CN102112709B - 电磁调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁调整装置，包括一个电磁致动器，它用于可控制地在长的推杆组件上施加调整力，其中，致动器沿其调整方向装在外壳内。按本发明规定，致动器在其面朝推杆的作用端，设计一个至少局部平的在轴向可沿调整方向运动的作用面；推杆组件在作用侧的端面可分离地与所述作用面配合作用；以及，推杆组件以其作用侧的端面磁性吸附地安置在致动器的作用面上，其中，优选地，推杆组件在所述端面的区域内设计为软磁性的，更优选地由软铁构成。

Description

电磁调整装置

技术领域

本发明涉及一种按独立权利要求前序部分所述的电磁调整装置。由申请人的DE10240774已知这种装置，它使用于多种调整目的，例如与内燃机有关。

背景技术

图5表示作为现有技术已知的电磁调整装置的结构设计。固定的磁芯单元32装在圆柱形外壳30内，线圈架34和设在它上面的绕组36沿径向处于磁芯单元32之间。电枢单元沿轴向可相对于磁芯单元32运动地导引移动，它具有端侧构成一个作用端44的长的推杆组件42。与作用端44相对置地以及为了与磁芯单元磁力配合作用，电枢单元有一个多重圆盘式结构，它由永久磁盘38和在两侧与之相邻的第一及第二电枢盘48、50组成。此结构在外壳侧被夹持环52围绕。

在图5所示的位置，电枢单元在永久磁铁38作用下吸附在磁芯32上。绕组36通电产生排斥磁场，由此使电枢单元(在图纸平面内向右)轴向运动并可相应地驱动其端侧作用在作用端44上的调整伙伴。

这种示意表示的装置已知有各种实施形式以及用于多种应用场合，例如利用于内燃机的凸轮轴调整。因为便于制造和能适用于大批量生产，所以由现有技术已知的工艺技术可以实现有利的单件成本。

但与此同时也已证实按图5表示的技术适应性差，尤其鉴于特殊的结构空间需求。也就是说，已知技术如图5所示的结构原理，推杆组件42作为电枢单元的组成部分并因而刚性安装在成叠的盘组48、38、50上；这些单元不能分离并因而为了高效地安装不得不是一种尽可能相应地径向对称的安装轮廓。图6作为在内燃机上示意的安装轮廓(具体而言：用于凸轮轴调整的电磁致动器的安装空间)举例表示在使用地点的实际位置状况；图7中仅象征性示出的机组表示，相应于图5(就此而言，单元60表示按图5的原理能安装的致动器)传统的径向对称结构，在图6的安装条件下不能装入。确切地说，在保持径向对称结构原则的情况下，致动器的直径必须显著减小，这或在结构上已经排除其可能性，或要求极高的磁力密度。其结果是又导致必需特别优质(并因而昂贵)的材料例如用于永久磁铁组38，从而不仅使这种小型化有潜在不经济性，除此之外还要为一些特殊的构件支付附加的专用的物流费用。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是，在便于制造和使用灵活性方面改进上述类型的电磁调整装置，尤其改善其对于非对称安装条件的适应性(在本发明的框架内，“非对称”应理解为这些安装条件：它们相对于推杆组件的运动方向不是径向对称的)。

上述技术问题通过具有独立权利要求1的电磁调整装置、按权利要求13所述的应用以及按权利要求14所述的凸轮轴调整装置得以解决；在从属权利要求中说明本发明有利的扩展设计。

按本发明有利的方式，本发明达到一种在推杆组件(更准确地说：推杆段)与电枢单元之间的一种机械上刚性、不可分离和径向对称地连接的跨越。按本发明这被一个致动器取代，推杆组件作为单独的构件磁性吸附并可分离地安置在致动器上。由此提供可能性，如按优选的实施例规定的那样，推杆组件还偏心(或必要时甚至仅将其端面部分搭接地)安置在致动器的作用面上，换句话说，甚至有能力与致动器一起形成一种非对称并因而径向不对称的布局，由此与适用的结构空间相匹配。

