电磁的调整设备的制作方法

文档序号:12071403阅读:237来源:国知局
电磁的调整设备的制作方法与工艺

本发明涉及一种电磁的调整设备、特别是用于机动车的内燃机的调节任务的调整设备。



背景技术:

由于在使用地点处受限的安装空间,经常存在以下必要性,即,利用多个能通常选择性地、亦即相互独立地操控的、用于相应的调节任务的推杆单元充分紧凑地实现调整设备。因此,一方面例如鉴于推杆单元的所需的调节进程以及反应时间或切换时间,确保充分的电磁功能性,另一方面不存在不期望的(机械的或电磁的)相互影响。

由现有技术已知的是,借助于各个相互独立地紧固或设置的致动器单元实现需要多个致动器单元的调节任务,其中,这导致增加的配置耗费或装配耗费并且通常仅限定整个布置结构的紧凑性。

所述问题由于下述原因加剧,即,通常所规定的使用环境需要多个推杆单元的作用,即,允许推杆单元相互紧密地相邻并且经常仅相互间隔开预先确定的最大间距。然而,这由于各个单独紧固的致动器单元不能或仅能受限地解决。

由文献DE 10 2007 028 600 B4已知一种电磁的调整设备,在该调整设备中将多个、例如三个具有相应三个推杆单元的致动器单元中设置在共同的空心圆柱形的壳体中。在此,伸长的圆柱形的、金属的推杆单元的驱动通过如下方式进行,即,推杆单元支承在相应的配置的致动器单元的作用面上并且例如在那里借助于磁性作用粘附。在此,作用面通常形成有关的致动器单元的衔铁单元的远端。

在相邻的致动器单元的相互平行地驱动的作用面中,相应的支承在其上的推杆单元因此偏心地并且利用其作用侧的端面与作用面配合作用,以此实现相互轴线平行地引导的推杆单元的紧凑的布置,并且因此(按照预先给定的调节条件或使用调节)可以实现推杆单元相互间最小的轴距。

在所述解决方案中产生不利影响的是,通过偏心的力作用产生倾斜力矩,所述倾斜力矩导致提高的摩擦和磨损并且必须通过附加的构件承受。为了操纵,每个推杆还需要致动器。在故障情况下可能无意地同时操纵推杆。

此外,由文献DE 10 2009 015 486 A1已知一种电磁的致动器,在该致动器中每个致动销配设有永磁体,其中,永磁体极性相反地指向并且电磁线圈装置通过电的极性变换产生与通电方向相反的磁场。对致动销的力导入在这里也基于很小的结构空间偏心地进行。

文献DE 10 2011 009 327 A1同样描述了具有偏心的力作用的电磁的调整设备。在此,永磁体分别配设给极体。

此外,由文献DE 10 2009 006 061 A1已知具有两个操纵致动器的操纵装置。操纵致动器构造为具有各一个衔铁单元和定子单元的双致动器。衔铁单元分别包括操纵针,所述操纵针除了磁力之外能借助于弹簧器件操纵。永磁体借助于磁力将操纵针与定心元件连接。



技术实现要素:

本发明的任务在于,提供一种具有多个致动器元件的电磁的调整设备,所述调整设备在结构型式紧凑并且操纵元件的侧面间距很小时成本有利地并且耐用地制造。

上述任务按照本发明的观点利用独立权利要求1的特征来解决。

本发明的有利的构造方案和优点由其它权利要求、说明书和附图得出。

所提出的是一种具有致动器单元和沿轴向作用的操纵单元的电磁的调整设备,其中,所述致动器单元具有产生磁场的线圈,该线圈具有设置在线圈内部的磁极铁心。至少两个永磁体沿轴向方向邻接于磁极铁心的端侧设置、能贴靠到所述端侧上以及能沿轴向方向移动地构造,其中,所述永磁体能与线圈相互独立地驱动。此外,永磁体沿轴向方向不同地极化并且能通过给线圈通电相应地操控,从而在线圈通电时,两个或多个永磁体中的至少一个永磁体沿轴向方向与其它永磁体相反地运动。操纵单元沿轴向方向邻接于致动器单元设置,其中,所述操纵单元包括至少两个操纵元件,所述操纵元件能沿轴向方向操纵。在此,操纵单元的每个操纵元件配设给各一个永磁体并且由所述永磁体沿轴向方向操纵。致动器单元和操纵单元设置在调整设备的共同的壳体中。

