CN203179647U - 电磁致动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有伸长的致动元件作为电枢的电磁致动装置，电枢在末端形成接合区域，并可通过以固定方式提供的线圈设备的力而运动，致动元件具有在某些段磁化的永磁装置，并且轴向上沿着所述致动元件一定程度的方向，构造永磁装置用于与固定芯部区域相互作用，其中，所述致动元件具有两个部分（16、18），其中分配给永磁装置的第一（16）部分，关于其中的导磁性，以这样的方式设置，没有任何永磁装置的磁分路和/或短路发生，并且分配给接合区域的第二（18）部分具有高抗磨损性。

Description

电磁致动装置

技术领域

本实用新型涉及一种根据主权利要求前序所述的电磁致动装置。此外，本实用新型涉及一种生产用于电磁致动装置的致动元件的方法，特别是用于通用致动装置。

背景技术

这种类型的装置公知为用于多种目的驱动机构。基本原理在于致动元件，其以类似挺杆的方式构成，并为了分配的致动任务或末端的驱动搭配而形成接合区域，引导在壳体中作为相对于固定芯部区域的电枢。以另外一种公知的方式，进行电枢运动（和因此而类似挺杆致动元件的运动），作为穿过环绕电枢和芯部单元的固定线圈单元的电流通道的感应，例如在通用电磁致动装置的典型径向对称结构的情况下，因此允许紧凑型设计；致动元件然后沿着对称轴做轴向运动。

从DE 102 40 774A1中，这种类型的电磁致动装置是公知的。在该致动装置中，通过由软磁金属材料制成的一体化伸长的致动元件实现电枢，在该致动元件上，永磁元件位于一末端。然后，当电流穿过线圈单元并确保因此而实现的致动装置的有益的动力和力特征时，该电枢末端以可接受的排斥方式与固定芯部元件相互作用。

不过，例如为了与驱动任务有关的使用，在带有凸轮轴或类似组件的（其它公知的）调整的内燃机技术的技术领域中，通过致动装置在接合端（接合区域）的致动元件进入驱动搭配里的接合，这种类型的装置，假设是公知的且形成通用类型，需要改进。因此，一方面，致动元件的软磁金属材料仅具有受限的硬化特性，从而在对应的操作阶段之后，削弱该装置的实际用途的磨损和其它的磨损痕迹发生在接合区域，。因此，需要增加这种类型装置的有效操作或使用寿命。

另一方面，在永磁装置的区域，致动元件和/或方便地用在那里的软磁（和因此而磁性传导）材料证明是不利的。如果，也就是就像例如在现有技术中提供的那样，形成通用类型，那么将永磁装置构造成圆盘或类似的带有轴向磁化的磁体，也就是说该磁体的磁化方向平行于致动元件一定程度的轴向，在永磁装置和致动元件之间的过渡或接触区域，永磁场被分路或短路，从而这可不再以驱动发展的方式促成致动装置的驱动行为。相应地，需要改进以应对关于磁路设计的这个缺点。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是改进一种通用的电磁致动装置，考虑到其中的连续运转特征和磁效率两方面。在这种情况下，在接合区域的磨损或类似的损害二者均应减少，并且当电流穿过指定的（固定）线圈装置时，与芯部单元相互作用的永磁装置的磁性应以这样的方式得到改进，根据发展以及如成形且构成的适于与致动元件机械的相互作用的磁体那样，永磁装置可以以驱动发展的方式，在完全没有磁短路或分路的情况下，与磁路的固定部件相互作用。

通过具有所述主权利要求特征的电磁致动装置，以及生产电磁元件的方法，特别是用于根据所述主权利要求的致动装置，实现该目的。本实用新型的有利发展描述在各自的从属权利要求里，其中，本实用新型的设计或产品特征，在一定程度上，可通过生产致动元件的方法而实现它们，同样是本实用新型的部分且被声明属于本实用新型，例如影响所述致动元件或被同样致动元件影响的电磁致动装置的特性的方法结果。

以根据本实用新型的有利方式，实现轴向上沿着一定程度的方向延伸的伸长的致动元件，具有两段，其中，第一段分配给永磁装置，并且关于其导磁性，以这样的方式设置，通过所述致动装置（或提供在永磁装置区域里的致动装置的材料），没有任何永磁装置的磁分路和/或短路发生。在这种情况下，将以这样的方式解释这个特征“没有任何磁短路”，所述第一段的材料不是或仅仅是弱磁性传导的至一定程度，在与（轴向上均匀磁化）永磁装置接触的情况下，没有任何短路和/或分路受到影响，因为永磁场方向带有这样的结果，可增加该装置的磁效力。

相比之下，所述第二段，邻接于所述第一段（优选的是在轴向上），为了实现或形成接合区域，以这样的方式构成，增加其中的抗磨损性（例如考虑到第一段的材料）。典型地，通过与根据本实用新型的材料选择一起硬化或类似的过程，这种类型的高抗磨损性受到影响。