在这里典型地，致动器本身又借助电枢单元实现，电枢单元按众所周知的方式有永久磁铁组，它与固定的磁芯单元配合作用，以及可以作为对固定的线圈单元通电的响应进行运动。

此外，为了优化输导磁通和/或为了达到在结构形式上特别有利地适应于适用的结构空间，业已证实有利的是，线圈单元被一个至少部分圆柱或空心圆柱形输导磁通的致动器外套作为外壳围绕，它的一端沿轴向朝露天的作用面开口。

现在，致动器外套可以不完全闭合，确切地说，也可以仅设计为弓形(亦即纵剖面为U形)，或甚至设计为仅有一个自由边的L形。

此外按扩展设计在本发明的框架内有利的是，盘形结构的永久磁铁组，设计为相对于电枢在磁芯单元内部导引的长的电枢推杆段沿径向展宽，以改善磁特性。按本发明优选的扩展设计，磁芯单元也恰当地与具体的使用目的相适应以及例如可借助一个能平衡流体压力的通道改善动力学。

按有利于磁通量的方式，推杆组件在作用侧，亦即在其作用侧端面的区域内，为了与作用面配合作用，设计为软磁性的(尤其通过在此区域内由软铁构成来实现)，从而在致动器或其作用面上实现顺利的磁吸附。

因此本发明也可以非常灵活地适应于非对称的安装条件。相应地，本发明的电磁调整装置以特别有利的方式适用于在非对称安装空间内的各种应用，在内燃机中为了实施完全不同的调整功能，例如凸轮轴调整，经常出现这种非对称安装空间。

此外，按本发明另一种优选的实施形式，不仅仅只是在致动器作用面上设置一个可通过致动器驱动的推杆组件，确切地说，按本发明也可以在一个公共的作用面上定位多个推杆。迄今这在由现有技术已知的工艺技术中是十分困难的，因为将两个推杆定位在两个孔内，在推杆固定的情况下对于成批生产需要很准确的公差，这恰恰在热敏感的汽车领域是很难实现的。然而本发明允许通过机械吸附来补偿公差，所以正是一种显著简化的方案，在此方案中通过致动器的一个共同的行程驱动两个(或更多个)推杆。

附图说明

由下面优选实施例的说明以及借助附图，提供本发明的其他优点、特征和详情；其中：

图1示意表示通过按本发明第一种优选实施形式的电磁调整装置剖开示出的纵剖面；

图2表示按本发明第二种实施形式的推杆组件在具有弓形致动器外套的致动器作用面上非对称结构的透视图；

图3类似于图2表示在这里径向对称可分离地安置推杆组件；以及

图4类似于图2、图3表示一对共同安置在作用面上的推杆组件。

具体实施方式

图1在示意的纵剖面中表示，推杆组件10如何将一个软铁分段磁性吸附和可分离地安置在电枢单元14的作用面12上，电枢单元14又可以在固定的磁芯单元16内轴向运动，以及作为对线圈18(它仍固定在线圈架20上)通电的响应可相对于它运动地导引移动。电枢单元14在作用侧有一个盘状装置，它由前部电枢盘22、永久磁铁单元24和磁芯侧的电枢盘26组成，以及由电枢推杆段28延续，电枢推杆段28可以在磁芯单元16的空心圆柱形内腔中以图示的方式运动。盘状装置22、24、26例如通过用导磁钢制造的盘22、26与推杆28端部焊接固定，以及不可拆地与之连接。在后侧，磁芯单元16借助孔29开口。

推杆组件10通过其磁性作用吸附，全面或部分面积相对于作用面12同心于纵轴线(图3)或偏心(图2)，从而达到对具体的安装条件和安装空间任意的可适应性。显然，图1所示形式的构型可以没有困难和在最大程度利用可提供使用的结构空间的条件下，使图示的电磁装置顺利适应图6的给定条件。

