DE19941942C2

DE19941942C2 - Actuator

Info

Publication number: DE19941942C2
Application number: DE19941942A
Authority: DE
Inventors: Oliver Meister; Steffen Walter
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: DE19941942A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Betätigungselement nach dem Ober begriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE 32 27 245 A1 bekannt ist.The invention relates to an actuator according to the upper Concept of claim 1, such as from the DE 32 27 245 A1 is known.

Bei Betätigungseinrichtungen ist es oft erforderlich, die Po sition und/oder die Bewegung einzelner Betätigungselemente zu erfassen. Hierzu besitzt das Betätigungselement häufig einen Signalgeber in Form eines Permanentmagneten, der mit einem Sensor zusammenwirkt.With actuators, it is often necessary to use the bottom sition and / or the movement of individual actuators to capture. For this purpose, the actuating element often has one Signal generator in the form of a permanent magnet with a Sensor interacts.

Aus der DE 32 27 245 A1 ist ein Weggeber für einen positions geregelten Elektromagneten bekannt, mit dessen beweglichen Magnetanker ein Dauermagnet verbunden ist, der mit einem orts festen Hallsensor zusammenwirkt. Der Permanentmagnet in Form eines Stabmagneten hat vorzugsweise einen kreisrunden Quer schnitt und ist in einem Rohrelement aus nicht magnetisierba rem Material eingeklebt, wie beispielsweise aus Kunststoff, Aluminium oder nicht magnetisierbarem Stahl. Das Rohrelement ist an einer Lagerstange eines Ankers des Elektromagneten be festigt, vorzugsweise angeschraubt. Durch Wärmespannungen oder durch die Stoßbelastung beim Aufschlagen des Ankers auf eine Polfläche des Elektromagneten kann sich die Verbindung lösen, so daß die Funktion des Weggebers nicht mehr gewährleistet ist.DE 32 27 245 A1 describes a position encoder for a position regulated electromagnet known with its movable Magnetic armature is a permanent magnet connected to a location fixed Hall sensor interacts. The permanent magnet in shape a bar magnet preferably has a circular cross cut and is in a tubular element made of non-magnetisable material glued in, such as plastic, Aluminum or non-magnetizable steel. The pipe element is on a bearing rod of an armature of the electromagnet be strengthens, preferably screwed. By thermal stress or by the shock load when the anchor hits an Pole surface of the electromagnet can loosen the connection, so that the function of the encoder is no longer guaranteed is.

Aus der DE 37 03 867 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen des Hubwegs von Hubventilen bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei der der Ventilschaft aus einem nicht magnetischen Werkstoff besteht und eine Hülse aus magnetischem Werkstoff in eine Nut des Ventilschafts eingeklebt ist. Die Hülse dient als Signal geber für einen Sensor, der von einer ortsfest gelagerten Spu le gebildet ist. Abgesehen davon, daß die vorliegende Meßa nordnung sich vornehmlich nur in unbefeuerten Brennkraftma schinen zum Messen des Ventilhubs eignet, kann sich der Magnet durch Stöße beim Schließen des Ventils und durch Wärmespannun gen im Dauereinsatz lösen, so daß seine einwandfreie Funktion nicht mehr gegeben ist.DE 37 03 867 A1 describes a device for measuring the Stroke of stroke valves in internal combustion engines, known that of the valve stem made of a non-magnetic material consists and a sleeve made of magnetic material in a groove of the valve stem is glued in. The sleeve serves as a signal sensor for a sensor, which is from a stationary Spu le is formed. Apart from the fact that the present Messa primarily in unfired internal combustion engine The magnet can be used to measure the valve lift by shocks when closing the valve and by thermal stress Solve conditions in continuous use, so that its perfect function is no longer given.

Der Erfindung liegt die Aufrabe zugrunde, den Dauermagneten betriebssicher mit dem Betätigungselement zu verbinden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is based on the Aufrabe, the permanent magnet reliable to connect with the actuator. This Object is according to the invention by the features of the spell 1 solved. Further configurations result from the Dependent claims.

