CN1148881A - 操作控制件的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用以操作控制件，尤其是操作诸如内燃机进气管的气体导管(3)中的节气阀(4)的装置，该阀借助于阀轴(5)和所设的操作器(11a)能旋转到各个操作位置，该操作器由一个作为操作器体(9)并设在该阀轴(5)上的转子体和一个电激磁的激磁部件(11)所组成，该激磁部件与所述转子体及检测阀轴(5)角度位置的位置传感器(20)一起协同工作，该传感器包括一个角度位置发生器(9，22)和一个角度位置检测器(23)，它们彼此相关，并且它们二者中的一个被安装成能转动，该阀轴(5)本身被制成能支承角度位置发生器(9，22)或角度位置检测器(23)，位置传感器(20)的相关部件以固定方式安装在该装置的壳体(2)上。

Description

操作控制件的装置
本发明涉及用以操作控制件，尤其是操作诸如内燃机进气管的气体导管中的节流阀的装置，该阀借助于阀轴和所设的操作器能旋转到各个操作位置，该操作器由一个作为操作器体并设在该阀轴上的转子体和一个电激磁的激磁部件所组成，该激磁部件与所述转子体及检测阀轴角度位置的位置传感器一起协同工作，该传感器包括一个角度位置发生器和一个角度位置检测器，它们彼此相关，并且它们二者中的一个被安装成能转动。
EP0.375,050B1叙述了一种用以操作控制件的装置，它可由一电动控制器控制。该控制器，例如，是一个机动车内燃机节流阀，该阀安装于一阀轴上。该阀轴支承一操作器体，该体为具有二磁极的被激磁转子体结构，永磁转子体为圆柱形，和具有三个磁极靴的激磁部件协同工作，这三个磁极靴包围转子体形成气隙。这些磁极靴支承绕组，通过这些绕组，它们被激磁，这些绕组分别各自被通电和控制。
该阀轴装有一位置传感器，它通过一角度位置发生器和一角度位置检测器来检测节流阀的角度位置，并且它向控制器传输指示节流阀位置的电信号。该控制器再将节流阀调节到所希望的位置。
位置传感器的分开安装，因为联接器采用了严格的容差，导致了一种苛刻的结构。联接位置传感器的引出的负荷支承轴端是不利的，在重负荷工况下易出现问题。
本发明的目的是要使位置传感器的应用在技术和结构上更加简单和可靠。
按照本发明，该目的是这样达到的，其中阀轴本身被制成支承角度位置发生器或角度位置检测器，而该位置传感器有关部件被固定安装在该装置的壳体上。
因此，位置传感器不再要求分隔安装，从而简化了轴结构。在位置传感器安装方面也无须额外的装配与调正操作。总之，该结构更经济和可靠。
在本发明的另一实施例中，设有装置来确保位置传感器的有关部件在任何工况下均工作在所要求的允许范围内。应确保在任何工况下位置传感器的有关部件均工作在所要求的允许范围内的装置首先包括该轴的一个精确的轴承装置，以便轴的径向和轴向位移减至最小。该轴应能充分地抗弯曲。
在本发明的另一实施例中，位置传感器的旋转安装部件被配置在阀轴端，该端还支承转子体。因此，由激磁部件和转子体组成的位置传感器和操作器被配置在操作装置的同一侧。这在结构上是有利的，它减轻了干扰影响。
在本发明的另一实施例中，位置传感器的旋转安装部件是一个永磁体，这在结构上是简单的。
在本发明的另一实施例中，位置传感器的旋转安装部件是永磁转子体本身。因此，不再需要角度位置发生器的单独的可磁化部件。
在本发明的另一实施例中，角度位置检测器被配置在成相对于在操作装置壳体上的位置传感器的相关部件恒定对中。其结果在少的调整工作下能达到较精确的定位。
在本发明的另一实施例中，该阀轴在自由伸出端附近有一机械导向装置，它按这种方式构成的：在正常操作状态下，它不与阀轴接触，而在非正常操作状态下，它进入接触并被支承，该支承确保了轴端的位移保持在允许范围内。因此，达到了在包括轴承故障或振动的非正常操作状态下，阀轴并不进行任何不希望的大位移。
在本发明的另一实施例中，该阀轴在支承位置传感器旋转部件的端部附近，自由穿过隔板中的一个孔，在正常操作状态下，该阀轴不与该孔接触，而在非正常操作状态下，它与该孔接触并被支承，该支承确保了轴端的位移保持在允许范围内。
在本发明的另一实施例中，隔板中的孔使由永磁转子体和电激磁的激磁部件构成的气隙在非正常操作状态下保持在允许范围内。
在本发明的另一实施例中，将该隔板制成在永磁转子体和静止的角度位置检测器之间形成实际的隔离。这样，可影响操作器和角度位置发生器或其相应的角度位置发生器部件操作的在隔板一侧的外部构件，可能从隔板的一侧移动到隔板的另一侧。
在本发明的另一实施例中，操作装置的电子控制器被安装在操作装置的壳内，而在本发明的又一实施例中，该静止角度位置检测器构成该电子控制器的一部分。
参照附图，详细叙述本发明，其中：
图1是表示内燃机进气口的简略局部剖面主体图，一节流阀装于所述进气道内，带有操作节流阀的装置和一位置传感器装置；
