauigkeit der Proze iterativ angewendet werden, wobei meist eine einzige Iterationsschleife ausreicht. Häufig kann jedoch auch auf die Iteration verzichtet werden, indem die zuletzt berechnete Position für die Ermittlung der Feldstärke herangezogen wird. Dies wird anhand von Fig. 8 noch näher er- läutert.

In Fig. 4 ist schematisch der von der Steuerung der Stromver- sorgung 3 vorgegebene Verlauf des durch die Spule 2 flie en- den Stromes dargestellt. Wie das Diagramm erkennen lä t, steigt während einer Zeit t1 der Strom bis auf eine vorgeb- bare Höhe Is an, wobei der vorgebbare Maximalstrom so bemes- sen ist, da die erzeugte Magnetkraft ausreicht, den Anker 5 gegen die Kraft der Rückstellfeder 7 in Richtung auf die Pol- fläche 4 zu bewegen. Da die auf den Anker 5 einwirkende Kraft

mit zunehmender Annäherung an die Polfläche 4 anwächst, kann ab dem Zeitpunkt T1 der zuzuführende Strom in seiner Höhe konstant gehalten oder sogar entsprechend abgesenkt werden, bis nach Ablauf einer vorgebbaren Zeit t2 bis zum vermuteten Auftreffen des Ankers auf der Polfläche 4 zum Zeitpunkt T2 der Anker und das damit verbundene Stellglied seine zweite Schaltstellung voraussichtlich mit Sicherheit erreicht hat.

Um den Anker 5 in dieser zweiten Schaltstellung über einen vorgebbaren Zeitraum th halten zu können, wird eine deutlich geringere Haltkraft benötigt, so da ab dem Zeitpunkt T2 über die Steuerung der Stromversorgung 3 die Höhe des der Spule 2 zugeführten Stromes auf Betrag 1H reduziert und damit Energie eingespart werden kann. Bekannt ist es hierbei zur Verbesse- rung der Energieeinsparung den Strom während des Zeitraumes zu zu takten, so wie dies im Diagramm dargestellt ist. Nach Ablauf der Haltezeit tH wird die Stromzufuhr zur Spule 2 zum Zeitpunkt T3 abgeschaltet, so da sich der Anker 5 unter der Einwirkung der Kraft der Rückstellfeder 7 in seine erste Schaltstellung zurückbewegt. Diese Form der Steuerung der Bestromung ist bekannt.

Da nun über den Sensor 11 die Annäherung des Ankers 5 an die Polfläche 4 erfa t werden kann, ist es nicht mehr erforder- lich, den vorausgeschätzten Auftreffzeitpunkt T2 abzuwarten.

Es bietet sich vielmehr die Möglichkeit, in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Abstand, der durch das Ma der über den Sensor 11 erfa ten Feldschwächung vorzeitig, beispielsweise zum Zeitpunkt T4, die Bestromung der Spule 2 zu reduzieren, um so in der Näherungsphase die auf den Anker 5 wirkenden Ma- gnetkräfte entsprechend zu reduzieren. Die Reduzierung kann, wie in Fig. 4 dargestellt, auf I=, d. h. auf eine Minimalhö- he reduziert werden, die gerade ein zuverlässiges Anliegen des Ankers 5 an der Polfläche gewährleistet. Der zeitliche Verlauf der Stromreduzierung ab dem Zeitpunkt T4 ist hier schematisch und willkürlich gewählt. Bei entsprechender Aus- bildung der Steuerung der Stromversorgung 3 kann in diesem Bereich eine an die jeweiligen Bedingungen angepa te Formung

des Stromverlaufs vorgenommen werden. Der gestrichelte Ver- lauf der Stromkurve zeigt die vorbekannte Stromsteuerung in Abhängigkeit von der Zeit.

In Fig. 7 ist als praktisches Ausführungsbeispiel ein elek- tromagnetischer Aktuator dargestellt, wie er beispielsweise zur Betätigung von Gaswechselventilen an einem Hubkolbenmotor eingesetzt werden kann.

