CN101523524A - 电磁调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁调整装置,其包括在端侧构成作用区(11)的并可通过固定设置的线圈装置的力来运动的细长的调整件(3),该调整件局部具有与固定的铁芯区(7)配合作用的永磁装置(4),其中,与铁芯区(7)轴向相对置地设有起磁轭作用的固定的用于支承至少局部设计为活塞状的调整件(3)的支承件(8),在此,调整件(3)具有两个区段(10、20;3a、3b),其中布设在永磁装置(4)区域内的第一区段(19、3a)在导磁能力方面最优化,而布设在作用区内的第二区段(20、3b)耐磨性最优化。

Description

电磁调整装置
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的电磁调整装置。
这种装置例如作为电磁调整装置是详尽已知的以及被利用于多种使用目的。其基本原理在于一个设计为活塞的调整件,它在端侧具有一个针对所规定的调整任务的作用区,在一个外壳内作为衔铁在固定的铁芯区与起磁轭作用的支承件之间导引,并可借助一个大体布设在铁芯区内的电磁铁操纵。外壳通常设计为可导磁通的,与起磁轭作用的支承件共同使磁回路闭合。
背景技术
在申请人的DE10240774A1中介绍了一种按照权利要求1前序部分所述的电磁调整装置。在此已知的调整装置中,用软磁性材料制成的调整件设计为整体式的。通过这种软磁性材料使磁力线成束,由此增强调整件区域内的磁场,从而又可以实现更快速的反应时间。然而这种已知的调整装置的缺点是,在执行调整任务时,不可避免地在调整件的同样用软磁性材料制成的强度较低的作用区上造成的机械负荷,会导致调整件在作用区内严重的磨损。
此外由申请人的DE10240774A1作为现有技术还已知另一类电磁调整装置,它取代永磁装置而具有复位弹簧。在该装置中调整件设计成三段。这种三段式结构对于这种已知装置是必要的,以构成复位弹簧的支座。此已知的调整装置的中央分段用作支座。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,将上述类型的电磁调整装置在保持短的反应时间的情况下设计得更坚固耐用。
上述技术问题通过权利要求1的特征得以解决。
在从属权利要求中给出本发明有利的扩展设计。
本发明的基本思想是,将调整件分为两个区段,以及在永磁装置区域内优选地沿径向在永磁装置内部的第一区段在导磁能力方面最优化,也就是说将这一区段设计为,使磁力线调整件尽可能高的加速并因而高度成束,以增强由线圈装置作用在调整件上的磁场,并由此实现调整件尽可能高的加速度并因而实现短的反应时间。调整件的第二区段按照本发明包括调整件的在端侧的作用区。它不是在导磁能力方面而是在其强度方面最优化,以便能尽可能长期无损地经受住作用在它上面的机械负荷。由于按照本发明将调整件分成所述的两个区段,其中在线圈装置一侧的第一区段在导磁能力方面最优化,以及包括作用区的第二区段在其耐磨特性方面最优化,从而得到一种电磁调整装置,它一方面保证短的反应时间,以及另一方面保证长的使用寿命。尤其为了将按照本发明的电磁调整装置例如作为凸轮轴-冲程转换装置或作为阀门调整装置使用在汽车中,这些特性具有决定性的优点。
按照本发明的扩展设计有利地规定,第二区段,亦即在其耐磨特性方面最优化的那个区段,一直延伸到起磁轭作用的支承件内。因此按照此项优选的扩展设计,不仅作用区而且调整件的支承段都被耐磨性最优化,以及可以无损害地承受在移动的调整运动期间作用在它上面的摩擦力。
按照本发明的一种优选的实施形式,调整件的两个区段通过优选地互相连接的不同材料制成的调整件分件实现。按照此优选的实施形式,调整件不设计为一体式的,而是优选地设计为两段,其中,在线圈装置一侧的调整件第一分件,尤其通过其材料选择,在导磁能力方面得以最优化,而在作用区一侧的调整件分件耐磨性得以最优化。选择不同的材料来优化调整件两个分件相应的特性是有利的,因为通常对强导磁能力及高机械强度的要求是彼此矛盾的。优选地,这两个调整件分件不仅在弹簧力支持下彼此贴靠,而且互相防旋转地连接,以确保由两个调整件分件组成的调整件同步运动。