图2是操作节流阀的装置的操作器的剖视图；
图3表示图1的装置，装有位置传感器，节流阀处于开启位置；
图4是表示带节流阀的进气道的剖视图，位置传感器结构已改变。
图1表示例如内燃机的进气管中的进气道1的一部分。节流阀4安装在管形气道1的内部空间3内。节流阀4安装在阀轴5上，阀轴沿直径方向穿过管形内部空间3。在图1中，节流阀4处于无力起始(limphomu)位置。这个位置仍然允许紧急操作。该阀轴5通过轴承装置7被支承在气道1的凸缘6内。
该阀轴5有一个支承圆柱形磁化转子体9的外伸轴端8。可理解为磁化转子体9是一个能在气隙10内转动并属于永磁型或能通电磁化的旋转件。在本实施例中，永磁转子体是优先的。永磁转子体9配置在激磁部件11的气隙10内。该激磁部件11包括一U部铸铁定子11a和一激磁绕组14。该激磁部件11安装在凸缘6的壳体2中。
图2是表示永磁转子体9和激磁部件11的剖视图，该永磁转子体9和激磁部件11在非通电情况下共同构成一操作器。永磁体9有二磁极，即N极和S极。激化部件11由高导磁率材料诸如铁、钢、烧结铁制成或由磁化钢叠片制成，它具有U形状，其二电磁铁芯12a和12b由基座13连接。基座13支承在所述铁芯12a和12b之间的激磁绕组。
所述铁芯12a、12b构成带有极弧15a的极靴15，其外部以气隙10为界。这些极弧15a被大致在其中心的槽16所中断。这些槽16基本上具有跟相互面对的极靴端18之间的间隙17相同的磁化效应。这在中心槽16相反侧形成了沿直径方向相反的极弧部分15a1和15a2。气隙10连续地具有相同的宽度，但也可有变化的宽度，例如在极弧部15a1和转子体9之间该宽度平均来说可小于极弧部分15a2和转子体9之间宽度，假定转子体9沿圆周为圆柱形，具有恒定的直径。
转子体9的激磁部件11的尺寸是这样选定的，以获得具有大储备扭矩的装置。该大储备扭矩是由安置在槽16内的永磁铁41产生的。如果需要，该制动器扭矩也可通过槽扩展部20来增加。在无力起始位置，即当线圈14不通电时由挡块21限定的位置，由沿同一直径方向已被磁化了的永磁铁41产生强磁场，该磁场将沿直径方向也被磁化了转子体9牵引到无力起始位置。实际上，即在辅助磁铁磁场和其自己磁场的影响下转子体9力图转出图2所示的位置。然而，在装配后的情况下，该转子体并不达到该位置，因为挡块21阻止它达到图2中所示的位置，它保持在该无力起始位置。在该装置中，有二个相应的扭矩。一个是储备磁性扭矩，它朝挡板方向作用，由永磁铁41和转子体9一起产生的。另一扭矩是电磁扭矩，是当激磁绕组14通电时连同转子体9一起产生的，它将节流阀牵引到所希望的开启位置。该机构的操作相当于带一机械回归弹簧的机构的操作，完全取代了该回归弹簧。结果，该装置在机械和电气方面变得非常简单。
图1是一个表示带有其组成部件的该装置的位置传感器20的立体图。该位置传感器20包括一个设置在伸出自由轴端8端面上的角度位置发生器22。该角度位置发生器22协同角度位置检测器23一起工作。角度位置检测器23构成设置在配电盘24a上的电子控制器24的一部分。在图1所示的实施例中，轴端8自由地穿过隔板26上的孔25。隔板26以组装状态固定安装在壳体2上。在正常操作状态下，阀轴5的轴端8不与孔壁25a接触，即不与隔板26接触。然而，如果阀轴5由于非正常操作状态引起弯曲，轴端8便与孔壁25a接触，并被支承。该支承确保轴端8的位移保持在允许范围内。若电子控制器24被固定地安装在隔板26上，则角度位置发生器22和角度位置检测器23相互之间便有一确定的位置关系。这一确定的位置关系也由孔25中的导向得到保证，它不允许角度位置发生器22的位移超出允许的范围。轴端8在孔25中自由导向的附加的优点在于在非正常操作状态下，在永磁转子体9和通电激磁部件11之间形成的气隙被保持在允许范围内。隔板26的另一优点是在隔板26两侧中的一侧松脱的部件不能达到隔板26的另一侧。这形成了激磁部件11和电子控制器24之间完全的隔离。
图3是图1所示装置的剖视图，其中，节流阀4由于激磁绕组14的激磁已被转到其开启位置。图3表示在壁24a上的电子控制器24如何被固定连接到壳体2上。靠近电子控制器24的空间27以隔板26为界。隔板26在操作器11a所处的空间28和邻接电子控制器的空间27之间构成了实际的隔离。
图4表示另一实施例中的该装置和位置传感器，其中已省去在轴端8上的角度位置发生器22。它的功能已由永磁转子体9接替。转子体9有一个在其端面31上形成的并延伸到外端面31处的空间32内的杂散(stray)磁场。在该空间32内，角度位置检测器23仍然配置在转子体9的杂散磁场内。其操作相当于图1所示装置的操作。
一个未示的薄的隔板可穿过空间32，以便在电子控制器24和操作器11a的元件之间形成所希望的隔离。该薄隔板应由非磁性材料制成。