按照本发明,操纵元件和相应的永磁体同心地设置,从而对操纵元件的力作用居中地进行,所述操纵元件可转动地设置在壳体中。由此,排除偏心的加载和因此提高的磨损,而不必放弃结构空间优化的调整设备和操纵元件的最小的轴距。也可以省去成本密集的引导措施。

因为操纵元件构造成可转动的,所以例如可以当在作用槽中滚动时将磨损最小化。

按照本发明的电磁的调整设备包括多个永磁体,这些永磁体特别是也可以在具有受限的结构空间的使用地点处以及特别是可以在具有操纵元件的很小的间距的系统中使用。

在此,电磁的调整设备包括载流的线圈,所述线圈设置在壳体中并且在内部具有用于产生的磁场的调焦的磁极铁心。一个线圈的磁场对多个、至少两个对操纵单元的操纵元件进行操纵的永磁体起作用。操纵单元是调整设备的集成的组件。根据永磁体的极性和在线圈中产生的磁场的极性,永磁体由线圈的磁场吸引或排斥。以这种方式,永磁体在给线圈通电并且在线圈中产生磁场时运动并且也由此对操纵单元的操纵元件进行操纵。在起始位置中,永磁体通过磁力将操纵元件固定在磁极铁心上。附加地,操纵元件可以通过反作用力、例如弹簧力保持在起始位置中。保持力在给线圈通电时通过产生的磁场首先被克服,然后永磁体由于磁场处于运动中。调节元件例如在机动车的内燃机上或内燃机中可以利用操纵元件的运动来进行操纵。当在操纵元件的移出位置中同样将永磁力用作保持力时,机械的复位是特别有利的。

调整设备可以相互独立地操纵两个操纵元件。按照本发明的解决方案需要少量用于操控两个推杆的构件。因此,节省结构空间和重量,因为一套构件可以相应地省去线圈、磁极铁心和永磁体并且使用很小的壳体。

在故障情况下、例如在短路时,无法操纵调整设备的两个操纵元件。在现有技术中,所有致动器单元可以在壳体中操纵并且因此可以同时操纵所有推杆。

按照一种有利的实施方式,受操控的操纵元件的选择以简单的方式进行,其方式为,线圈具有唯一的绕组并且永磁体能通过对线圈进行极性变换和通电相应地操控。

按照一种备选的有利的实施方式,通过如下方式进行选择,即,线圈在线圈体上具有两个具有不同的通流方向的绕组,其中,绕组配设给各一个永磁体并且永磁体能相应地通过给配设的绕组通电进行操控。

通过两个线圈绕组的相应的连接实现,两个线圈绕组在通电时具有不同的通流方向。因此,根据哪个绕组通流而构建起不同作用的磁场并且因此例如在线圈极性变换时实现相同的作用。线圈绕组的两个正极处于持续正的并且可以以理想的方式连接到相同的插接针上。双绕组的另外两个端部通过各一个开关分开地与地线连接。那么,通过相应的开关可以给相应的线圈线匝通电。

通过如下方式进一步提高功能可靠性,即,在干扰操控或导流时总是仅可以操纵一个操纵元件。

按照本发明的调整设备的能量消耗是有利的,因为基于如下事实,即,每个操纵元件仅使一个永磁体部段运动,那么在系统中存在更少的摩擦和更少的运动的地线。由此,除此以外能实现更高的加速度并且进而实现更短的切换时间。

操纵元件优选构造为推杆。但是,按照本发明也可设想操纵元件的其它形式。

按照其它有利的实施方式,操纵元件本身也可以被磁化或者大约具有操纵元件的直径的小的永磁体设置为集成到操纵元件中。

永磁体优选作为环形磁铁设置在操纵元件的环绕的凸肩上并且设置为紧固在所述凸肩上的。

为了无损耗的布置结构,环形磁铁优选在凸肩上相应地设置在两个由导磁的原料制成的盘状元件之间,其中,至少所述面向凸肩的盘状元件紧固在操纵元件上。所述盘状元件给出磁铁在操纵元件上的简单的紧固。

如果永磁体相应地由不导磁的环形元件包围,所述环形元件能紧固在盘状元件上,则永磁体是特别耐冲击的并且可以排除损伤与随之而来的不利的结果。

按照一种有利的实施方式,永磁体能伸进到壳体的凸肩中并且能相应地贴靠在凸肩的底部上。如上所述,磁力也可以接着在相应的操纵元件的移出位置中用作保持力并且相应地得出双稳定的位置。