在这种情况下，本实用新型考虑到了明显的缺点，为了实现所述致动元件的两段，需要额外的生产支出；根据本实用新型，然而，该额外支出最好表示在所述致动元件上看似矛盾的要求，一方面，有益的磁（磁性非传导）特性，而相比之下，另一方面，用于接合区域的硬且抗磨损的材料特性，可协调二者，因为这两段构成在致动元件上或内部。

在这种情况下，公认地，它原则上由本实用新型组成，以便一体化构成致动元件（也就是说，仅使用一种材料，典型的是钢材料），其中，（第一段的）第一材料然后与（第二段的）第二材料一样，并且为了实现各自的特性，执行进一步的发展组件和/或处理步骤，如果在所述第一和/或第二部分上是适合的话。

优选的是，不过，通过各个磁体（在连接之前），以第一和第二致动元件部分的形式构成第一和第二段，在本实用新型的范围之内，其中，这些磁体最好由不同材料组成。通过选择并且如果适合的话，进一步更改这些材料，然后对于各个段，可优化期望的特性，于是，通过这些元件部分的（不可逆）连接，最终得到致动元件（并且如果适合的话，可再一次进一步处置或处理）。

在这种情况下，本实用新型的该优选变体的基本实施例在于选在所述接合区域里的非奥氏体材料（钢），也就说为了实现第二段，通过第二致动元件部分；由于不合要求的抗磨损性，不用考虑奥氏体钢，就像在当前技术中不利地确定的那样。当然，例如，为了利用奥氏体钢的低导磁性，最好在本实用新型的优选实施例的上下文中采用该材料，以便实现第一段或为了构成第一致动元件部分。同样，为了第二段（由第二致动元件部分构成），考虑到硬化钢（例如作为马氏永磁体），其将有益的硬化特性与高强度、抗磨损性和抗凹陷结合起来。

同时在本实用新型的上下文中，摩擦焊接法又组成优选的实施例，以便产生第一致动元件部分和第二致动元件部分之间的（优选的是不可逆的）旋转固定连接，然而，许多别的连接方法是可能的并且可执行的，取决于应用。因此，例如相互指向对方的致动元件部分的末端的合适的正/负轮廓提供了可能性，对于刚性配合和/或插头连接，其中，此外或或者，考虑到了（以及相对于倾斜的端面）激光或电容放电焊接的方法。

然后，合适的材料选择（特别是各自钢材料的）允许在接合区域的表面硬度多于50HRC和/或0.15mm或以上的表面硬化深度（CHD 550HV），对用于驱动搭配的致动元件末端的接合区域的抗磨损性，具有对应有利的影响。

就方法工程来说，以有利的方式，在根据源于通过摩擦焊接而连接第一和第二致动元件部分的致动元件的本实用新型的生产的情况下，很多方法是有意义的，在摩擦焊接时或之后，通过退火或类似的热处理，就微结构特性来说，影响第一和/或第二致动元件部分；这例如包括随后的退火致动元件。

结果，这使得本实用新型能够充分改进通用电磁致动装置或致动元件的特性，在那里以这样的方式提供，其关于设计、材料技术和磁性方面是尽可能的高性能，因此使得该通用原理的已经存在的优势是可获得的，对于进一步的要求和应用。因而，关于处理技术和因此潜在地适合于大规模生产，这是有利地易处理的，本实用新型又使得这种类型的高性能致动元件的简单且可靠的生产成为可能。

附图说明

本实用新型进一步的优点、特征和细节源于优选的具有代表性的实施例的下列描述以及基于附图。在这些图中

图1示出了根据本实用新型第一优选实施例的电磁致动装置（限于与固定芯部区域相互作用的致动元件）的示意性纵向截面视图；

图2示出了用在根据本实用新型第二代表性实施例的电磁致动装置中的伸长的致动元件和

图3示出了用在根据本实用新型第三实施例的电磁致动装置中的伸长的致动元件。

具体实施方式

图1中，以示意性纵向截面视图的形式示出了作为电磁致动装置部件的伸长的致动元件14；作为穿过围绕着该致动元件且未在图中示出的线圈单元的电流通道的反应，所述致动元件相对于固定的象征性示出的芯部单元12沿着轴向10运动。

更具体地，从通过摩擦焊接法而安装在过渡点20前面的第一致动元件部分16和第二致动元件部分18，实现图1中示出的第一代表性实施例的致动元件14。在由第二致动元件部分18形成的第二（右边）段的自由端区域，构造挺杆14用于与外部驱动搭配（未显示）相互作用，且为此目的，具有接合区域22，可以以未以任何更多细节示出的方式构造该区域且与驱动目的相对应。在相反方向，在由第一致动元件形成的第一段的自由端，永久磁铁装置（永久磁铁部件）由盘形永磁体24以及邻接于同一永磁体两侧的一对通量传导盘26、28组成，与同样的永磁体相互作用。更具体地，第一致动元件部分16的末端区域穿过盘装置24、26、28的中心孔而接合，并且通过其扁平前侧将其指向芯部区域12。