按照本发明的设计有利地规定,调整件第一分件由软磁性材料构成,以达到磁力线极度成束。软磁性材料的特点是容易磁化。原则上,不仅金属的而且陶瓷的软磁性材料,均可用于制造调整件第一分件。优选地适用铁磁性金属,如铁、钴和镍。然而也可以使用以金属氧化物为基础的铁氧体。为了实现调整件第二分件具有良好的机械强度,按照本发明的设计规定,它例如用奥氏体材料构成。奥氏体具有一种面心立方体的结构,其中,奥氏体的硬度尤其可以通过冷变形大大提高。奥氏体是非铁磁性的并因而不适合用于构成调整件第一分件。
按照本发明的扩展设计有利地规定,两个调整件分件沿轴向彼此相邻地布设。优选地这两个调整件分件彼此直接贴靠。这种设计形式在加工技术方面是有利的,因为这两个调整件分件只须在端侧互相连接。
按照本发明另一种特别稳定的设计形式有利地规定,这两个调整件分件不是沿轴向,而是沿径向彼此相邻地布设。这例如可以这样实现:第二个、亦即在作用区一侧的调整件分件设计为部分围夹在、例如热压配合或挤压在调整件第一分件上的套筒。在这方面按照本发明的扩展设计可以规定,套筒在端侧封闭,以便也能防止调整件自由端被损坏。反之,若将调整件第二分件只是设计为两侧开口的套筒,则调整件的作用区由套筒侧面尤其由套筒侧面内的径向凹陷构成。
为了建立调整件两个分件之间的牢固而耐用的连接,按照本发明的设计规定,将它们互相粘接或焊接。
除此之外或与之不同地,两个调整件分件可以形状闭合地互相连接,以便尤其能确防保旋转的连接。
按照本发明另一种不同的设计形式规定,调整件不是设计为两段的,而是设计为一体式的。在这种情况下调整件优选地用软磁性材料制造,其中耐磨性最优化的第二区段,由调整件的一个尤其通过热处理淬火的区段构成。
为了使起磁轭作用的支承件耐磨性最优化,按照本发明的设计规定,永磁装置没有安放在支承件的整个端侧上,而是在支承件的面朝永磁装置的端侧,布设一个优选地闭合的环形凸起部分,在调整件处于移出的位置时,此环形凸起部分起永磁装置的止挡和/或支座的作用。优选地,面朝环形凸起部分的端侧被支承件的一个沿径向在外部同轴的圆周段围绕,它在背对永磁装置那一侧相对于支架,尤其发动机缸体密封。
附图说明
由下面对优选实施例的说明中并借助附图给出本发明的其他优点、特征和详情。其中:
图1表示按照本发明一种优选的实施例的电磁调整装置的局部剖切侧视图;
图2表示图1中局部A的放大详图;
图3表示两个分件组成的调整件的一种可能的实施形式,其中两个调整件分件沿轴向相邻和互相焊接;
图4表示调整件另一种可能的实施形式,其中调整件同样由两个分件构成,强度较高的调整件第二分件设计为套筒;
图5表示调整件另一种实施形式,它设计为具有两个区段的整体,以及机械强度较高的第二区段设计为淬火区;以及
图6表示调整件另一种实施形式,它设计为两段,其中两个调整件分件互相形状闭合地连接以及互相粘接或焊接。
附图中相同的构件和具有相同功能的构件用同样的附图标记表示。
具体实施方式
图1表示一个电磁调整装置1,它与一个没有表示出的调整伙伴,尤其一个凸轮轴-冲程转换装置在操作上配合作用。电磁调整装置1包括一个空心圆柱形导磁套筒2,在其内部装有细长的活塞状调整件3。调整件3穿过一个防旋转地安置在它上面的永磁装置4,该永磁装置由一个中央的圆柱形低碳钢圆盘5和设在其两侧直径较大但厚度较小的永久磁铁6a、6b组成。此调整件3在固定的铁芯区7与套筒状的起磁轭作用的支承件8之间可运动地导引,其中,支承件8在支座10(例如发动机缸体部分)的相应尺寸的空心圆柱形孔9内密封地导引。
铁芯区7是图1中未示出的线圈装置的组成部分,线圈装置在左半图中装在套筒2的内部,以及它在供电时通过产生磁场可调地尤其离开铁芯区7作用在调整件3上。
如图1所示,活塞状地在支承件8内部导引的调整件3设计为由两个部分组成。它包括一个装在永磁装置4区域内的调整件第一分件3a,以及一个沿轴向相邻地在支承件8内部导引的调整件第二分件3b。调整件第二分件3b在端侧包括一个即使在调整件3的缩入状态也从支承件8伸出的作用区11,它可调地作用在未示出的调整伙伴上。这两个调整件分件3a、3b互相形状闭合地、防旋转地连接,以及在它们的端侧互相激光焊接。形状闭合的连接借助沿轴向互相嵌插的连接段12a、12b实现,通过它们还可沿周向传递在两个调整件分件3a、3b之间的周向扭矩。调整件分件3a、3b的连接段12a、12b沿周向交替布设。
在图纸平面左方的调整件第一分件3a用低碳钢构成,而在图纸平面右方包括作用区11的调整件第二分件3b用冷变形的奥氏体构成,并因而具有高的机械强度。