优选磁极铁心设置在线圈内部并且在磁极铁心配设给操纵元件的端部上沿轴向方向几乎延伸至线圈的端部,其中,壳体沿轴向方向直接连接到线圈上。由此,可以实现特别高的磁力,因为磁场线近似垂直于磁极铁心的轴向方向地导入到壳体中。

附图说明

由以下附图说明得出其它优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含很多特征的组合。本领域技术人员也适当地单独考虑所述特征并且组合成合理的其它组合。

图中示例性地:

图1示出穿过按照本发明的实施例的未通电的调整设备的剖面,其中,永磁体在线圈内部设置在操纵元件的端部上;

图2示出穿过按照本发明的另一个实施例的未通电的调整设备的剖面,其中,永磁体设置在操纵元件的端部上并且在线圈以外在端侧贴靠在磁极铁心上;

图3示出穿过按照本发明的另一个实施例的、在起始位置中的未通电的调整设备的剖面,以及

图4示出穿过按照图3的调整设备的操纵元件的剖面。

具体实施方式

在图中,相同的或者相同类型的组件以相同的附图标记表示。图中仅示出一些示例并且不应限制性地理解。

图1示出穿过按照本发明的第一实施例的未通电的调整设备10的剖面。电磁的调整设备10包括致动器单元44和沿轴向方向L起作用的操纵单元46。致动器单元44具有构造为圆柱形的、产生磁场的线圈12,所述线圈具有设置在线圈内部的磁极铁心13。两个致动器元件14、16沿轴向方向L邻接于磁极铁心13的端侧48设置,其中,致动器元件14、16相应地构造为永磁体15、17或多个同极的永磁体元件。线圈12驱动两个致动器元件14、16。操纵单元46沿轴向方向L邻接于致动器单元44设置,其中,操纵单元46包括两个呈推杆22、24形式的操纵元件,这两个操纵元件沿轴向方向L可移动地支承在操纵单元46的孔32、34中。操纵单元46的推杆22、24分别配设给所述致动器元件14、16并且该相应的致动器元件14、16沿轴向方向L操纵配设给其的推杆22、24。由于操纵元件22、24构造成推杆,操纵单元46也可以被称为推杆单元。然而,操纵元件的形式不局限于推杆形式。

致动器单元44和推杆单元46设置在调整设备的共同的壳体26中,这有利于调整设备10的紧凑的结构型式。

线圈12是圆柱形的环形线圈。在未通电的状态下,其线圈导线垂直于视图平面延伸的线圈12不具有磁场。如果线圈12通过接头36、38通电,则围绕线圈12构建磁场,其中,场线又垂直于线圈导线延伸并且因此在剖面平面中平行于视图平面延伸。磁场也在致动器元件14、16的位置处起作用并且因此在永磁体15、17的位置处起作用。因此,在线圈12的磁场和永磁体15、17的磁场之间产生吸引或排斥类型的相互作用,所述线圈的磁场引起致动器元件14、16的运动。

按照第一实施例,操纵元件22、24本身可以被磁化或者作为大约具有操纵元件22、24的直径的小的永磁体15、17设置为集成到操纵元件22、24中。为了减少结构空间,永磁体15、17在该实施方式中设置在线圈12内部。代表致动器元件14、16的永磁体15、17设置在操纵元件22、24的端部上并且随着操纵元件22、24伸进到线圈12内部的区域中。因此,当永磁体15、17贴靠在磁极铁心13的端侧48上时,在永磁体15、17和磁极铁心13之间的间距40、42最小化。

在线圈12通电时,根据通电的极性排斥其中一个所述永磁体15、17并且吸引所述两个永磁体17、15中的另一个。以这种方式,操纵元件22、24在操纵单元46中通过构造成由磁性材料制成的平板或盘状的搭铁元件70沿轴向方向L运动。在图1中,两个永磁体15、17在线圈12未通电的状态下以在永磁体15、17和磁极铁心13的端侧48之间的中等间距40、42呈现。

因为操纵元件22、24和相应的永磁体15、17同心地设置,所以对操纵元件22、24的力作用居中地进行。由此,排除偏心的加载和因此提高的磨损,而不必放弃结构空间优化的调整设备和操纵元件22、24的最小的轴距。也省去成本密集的引导措施,以便可以克服倾斜力矩。