在本发明的框架中，这种结构设计也可以如图4表示的那样在同一个作用面12上安置两个(或更多个)推杆组件10，以及如图4所示例如沿互相平行的方向共同驱动。在这里，非常有效地解决了由现有技术已知的应在两个孔内导引的两个推杆的公差问题，因为通过各自推杆组件与电枢单元之间的磁性吸附，保证简单地补偿公差。

按本发明优选的扩展设计，推杆组件10设计为磁性的，使它朝电枢单元的方向以及为了与永久磁铁组24配合作用吸附在作用面12上有一个软磁性分段，优选地由软铁实现。反之，推杆组件朝相对置的(未示出的)调整伙伴的反方向，推杆组件设计为硬质和耐磨的，以便在例如用于凸轮轴调整的持续工作情况下达到长的使用寿命。这两个分段可通过适当的材料影响制成(例如将一个软铁推杆体淬火，以构成耐磨的分段)，按另一种可选择的方案，借助焊接或类似工艺过程，通过不可拆地拼合两种不同的(例如金属)材料。

Claims (14)

1.一种电磁调整装置的应用，其用于内燃机中的非对称安装空间以调整凸轮轴，所述电磁调整装置具有仅一个电磁致动器以及推杆组件，其中，所述电磁致动器用于能控制地在长的推杆组件上施加调整力，所述致动器沿其调整方向装在外壳内，所述致动器在其面朝推杆组件的作用端设计一个至少局部平的在轴向能沿调整方向运动的作用面；推杆组件在作用侧的端面能分离地与所述作用面配合作用；以及，推杆组件以其作用侧的端面偏心地并磁性吸附地安置在致动器的作用面上。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征为，推杆组件偏心地安置在所述作用面上。

3.按照权利要求2所述的应用，其特征为，推杆组件仅将部分表面安置在所述作用面上。

4.按照权利要求1或2所述的应用，其特征为，致动器具有一个具有永久磁铁组在端侧构成作用面的电枢组件，它能在固定的线圈单元通电时运动。

5.按照权利要求4所述的应用，其特征为，所述线圈单元被一个至少部分圆柱或空心圆柱形的输导磁通的致动器外套(27)围绕，使所述作用面能在致动器外套的开口端内运动。

6.按照权利要求5所述的应用，其特征为，致动器外套设计为L形或弓形，使致动器外套的一个自由边构成致动器或线圈单元的部分空心圆柱形的圆周边界。

7.按照权利要求4所述的应用，其特征为，致动器有一个沿轴向在线圈单元之外具有永久磁铁组的加宽的电枢段和一个安装在此电枢段上长的电枢推杆段，该电枢推杆段至少部分在致动器的一个被线圈单元围绕的长的磁芯单元内导引移动。

8.按照权利要求6所述的应用，其特征为，磁芯单元由磁性材料制造，和/或有一个能平衡流体压力的通道。

9.按照权利要求4所述的应用，其特征为，电枢单元克服一个轴向设置的弹簧弹力地移动。

10.按照权利要求9所述的应用，其特征为，所述弹簧是一个朝电枢推杆段作用和/或装在通孔中的压力弹簧。

11.按照权利要求1至3之一所述的应用，其特征为，用金属材料制造的整体销钉状推杆组件沿其纵轴线有两个分段，其中第一段为了与致动器永久磁铁组磁吸附配合作用是软磁性的，以及设计用于与调整伙伴配合作用的第二段被淬火和/或设计为耐磨的。

12.按照权利要求1至3之一所述的应用，其特征为，多个推杆组件能分离地与一个公共作用面配合作用。

13.按照权利要求12所述的应用，其特征为，至少两个推杆组件互相平行延伸地移动。

14.按照权利要求12所述的应用，其特征为，至少两个推杆组件互相歪斜延伸地移动。