当通过第一致动元件部分实现的第一段16由奥氏体钢材料组成，且由于奥氏体结构和与之相连的较差的导磁性，使得永磁元件24的永磁通量不受影响（从而也不影响轴向上磁化的体24的中心短路或分路，也就是平行于轴10）时，实现第二段的第二致动元件部分18由硬化的马氏永磁体组成。这具有的优点是，特别是在用于与驱动搭配的（潜在磨损的）相互作用的接合区域22，明显减少了限制产品寿命的磨损，因而可增加示意性图示装置的有效操作和使用寿命。

相应地，根据第一代表性实施例，图1中示出的本实用新型的实施例实现了本实用新型基于的目的，也就是通过为两段14、18二者选择不同的材料，（永）磁通量最优化与接合侧磨损的改进和最优化有关，。

如同通过两个类似挺杆致动元件16、18之间的（其它公知的）摩擦焊接法已实现的那样，在过渡点20示意性地示出了固定的不可释放的连接：挤压夹紧的以便绕着纵轴旋转的一部分低压另一固定部分，直至最终的压力摩擦影响过渡点20这里的焊接。

图2示出了实际中实施本实用新型的另一种可能性。在这种情况下，等效的组件或功能元件设有同样的附图标记。

图2中的纵截面视图使得可看出在材料方面不同的两个致动元件部分16、18依次连接在一起，其中，所用材料对应于图1中的第一代表性实施例。在各段之间的连接点30处，不设置任何摩擦焊接连接，而是第一左边致动元件部分16的中心突出部分32接合入第二致动元件部分18的相关凹槽34里，从而以未以任何更多细节示出的方式产生牢固或非牢固实现的机械连接。因而，由于与图1中第一代表性实施例同样的影响，因此，相比之下，在永磁元件24的区域，以磁性非传导方式构造致动元件结果，由于挺杆结构在接合区域22具有有利的高硬度和抗磨损特性，从而不在永磁体上形成任何不利的分路和类似的影响。

图3中的代表性实施例使得看出也可以实现本实用新型的这些有利影响，带有一体化的挺杆40作为致动元件，至第一和第二段相互无缝合并的程度，且在这种程度上，同样的材料（典型的是金属或钢材料）用于这两段。

本实用新型既不受限于作为代表性实施例示出的原则上的变体，也不受限于电磁致动装置实际示出的实现。当然，可将本实用新型用于任何电磁驱动任务，其中，在一端以致动元件形式的挺杆单元应将高抗磨损性与在与永磁单元相互作用的另一段的有益的磁性非传导特性结合起来。

Claims (14)

1.一种电磁致动装置，具有 

细长的致动元件（14；40）作为电枢，电枢在端部形成接合区域（22），并通过以固定方式设置的线圈设备的力而运动， 

致动元件具有在特定段磁化的永磁装置（24），并且轴向上沿着所述致动元件的一定程度的方向，构造永磁装置用于与固定芯部区域（12）相互作用， 

其特征在于，所述致动元件具有两段（16、18），其中分配给永磁装置的第一段（16）相对于其导磁性以下述方式设置，即，没有任何永磁装置的磁分路和/或短路发生，并且分配给接合区域的第二段（18）具有高抗磨损性。 

2.根据权利要求1所述的装置， 

其特征在于，第一段由第一致动元件部分（16）形成，第二段由第二致动元件部分（18）形成，而且两个致动元件部分相互非稳固连接。 

3.根据权利要求2所述的装置， 

其特征在于，两个致动元件部分以旋转固定的方式相互连接。 

4.根据权利要求3所述的装置， 

其特征在于，两个致动元件部分以不可释放的方式相互连接。 

5.根据权利要求2所述的装置， 

其特征在于，第一致动元件部分由奥氏体钢构成和/或第二钢元件部分由硬化钢构成。 

6.根据权利要求5所述的装置， 

其特征在于，所述钢是马氏体钢。 

7.根据权利要求2或5所述的装置， 

其特征在于，所述两个致动元件轴向上彼此相邻安置。 

8.根据权利要求2至6中任一项所述的装置， 

其特征在于，所述致动元件各部分相互是焊接的。 

9.根据权利要求8所述的装置， 

其特征在于，所述致动元件各部分相互是摩擦焊接或电容放电焊接或激光焊接。 

10.根据权利要求2至6中任一项所述的装置， 

其特征在于，将第二致动元件部分构造为套筒，在特定段环绕着第一致动元件部分。 

11.根据权利要求10所述的装置， 

其特征在于，第二致动元件部分在特定段收缩或挤压在第一致动元件部分上。 

12.根据权利要求1所述的装置， 

其特征在于，一体化构造所述致动元件。 

13.根据权利要求12所述的装置， 

其特征在于，所述第二段是通过热处理硬化的致动元件的一部分。 

14.根据权利要求2至6中任一项所述的装置， 

其特征在于，构造所述致动元件，从而可对其控制，以便内燃机的凸轮轴轮毂移动。 

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