Bei dieser Ausführungsform sind zwei Elektromagnete A und B vorgesehen, die in ihrem Aufbau dem Magnet gemä Fig. 1 ent- sprechen, so da hier gleiche Bauelemente mit gleichen Be- zugszeichen versehen sind.

Zwischen den beiden mit Abstand zueinander angeordneten Elek- tromagneten A und B, die mit ihren Polflächen 4 gegeneinander ausgerichtet sind, ist wiederum der Anker 5 angeordnet, der über ein Übertragungsmittel, beispielsweise eine Schubstange 6 auf ein Gaswechselventil einwirkt.

Bei dieser Ausführungsform sind zwei Rückstellfedern 7.1 und 7.2 vorgesehen, die in ihrer Kraftwirkung gegeneinander ge- richtet sind, so da in dem hier dargestellten stromlosen Zu- stand der Anker 5 sich bei gleicher Federvorspannung in der Mittellage zwischen den beiden Polflächen 4 befindet. Die Rückstellfeder 7.1 wirkt hierbei in Öffnungsrichtung auf das Gaswechselventil 15 ein, während die Rückstellfeder 7.2 in Schlie richtung auf Gaswechselventil einwirkt.

Die Spulen 2.1 und 2.2 der beiden Elektromagneten werden in ihrer Bestromung wiederum über eine steuerbare Stromversor- gung 3 entsprechend den Gegebenheiten der Ansteuerung wech- selweise beaufschlagt, so da der Anker 5 jeweils zwischen der durch die Anlage an der Polfläche 4 des Elektromagneten A definierten ersten Schaltstellung und seiner Anlage an der durch die Polfläche 4 des Elektromagneten B definierten zwei- ten Schaltstellung hier und herbewegt und jeweils während der vorgegebenen Haltezeit auch gehalten werden kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind beide Elektroma- gneten A und B in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise mit Sensoren 10 und 15 versehen, so da jeweils bei der An- näherung des Ankers 5 an der Polfläche 4 eines der beiden Elektromagneten die Annäherungsgeschwindigkeit des Ankers an die Polfläche 4 reduziert werden kann, so da der Anker 5 je- weils "sanft" auf der Polfläche auftrifft.

Die Änderung der Auftreffgeschwindigkeit des Ankers 5 auf der jeweiligen Polfläche 4 kann au er über eine Beeinflussung des Stromverlaufs, wie anhand von Fig. 4 als Ausführungsbeispiel beschrieben, auch durch die Ansteuerung einer sogenannten Bremsspule bewirkt werden. Hierzu ist zusätzlich zu der in Fig. 1 bzw. Fig. 5 dargestellten Spule des jeweiligen Elek- tromagneten eine weitere Spule auf das Joch aufgebracht, die mit einem eigenen in sich geschlossenem Stromkreis versehen ist, der über ein steuerbares Schaltelement geöffnet und ge- schlossen werden kann. Dieses Schaltelement kann dann über den Steuerungsteil der Bestromungseinrichtung 3 angesteuert werden. Bei geschlossenem Schaltelement wird infolge der Än- derung des magnetischen Flusses in der Bremsspule ein Strom erzeugt, der ein der bestromten Spule entgegengerichtetes Magnetfeld erzeugt, so da die auf den Anker resultierende magnetische Kraft ebenfalls reduziert wird.

Anstelle einer derartigen "selbsttätig" wirkenden Bremsspule ist es auch möglich, eine derartige Bremsspule an die steuer- bare Stromversorgung 3 anzuschlie en und über die Stromver- sorgung ein entsprechendes Gegenmagnetfeld aufzubauen.