Nach der Erfindung ist die einen Dauermagneten aufnehmende und mit einem Boden versehene Hülse derart ausgebildet, daß sie an ihrem anderen Ende einen Bund aufweist, an dem sich die Feder über den Federteller abstützt. Somit wird der Dauermag net zwischen dem Boden der Hülse und dem schaftförmigen Ende des Betätigungselements sicher in der Hälse gehalten, ohne daß Wärmespannungen oder Stoßbelastungen die Verbindung lösen könnten. Dabei ist es vorteilhaft, daß sich die Feder über den Federteller, die Hülse und den Dauermagneten am schaftförmigen Ende des Betätigungselements abstützt. Durch die Federvorspan nung ist gewährleistet, daß der Dauermagnet spielfrei am schaftförmigen Ende des Betätigungselements anliegt.According to the invention, the is a permanent magnet and provided with a bottom sleeve such that it has a covenant at its other end, on which the Support the spring over the spring plate. Thus, the permanent stomach net between the bottom of the sleeve and the shaft-shaped end of the actuator securely held in the neck without Thermal stress or shock loads loosen the connection could. It is advantageous that the spring over the Spring plate, the sleeve and the permanent magnet on the shaft-shaped Supported end of the actuator. Through the spring preload tion is guaranteed that the permanent magnet free of play on abuts the shaft-shaped end of the actuating element.

Ist die Kraft der Feder, die auf die Funktion der Betätigungs einrichtung abgestimmt ist, sehr groß, so daß im Langzeitbe trieb eine Beschädigung des Dauermagneten nicht ausgeschlossen werden kann, stützt sich zweckmäßigerweise die Feder über den Federteller und den Bund der Hülse an einem Absatz des ventil schaftförmigen Endes ab. Dabei kann es, wie übrigens auch in anderen Anwendungsfällen, vorteilhaft sein, den Dauermagneten über ein Federelement gegenüber dem schaftförmigen Ende des Betätigungselements und/oder dem Boden der Hülse spielfrei ab zustützen. Das Federelement bewirkt ferner, daß hohe dynami sche Kräfte, die auf den Dauermagneten wirken könnten, ge dämpft werden.Is the force of the spring on the function of the actuation facility is coordinated, very large, so that in the long term did not rule out damage to the permanent magnet can be expediently supports the spring over the Spring washer and the collar of the sleeve on a paragraph of the valve shaft-shaped end. It can, as by the way also in other applications, be advantageous, the permanent magnet via a spring element opposite the shaft-shaped end of the Actuating element and / or the bottom of the sleeve without play support. The spring element also causes high dynami forces that could act on the permanent magnet be dampened.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er findung dargestellt.In the drawing, embodiments of the He shown.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen elektromagnetischen Ak tuator mit einem erfindungsgemäßen Betätigungselement und Fig. 1 shows a partial section through an electromagnetic Ak actuator with an actuating element according to the invention and

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1. Fig. 2 shows a variant of Fig. 1,.

Ein elektromagnetischer Aktuator 1 zum Betätigen von Gaswech selventilen einer Brennkraftmaschine besitzt einen Schließ magneten 2 und einen Öffnungsmagneten 3, zwischen denen ein Anker 4 axial beweglich angeordnet ist. Der Anker 4 sitzt fest auf einer Ankerstange 6, die durch ein Führungslager 8 im Öff nungsmagneten 3 geführt ist und auf ein nicht dargestelltes Gaswechselventil wirkt. Im Schließmagneten 2 ist ein als Fe derstößel 7 ausgebildetes Betätigungselement in einem Füh rungslager 9 axial verschiebbar gelagert, das mit einem Ende am Anker 4 bzw. an der Ankerstange 6 anliegt, während das andere Ende als schaftförmiges Ende 12 von einer Feder 10 über einen Federteller 11 belastet ist. Die Feder 11 stützt sich an einem Federgehäuse 19 ab, das in ein Gewinde 20 des Gehäuses 5 eingeschraubt und durch eine Kontermutter 21 gesichert ist.An electromagnetic actuator 1 for actuating gas exchange valves of an internal combustion engine has a closing magnet 2 and an opening magnet 3 , between which an armature 4 is arranged to be axially movable. The armature 4 is fixed on an anchor rod 6 , which is guided by a guide bearing 8 in the opening magnet 3 and acts on a gas exchange valve, not shown. In the closing magnet 2 is designed as a Fe derstößel 7 actuating element in a Füh approximately bearing 9 axially displaceably, which rests with one end on the armature 4 or on the anchor rod 6 , while the other end as a shaft-shaped end 12 of a spring 10 via a spring plate 11 is charged. The spring 11 is supported on a spring housing 19 which is screwed into a thread 20 of the housing 5 and is secured by a lock nut 21 .