图2表示图1中局部A的放大详图。可以看到部分支承件8,其中在面朝永磁装置4的端侧13设有一个周向闭合以及端侧修圆的环形凸起部分14,在这里环形凸起部分14与调整件3或调整件第二分件3b同轴地具有径向间距地布设。环形凸起部分14沿轴向的长度尺寸约为3.0mm。此环形凸起部分14构成永磁装置4的永久磁铁6b的止挡或支座。环形凸起部分14沿径向布设在支承件8的外圆周壁15内部并超过它伸出约0.3mm。圆周壁15的内径大于永磁装置4的最大外径。
图3表示调整件3的另一种可能的实施例。图示的调整件3由两个大体等长的调整件分件3a、3b组成,它们在端侧彼此支靠且互相焊接。按照图示的实施例,两个调整件分件3a、3b的接触面16,比调整件分件3a、3b的沿轴向直接相邻的各区段具有更大的面积。这两个调整件分件3a、3b互相焊接,例如摩擦焊、电容器放电焊或激光焊。在图纸平面左边的调整件分件3a在其导磁能力方面最优化并由软磁性材料构成,在这里调整件第一分件3a设计为贯穿圆柱形永磁装置4。反之,调整件第二分件3b由机械上强度高的淬火材料构成,所以在其耐磨特性方面最优化。调整件第二分件3b的磁特性由于离铁芯区7的距离远因而并不重要。
在按照图4的实施例中,用软磁性材料制成的调整件第一分件3a沿调整件3的全部轴向长度尺寸延伸。调整件3在图纸平面右边包括作用区11的区域内,设有更高机械强度的套筒状的调整件第二分件3b,在这里调整件第二分件3b构成作用区11。套筒状调整件分件3b例如热压配合或挤压在调整件第一分件3a上。也可以考虑粘接。与图示的实施例不同,为了同样防止调整件3的端侧17遭受机械负荷,套筒也可以设计为端侧封闭的。
在按照图5的实施例中,永磁装置4沿轴向形状闭合地装入调整件3的圆周槽内。与上面介绍的那些实施例相反,此调整件3设计为一体式的,其中,调整件3连续用软磁性材料制成。此调整件3分为一个在永久磁铁一侧不淬火的第一区段19和一个包括支承区及作用区11的淬火的第二区段20。通过对调整件3的第二区段20的淬火硬化,使调整件3在支承件8内部的区域内以及在作用区11内耐磨性最优化。
图6所示的实施例涉及图1中调整件3的放大图。有关的详情可以参见针对图1的说明。

Claims (11)

1.一种电磁调整装置,其包括在端侧构成作用区(11)的并可通过固定设置的线圈装置的力来运动的细长的调整件(3),该调整件局部具有与固定的铁芯区(7)配合作用的永磁装置(4),其中,与铁芯区(7)轴向相对置地设有起磁轭作用的固定的用于支承至少局部设计为活塞状的调整件(3)的支承件(8),其特征为:调整件(3)具有两个区段(10、20;3a、3b),其中布设在永磁装置(4)区域内的第一区段(19、3a)在导磁能力方面最优化,而布设在作用区内的第二区段(20、3b)耐磨性最优化。
2.按照权利要求1所述的装置,其特征为,第二区段(20、3b)一直延伸到支承件(8)内并起支承段的作用。
3.按照权利要求1或2之一所述的装置,其特征为,第一区段(19、3a)由调整件第一分件(3a)以及第二区段(20、3b)由调整件第二分件(3b)构成;这两个调整件分件设计为优选地互相连接,尤其互相防旋转地连接。
4.按照权利要求3所述的装置,其特征为,调整件第一分件(3a)由软磁性材料构成和/或调整件第二分件(3b)由奥氏体材料构成。
5.按照权利要求3或4之一所述的装置,其特征为,两个调整件分件(3a、3b)沿轴向彼此相邻地布设。
6.按照权利要求3或4之一所述的装置,其特征为,调整件第二分件(3b)设计成部分围夹在、优选地热压配合或挤压在调整件第一分件(3a)上的套筒。
7.按照权利要求3至6之一所述的装置,其特征为,所述调整件分件(3a、3b)互相粘接或焊接,尤其摩擦焊,或电容器放电焊或激光焊。
8.按照权利要求3至7之一所述的装置,其特征为,所述调整件分件(3a、3b)形状闭合地互相连接。
9.按照权利要求1或2之一所述的装置,其特征为,所述调整件(3)设计为整体式的;以及第二区段(20)是调整件(3)的一个尤其通过热处理淬火的区段。
10.按照前列诸权利要求之一所述的装置,其特征为,支承件(8)的面朝永磁装置(4)的端侧(13)设有优选地圆周闭合的环形凸起部分(14),该环形凸起部分构成永磁装置(4)的止挡和/或支座。
11.按照前列诸权利要求之一所述的装置,其特征为,调整件(3)设计为用于控制内燃机的凸轮轴-冲程转换装置。
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