Fig. 8 zeigt eine Schaltung für eine Referenzwertbildung ohne die Anordnung eines zusätzlichen Sensors. Hierzu wird der an der Spule gemessene oder durch die Steuerung vorgegebene Stromwert 20 zusammen mit der Weginformation 21 auf ein Kenn- feld 22 geführt, in dem die Magnetfeldstärke B (oder ein an- derer das Magnetfeld repräsentierender Wert) als Funktion des Weges (-Abstand des Ankers von der Polfläche) als Tabelle (alternativ als mathematische Formel) abgelegt ist. Die Aus-

gangsgrö e 23 aus diesem Kennfeld wird dann als Referenzsi- gnal für das Magnetfeld dem Quotientenbildner 24 zugeführt.

Diesem Quotientenbildner wird ebenfalls -das Me signal 25 des "Verdrängungseffektsensors" 11 zugeführt. Der hieraus gebil- dete Quotient 26 wird über eine "Linearisierungseinheit" 27 in die tatsächliche Weginformation 28 überführt. Die Lineari- sierungseinheit kann hierbei mit Hilfe einer Tabelle oder aber einer Formel gebildet werden. Die Weg- bzw. Abstandsin- formation kann dann zur Regelung des Bewegungsvorgangs ge- nutzt werden. Au erdem kann diese Positionsinformation auch wieder zurückgeführt werden (29) auf den Eingang der be- schriebenen Anordnung.

In Fig. 9 und 10 ist analog zu den Darstellungen in Fig. 2, 3 sowie 5, 6 für eine andere Gestaltung des Elektromagneten die Ausbildung der definierten Luftspaltzone dargestellt. Wie Fig. 9 erkennen lä t, ist bei dieser Ausführungsform ein Elektromagnet mit einem Joch 1.1 vorgesehen, das einen E-för- migen Querschnitt aufweist und hierbei so ausgebildet ist, da es ein langgestrecktes Profil mit offenen seitlichen En- den darstellt oder das auch kreisförmig ausgebildet sein kann. Das Joch 1,1 weist somit bei einer langgestreckten Aus- führungsform mit offenem Ende drei Polflächen 4.1, 4.2, 4.3 auf oder bei einer zylindrischen Version eine äu ere ringför- mige Polfläche 4.1 und eine innere zentrale Polfläche 4.2.

In die von den Jochschenkeln umfa te Ausnehmung ist die Spule 2 eingelegt. Der Anker 5 ist mit einem hier nicht näher dar- gestellten Stellglied verbunden.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist auf der Pol- fläche 4.2 ein Sensor 11 zur Erfassung der magnetischen Feld- stärke angeordnet. Bei dieser Ausführungsform kann der Sensor 11, wie vorher beschrieben, in einer Ausnehmung der Polfläche angeordnet sein, oder aber er liegt auf der Polfläche 4.2 auf, so da im Anker 5 entsprechend eine Ausnehmung 10 vorge- sehen werden mu , wie in Fig. 9 und 10 gezeigt.

Befindet sich der Anker 5 in seiner ersten Schaltstellung, wie in Fig. 9 dargestellt, und wird dann die Spule 2 be- stromt, so bildet sich das in Fig. 9 dargestellte Magnet- feld aus, das-den Sensor 11 voll durchsetzt.

Nähert sich der Anker 5 den Polflächen 4, wie in Fig. 10 dar- gestellt, werden wiederum die Feldlinien 14 des Magnetfeldes in der dargestellten Weise verzerrt, wobei bei der hier dar- gestellten Ausführungsform die sich als Toroid um die Spule 2 ausbildenden Magnetlinien mit zunehmender Annäherung des An- kers 5 an der Polfläche auf der Au enseite des mittleren Jochschenkels konzentrieren und so mit zunehmender Annäherung des Ankers 5 an die Polflächen die durch den Sensor 11 mit der ihm zugeordneten Ausnehmung 10 im Anker 5 definierten Luftspaltzone der magnetische Flu abnimmt und bei Anlage des Ankers an der Polfläche je nach der Ausdehnung der Luftspalt- zone praktisch kein magnetischer Flu erfa t wird.