Das schaftförmige Ende 12 des Federstößels 7 ist von einer Hülse 14 aus nicht magnetischem Material umgeben, in der zwi schen einem Boden 16 und einer Stirnseite des schaftförmigen Endes 12 ein Dauermagnet 13 angeordnet ist. An dem Ende, das dem Boden 16 gegenüberliegt, besitzt die Hülse 14 einen Bund 15, an dem sich der Federteller 11 abstützt.The shaft-shaped end 12 of the spring plunger 7 is surrounded by a sleeve 14 made of non-magnetic material, in which a permanent magnet 13 is arranged between a bottom 16 and an end face of the shaft-shaped end 12 . At the end opposite the bottom 16 , the sleeve 14 has a collar 15 on which the spring plate 11 is supported.

Die Kraft der Feder 10 kann nun über den Federteller 11, den Bund 15, die Hülse 14 und den Boden 16 sowie den Dauermagneten 13 auf das schaftförmige Ende des Federstößels 7 wirken. Sie kann sich aber auch über den Federteller 11 und den Bund 15 direkt auf einem Absatz 17 des Federstößels 7 abstützen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wie die Ausführung nach Fig. 2 zeigt, zwischen dem schaftförmigen Ende 12 des Federstößels 7 und dem Dauermagneten 13 ein Federelement 18 anzuordnen, um dynamische Stoßkräfte zu dämpfen und eine spielfreie Anlage zu gewährleisten. Das Federelement 18 kann auch alternativ oder zusätzlich zwischen dem Dauermagneten 13 und dem Boden 16 der Hülse 14 angeordnet sein.The force of the spring 10 can now act on the shaft-shaped end of the spring plunger 7 via the spring plate 11 , the collar 15 , the sleeve 14 and the base 16 and the permanent magnet 13 . But it can also be supported directly on a shoulder 17 of the spring plunger 7 via the spring plate 11 and the collar 15 . In this case, it is expedient, as the embodiment according to FIG. 2 shows, to arrange a spring element 18 between the shaft-shaped end 12 of the spring plunger 7 and the permanent magnet 13 in order to dampen dynamic impact forces and to ensure a play-free system. The spring element 18 can alternatively or additionally be arranged between the permanent magnet 13 and the bottom 16 of the sleeve 14 .

Der Dauermagnet 13 wirkt mit einem Sensor 22 zusammen, der in das Federgehäuse 19 hineinragt und die Hülse 14 umgibt. Zweck mäßigerweise kann der Sensor 22 als Hallsensor oder als elekt rische Spule ausgebildet werden.The permanent magnet 13 interacts with a sensor 22 which projects into the spring housing 19 and surrounds the sleeve 14 . Expediently, the sensor 22 can be designed as a Hall sensor or as an electrical coil.

Claims

1. actuating element, which is loaded at one shaft-shaped end ( 12 ) by a spring ( 10 ), with a permanent magnet ( 13 ) which is accommodated in a sleeve ( 14 ) made of non-magnetic material, which has a bottom ( 16 ) at one end has, characterized in that the sleeve ( 14 ) is designed such that it has at its other end a collar ( 15 ) on which the spring ( 10 ) is supported via the spring plate ( 11 ).

2. Actuating element according to claim 1, characterized in that the spring ( 10 ) on the spring plate ( 11 ), the sleeve ( 14 ) and the permanent magnet ( 13 ) on the shaft-shaped end ( 12 ) of the actuating element is supported.

3. Actuating element according to claim 1, characterized in that between the shaft-shaped end ( 12 ) and the permanent magnet ( 13 ) and / or the permanent magnet ( 13 ) and the bottom ( 16 ) of the sleeve ( 14 ), a spring element ( 18 ) is arranged is.

4. Actuator according to claim 3, characterized in that the spring ( 10 ) on the spring plate ( 11 ) and the collar ( 15 ) of the sleeve ( 14 ) on a shoulder ( 17 ) of the shaft-shaped end ( 12 ) is supported.