在图2中示出的第二实施例中,操纵元件22、24同样要么本身在其长度范围上被磁化要么配设有大约具有操纵元件22、24的直径的小的永磁体15、17,所述永磁体设置在操纵元件22、24的端部上。该实例是操纵元件22、24的紧凑的和成本高效的实施方式,该实施方式同样在图1中的实施例中使用。然而,在图2中,永磁体15、17没有伸进到线圈12的内部空间中,因为该内部空间在这种情况下由磁极铁心13占据。在永磁体15、17和磁极铁心13的端侧48之间的间距40、42仅可以减少到零,从而永磁体15、17贴靠在磁极铁心13上。如果线圈12通电,则根据通电的极性排斥其中一个所述永磁体15、17并且吸引所述两个永磁体17、15中的另一个。以这种方式,在操纵单元46中的操纵元件22、24在该实施例中也经历有利的中心的力导入并且沿轴向方向L运动,其中,在该实施例中省去在操纵单元46的孔32、34之外进一步引导操纵元件22、24。在图2中,两个永磁体15、17在线圈12未通电的状态下以在永磁体15、17和磁极铁心13的端侧48之间的间距40、42为零呈现,因为在致动器单元44未通电的状态下,永磁体15、17被例如可以由钢制造的磁极铁心13吸引。

图3示出穿过第三实施例的剖面。与两个先前描述的实施例不同,永磁体15、17在此作为环形磁铁设置在操纵元件22、24的环绕的凸肩18、20上并且设置为紧固在所述凸肩上。操纵元件22在图4中以放大的视图剖切示出。操纵元件24设置为结构相同的,其中正如所述地,永磁体17的极性反转。

可看出的是,环形磁铁15在凸肩18、20上相应地设置在两个由导磁的原料制成的盘状元件28、30之间。在此,面向凸肩18的盘状元件设置为环形的并且如永磁体15那样由居中的突出部50定心并且例如通过激光焊接或粘接紧固在操纵元件22上。

如果永磁体15、17相应地由不导磁的环形元件56、58包围,则永磁体由于这样的封装是特别耐冲击的并且可以排除损伤与随之而来的不利的结果。环形元件56、58也能以简单可靠的方式相应地借助于激光焊接或粘接紧固在盘状元件28、30上。

整体上得出磁铁15、17在操纵元件22、24上的简单的和可靠的紧固。

磁极铁心13在该实施例中仅设置在线圈12或者线圈的线圈体60内部并且在磁极铁心配设给操纵元件22、24的端部上沿轴向方向几乎延伸至线圈12的端部。在此,壳体26沿轴向方向直接连接到线圈12或线圈体60上,从而实现特别高的磁力,因为磁场线近似垂直于磁极铁心13的轴向方向L地导入到壳体26中。

在此,磁极铁心13相对于壳体26的布置结构是决定性的,因为在磁极铁心13和壳体26之间的气隙对调整设备10的力水平产生相当强的影响。

如由图3进一步得出的那样,壳体26在操纵单元46的区域中构造为一件式的并且在壳体的外侧上附加地包括线圈12。线圈体60在背向于操纵单元46的端部上形成底部72,该底部与壳体26密封地连接。

此外,永磁体15、17能伸进壳体26的凸肩62、64中并且能相应地贴靠在凸肩62、64的底部66、68上。由此,磁力也可以在相应的操纵元件22、24的移出位置中用作保持力并且相应地得出双稳定的位置。

操纵元件22、24可转动地设置在壳体26中,从而例如可以当在作用槽中滚动时将磨损最小化。本发明原则上不局限于两个操纵元件。因此,可设想多于两个、例如四个或六个操纵元件的布置结构。

受操控的操纵元件22、24的选择如描述的那样以简单的方式进行,其方式为,线圈12具有唯一的绕组并且永磁体15、17能通过对线圈12进行极性变换和通电分别相应地操控。

备选地,线圈12在线圈体60上也可以具有两个具有不同的通流方向的绕组,由此,磁场相应地沿不同方向构建。在此,对永磁体15、17施加不同的作用,从而所述永磁体能相应地通过给配设的绕组通电来操纵。

其它变型方案是可能的,这些变型方案通过在这里列举的特征的组合产生,然而没有全部示出。

附图标记列表:

10 调整设备

12 线圈

13 磁极铁心

14 致动器元件

15 永磁体

16 致动器元件

17 永磁体

18 凸肩

20 凸肩

22 操纵元件

24 操纵元件

26 壳体

28 盘状元件

30 盘状元件

32 推杆孔

34 推杆孔

36 线圈接头

38 线圈接头

40 致动器元件与磁极铁心的间距

42 致动器元件与磁极铁心的间距

44 致动器单元

46 操纵单元

48 磁极铁心的端侧

50 突出部

54 突出部

56 环形元件

58 环形元件

60 线圈体

70 搭铁元件

72 底部

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