Claims (12)

1.一种用以操作控制件，尤其是操作诸如内燃机进气管的气体导管(3)中的节气阀(4)的装置，该阀借助于阀轴(5)和所设的操作器(11a)能旋转到各个操作位置，该操作器由一个作为操作器体(9)并设在该阀轴(5)上的转子体和一个电激磁的激磁部件(11)所组成，该激磁部件与所述转子体及检测阀轴(5)角度位置的位置传感器(20)一起协同工作，该传感器包括一个角度位置发生器(9，22)和一个角度位置检测器(23)，它们彼此相关，并且它们两者中的一个被安装成能转动，其特征在于该阀轴(5)本身被制成能支承角度位置发生器(9，22)或角度位置检测器(23)，位置传感器(20)的相关部件以固定方式安装在该装置的壳体(2)上。
2.一种按权利要求1所述的装置，其特征在于设有一种装置来确保位置传感器(20)的相关部件(9，22)在任何操作状态下工作在所要求的允许范围内。
3.一种按照权利要求1所述的装置，其特征在于位置传感器(20)的旋转安装部件(22)被配置在阀轴(5)上的也支承转子体(9)的远端(8)。
4.按权利要求3所述的装置，其特征在于位置传感器(20)的旋转安装部件(22)为一永磁体。
5.按权利要求1所述的装置，其特征在于位置传感器(20)的旋转安装部件是永磁转子体(9)本身。
6.按权利要求1所述的装置，其特征在于角度位置检测器(23)被配置在操作装置壳体(2)上，跟位置传感器(20)的相关部件(9，22)恒定对中。
7.按权利要求1所述的装置，其特征在于阀轴(5)，在自由伸出端(8)附近，有一机械导向装置(25)，该导向装置按这种方式构造，在正常操作状态下阀轴(5)不与导向装置(25)接触，而在非正常操作状态下它进入接触，并从而被支承，该支承确保该轴端的位移保持在允许范围内。
8.按权利要求1所述的装置，其特征在于阀轴(5)，在支承位置传感器(20)的旋转部件(22)的端部(8)的附近，自由穿过隔板(26)上的孔(25)，在正常操作状态下，阀轴(5)不与孔(25)接触，而在非正常操作状态下与它接触，从而被支承，该支承确保轴端(8)的位移保持在允许范围内。
9.按权利要求8所述的位置，其特征在于隔板(26)上的孔(25)使在永磁转子体(9)和电激磁的激磁部件(11)之间形成的气隙(10)在非正常操作状态下保持在允许范围内。
10.按权利要求9所述的装置，其特征在于构建一隔板(26)，以便在永磁转子体(9)和静止的角度位置传动器(23)之间形成实际上的隔离。
11.按权利要求1所述的装置，其特征在于操作装置的电子控制器(24)安装在操作装置的壳体(2)内。
12.按权利要求11所述的装置，其特征在于静止的角度位置检测器(23)构成电子控制器(24)的一部分。
CN96190208A 1995-02-10 1996-02-09 操作控制件的装置 Pending CN1148881A (zh)

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